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去除污水中的对苯二甲酸方法

关键词：污水方法甲酸除污水中

1物化处理
1.1酸析法
    处理含较高浓度TA的废水，一般要考虑先将TA去除，使废水的COD下降，目前常见的处理方法为酸析。一般废水的pH值调节至2~4，TA从废水中析出，去除率达到70%~99%，COD的去除率达到50%~90%。TA去除率的最佳pH和废水的水质有关，废水中TA含量高则去除率也高。
酸析反应式：
NaOOC            COONa  +  H2SO4
      HOOC            COOH   +  Na2SO4
酸析可去除水中绝大部分的TA，COD的去除率也很高，酸析技术简单，TA的回收率高，*作方便，常作为碱减量废水的预处理，由于加酸量大，从处理成本考虑，适合TA浓度高的工艺废水[4]。但是目前酸析的TA颗粒细小，粒径以5µm为主，沉淀分离较为困难，脱水性差。
1.2混凝沉淀法
    向废水中投加混凝剂，能够形成沉淀性能、脱水性能良好的絮体，且絮体还有捕捉、吸附其他有机物的能力，一般絮凝剂在调节pH前加入。
酸析处理碱减量废水时，酸的消耗量相当大，可用碱土金属的氯化物或硝酸盐进行沉淀，以减少酸的消耗量，调节废水至中性， TA去除效果好，与常规的酸析法相比，可减少35%的加酸量。所加的盐有絮凝剂的作用，沉淀物易于脱水。如含对苯二甲酸钠的碱减量废水，加入酸使pH调为7，加入氯化钙使其沉淀。沉淀物易于脱水，上清液适于排放，60min后，沉淀体积占总体积的8%[5]。
废水中的TA也可用硫酸铁或三氯化铁在pH2~4或4~5.5时进行处理，加入聚丙烯酰胺使沉淀形成较大的絮团，易于沉淀、过滤及脱水，可提高去除率，TA的回收≥90%[6]。采用本法可使COD值从几g/L降至500mg/L，TA有2000~3000mg/L降至50 mg/L，出水经pH调节后可符合生化处理的进水要求[7]。
2 生化处理
2.1生化降解
TA是废水的主要特征污染物，因而它的生物降解性决定了生物法处理废水的优劣。国外有报道[8]，在研究微生物降解苯的单或双基团取代物中，对比羧基（-COOH）、酚式羟基（OH）、硝基（-NO3）、氨基、醚式氧基（-O-）、磺基（-SO3H）和卤代基（-X）为苯取代基时，对微生物降解速度的影响，结果表明羧基取代物是最易降解的，苯二甲酸异构体中TA比MTA（邻苯二甲酸）更容易降解。研究 [9]证明在苯环上有功能团取代的物质中易降解的顺序如下：-COOH、-CHO、CH。TA可以被生物降解，甚至作为唯一碳源被降解，单或双取代基的苯类化合物中，TA可能是最易降解的化合物之一，单一菌种、混合菌种和活性污泥都可以在好氧与厌氧条件下降解TA、好氧降解的速度比厌氧降解速度要快得多[10]。
2.2厌氧生物处理
UASB（生流厌氧生物污泥床）因具有有效负荷大、COD去除效率高、反应器结构简单和*作方便的特点，应用比较多[11]；还有回流厌氧生物滤床AFB，复合厌氧反应器AHR等，TA最终是可以被厌氧微生物降解的。厌氧处理去除率比较低，一般40%左右，而且启动周期长,但TA厌氧处理后化学结构发生了改变，可改善其生物可降解性，为好氧处理创造了条件，提高了全流程的处理效果。有人[12]认为，在中温条件下，对苯二甲酸在浓度500mg/L以下可用厌氧法进行处理，高浓度的对苯二甲酸不能厌氧降解，而在反应器中累积起来，并对厌氧系统产生抑制作用。利用厌氧过程的水解酸化工艺处理碱减量废水时，常常被称为厌氧，在两极缺氧/好氧处理碱减量废水的研究中，两极缺氧段中，TA去除效率也不高，但提高了有机物的生物可降解性。
2.3好氧处理
早期处理碱减量废水多采用好氧活性污泥，由于TA废水水质、水量不稳定，有机物的浓度高，pH的变化范围大，生物不易降解的有机物较多，普通的活性污泥运行的过程中存在污泥膨胀、抗冲击的能力弱，处理剩余污泥的工作量大等不足[13]。接触氧化法可以有效的控制丝状菌污泥膨胀、提高抗冲击的能力，后期建设的TA废水处理厂的好氧段大多采用此法。
2.4物化-生化联合处理
物化-生化联合处理工艺在我国被广泛的应用。它充分发挥了物化法回收TA，厌氧生化适宜处理高浓度的有机废水、好氧快速降解TA的特点，成为处理碱减量废水的主流。
在物化法处理碱减量废水后，可用活性污泥法、生物塔滤-生物流化床法、氧化沟-厌氧-生物接触氧化法等进行处理。

3  TA的回收
仅用酸析去除碱减量废水中的TA运行费用很高，TA到污泥中，会产生二次污染。回收利用TA，产生经济效益来弥补运行费用，解决碱减量废水处理的运行成本和污泥的二次污染问题。
有研究报道[14]聚酯水解产物的回收及应用，回收产物的酸值较低，和纯对苯二甲酸（PTA）混合使用，经半连续酯化后进行缩聚，所得的聚酯的玻璃化温度（Tg）、结晶温度（Tc）和熔点（Tm）均比常规聚酯（PET）低，二甘醇含量较高，随着回收产物用量增加，聚酯的颜色变深。
美国一专利[15]报道了一种回收涤纶碱减量废水中TA的方法，采用酸析出TA，再将TA重结晶，产生纯度不低于98％的TA。
我国有专利[16]报道，从碱减量废水中酸析回收TA生产对苯二甲酸二辛酯，做电缆线，但由于电阻小、导电率高还有待改进。也用回收产物作鞋坎条。
用酸析法回收TA时，从酸的性能和价格来考虑，一般是用硫酸。工艺过程必须在碱减量废水和其他染整废水混合前实施，否则，废水调pH值是很困难的。
从碱减量废水中回收TA作为再生资源的研究不多，目的只是去除COD，将废水中的TA酸析沉淀出来后，一般是焚烧或填埋，处理过程中，酸消耗高，而且TA进入污泥后有二次污染，没有充分利用有用的资源。从碱减量废水中将TA回收再利用的研究，还处于起步阶段，几乎没有考虑到再利用的问题，极少的回收；也因为回收的TA颗粒细小，沉降性差，纯度低，没有形成使用规模。