双氧水生产废水处理及工艺改造研究论文_任月颖

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摘要:在化工产品中,双氧水是其中一种绿色产品,这种产品被广泛应用在造纸、医药、环保、军工、化学品合成、冶金、纺织、环保、食品、农业等领域。本文首先对双氧水的生产方法和双氧水生产过程中产生废水的处理方法进行了阐述,并对其工艺改造进行了研究。

关键词:双氧水生产废水;处理;工艺改造

引言

双氧水生产过程中产生的废水主要来自配置工序的工作液洗水(其有害物质为芳烃,2-乙基蒽醌等),另外还有氢化釜的媒触再生、氢化和后处理的白土床蒸气吹扫产生的蒸汽冷凝水等废水,以及车间地面的冲洗水。混合废水的颜色呈浅橙色或粉红色,有较浓的芳烃味,CODcr值在3000~5000mg/L,pH为5~7。

1双氧水废水的水量、水质及排放标准

1.1水量

双氧水装置正常生产过程无废水排出,只在装置开停车和配制工作液时才有少量废水排放,双氧水装置生产废水属间断排放。2002年装置废水排放速率平均约2.66m3/h,单次最大排放速率约30m3/h,单次最大排放持续时间为2~3h,一年最多排放次数4~6次。另有少量车间地面冲洗废水,排放量约1m3/h。

1.2排放标准

在处理了双氧水生产废水之后,排入地表水Ⅲ类水域,严格执行《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级标准,即:COD浓度为100mg/L,pH值6~9,石油类5mg/L,总磷0.5mg/L。

2废水处理设备的作用及工作原理

2.1第一、二级芳烃、蒽醌回收池

主要作用:回收生产过程中排进废水中的芳烃、蒽醌等有机物,经处理后可重新回用到生产中去。直接减轻污水处理的处理负荷,降低废水处理成本。

工作原理:使废水排出后得到缓冲。由于芳烃等有机物比水轻,在废水得到缓冲后浮出水面,利用控制液位差,将此物回收。

2.2斜管沉淀池

主要作用:既起反应釜作用,又起混凝沉淀作用,减轻后处理的处理负荷。

工作原理:根据沉淀的浅层理论,在沉淀池中设置斜管,废水进入斜管池时,使废水在斜管中流动湿周增大,降低雷诺系数。控制流量和流速,使废水处于层流状态,有利于废水中颗粒的颗粒沉降,提高处理废水能力。

2.3曝气池

主要作用:通过风机输入空气,利用空气作氧源,增加废水中的含氧量,达到降低废水的CODcr含量。

工作原理:将空气鼓入曝气池中作旋流向前运动,增加气液接触机会。

2.4溶气罐

主要作用:为气浮池提供气水混合液。

工作原理:采用较高的水压与空气压缩机送来的空气,在装有填料的溶气罐内增大气液的絮流程度,促进气液在罐内充分接触,加快气体扩散传质。其溶气过程主要是液膜控制过程。

2.5气浮池

主要作用:将废水的悬浮物与水分离(也称固液分离部分),使废水得到净化。它还能起到脱色、曝气、降低CODcr的作用。

工作原理:利用溶气罐送出的溶气水,通过气浮池内的释放器来产生大量的微气泡,在添加絮凝剂或浮选剂的作用下,使废水中的悬浮颗粒形成絮体与微气泡黏附,从而使絮体的视密度下降,依靠浮力使絮体上浮,达到固液分离。

2.6过滤器

主要作用:进一步将水质净化,降低CODcr。

工作原理:空气浮选池的废水经过滤池中的过滤材料,经过废水中前段处理后,将残留的悬浮物质截留,保证水质。

3双氧水产生废水的处理方法

3.1解决方法及其原理

我国绝大部分工厂解决废水问题是用催化剂催化和氧化-絮凝法。收集所产生的废水制备酸性条件,通入双氧水具有还原性,放入亚价铁盐催化。在催化作用下双氧水会发生分解反应,分解出游离的氢氧基团,氢氧基团是氧化性很高的基团,废水中的大部分污染物是具有还原性的,二者可以有效的反应。此时的废水还未达到卫生标准,调节pH,再放入凝聚力很强的絮凝剂,经过该项处理后,废水便可安全排出。这种处理废水的方法操作和设计都很简单,但是成本由于双氧水的使用很高,不利于生产。因此工厂往往为了降低成本,会将废水引入氧化装置中,用萃取浓缩的工艺减少废水的有害物质。

3.2废水处理工艺流程

废水处理工艺流程采用催化氧化-絮凝法处理废水的工艺流程有两种,见图1、2。

图1工艺流程

图2工艺流程

4废水处理结果遗留问题和工艺改造

4.1废水不达标的具体原因

(1)酸碱值的不达标。

(2)化学需氧量COD排放不达标(污水持续的流入反应池的过程会与空气接触,迫使混杂在水中的有机化合物,特别是悬浮状的,不能聚集。因而加大把它们从水中除去的难度)。

(3)检测的失误。废水经过处理后仍不可避免的会有少量双氧水存在,此时研究人员检测CODcr时,会发现高于正常标准,因而会判定超标。

(4)制作双氧水所产生的有机污染物很杂很多,本身想要分离难度就很大,当出现状况时,处理就更加棘手。

(5)排放装置的缺陷。排放装置并非连续排污且每次的排放量很多,而容纳的空间却相对较小,不能有效对抗负荷。

(6)废水中的污泥不能除尽。排放量大而沉淀池却较小。

4.2升级工艺水平处理废水

(1)对装置中排出的污水进行预处理,加大除油回收工作液装置,以减少进入污水处理站的石油类浓度,减轻水处理负荷;

(2)加大调节池容积至90m3,对进水水质进行均质,以减少大量排污时的冲击负荷;

(3)增加PH调节池,确保pH达到6~9的排放标准;

(4)加大澄清池,使从氧化反应池来的污水再次与絮凝剂(硫酸铝)作用后产生的沉淀物能与排放的污水尽可能分离;

(5)在过滤池中,加入卵石、砂、焦炭或活性炭过滤,使水中杂质完全去除;

(6)增大氧化反应池,对从隔油池来的污水进行间歇性处理,使污水中所含的还原性有机杂质和双氧水被彻底氧化和分解;

(7)在污水排放口设在线监测仪器,对污水处理站的排水进行监控放流,确保废水达标排放。

调整后的具体操作流程如下:

(1)调节池中的机器开始运行,将废水有规律的移入隔油池,此时调节池中的液体还是不断在上升。

(2)调节池液位高度高于预计值时,机器在将废水移入隔油池的同时,调节池表面的油性物质会随着预设的管道移入另一个反应池。调节池中的液体减少,高度下降至一定程度时,机器会停止工作。在废水进入调节池前,还需加入化学物质,在机器上埋入破乳剂。进入调节池后,由于破乳剂的作用,油性物质会呈现乳化状态,易于分离。沉淀过后,由于重力的因素,浮于水面,会随着管道进入其他反应池。除去油性物质的废水进行下一步处理。首先需经过两种氧化絮凝剂的处理,待水中有机漂浮物与之充分反应后,引入机器之中,此时,水面可以清晰地看到夹杂在水中的有机杂质,可以轻松除去。除去后,调节PH至6到9后,进行下一步处理——过滤,在沉淀池中停留以及过滤装置的作用处理后,废水的处理基本完成。检测阶段则配制了智能电脑对成分进行有效分析。该工艺大大减少了人力的浪费。

结语

由于双氧水的生产过程是为了去除废水中的有机污染物,有机污染物的含量是不太稳定的,所以回收双氧水生产废水有机污染物的第一步是非常重要的,否则会给后续的处理操作带来不便。因为要将有机物完全回收有一定困难,故要求双氧水生产操作的严谨性高,尽量减少有机物带出,使废水处理减少污染负载,确保处理达标。

参考文献:

[1]刘淑文,等.双氧水生产用高效把催化剂及加氢试验[J].工业催化,2006,11(8):21-23.

[2]程希敏.加强工艺操作控制双氧水生产中降解物的生成[J].大氮肥,2007,30(6):412-414.

[3]唐秀娟.试论双氧水应用和生产方法[J].科技信息,2010,29:354-355.

论文作者:任月颖

论文发表刊物:《基层建设》2018年第22期

论文发表时间:2018/9/12

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双氧水生产废水处理及工艺改造研究论文_任月颖
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