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        化工生產(chǎn)橡膠助劑廢液預(yù)處理技術(shù)研究

        2020-10-23 04:31:46張付杰
        山東化工 2020年17期
        關(guān)鍵詞:濃硫酸母液雙氧水

        化 棟,張付杰

        (1.濮陽惠成電子材料股份有限公司,河南 濮陽 457000;2.濮陽市化工研究所,河南 濮陽 457000)

        我國(guó)橡膠助劑工業(yè)與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)主要差距,在于助劑本身及重要的中間體生產(chǎn)工藝落后,生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)數(shù)量的“三廢”和部分副產(chǎn)物,環(huán)境污染嚴(yán)重[1]。其中產(chǎn)生的生產(chǎn)廢水主要來自水洗工序廢水和過濾母液,COD濃度高、鹽分高、可生化性差、處理難度大,含有大量的難降解雜環(huán)雜鏈類有機(jī)物,其分子量大、毒性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)成分復(fù)雜、性質(zhì)穩(wěn)定、易于富集且有些具有三致作用,如直接排放將對(duì)環(huán)境造成極大的危害[2-3]。

        化工生產(chǎn)橡膠助劑DM廢水pH值為7~8,濃硫酸預(yù)處理調(diào)整pH值為5~6,析出物料、樹脂和少量鹽,壓濾后焚燒處理;清液經(jīng)過MVR和三效蒸發(fā),蒸出水生產(chǎn)DM回用。三效蒸發(fā)濃縮液經(jīng)槽式除鹽設(shè)備(材質(zhì)為鐵)降溫至60℃出鹽,人工清理鹽后繼續(xù)進(jìn)入三效蒸發(fā)器蒸發(fā),鹽含量在35%~37%,蒸發(fā)量2~2.5 t/h,溫度70℃、COD約120000 mg/L,日處理量36 m3。

        存在問題:MVR結(jié)垢嚴(yán)重,平均20~25 d清垢一次,費(fèi)用1萬元左右;三效蒸發(fā)設(shè)計(jì)8 t/h,實(shí)際蒸發(fā)量為2~2.5 t/h,蒸發(fā)量較低且不穩(wěn)定。另外,三效蒸發(fā)濃縮水循環(huán)蒸餾至固含量37%~39%接近飽和時(shí),對(duì)濃縮水含鹽量沒有進(jìn)行測(cè)量,任然繼續(xù)進(jìn)入三效進(jìn)行蒸餾,導(dǎo)致無水蒸出,熱量損耗和結(jié)垢趨勢(shì)增加,三效蒸發(fā)器堵塞嚴(yán)重而停產(chǎn);濃縮水循環(huán)蒸餾降溫時(shí),使用鐵質(zhì)降溫槽,鐵經(jīng)過鹽和堿的腐蝕,大量脫落進(jìn)入循環(huán)蒸發(fā)水中,導(dǎo)致三效蒸發(fā)器腐蝕加劇,縮短使用壽命;溫度降至60℃,硫酸鈉溶解度為45.3,大量硫酸鈉不能析出,顯著降低三效蒸發(fā)器蒸發(fā)效率。

        本工作主要研究化工生產(chǎn)橡膠助劑DM廢液預(yù)處理工藝,控制蒸發(fā)節(jié)點(diǎn)的含鹽量標(biāo)準(zhǔn),防止無效蒸發(fā),最大程度降低循環(huán)蒸發(fā)固含量和COD,提高每個(gè)節(jié)點(diǎn)蒸發(fā)效率。

        1 實(shí)驗(yàn)過程

        1.1 主要儀器和試劑

        儀器:ZNHW-II智能電熱套恒溫箱、DBJ-621 型六聯(lián)攪拌機(jī)、DHJ-9030電熱鼓風(fēng)干燥箱、過濾裝置、pHS-3C型 pH計(jì)、TC-200型COD快速測(cè)定儀。

        試劑:濃硫酸(AR、分析純)、液堿(工業(yè)級(jí),32%)、雙氧水(27.5%)。

        1.2 試驗(yàn)方法

        (1)取DM母液,首先用濃硫酸調(diào)pH值至2;(2)分別按照不同比例添加雙氧水,攪拌反應(yīng)1 h后過濾,根據(jù)GB/T111914-89測(cè)定COD。

        2 試驗(yàn)結(jié)果及討論

        2.1 雙氧水添加比例確定

        取DM母液,首先用濃硫酸調(diào)pH值至2,分別按照不同比例添加雙氧水,攪拌反應(yīng)1 h后過濾測(cè)濾液COD值。

        表1 不同雙氧水添加量得到的濾液COD

        第一組數(shù)據(jù),雙氧水添加量由0.5%開始,后續(xù)隨著雙氧水量的增加,COD值基本沒有變化,所以第二組數(shù)據(jù)雙氧水添加量由0.25%開始遞增,由第二組數(shù)據(jù)可知在雙氧水有0.25%增至0.5%的量之后COD值變化不明顯,確定雙氧水添加比例為廢水量的0.5%。

        2.2 不同反應(yīng)時(shí)間對(duì)COD的影響

        取DM母液濃硫酸調(diào)pH值至2,將調(diào)酸后DM廢水分為兩部分,一部分直接攪拌,另一部分按比例添加0.5%雙氧水后攪拌。分別按照時(shí)間0.5、1、2 h進(jìn)行反應(yīng),然后過濾水樣,測(cè)濾液COD值。

        表2 不同反應(yīng)時(shí)間對(duì)預(yù)處理的COD影響

        由上表可知,在不加雙氧水的情況下,COD值隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng),COD值呈下降趨勢(shì),而加入0.5%之后,在反應(yīng)0.5 h后COD值基本不變,所以確定反應(yīng)時(shí)間為0.5 h。

        2.3 不同預(yù)處理方式對(duì)蒸發(fā)效率的影響

        表3 不同預(yù)處理方式對(duì)蒸發(fā)效率的影響

        取DM母液,首先用濃硫酸調(diào)pH值至2,按照0.5%添加雙氧水,攪拌反應(yīng)0.5 h后過濾,得到預(yù)處理水;預(yù)處理水用冰浴降溫至20℃,過濾,得到結(jié)鹽后水,通過蒸餾裝置進(jìn)行蒸餾,測(cè)試蒸餾效率。

        由表3可以看出,DM廢液預(yù)處理后,初餾溫度和終餾溫度分別降低4℃和2℃,蒸發(fā)效率提高到75.44%;降溫至20℃析鹽過濾,終餾溫度提高了3℃,蒸發(fā)效率達(dá)到了80.56%。

        3 結(jié)論

        (1)DM廢液用濃硫酸調(diào)pH值至2,按照0.5%添加雙氧水,COD降到4734 mg/L;

        (2)DM廢液用濃硫酸調(diào)pH值至2,添加0.5%雙氧水?dāng)嚢璺磻?yīng),0.5 h后COD值基本不變;

        (3)DM廢液預(yù)處理后,初餾溫度和終餾溫度分別降低4℃和2℃,蒸發(fā)效率提高到75.44%;降溫至20℃析鹽過濾,終餾溫度提高了3℃,蒸發(fā)效率達(dá)到了80.56%;

        (4)本工藝通過控制蒸發(fā)節(jié)點(diǎn)的含鹽量標(biāo)準(zhǔn),防止無效蒸發(fā),最大程度降低循環(huán)蒸發(fā)固含量和COD,提高每個(gè)節(jié)點(diǎn)蒸發(fā)效率,具有較好的推廣應(yīng)用價(jià)值。

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