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综述:胺基燃烧后碳捕集过程中富胺废水的处理进展
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月01日 来源:Carbohydrate Research 2.5
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这篇综述系统评述了胺基燃烧后碳捕集(PCC)技术产生的富胺废水处理进展,重点探讨了污染物降解路径(如MEA、DEA)、毒性副产物(如亚硝胺NDMA)及物理/化学/生物处理技术(如UV-O3、ANAMMOX),提出了结合反硝化-厌氧氨氧化的创新解决方案,填补了实际CCS废水集成处理的研究空白。
胺基燃烧后碳捕集(PCC)技术虽能有效捕集CO2,但溶剂降解产生的富胺废水含有一乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)等污染物,以及亚硝胺(NDMA)、硫酸盐等有害副产物。这些化合物可引发水体富营养化、管道腐蚀,并具有致癌风险。例如,MEA在高温下会生成1-(2-羟乙基)-2-咪唑烷酮(HEIA),而NOx反应生成的NDMA浓度甚至超过美国环保署(EPA)限值。
胺降解分为热降解和氧化降解两类。热降解主要发生在解吸塔(100-140°C),产生HEIA等聚合物;氧化降解则因O2和过渡金属(如Fe3+)催化,生成甲酸、乙酸等有机酸。值得注意的是,次级胺如哌嗪在厌氧条件下几乎不降解,而NDMA的半数致死剂量(LD50)低至1-5 g/kg,对肝肾功能具有慢性毒性。
物理化学方法:紫外光解(UV)在272-537 mJ/cm2剂量下可去除90%亚硝胺,但高浓度胺溶剂会竞争反应位点。电化学氧化使用碳气凝胶(CX)电极能将NDMA还原为无害胺类,去除率达98%。
生物处理:预反硝化-硝化移动床生物膜反应器(MBBR)对MEA的去除率超98%,而厌氧氨氧化(ANAMMOX)因无需外加碳源、污泥产量少(减少90%),成为低碳氮比废水的理想选择。例如,ANAMMOX细菌(如Brocadia)在30-40°C、pH 8.0-8.3时,可通过NH4+ + 1.32NO2- → N2的路径高效脱氮。
针对实际CCS废水成分复杂的特点,推荐"反硝化+ANAMMOX"组合工艺:反硝化阶段降解胺类并降低COD,ANAMMOX阶段处理高铵废水。实验显示,该方案比传统硝化-反硝化节能68%,但需进一步验证其处理含金属废水的适应性。生物活性炭(BAC)与臭氧联用等组合技术也有望解决痕量污染物难题。
(注:全文严格依据原文数据,未新增结论)
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