含甲基氯化物废水的预处置方式对照.docx
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含甲基氯化物废水的预处置方式对照
含甲基氯化物废水的预处置方式对照
摘要:
对照研究了利用湿式氧化法和内电解法预处置有机磷农药中间体甲基氯化物生产废水的阻碍因素及处置成效,结果说明两种预处置方式都可行。
湿式氧化法的处置成效稍好,COD、有机磷、有机硫的去除率别离达%、65%、88%,出水BOD5/COD上升到,但运行本钱较高元/kgCOD);而内电解法运行本钱仅为湿式氧化法的1/5,对COD、有机磷、有机硫的去除率别离达到%、%、%出水的BOD5/COD上升至。
关键词:
湿式氧化法内电解法预处置甲基氯化物废水
甲基氯化物生产废水具有盐度高、有机硫和有机磷含量高、pH值高、毒性大和难生化降解(BOD5/COD<等特点[1],目前处置这种废水成为生产有机磷农药厂家的棘手问题[2]。
1废水水质
实验用水取自湖南南天实业股分甲基氯化物生产车间甲醇回收塔残液,其水质见表1。
表1甲基氯化物生产废水水质
水温(℃)
pH值
COD(mg/L)
有机磷(mg/L)
无机磷(mg/L)
硫化物(mg/L)
BOD5/COD
Cl-(g/L)
90~95
12
55456
9591
408
2259
108
2实验装置
湿式氧化实验的主体设备是型强磁力回转搅拌反映釜,配有电加热炉、搅拌装置和温度和搅拌转速操纵器,实验装置及流程如图1所示。
内电解实验采纳直径为50mm、高为700mm的两个有机玻璃圆柱串联组成铁炭内电解柱,以蠕动泵进水,装置见图2。
3 结果及讨论
湿式氧化法
1958年Zimmerman第一次采纳湿式氧化法处置造纸黑液,要紧阻碍因素为温度、氧分压、反映时刻、废水性质、pH值等,本实验综合处置本钱及成效等各项因素考察了反映时刻为30~120min、进水pH值为~、温度为140~200℃和氧分压为~MPa范围内预处置甲基氯化物生产废水的成效。
①湿式氧化法处置甲基氯化物生产废水分为前期的快速氧化分解和后期的慢速氧化两个进程,在30~60min内(反映初期)去除率随时刻的快速转变;60min后去除率随时刻增加缓慢,这说明通过快速段后易氧化物质被氧化,复杂有机物已被分解为较难氧化的小分子物质,由此确信最正确反映时刻为60min左右。
②在相同实验条件下,当调剂废水pH值呈酸性时预处置的成效明显变好,如pH值由调剂至时的COD去除率可增加10%左右,对有机磷、有机硫的去除率可增加30%左右,但考虑到后续生化处置及降低本钱的需求,不宜大幅度地调剂废水pH值。
③在140~180℃范围内随温度的增加,COD、有机磷的去除率增加较快,180℃以后那么增加缓慢;有机硫的去除率转变较为特殊,在140~160℃之间去除率增加较快,160~180℃之间大体上无转变,180℃以后又迅速增加,这可能是因为在160~180℃之间大部份有机硫化合物只发生了异构化反映[3],从预处置的角度来考虑,可选择反映温度为180℃。
④在氧分压为~时,COD、有机磷和有机硫的去除率都随氧分压的增高而增大,其中的出水中有许多灰黑色沉淀物,说明氧分压较低时COD有专门大一部份是以沉淀的形态离开水相。
在氧分压>后,三项指标的去除率转变都趋于平缓,这说明在氧分压较低时增大氧分压可提高氧传递速度,使反映速度增大,但整个进程的反应速度并非与氧传递速度成正比(在氧分压较高时反映速度的上升趋于平缓),故关于预处置甲基氯化物生产废水,可选择氧分压为。
⑤废水经湿式氧化预处置后,可生化性取得必然的提高,当氧分压为、温度为180℃、反映时刻为60min时,废水的BOD5/COD值从提高至。
从实验可知温度与氧分压对改善可生化性的阻碍较大,如在温度为140℃、氧分压为时,可生化性的提高并非明显。
内电解法
①铁炭比的确信
取300mL甲基氯化物生产废水,别离按不同的铁炭比例加入铁炭总量30g,缓慢搅拌3h后取水测定的结果如图3。
由图3可知,当铁炭比为1时处置成效位于最低谷,COD的去除率仅为22%,说明现在铁屑的电化学作用和活性炭的还原吸附作用都比较弱。
而当活性炭量增加时,由于足够的活性炭的吸附作用,去除成效明显好转,如当铁炭比为1∶5时COD的去除率达%。
因活性炭的吸附作用具有饱和性,当第2次利历时COD的去除率降至%。
而当铁量增加时由于铁屑的电化学作用增强而使整个反映的成效也变好,如当铁炭比为2时去除率较佳,但继续增加铁量时去除率略为下降,可能是因活性炭量太少使形成的原电池的量大大减少所致,最终确信铁炭比为2。
②反映时刻、反映温度、进水pH值的阻碍
为了探讨内电解的最正确实验条件,以反映时刻、反映温度、进水pH值为考察因素,以COD去除率为指标,按L9(34)正交表进行实验,结果用极差分析进行主次分析,利用空列作为误差分析列,实验因素水平见表2,实验结果见表3,极差分析见表4。
表2实验因素水平
类型
A时刻(h)
BpH值
C温度(℃)
D
水平1
1
室温(28)
用于误差分析
水平2
2
6
50
水平3
3
2
80
表3正交实验结果
实验号
A
B
C
D
COD去除率(%)
1
1
1
3
2
2
2
1
1
1
3
3
1
2
3
4
1
2
2
1
5
2
2
3
3
6
3
2
1
2
7
1
3
1
3
8
2
3
2
2
9
3
3
3
1
表4极差分析
项目
A
B
C
D
k1
k2
k3
40
k4
由表4中的空列D可看出,这次实验的误差较小且阻碍内电解处置甲基氯化物生产废水因素的主次关系为B、A、C。
反映温度对去除成效的阻碍相对较小,随着温度的升高去除率有必然的增加,考虑到废水出塔时的温度高达90~95℃,可考虑废水在水温较高时进入铁炭柱。
由表4还可看出,废水pH值对去除成效的阻碍较大,当废水调剂至强酸性时,由于酸性水解的增进作用去除成效明显变好,但考虑到水泵和设备的防腐要求、加酸的本钱等因素,可将废水调至微酸性条件下进行预处置。
另外,对反映时刻的研究说明:
在操纵水温为50℃、废水pH值为的条件下,要达到较好的处置成效,废水在铁炭柱中的停留时刻建议为7h左右(实验数据见表5)。
表5反映时刻对处置成效的阻碍
反映时刻(h)
COD去除率(%)
有机磷去除率(%)
有机硫去除率(%)
BOD5/COD
③絮凝沉淀实验
由于内电解的电极反映生成的Fe2+、Fe3+都是专门好的絮凝剂,它们还能形成各类形式的碱式盐,也都具有很强的吸附—絮凝活性,故在铁炭柱的出水中投加2g/L的石灰乳(以CaO计),现在COD的去除率由%上升至%,有机磷、硫的去除率别离达到4%、%,BOD5/COD值为。
4两种方式的比较
对两种方式的比较如表6所示。
表6两种预处置方式的对照
项目
湿式氧化法
内电解法
预处置操作条件
氧分压为、不调剂pH值、反映温度为180℃、反映时刻为60min
反映温度>50℃、pH值为左右、铁炭比为2∶一、停留时刻为左右,石灰乳投加量为2g/L
处置成效
对COD、有机磷、有机硫的去除率别离达%、65%、88%,BOD5/COD值由上升至
对COD、有机磷、有机硫的去除率别离达%、%、%,BOD5/COD值由上升至
运行本钱
元/kgCOD
元/kgCOD
注:
运行本钱以实验室条件为计算标准。
由表6可见,利用湿式氧化和内电解两种方式预处置甲基氯化物生产废水都是可行的,废水经预处置后可生化性都大大提高,为后续生化处置制造了专门好的条件。
相较较而言,湿式氧化法的处置成效更好,而内电解法那么由于具有原材料价廉易患、设备简单、本钱低等优势,值得大力推行。
参考文献:
[1]秦麟源.废水生物处置[M].上海:
上海同济大学出版社,1989.
[2]沈阳化工研究院环保室.农药废水处置[M].北京:
化学工业出版社,2000.
[3]王恰中,李忠.农药废水中有机硫、有机磷湿式空气氧化反映的研究[J].环境化学,1993,12(5):
415-419.
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