双氧水生产废水处理及工艺改造

双氧水生产废水处理及工艺改造

摘要:

双氧水是一种绿色化工产品,它广泛的应用于医药、军工、化学品合成、纺织、造纸、环保、食品、冶金、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

1制作双氧水的方法

1.1蒽醌法

用烷基蒽醌溶液作为原料通入氢气,原料可以循环利用,人们在19世纪末最初制作制造双氧水。随着时间的推移,技术逐渐发展。其工艺为烷基蒽醌溶解于复合有机溶剂中,在一定压力和温度条件下通入氢气加成。在生成的氢蒽醌中通入氧气,氢蒽醌被氧化再次生成烷基蒽醌,同时生成过氧化氢。国内生产的该溶液依据含量的不同可分为三种。双氧水的行业发展至今蒽醌法是其中发展最为完善的一种方法。我国制造双氧水基本采取这种方法,在国外很多知名的工厂制造双氧水也是利用这种方法。1980年之前,我国制造双氧水,在氢气加成反应使用的催化剂搅拌釜是镍。后来催化剂由钯替代,因为比起镍,钯在工艺中优点更突出,能够扩大生产。该设施在安全和生产方面优点突出,是制作过氧化氢的重点研究对象:首先设计简单、便于安装,操作也简单,生产力也大;其次在制备过程中催化剂是不需要时常添加的,可以提高人员安全。科技发展所研发的DCS控制技术,也可以降低危险。但是现在我国氢化流化床并没有普及,也没有相关文章。我国只有两家工厂使用国外的这种技术。了大部分工厂使用的仍是蒽醌法,用钯作为催化剂或者镍-钯作为固定床。

1.2制备双氧水的新方法

尽管用蒽醌法制备双氧水的工艺发展至今已经很完备了,但还是避免不了有机溶剂混合而带来的危险。目前研究制备双氧水的新方法的方向是找到可以替代并优于蒽醌法的方法。目前已知的生产双氧水的新型不少,比如用氢气和氧气直接反应制备,利用燃料电池的原理制备或者氧化异丙醇、甲基苄基醇等等。将这些方法应用到现实生产中,还有很大差距,因此仍在研究阶段。

2解决制备双氧水过程中所产生废水的方法

2.1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。使废水达到排放标准。

2.2净化废水的过程

净化废水的方法是过氧化氢催化以及氧化-絮凝法,具体操作流程有以下两种方法如1、图2所示。

3废水处理结果遗留问题和工艺的改造

根据水质监测局调查显示,双氧水制造工厂所产生的废水排放,并未全部达到规定的排放标准。从02年的三月开始调查直到十月份,酸碱度、化学需氧量COD均高于预计值,其中化学需氧量COD超标尤为严重。大约在十月末,水质检测局对处理后的废水再次进行了监测,这次将气相色谱仪和质谱仪联合起来使用评测废水,化学需氧量高达75.90mg/L,中性偏碱。主要有害物质有1,3,5-三甲苯、饱和烷烃、磷酸三脂……其中石油类物质大约在4mg。水检测局具体的监测结果如下表所示。

3.1废水不达标的具体原因

研究人员在实地考核检验后发现,造成废水不能按预计排放的因素很复杂,主要由以下六点:(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。

3.2升级工艺水平处理废水

根据以上原因,研究人员对处理步骤加以调整:(1)加大对PH的检测力度,直至达到预计标准。(2)改造反应装置,阶段性的对污水进行处理,尽力除去混杂的双氧水和有机物质。(3)设置废水检测机器连续检测废水,避免假阳性的存在。(4)扩大容纳废水的调节池,使之符合废水的排放量,具有能够抵抗负荷的能力。(5)扩大沉淀池,污水与凝聚物质可以反复多次的接触,可使污泥有效沉淀。(6)废水过滤是通过多种过滤装置。(7)以上处理后的废水,在排出前还需再次处理,降低石油类有机物的含量,避免废水处理步骤中的再次污染。加大其抵抗负荷的能力。调整后的具体操作流程如下:废水聚集到一定程度通过机器将其引入调节池中,沉淀,此时调节池中的液体会不断增加。当看到水面出现油性物质时,液位高度也达到了预计调控值,(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。

参考文献

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作者:范围溢 单位:中国石化长岭炼化公司化工作业部