作為最基本和典型的含氮雜環化合物,吡啶在工業上可用作變性劑、助染劑,以及合成一系列產品(包括藥品、消毒劑、染料等)的原料。2017年10月27日,世界衛生組織國際癌癥研究機構公布了致癌物清單初步整理參考,吡啶在2B類致癌物清單中。吡啶呈中度急性毒性,對神經有致毒作用,有明顯的致畸性、致突變性和致癌性。為了減少吡啶廢水對自然環境和人體的危害,目前已有很多學者對吡啶廢水的處理技術進行了研究,包括物理化學法、生物法、高級氧化技術等。[1][2] 對于高毒性的吡啶廢水,常規水處理手段效果并不顯著,瑞達科技HiPrOBuC?催化濕式氧化團隊采用催化濕式氧化技術對配制的一定濃度的吡啶模擬水樣(經檢測TOC=7340mg/L,pH約為8.7 )進行了處理,采用500mL鈦制高壓反應釜,并使用純氧為氧源,評價了各操作條件下對吡啶模擬水樣的處理效果。圖1展示了催化劑、pH和反應溫度對吡啶模擬水樣TOC的影響。實驗結果表明,反應溫度對整個催化濕式氧化處理結果的影響較弱,而pH和催化劑對TOC的去除效率影響極大。不采用催化劑的濕式氧化過程,TOC的去除率僅有13~14%,而使用催化劑A可以明顯降低TOC,去除率可達93.8%;催化劑B對TOC的去除率受pH的影響很大,堿性條件下的去除率遠不如弱酸性條件下的去除率。
△Fig.1 催化劑、pH和反應溫度對吡啶模擬水樣出水TOC的影響
為了進一步降低TOC,并同時去除有機胺,瑞達科技HiPrOBuC?催化濕式氧化團隊優化了催化劑的使用方法,團隊分別評價了催化劑A和催化劑B的直接混合工藝和順序處理工藝,并在其他操作條件相同的情況下與單純使用催化劑A和催化劑B進行了比較。測評結果是顯而易見的,采用順序處理工藝對于TOC的去除是最佳的,可達96.3%,同時,氨氮與凱氏氮(可以看作是氨氮與有機胺的總和)的比值高達99.6%(而在吡啶模擬水樣中,這個比值僅有43.0%),這意味著大部分的有機胺都轉化成為了氨氮,這為后續工藝進行氨水資源化回收奠定了基礎。
△Fig.2 催化劑的組合對吡啶模擬水樣TOC去除和有機胺轉化的影響
[1] 田業超,任家豐,宋海歐,陸曉赟,孫婧,潘旸,李愛民. 工業吡啶廢水處理技術研究進展. 當代化工[J],2022,51(1):164-168;
[2] 百度百科,吡啶;
附件連接: 技術白皮書-催化濕式氧化技術處理吡啶模擬水樣的小試研究20230711.pdf
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