N，N-二甲基甲酰胺（DMF）是一種化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、沸點(diǎn)高、性能優(yōu)良的有機(jī)溶劑，除鹵代烴以外，能與水及多數(shù)有機(jī)溶劑以任意比互溶，由于其良好的溶解能力有“萬(wàn)能溶劑”之稱〔1〕。且DMF 又是一種重要的農(nóng)藥醫(yī)藥中間體，多種氣體的吸收劑。在化工產(chǎn)品生產(chǎn)過程排出的廢水中含有大量DMF，每年僅制革行業(yè)排放的含DMF 廢水約1 億t〔2〕。DMF 可以通過呼吸、皮膚接觸損壞人體健康，刺激損害眼睛，人體長(zhǎng)期接觸或吸入會(huì)阻礙造血機(jī)能并造成肝臟障礙。且在水中會(huì)導(dǎo)致BOD 和氮含量增加，使水質(zhì)迅速惡化，而且極難生物降解。中國(guó)醫(yī)學(xué)院衛(wèi)生學(xué)研究所經(jīng)研究指出國(guó)內(nèi)地表水中DMF 最高容許的質(zhì)量濃度推薦值為25 mg/L〔3〕，因此對(duì)含有DMF 的廢水進(jìn)行處理是十分必要的。
目前國(guó)內(nèi)外處理含DMF 廢水的主要方法有生物法、物化法（吸附、萃�。�、化學(xué)法（催化氧化、超臨界水氧化、堿性水解）等〔4〕。生物法處理DMF 廢水存在處理時(shí)間長(zhǎng)，降解不徹底的缺點(diǎn)，DMF 會(huì)使微生物中毒，對(duì)生物處理造成極大沖擊；物化法中吸附法的可再生性差、萃取中使用的有機(jī)物存在二次污染的可能性；化學(xué)法處理DMF 廢水具有反應(yīng)快，操作簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，相對(duì)于氧化法，堿性水解法處理DMF廢水具有反應(yīng)條件溫和、分解徹底的優(yōu)點(diǎn)，更適合工業(yè)化應(yīng)用〔5〕。在堿的作用下，DMF 水解反應(yīng)方程式如下：
向含DMF 的廢水中加入NaOH，使之發(fā)生堿性水解反應(yīng)生成DMA 和甲酸鹽，用空氣趕出DMA，并對(duì)DMA 進(jìn)行收集。筆者對(duì)采用此方法處理DMF 廢水進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。
1 廢水水質(zhì)與實(shí)驗(yàn)方法
1.1 廢水來源
DMF 廢水取自揚(yáng)子石化烯烴廠，烯烴廠的丁二烯抽提裝置采用GPB 工藝，以DMF 作為萃取劑，從乙烯裂解的C4 中抽提出聚合級(jí)丁二烯產(chǎn)品。其中產(chǎn)生DMF 廢水的主要來源包括C4 原料中的水分、停車時(shí)設(shè)備水洗廢水以及部分設(shè)備泄露的水分等，廢水中含油量嚴(yán)重超標(biāo)，其中含有二氯甲烷、糠醛等有機(jī)物，廢水成黃色，主要水質(zhì)指標(biāo)：pH 為9~10、TOC為28 000 mg/L、COD 為38 600、DMF 為34 800、B/C為0.10。
1.2 實(shí)驗(yàn)方法
取適量廢水置于吹脫容器中，加入NaOH，用水浴加熱控制溫度同時(shí)控制氣液比、吹脫時(shí)間等條件，進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)，并對(duì)處理后廢水中的DMF 含量、COD、TOC、BOD5進(jìn)行測(cè)量，最終確定最佳實(shí)驗(yàn)條件。處理后產(chǎn)生的二甲胺用30%硫酸進(jìn)行吸收。
1.3 測(cè)量方法
DMF：紫外分光光度法〔6〕。TOC：島津TOC-VCSN總有機(jī)碳分析儀。COD：GB 11914—1989 重鉻酸鉀法。BOD5：HJ 505-2009 稀釋與接種法。
2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
2.1 加堿量對(duì)DMF 廢水吹脫效果的影響
取定量DMF 廢水，在室溫（25 ℃）條件下控制氣液比為3 000∶1，吹脫時(shí)間5 h，用不同NaOH 的投加量進(jìn)行吹脫實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖 1 所示。
圖 1 NaOH 投加量對(duì)DMF 廢水吹脫效果的影響
由圖 1可見，NaOH 的投加量對(duì)DMF 的去除效果有顯著影響，當(dāng)投加量小于40 g/L 時(shí)，TOC 和DMF 的去除率成平穩(wěn)上升趨勢(shì)； 達(dá)到40 g/L 時(shí)，TOC 去除率可達(dá)60%，而DMF 去除率達(dá)到96%。此時(shí)DMF 基本上完全分解，繼續(xù)加大堿的用量，對(duì)TOC 與DMF 的去除效果影響不大，因此最佳的投加量應(yīng)控制在40 g/L 左右。
2.2 溫度對(duì)DMF 廢水吹脫效果的影響
取定量DMF 廢水，控制NaOH 投加量為40 g/L，氣液比為3 000∶1，吹脫時(shí)間5 h，選取不同溫度進(jìn)行吹脫實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖 2 所示。
圖 2 溫度對(duì)DMF 廢水吹脫效果的影響
由圖 2 可見，不同溫度下進(jìn)行的DMF 吹脫實(shí)驗(yàn)，最終吹脫結(jié)果變化不大，TOC 去除率在58%~60%，DMF 去除率在92%~99%，實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)，溫度影響實(shí)驗(yàn)的速率，但對(duì)TOC 與DMF 的最終去除率并無(wú)多大影響，因此，為降低能耗，最佳的吹脫溫度選取室溫。
2.3 吹脫時(shí)間對(duì)DMF 廢水吹脫效果的影響
取定量DMF 廢水，室溫（25 ℃）條件下，控制NaOH 投加量為40 g/L，氣液比為3 000∶1，選取不同吹脫時(shí)間進(jìn)行吹脫實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖 3 所示。
圖 3 吹脫時(shí)間對(duì)DMF 廢水吹脫效果的影響
由圖 3 可見，TOC 與DMF 的去除率隨著時(shí)間的增加而增大，反應(yīng)5 h 以后，兩者的去除率幾乎沒有變化，而反應(yīng)5 h 時(shí)，TOC 去除率達(dá)60%，DMF 去除率可達(dá)95%，因此最適合的反應(yīng)時(shí)間選取在5 h。
2.4 氣液比對(duì)DMF 廢水吹脫效果的影響
為確定最佳氣液比，在室溫（25 ℃）條件下，控制NaOH 投加量為40 g/L，吹脫時(shí)間5 h，選取不同試驗(yàn)研究工業(yè)水處理2013-09，33（9）64氣液比進(jìn)行吹脫實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖 4 所示。
圖 4 氣液比對(duì)DMF 廢水吹脫效果的影響
由圖 4 可見，氣液比為3 000∶1 以下時(shí)，TOC 與DMF 去除率隨著氣液比增大而增大，當(dāng)氣液比超過3 000 時(shí)，兩者的去除率幾乎沒有變化，最高TOC 去除率達(dá)60.1%，DMF 去除率達(dá)98%，因此合理的氣液比為3 000∶1。具體參見http://www.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
3 結(jié)論
實(shí)驗(yàn)以DMF 為例驗(yàn)證了吹脫工藝的可行性，并對(duì)DMF 廢水中TOC 及DMF 的去除進(jìn)行了研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在室溫下，加堿量為40 g/L，氣液比為3 000∶1，吹脫反應(yīng)5 h，TOC 去除率達(dá)到60.1%，DMF去除率可達(dá)95%以上，此時(shí)DMF 廢水的BOD5提高到了0.39，可生化性明顯提高，說明DMF 廢水經(jīng)加堿吹脫處理后可以滿足生化降解要求，可直接稀釋后進(jìn)入生化系統(tǒng)。
