过氧化物生产中污水压滤的处理

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过氧化物(引发剂)生产中产生的母液水、碱洗水等污水具有典型的“四高”特性———高含盐量、高COD含量、高氯离子含量和高pH值,同时含有大量长链有机物,随着过氧化物产品种类的增加,污水成分更为复杂且生化性更差,属难于直接进行生化处理的化工废水。下面以采用叔丁基过氧化氢为原料生产BNP产生的污水为例,探讨污水的后续处理。

1试验过程

1.1污水水质pH值,13~14;COD,15万mg/L;氯离子,6.6万mg/L;电导率,13万μS/cm;过氧化物含量,>60000mg/L。

1.2建立中和、还原试验

1.2.1定性分析对污水水质的定性分析可知:其主要成分为叔丁基过氧化物和其他有机物,具体成分与整体反应的配方体系和引发剂生产过程,后续的洗料、干燥操作过程有直接关系。

1.2.2试验方案向污水中加入无机酸进行中和,当pH值达到中性后会有明显可见的有机物析出,分离出上层的有机物(油层)后,再向剩余的污水中加入还原剂,继续分解水中的有机物。试验步骤如下。①取3份污水,各200mL。②向上述污水中分别加入盐酸、硝酸、硫酸调节至中性。③分离出上层的有机物油层,保留下清液进行检测分析。④分析上述污水的pH值、电导率、过氧化物和COD等指标。试验数据如表1所示。

过氧化物生产中污水压滤的处理-板框厢式隔膜压滤机

1.2.3数据分析从表1数据可知:投加不同无机酸调节pH值,对下清液中COD的数据影响差别不大,投加硫酸除油效果最好,过氧化物浓度相对更低。

1.2.4后续试验只使用盐酸,并调整还原剂加入量。试验步骤如下。(1)取污水加盐酸调节pH值,静置分层,并分离出下清液。(2)取100mL下清液,根据上次试验中过氧化物浓度,投加不同浓度的还原剂,投加量分别为0.2、0.5、1、3、6、9g(其中3g为按照过氧化物质量浓度10000mg/L计算相应的还原剂量得出)。分析上述污水的pH值、电导率、过氧化物和COD等指标,分析数据如表2所示。

1.2.5臭氧试验在投加不同药剂过程中,分别投加臭氧30min,进行分析数据对比,验证臭氧对污水的处理效果。具体试验步骤如下。(1)取污水250mL,未投加药剂,直接投加臭氧30min。(2)取污水250mL,加盐酸调节至中性,静置分层,将析出的油层分去除,对下层清液进行分析。(3)取污水250mL,加盐酸调节至中性,静置分层,将析出油层去除后,向下清液中投加还原剂(投加量30g/L)进行过氧化物还原。投加上述还原剂后,通入臭氧30min,然后进行指标分析。分析数据如表3所示。1.2.6分析指标及数据分析试验数据汇总如表4所示。污水水质数据汇总分析如表5所示。在试验过程对污水进行了多次分析,去除误差较大数据后,污水pH值大于13,高盐分电导率约14万μS/cm、氯离子约6.6万mg/L,过氧化物质量浓度大于6万mg/L,COD分析数据分别是4.7、11.1、15.7、15.4和19.1万mg/L。污水进行加酸中和、除有机物后:污水加酸中和后上层明显析出油分并形成分层。分离油分后水中过氧化物及COD指标下降明显,过氧化物质量浓度从60000mg/L以上降至6000~12000mg/L,COD含量降至65000mg/L左右,COD去除效果明显。

过氧化物生产中污水压滤的处理-板框厢式隔膜压滤机

污水中和除油后进行还原。中和除油后的污水投加还原剂,用于去除水中过氧化物。经过指标分析,还原剂投加质量浓度小于10mg/L时,过氧化物的去除效果并不明显;投加质量浓度达到30mg/L时过氧化物降低明显,由6000~12000mg/L降至600~1500mg/L;投加质量浓度大于60mg/L时,过氧化物去除效果更为明显。投加还原剂后,COD降低10000mg/L左右。经过中和、除油、还原过程后,污水pH值调节为中性,因中和加酸,盐分上升,电导率达到180000μS/cm,过氧化物通过还原可以有效去除,COD由多于100000mg/L降低至50000mg/L左右。污水经过药剂投加后,投加臭氧,观察臭氧对污水的去除效果。在投加不同药剂过程中,分别投加臭氧30min,进行分析数据对比。从分析数据来看,污水+臭氧、污水+中和+臭氧,臭氧对COD的去除效果并不明显,在污水+中和+还原+臭氧的处理过程,COD去除明显,污水COD由19万mg/L降低至2.3万mg/L左右。继续进行臭氧试验,试验过程包括:污水+中和+还原+臭氧,分别对污水、污水+中和、污水+中和+还原和污水+中和+还原+臭氧分析pH值、COD、电导率、氯离子。此次臭氧试验分析数据,主要对COD进行跟踪对比。分析数据整理如表6所示。

过氧化物生产中污水压滤的处理-板框厢式隔膜压滤机

根据此次臭氧试验数据,污水的COD去除主要在中和除油和还原+pH值回调过程,COD去除约60%左右,臭氧对污水的COD去除并无明显效果。2试验结论通过试验分析,向污水中投加足量的还原剂(30g/L)可有效去除大部分过氧化物,不影响后续生化工段。在污水中和除油、还原和臭氧氧化过程中,对COD都有一定的去除作用,中和除油效果最明显,还原对过氧化物和COD都有一定去除作用。3污水后续处理措施3.1引发剂污水处理根据上述试验结果,对引发剂生产中产生的污水处理需要进行以下步骤:调整污水pH值(投加盐酸)→除油(静置分层、分离出上层油污)→下清液还原(在污水中投加还原剂)→pH值回调(投加烧碱,污水应满足pH值6~9、ORP<100mV)→进行臭氧氧化,进一步降低其COD,提高其可生化性。3.2污水的处理流程初步处理后的污水经减压蒸发浓缩,经冷却结晶,回收盐分(氯化钠及硫酸钠),母液循环浓缩结晶。蒸馏液套用到生产线或外处理,剩余污水进行生化处理。污水处理工艺流程如图1所示。

过氧化物生产中污水压滤的处理-板框厢式隔膜压滤机

3.3流程说明初步处理的污水进入蒸馏塔浓缩蒸馏,开启真空泵,把含盐废水吸入减压浓缩蒸馏塔,加热,减压浓缩蒸馏,根据温度分段控制馏分。蒸馏中段水排入调节池,与其他废水混合后用泵提升,泵前投加混凝剂,污水流入兼氧池中,兼氧池出水经生化处理后,再排入混凝沉淀池,沉淀污泥排入污泥浓缩池,经压滤后,滤液回调节池,滤饼贮存,定期外运至有资质的单位处置。清液经砂滤池过滤后排入外排管网。

4结语上述试验只是针对以叔丁基过氧化氢为原料生产引发剂产生的污水进行分析,从而制定相应的污水处理措施。在实际生产过程中要想较好的处理污水,还需要根据产品种类、污水总量、污水成分等来综合分析并制定相关试验进而采取相应的处理措施。


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