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含醚、醇类废水处理

一、废水污染物种类和负荷
1.1、精馏及水解工序的含醚尾气吸收水
    在此类硼化合物生产过程中的精馏及水解工序会产生含甲醚的废气,此废气经风机进入循环水吸收塔,该塔内充填高效填料,使醚类在塔中几乎
完全被水吸收。循环吸收水总体积为3lm³;2塔串联,以保证排气中有机物含量达到环保要求。根据物料衡算结果,该生产线每生产1kg产品,将有2 kg的甲醚进入到循环吸收水中。为防止甲醚挥发到大气中,限定每生产5 kg产品必须更换1次循环吸收水(即平均5d更换1次),由此木生产线la约产生200 t的含醚废水。根据小试样品分析,含醚类废水的pH为4-6 , COD为3000m到L,CaZ+为300 m到L}在选择处理规模时,考虑到一些特殊情况以及处理容量,木生产线含醚废水实际设计负荷拟选用300 t废水作为设计指标。
1.2、酯化浓缩工序产生的含异丙醇废水
    在产品加工过程中用异丙醇进行醋化反应,随后进行醋类水解和浓缩处理。这些工序都会产生含异丙醇的工艺废水。此外,蒸馏釜残浸出水中会产生部分含异丙醇的废水,蒸馏时尾气中的部分异丙醇被水吸收后也会产生部分废水。初步核算每生产1kg产品约有13kg的异丙醇排出,其废水量约为150-200kg,由此木生产线1a共产生含异丙醇废水300t左右,此废水的pH为6-8 , COD为4000 m}/L ,NaCI为2g/L,异丙醇质量浓度为60-70 m/L   
    综上所述,木生产线la共产生含醚类废水约300 t,含异丙醇废水约300 t。由于水量不大,目前尚不具备建设综合性污水处理系统的条件,为此应考虑对2种废水采取适当的处理方法以消除污染、保护环境,并做到资源的综合利用。木生产线所使用水为去离子水_因此在考虑废水处理及回用时应尽量避免掺入其他杂质离子,以便做到循环使用。
二、废水处理方法的选择
2.1含甲醚类的循环吸收水处理方法选择
    含甲醚废水的生化降解性很差,必须经过预处理方可进入生化处理系统。由于木企业暂不设综合生化处理系统,故拟选用化学氧化法对此废水进行处理。根据木企业废水的特点拟选用氧化分解法。甲醚易被氧化分解,且可使用的氧化剂较多。另外如条件许可,使用金属阳极的电解氧化法也有很高的分解效率。化学氧化法使用的设备简单,反应条件温和,氧化分解效率很高。由于木企业的特殊性,回用水中应尽量少含其他离子,因而在可使用的各类氧化剂(如臭氧、氯系列氧化剂、过氧化氢等)中,不宜选用氯系列氧化剂,以防止氯离子的进入;另外从来源及成木考虑,也不宜选用臭氧。实验证明使用过氧化氢作为氧化剂是可行的,但使用过氧化氢作为氧化剂时,需要使用催化剂,如采用Fenton氧化法处理时,需添加亚铁盐作为催化剂,显然在此不适用。选用过氧化氢作为氧化剂,用紫外光(波长为270 nm)加以催化,可得到十分理想的结果。为安全起见,选用浸没防水式紫外光灯,将其浸没在氧化釜内部,防止紫外光外泄伤人。氧化反应釜的大致结构如图1所示。反应釜带慢速搅拌(20-30 r/min),过氧化氢入口位于搅拌桨之卜,以便使过氧化氢与废水更好地接触,防止过氧化氢分解。过氧化氢应分批加入,反应釜应设有排空管及取样口。反应2-3 h后,取样分析,当COD达到80mg/L以卜时可认为处理合格,不再添加药剂并停止搅拌。放出废水到贮槽,测定pH,用硫酸或碱调pH为7}8后其可回用于循环冷却水。
2.2含异丙醇废水的处理方法选择
    含异丙醇废水的处理方法很多考虑到本项目废水量不大,组分相对简单,拟选用反渗透浓缩回收异丙醇,配合化学氧化法消除其污染。拟选用陶氏公司耐污染反渗透膜组件HPA2.4040。在4~5 MPa压力卜,经精滤和超滤后的异丙醇溶液经一次反渗透后,高浓区的异丙醇可达到160200g/L。将高浓区与低浓区溶液分别收集在2个周转贮槽内,然后将高浓区的异丙醇溶液再进行一次反渗透浓缩,则高浓区的异丙醇可达300320g/L左右,将其收集于正常贮槽内集中精馏回收;而几次反渗透所得的稀区溶液经过二次反渗透浓缩之后,排出液体的异丙醇质量浓度约在15 -20g/L左右,可以并入到化学氧化法处理工序中一并进行无害化处理。
三、放大试验
3.1  500 L甲醚废水的氧化试验
    为了给卜一步设计提供设计参数和验证选择工艺的可靠性,利用现有设备略加改造对含醚类废水进行0.5 t规模的氧化处理作业。
    所用废水pH为4.2 ,COD为3 450mg/L,利用1个1m³的搪瓷反应釜作为氧化反应器,其内带有搅拌桨,转速为30 r/min,里而装有1只1 000 W的
紫外灯(防水型)。根据探索试验可知,1L废水约含3.33.5甲醚,需使用约1.5g体积分数为20%的过氧化氢。木次放大试验参比此数据进行氧化作业,共需使用20%的过氧化氢750。反应开始时首先加入20%的过氧化氢500,反应1h后再加入250每次加入过氧化氢的流量不可太大,更不能一次全部倒入,将其控制在10~15 min加完。共反应3h后,取样测定COD,当其值<80m/L时,便可停止作业。木次氧化作业实测COD为55 m/L。向反应3h后的溶液中加入50 } 20%的过氧化氢,再反应1 h,取样分析,测得COD < 50 m}/L,达到了木次放大试验的目的。每处理It此废水需药剂1.7 k},合4.25元,加上电费等处理费用为5元左右。3.2  500 L异丙醇废水反渗透浓缩试验
    使用陶氏公司的醋酸纤维类抗污染膜组件,在4 MPa压力卜进行一次反渗透作业,所用高压泵为CDL2-150型(不锈钢制)。初始进水异丙醇质量浓度为48g/L,一次反渗透浓缩后,浓区出水异丙醇质量浓度达到130g/L左右。将此浓液进行二次反渗透浓缩,在浓区得到的异丙醇质量浓度为320 g/L ,可用于蒸馏回收。得到的稀液进行二次反渗透浓缩,稀区出水异丙醇质量浓度约在巧g儿左右,污染物仍超标,必须进行深度处理。用此液2L按前述工序进行氧化处理,使其COD达到35 mg/L,此水经调节pH后可以作循环冷却水使用。预计处理费用(主要为电费及设备折旧费)为4元/t。
四、讨论
    (1)对硼同位素生产线所产生的2种废水的处理进行了方法选择,探索试验和放大试验结果表明,选用的处理方法可行,其数据可以作为正式设计基木参数。所选用的方法在满足环保方而要求的同时,也为生产中硼同位素的回收提供了方便。
    (2)试验表明,对含甲醚废水进行氧化处理时,作业时间与废水的pH有关。弱酸性条件卜反应较快,近中性时反应较慢,因此在将来制定作业条件时,需实地进行选定。
    (3)反渗透浓缩异丙醇,应选用二级反渗透,以提高异丙醇回收率和回收浓度。
    (4)含醚类及异丙醇的废水处理后所得的流出水,可作为循环冷却水使用。
    (5)使用化学氧化法及反渗透法联合处理上述工业废水,处理成木在6}8元/[,全年按600 t废水计,共耗费用5 000余元,远低于外送处理费。
 
 
 

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