二氧化氯处理含酚废水工艺研究报告
山东工程学院 淄博大为科技发展有限公司 杜一平 高秀军
二氧化氯因其强氧化性及其他一些优良性能,已在饮用水消毒,医疗器械消毒,纸浆漂白等领域得到广泛应用,而在工业废水处理上也显示了很强的优势,越来越受到重视。在含氰、含酚废水的处理上已有了一些应用。我们针对齐齐哈尔第一化工厂酚醛树脂下来的蒸馏废水的实际情况,对去除废水中酚的工艺条件做了一些研究,提出了切实可行的工艺路线。
一、实验方法
1、原料及试剂
(1)含酚废水(齐齐哈尔第一化工厂提供)。
(2)盐酸(工业级,31%) 。
(3)氢氧化钠(固体)。
(4)二氧化氯溶液(用氯酸钠与盐酸反应制得,可得到10000~20000mg/L不同浓度的溶液)。
(5)活性碳(粉状)。
2、挥发酚测定方法:采用蒸馏溴化钾容量分析法(国标)。
3、活性炭过滤:在滤纸内侧洒上一层活性炭即可。
二、工艺条件实验
根据实验,提出如下工艺流程:
酸析→氧化→中和→稀释→排放
1、酸析:酚醛树脂在生产中会产生一定量水溶性树脂,在蒸馏时,随水分挥发出来,进入废水,一方面造成树脂损失,另一方面造成废水中酚含量增高,废水中的树脂经测定约含10%,每吨废水可回收1000×10% =100kg(约2000元)。因此,从废水中提取出这部分树脂意义非常重大,不但可以去除一部分酚,而且回收的树脂价值可观。根据酚醛树脂在加热或酸性条件下,可以聚合而从水中析出的特点,提出了用酸析的方法提取树脂。我们在废水中加入一定量的工业盐酸,经过24小时反应,使树脂与废水分离,实验情况如下表:
序号 |
废液量
(ml) |
加盐酸量
(ml) |
加盐酸
比例 |
处理后酚含量
(mg/l) |
析出树脂量
(g) |
析出树脂比例 |
原液 |
|
|
|
19411 |
|
|
1 |
400 |
8 |
2% |
4322 |
38 |
9.5% |
2 |
400 |
40 |
10% |
2929 |
39.6 |
10% |
从上表可知,多加盐酸可以多析出树脂,酚含量也降低,但加酸太多,将导致树脂聚合加剧,使析出的树脂结成硬块,不能再使用,因此加酸量应控制在2%以下。
2、氧化:用二氧化氯作为氧化剂,实验了不同条件下,氧化去酚效果如下表:
序号 |
取废液量
(ml) |
加ClO2量
(ml) |
ClO2浓度
(mg/l) |
反应时间
(小时) |
加温否 |
处理后酚含量
(mg/l) |
1 |
50 |
150 |
3020 |
24 |
否 |
106 |
2 |
50 |
50 |
15000 |
24 |
否 |
205 |
3 |
50 |
50 |
7400 |
24 |
否 |
288 |
4 |
120 |
40 |
7500 |
4 |
60-70℃ |
336 |
实验中发现:加入ClO2量越多,浓度越大,酚含量降低越多。二氧化氯含量大到一定的程度,酚含量不再明显下降(如 2、3号)。
另外,提高温度,对去酚效果不是太显著,且长时间保温在实际中不太方便。 另外,我们还实验了,经一次氧化处理后的滤液进行第二次氧化处理,它可使酚含量从205mg/l降至70~80mg/l。但这种处理将使ClO2的需求量增加一倍,使用中较难达到,因此工艺中未采用此方法。
3、中和:经上述处理后的废水含有一定量的酸,排放前必须中和。我们用片碱(NaOH)直接加入氧化处理后的废液中,中和至PH=4~6。处理后可使酚含量进一步降至39mg/l。
4、上述处理后,酚含量仍较高,用氧化的方法已不能有效的去除酚(其原因可能是废水中成份复杂,氧化时生成了某些惰性化合物,不易被破坏)。因此最后用水稀释后排放。
5、活性炭过滤: 工艺中,酸析、氧化及中和后,均应过滤废液。实验中发现用活性炭进行过滤,效果很好,而且过滤后,含酚量较高的滤渣可随活性炭一起烧掉。 综合考虑,去酚工艺参数如下:
步骤 |
投加药剂 |
药剂浓度 |
投加量 |
加药前
状态 |
加药后
状态 |
过滤后
状态 |
处理后酚含量mg/l |
酚去除率% |
原液 |
|
|
|
|
|
|
19411 |
|
酸析 |
盐酸 |
31% |
2% |
浅黄色 清 |
深红色 浊 |
深红色 清 |
4300 |
77.8 |
氧化 |
二氧化氯 |
2% |
1:1 |
深红色 清 |
红黄色 浊 |
红黄色 清 |
106 |
99.5 |
中和 |
氢氧化钠 |
固体 |
---- |
红黄色 清 |
黑红色 浊 |
浅黄色 清 |
39 |
99.8 |
稀释 |
水 |
----倍 |
10~20 |
浅黄色 清 |
稍黄色 清 |
---- |
< 4 |
99.9 |
三、结论
1、用二氧化氯氧化去酚是可行的。
2、很有必要用酸析法回收废水中的树脂。
3、在可能的条件下,投加二氧化氯的浓度尽量高一些。
4、过滤应用活性炭过滤。
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