雙氧水生產(chǎn)中的“三廢”來(lái)源及廢液的處理工藝

雙氧水生產(chǎn)中的“三廢”來(lái)源及廢液的處理工藝［關(guān)鍵詞］雙氧水;蒽醌法;廢水;廢氣;廢渣;催化氧化；絮凝；氣?。灰詮U治廢；達(dá)標(biāo)排放［摘要］介紹蒽醌法雙氧水生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣、廢水、廢渣。介紹雙氧水生產(chǎn)廢水的處理方法：催化氧化絮凝法。利用生產(chǎn)廢水中的殘余雙氧水作氧化劑，加入亞鐵鹽作催化劑，在酸性條件下產(chǎn)生游離基［OH］。［OH］游離基有極強(qiáng)的氧化能力，可將廢水中的有機(jī)污染物氧化去除。通過(guò)絮凝、氣浮、吸附處理后，使廢水達(dá)標(biāo)排放或回用。此處理法既可達(dá)到以廢治廢的目的，從而降低廢水處理成本，并減輕人工強(qiáng)度。Anthraquinonemethodhydrogenperoxideproductionwastewatertreatmentprocessofwasteslagisintroducedhydrogenperoxideproductionwastewatertreatmentmethods:catalyticoxidationflocculationmethodusingtheresidualhydrogenperoxideasoxidantintheproductionwastewater,addferroussaltasacatalyst,underacidicconditionstoproducefreeradicals［OH］［OH］freeradicalstrongoxidationability,canremovetheorganicpollutantsinwastewateroxidationbyflocculationairfloatationafteradsorptiontreatment,thewastewaterdischargeorreusethisprocessingmethodcanachievethepurposeofusingwastetreatwaste,therebyloweringthecostofwastewatertreatment,andreducethelaborintensity我國(guó)目前生產(chǎn)雙氧水的方法是蒽醌法。此法生產(chǎn)出來(lái)的雙氧水濃度為27.5%，經(jīng)濃縮后，可得到30、35、50%濃度的雙氧水。雙氧水是一種重要的無(wú)機(jī)化工產(chǎn)品,具有使用時(shí)無(wú)污染的特性,被稱(chēng)為“最清潔”的化工產(chǎn)品,作為氧化劑、漂白劑、消毒劑廣泛應(yīng)用于化工、紡織、造紙、環(huán)境保護(hù)等行業(yè)。蒽醌法生產(chǎn)雙氧水技術(shù)先進(jìn),自動(dòng)化控制程度高,生產(chǎn)成本和能耗較低,適合大規(guī)模生產(chǎn),因而被廣泛采用。但是此法在生產(chǎn)過(guò)程中不可避免地產(chǎn)生了“三廢”污染物。隨著建設(shè)和諧社會(huì)和環(huán)境友好型社會(huì)的需要，“三廢”治理越來(lái)越受到重視。本文中著重就雙氧水生產(chǎn)過(guò)程中三廢”的來(lái)源以及廢液的處理工藝進(jìn)行探討。蒽醌法雙氧水生產(chǎn)工藝與“三廢”來(lái)源生產(chǎn)工藝由重芳烴和磷酸三辛酯組成的溶有2-乙基蒽醌的有機(jī)溶液稱(chēng)為工作液。工作液由離心泵送入裝填有鈀觸媒的氫化固定床內(nèi),同時(shí)連續(xù)通入氫氣,在壓力0.2?0.3MPa、溫度50?60°C的條件下進(jìn)行氣液相氫化反應(yīng),約50%的蒽醌加氫生成蒽醌醇。經(jīng)氫化反應(yīng)后的工作液稱(chēng)為氫化液。氫化液經(jīng)過(guò)濾、冷卻后進(jìn)入氧化塔內(nèi)，在40?45C與空氣進(jìn)行逆流接觸,蒽醌醇被空氣中的氧氣氧化成蒽醌,同時(shí)得到過(guò)氧化氫。利用過(guò)氧化氫在水和工作液中有不同的溶解度的原理,氧化液進(jìn)入萃取塔內(nèi)用純水進(jìn)行逆流萃取,獲得過(guò)氧化氫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35.0%的雙氧水,再經(jīng)凈化塔凈化,即得成品。從萃取塔頂部出來(lái)的工作液經(jīng)過(guò)后處理工序處理后,回到氫化固定床進(jìn)入下一個(gè)生產(chǎn)循環(huán)。上述過(guò)程中消耗的原料是氫氣、氧氣（可來(lái)自空氣）和水,而其他原料的消耗多是機(jī)械損失或隨產(chǎn)品、"三廢"等帶出,定期補(bǔ)加即可?；瘜W(xué)反應(yīng)式如下:“三廢”來(lái)源廢氣廢氣主要來(lái)源廢氣中含有芳烴的氧化尾氣。壓縮空氣進(jìn)入氧化塔后,其中的氧氣與氫化液在一定條件下進(jìn)行氧化反應(yīng)而消耗,其余的氣體則放空。由于空氣在塔內(nèi)與工作液充分接觸,尾氣中會(huì)夾帶一些工作液。據(jù)分析,尾氣的大致組成（體積分?jǐn)?shù)）為:過(guò)氧化氫蒸氣0.01%,芳烴蒸氣1.06%,水蒸氣0.089%,氧氣5.00%,其余為氮?dú)?而排放尾氣中的芳烴主要為三甲苯異構(gòu)體,它們可導(dǎo)致中樞神經(jīng)系統(tǒng)機(jī)能紊亂,高濃度時(shí)會(huì)使呼吸中樞麻痹,導(dǎo)致頭痛、惡心、嘔吐,直至精神恍惚,言語(yǔ)不清,嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致死亡。廢液廢液主要是含工作液的廢水。蒽醌法雙氧水生產(chǎn)中排放的廢水主要包括三部分:工作液洗水,主要有害物質(zhì)為芳烴、2-乙基蒽醌和磷酸三辛酯;生產(chǎn)過(guò)程中各工序排污產(chǎn)生的廢水,其中夾帶上述三種污染物和一些KCO;氫化塔觸媒再生和用蒸汽吹掃氫化液白土床、后23處理白土床過(guò)程中產(chǎn)生的蒸汽冷凝水等混合廢水,其中夾帶少量上述三種污染物,還混有鈀觸媒粉、氧化鋁粉。在其他方面產(chǎn)生的含工作液廢液有換儀器時(shí)產(chǎn)生的廢工作液,設(shè)備檢修時(shí)工藝處理排放的工作液,生產(chǎn)事故中跑冒滴漏的工作液,這些都匯入生產(chǎn)廢水中。廢渣廢渣的主要來(lái)源是廢氧化鋁。活性氧化鋁的主要作用是讓工作液在氫化工序和氧化工序所生成的降解物得以再生,增加工作液中的有效蒽醌含量,穩(wěn)定工作液組分,吸附后處理工序工作液中夾帶的少量堿液。隨著使用時(shí)間的延長(zhǎng),活性氧化鋁失去對(duì)降解物再生的能力,應(yīng)及時(shí)得到更換。雖然在廢氧化鋁被更換之前,已經(jīng)用蒸汽吹除附著在其表面的工作液,但是其內(nèi)部的微孔中仍含有部分工作液,有較大的芳烴氣味,屬于固體廢渣污染物,對(duì)環(huán)境有污染。廢水治理處理方法及反應(yīng)機(jī)理目前大多數(shù)生產(chǎn)廠都采用過(guò)氧化氫催化及氧化-絮凝法處理。其反應(yīng)機(jī)理是在廢水中加入雙氧水、二價(jià)鐵鹽，在酸性條件下，二價(jià)鐵鹽為催化劑，雙氧水為氧化劑。二價(jià)鐵鹽將雙氧水催化分解，反應(yīng)生成具有很強(qiáng)氧化能力的［OH］、［OH］游離基把廢水中的有機(jī)污染物氧化處理掉。通過(guò)pH的調(diào)整，加入高分子絮凝劑絮凝，經(jīng)絮凝分離等處理后，使廢水凈化后達(dá)標(biāo)排放。催化氧化-絮凝法的優(yōu)點(diǎn)是流程簡(jiǎn)單、設(shè)備投入少，但需在廢水中加入雙氧水，相對(duì)處理成本高。如果利用氧化塔排污殘液及濃縮工序的蒸發(fā)殘液，則可減少（甚至不加）雙氧水的加入量，既減輕廢水處理成本，又可達(dá)到以廢治廢的目的。廢水處理工藝流程廢水處理工藝流程采用催化氧化-絮凝法處理廢水的工藝流程有兩種，見(jiàn)圖1、2。圖1工藝流程

第￡芳炷、恿醍等有機(jī)物回收池—?1#污水泵―?第二^觀目回收池曝氣后R&K第￡芳炷、恿醍等有機(jī)物回收池—?1#污水泵―?第二^觀目回收池曝氣后R&K池—曝氣池—斜諏淀池加藥+』一2#污；t泵貓污冰凍i—1空氣壓縮機(jī)加藥-J|11氣浮池皿冰罐水泵完成處理阿曰捋也壓濾機(jī)達(dá)標(biāo)排放或回用圖2工藝流程工藝流程比較說(shuō)明第一種工藝流程投資較少，流程簡(jiǎn)單，但處理費(fèi)用比第二種工藝流程高，且操作工的勞動(dòng)強(qiáng)度大。第二種工藝流程的廢水處理量較第一種工藝流程的處理量更大，尤其在雙氧水生產(chǎn)期間發(fā)生突發(fā)事故或廢水量增大時(shí)，可有較大的廢水貯存空間，處理水質(zhì)較單一反應(yīng)釜的處理水質(zhì)更穩(wěn)定，且工人勞動(dòng)強(qiáng)度大大減輕，處理后的渣量較少。主要廢水處理設(shè)備的作用及工作原理3.1第一、二級(jí)芳烴、蒽醌回收池主要作用:回收生產(chǎn)過(guò)程中排進(jìn)廢水中的芳烴、蒽醌等有機(jī)物，經(jīng)處理后可重新回用到生產(chǎn)中去。直接減輕污水處理的處理負(fù)荷，降低廢水處理成本。工作原理：使廢水排出后得到緩沖。由于芳烴等有機(jī)物比水輕，在廢水得到緩沖后浮出水面，利用控制液位差，將此物回收。斜管沉淀池主要作用：既起反應(yīng)釜作用，又起混凝沉淀作用，減輕后處理的處理負(fù)荷。工作原理：根據(jù)沉淀的淺層理論，在沉淀池中設(shè)置斜管，廢水進(jìn)入斜管池時(shí)，使廢水在斜管中流動(dòng)濕周增大，降低雷諾系數(shù)。控制流量和流速，使廢水處于層流狀態(tài)，有利于廢水中顆粒的顆粒沉降，提高處理廢水能力。曝氣池主要作用：通過(guò)風(fēng)機(jī)輸入空氣，利用空氣作氧源，增加廢水中的含氧量，達(dá)到降低廢水的CODcr含量。工作原理：將空氣鼓入曝氣池中作旋流向前運(yùn)動(dòng)，增加氣液接觸機(jī)會(huì)。溶氣罐主要作用：為氣浮池提供氣水混合液。工作原理：采用較高的水壓與空氣壓縮機(jī)送來(lái)的空氣，在裝有填料的溶氣罐內(nèi)增大氣液的絮流程度，促進(jìn)氣液在罐內(nèi)充分接觸，加快氣體擴(kuò)散傳質(zhì)。其溶氣過(guò)程主要是液膜控制過(guò)程。氣浮池主要作用：將廢水的懸浮物與水分離（也稱(chēng)固液分離部分），使廢水得到凈化。它還能起到脫色、曝氣、降低CODcr的作用。工作原理：利用溶氣罐送出的溶氣水，通過(guò)氣浮池內(nèi)的釋放器來(lái)產(chǎn)生大量的微氣泡，在添加絮凝劑或浮選劑的作用下，使廢水中的懸浮顆粒形成絮體與微氣泡黏附，從而使絮體的視密度下降，依靠浮力使絮體上浮，達(dá)到固液分離。過(guò)濾器主要作用：進(jìn)一步將水質(zhì)凈化，降低CODcr。工作原理：氣浮池出來(lái)的廢水經(jīng)過(guò)過(guò)濾器內(nèi)的濾料，截留廢水中前級(jí)處理后的殘余懸浮物，確保水質(zhì)質(zhì)量。雙氧水廢水處理操作簡(jiǎn)述由于雙氧水生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的廢水中含有芳烴、2-乙基蒽醌等污染物，除在生產(chǎn)過(guò)程中控制好這些污染物的排放量外，在廢水處理回收操作中，應(yīng)盡可能地完全回收這些污染物，這是確保后段處理的水質(zhì)和處理成本的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。采用催化氧化-絮凝法處理雙氧水生產(chǎn)廢水，在做好芳烴、2-乙基蒽醌等有機(jī)物回收的前提下，還需注意廢水的pH、水質(zhì)顏色，有條件的還需取樣分析其雙氧水含量、CODcr量，據(jù)此調(diào)整加藥量，以達(dá)到最佳的處理效果。加藥量的調(diào)整也可根據(jù)雙氧水的含量(外觀)及有機(jī)污染物量來(lái)決定。在雙氧水含量和有機(jī)物含量都多的情況，一般要求加入二價(jià)鐵鹽量為2.0?2.5kg/m3。當(dāng)觀察到廢水中雙氧水含量和有機(jī)污染物不多時(shí)，可適當(dāng)補(bǔ)充雙氧水和二價(jià)鐵鹽(1.0?1.5kg/m3)。氣浮的操作要點(diǎn)是確保其氣泡是微細(xì)氣泡，絕對(duì)不能有大氣泡出現(xiàn)，溶器罐壓力應(yīng)控制在0.2?0.3MPa，高分絮凝劑的加入量為2.5?3.0kg/m3(濃度為0.05%?0.1%)。加藥量需視出水水質(zhì)和懸浮物的礬花顆粒進(jìn)行調(diào)整，并根據(jù)實(shí)際情況計(jì)算調(diào)整。廢水處理后的廢渣處理廢水經(jīng)處理后產(chǎn)生的廢渣，經(jīng)壓濾后，可當(dāng)工業(yè)廢渣運(yùn)走或與煤摻燒。結(jié)語(yǔ)經(jīng)催化、氧化-絮凝法處理后的雙氧水生產(chǎn)廢水，CODcr能達(dá)國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。廢渣的有機(jī)物已被氧化為無(wú)害廢渣。注意問(wèn)題：由于雙氧水生產(chǎn)過(guò)程中排出的有機(jī)污染物廢水、有機(jī)污染物含量不穩(wěn)定，因此第一步回收雙氧水生產(chǎn)廢水中的有機(jī)污染物的工作相當(dāng)重要，否則會(huì)給后續(xù)的處理操作帶來(lái)不便。因?yàn)橐獙⒂袡C(jī)物完全回收有一定困難，故要求雙氧水生產(chǎn)操作的嚴(yán)謹(jǐn)性高，盡量減少有機(jī)物帶出，使廢水處理