4B酸生产废水的处理与资源化*

陈凌，方永来

（嘉兴职业技术学院，浙江嘉兴314036）

4B酸生产废水的处理与资源化*

陈凌，方永来

（嘉兴职业技术学院，浙江嘉兴314036）

在4B酸生产过程中排放大量的废水，直接排放不仅污染环境而且造成资源浪费。采用吸附法处理4B酸生产废水，废水经处理后CODCr去除率＞90%，出水色度＜5或无色；具有操作简便物耗及能耗低，不产生二次污染等特点，废水中4B酸产品回收率＞90%。

4B酸废水；吸附树脂；资源化

4B酸（4-Aminotoluene-3-Sulfonic Acid，化学名称4-氨基甲苯-3-磺酸）是一种重要的染料中间体，常用于制造艳红6B、立索尔宝红BK、活性艳橙等有机染料、颜料[1]。4B酸是对硝基甲苯经还原、磺化而得到的产品。因磺化反应是可逆反应，4B酸粗品含有少量的对甲苯胺。对甲苯胺包裹在4B酸粗品结晶体中，影响产品质量，碱溶酸析法精制4B酸会使对甲苯胺强酸盐留在结晶母液中，随废水排放，污染了环境又浪费了资源。

4B酸分子中同时含有磺酸基（-SO3H）和胺基（-NH2），因此具有难降解，极性强，水溶性大，两性等特点。目前，国内处理这类废水的方法主要有：电极法、臭氧氧化法、冷冻法、蒸馏浓缩法、萃取法、重氮破坏法、微生物降解法等[2-3]。采用大孔树脂吸附法处理4B酸废水具有操作简便物耗及能耗低，不产生二次污染等特点，同时能实现资源的回收利用（可回收对硝基甲苯和对甲苯胺、4B酸），不仅解决了废水难处理问题，也使4B酸得到了回收，可谓是一举两得。用树脂法处理芳香氨基磺酸类废水如j酸、吐氏算酸，周位酸。1，2，4-酸等废水已有报道[4]。吸附树脂对4B酸生产废水的处理尚未见文献报道。

1 4B酸生产废水处理

废水处理过程见图1虚框外部分。

1.1 酸水概况

酸水池1中来自生产车间的4 B酸废水CODcr约为10 000 mg/L，pH值为1～2，色度约为200倍，本工艺中来自生产车间的废水需经吸附塔塔前过滤后进入吸附工段。

1.2 吸附

每柱装有0.9 m3树脂，吸附操作前，检查阀门的开启情况，保持进出流程畅通。上柱液自酸水池经泵和转子流量计，使其流量为1.5 m3/h，通过阀门控制后实现双接串联顺流吸附。吸附运行10 h/批，每日2批，吸附处理量约为30 m3/d。吸附出水为无色，流出液平均c（COD）<800 mg/L，吸附出水排入酸水集中池2。

1.3 酸水中和及污泥外运

排出液自酸水池2经泵和转子流量计打入中和反应池，向中和反应池里加入的中和物主要是生石灰和铁泥，边进水边投加药剂，同时开动爆气装置，使废水与药剂混合均匀。

调节废水pH值至6.5～7.5，并投加活性炭等，投加量0.3%左右，混合均匀后关闭爆气装置，进行沉淀。上清液排入集水池，污泥即使压滤外运，压滤出水进入集水池。

1.4 生物氧化池

集水池中液体经泵和转子流量计送往生物氧化池。进水pH值控制在6.5～7.5间，营养物质比例m（C）/m（N）/m（P）=100∶5∶1，调节空气阀门，使生物氧化池爆气均匀。控制溶解氧在2～4 mg/L；定期检查生物菌膜生长情况，控制污泥SVI30（指曝气池出口处混合液经30 min静沉后，1 g干污泥所占的容积，以mL计）在10%～30%。

1.5 平流沉淀池

爆气一段时间后液体流入平流池平流沉淀。观察布水是否均匀，出水是否均匀，防止局部流量过大；要多排泥，勤排泥，坚持2 h排1次；若发现出水水质恶化，在导流桶投加PAC，投加量约为0.5%～1.5%，具体以产生大量絮花为宜。

1.6 快虑及入管网

平流沉淀池中的上清液经溢流槽流入快虑池，从上而下经石英砂的吸附过滤作用，出水最终排入城市污水接纳管网。

2 4B酸生产废水资源化处理

废水资源化处理流程见图1虚框部分。

2.1 排尽柱中残液

当双柱串联顺流吸附约达15 m3时，停止吸附操作，先将柱顶放空阀开启，将柱中残液通过柱底阀门放入酸水池。

2.2 冷水浸泡

要将低回用洗脱液中硫酸根离子，柱内酸水排空后，将冷水从底部逆流进柱至树脂被浸没（流量为2 m3/h，约需15 min；用水量0.6 m3）；当冷水在柱内停留约0.5 h后排尽。

2.3 柱体升温（秋冬季）

将60℃热水通过转子流量计和阀门逆流进柱，浸没树脂表面，热水用量0.6 m3，静置10 min。开阀，将柱中热水放至废水池（或用于配置稀碱液），使柱体温度升至接近液碱脱附所需的温度。

2.4 稀碱脱附

检查阀门将稀碱配置槽中配好的约1.2 m3、温度55℃左右、质量分数为5%的氢氧化钠水溶液，经管道过滤器，泵和转子流量计，以2.0 m3/h流速，通过底阀逆流进柱（柱顶放空阀关闭），碱液从柱顶回流至脱附液池，以此流量使碱液在柱体内逆流循环1.5 h。

逆流循环结束，转换阀门，调整流速，使稀碱脱附液以0.9 m3/h的速度柱顶进入顺流脱附，洗脱液至4B高浓脱附液槽。高浓脱附液经泵间隙输送至4B酸回用车间。

注：顺流脱附时，柱顶放空阀关闭，调整出口阀门，使柱中压力稳定在0.05～0.06 MPa之间，保持柱中树脂层上的液位，最后阶段，要保持柱中残留的碱液通过阀门放尽至槽中。

2.5 热水脱附

将2.5 m355℃的热水经流量计以2.0 m3/h的流速逆流进柱，约需15 min后，柱中树脂面被浸没；切换阀门调节流量至0.9 m3/h进行顺流脱附操作（柱顶放空阀关闭）前部分1.5 m3，洗水进入脱附液槽用于车间回用，后部分1.0 m3洗水可用于配制下批稀碱脱附液（或全部送生产车间回用）。

当槽中热水快抽完时，可适当添加冷水至柱中或用吸附出水顺流冲洗树脂柱层，达到降温和使柱体满水的目的，最后一部分洗水停留于柱中，在进入下一次吸附操作前，保持洗水充满树脂柱层，至此脱附操作全部完成。

3 结束语

在生产过程中，每生产1 t 4B酸要排放出大量的废水，废水的CODcr值甚高，pH值为0.5～1.5，同时含有4B酸3 462 mg/L，对甲苯胺373.5 mg/L及无机盐直接排放不仅污染环境而且造成资源浪费不利于可持续发展，但采用吸附法处理4B酸生产废水，废水经处理后CODCr去除率＞90%，出水色度＜5或无色；本处理技术不引入、不产生新的污染物，废水中4B酸产品回收率＞90%。不仅使生产废水得到有效处理，而且能显著提高产品合成收率。出水经中和后可以用常规的生化法处理，同时可以回收废水中有用的化工产品4B酸，回收价值可以抵偿操作费用并有盈余，实现了环境效益、社会效益和经济效益的统一。

[1]潘志信.活性炭吸附法分离4B酸溶液中的对甲苯胺[J].印染助剂，2006，23（9）：19.

[2]周玮，孙越，王穆君，等.两种吸附树脂对4B酸吸附行为的比较研究[J].离子交换与吸附，2004，20（6）：526-532.

[3]杨明荣.络合萃取法对4B酸废水的处理[J].上海化工，2002，27（19）：6.

[4]徐莉，马洪涛，邓国才，等.大孔树脂吸附法处理模拟邻苯二酚生产废水的研究[J].离子交换与吸附，2000，16（1）：18.

Treatment of 4B Acid Production Wastewater and Resource Recovery

CHEN Ling，FANG Yong-lai

（Jiaxing Vocational Technical College，Zhejiang Jiaxing 314036，China）

A great deal of wastewater was often discharged in the production of 4-Aminotoluene-3-sulfonic acid（4B acid），which not only resulted in environmental pollution，but also caused resources to be wasted.In this paper，4B acid production waste water was treated by adsorption process.After the wastewater was treated，removal rate of CODCr was above 90%，chroma was less than 5 or colorless.The treatment process was simple，low energy consumption without secondary pollution，recovery rate of 4B acid was above 90%.

4B Acid wastewater；Polymeric adsorbent；Resource recovery

X703

A

1671-0460（2010）02-0175-03

2009-10-30

陈凌（1962－），女，浙江天台人，副教授，1982年毕业于宁夏大学化学系，主要研究方向是环境化学。

电话：0573-82751335，E-mail：chenlingjx@163.com。