粘胶纤维生产废水中废气的真空脱除研究

刁敏锐

（唐山三友集团 兴达化纤有限公司，河北 唐山 063305）

粘胶纤维生产废水可划分为碱性水、纺炼和酸站酸性水，这些废水中含有二硫化碳、硫化氢、氢氧化纳、硫酸等，需要经过曝气处理[1,2]，才能向污水处理厂排放。传统工艺中曝气处理后废水中 H2S仍较高[3-6]。另外，废气停留在回收系统的时间过短，导致大量废气直接排入大气，污染环境[7]。再有，曝气前需要对污水实施降温操作，造成大量热能浪费[8]。针对这些问题，笔者提出一种新的处理方式，先对废水进行热量交换，回收热量，然后采用真空脱气处理[9]，回收 H2S和CS2，处理后的废水达到了污水厂进水标准。

1 材料与方法

1.1 材料与实验设备

厂内碱性水、碱性水收集桶（15 m³）、105型塑料耐腐蚀酸碱化工离心泵（上海离心泵厂泵速 0.1 m3·h-1、0.7 m3·h-1、1 m3·h-1）、脱气桶（自制设备，过滤面积为0.2 m2、0.6 m2、1 m2）、冷凝器（自制设备）、2XZ-8型选片师变频真空泵（杭州双欧制冷设备有限公司，真空度0.9 Pa、0.6 Pa、0.1 Pa）、50层对口钎焊板式过水热换热器（河北廊坊换热器厂家，换热面积4 m³）。

1.2 实验方法

收集黄化、脱泡、一水洗、二水洗4种不同的地点的废水，将其混合并将pH调成7。经过50层对口钎焊板式过水热换热器与22 ℃软水进行换热，换热后废水指标如表1所示。

表1 换热后废水指标

图1 真空脱气流程图

利用图1所示脱气装置，对上述废水进行真空脱气。考察不同真空度、泵速、过滤面积等脱气条件对脱除效果的影响。H2S和CS2浓度利用化学方滴定法进行测定[10]。结合实际生产需要运行时间，取样间隔设定为1 h。

利用下式对处理效果进行评价

其中C11、C21分别为脱气处理后废水中 H2S和CS2的含量；C10、C20分别为脱气处理前废水中H2S和CS2的含量。△C1、△C2分别表征H2S和CS2的脱除效果，其值越大，脱除效果越好。

2 结果与讨论

2.1 泵速对脱气处理效果的影响

固定真空度为0.1 Pa，过滤面积为0.2 m2时，考察泵速的改变对处理效果的影响，结果见表2。

由表2可知，固定真空度和过滤面积随着泵速的增大，H2S和CS2脱除量越大。当泵速最大为 1 m3·h-1时，H2S 脱除量最大为 18.62 mg·L-1，CS2浓度脱除为20.21 mg·L-1，处理后废水中H2S浓度为19.76 mg·L-1，废气 CS2浓度为 17.6 mg·L-1，未达到污水厂进场标准。

表2 泵速对处理效果的影响

2.2 过滤面积对脱气处理的影响

固定真空度为0.1 Pa，泵速为 1 m3·h-1，考察不同过滤面积对处理效果的影响，结果见表3。

表3 过滤面积对处理效果的影响

由表 3可知，固定真空度和泵速，随着过滤面积的增大，废水中 H2S和 CS2脱除增大，当过滤面积最大为 1 m2时，H2S脱除量达到28.20 mg·L-1，CS2脱除量达到 29.23 mg·L-1，处理后废水中H2S浓度为8.18 mg·L-1，CS2浓度为8.58 mg·L-1，满足了污水厂对污水进场的要求。

2.3 真空度对脱气处理效果的影响

固定过滤面积为1 m³，泵速1 m3·h-1时，考察压力对脱气处理效果的影响，结果如表4所示。

表4 压力对脱气处理效果的影响

由表 4可知，固定真空度和过滤面积，随着真空度的减小，废水中 H2S和 CS2脱除量增大，当真空度减小为 0.1 Pa时，H2S脱除量达到最大为28.20 mg·L-1，CS2脱除量达到最大为29.23 mg·l-1，处理后废水中废气H2S的浓度为8.18 mg·L-1，废气 CS2浓度为 8.58 mg·L-1，达到了污水厂进场的标准。

3 结论

通过将废水先进行热交换，然后进行真空脱气的方法，有效脱除了废水中H2S和CS2。真空度、泵速、过滤面积对废水脱气处理效果有显著影响，当真空度为0.1 Pa、泵速为1 m3·h-1、过滤面积为1m2条件下，处理后的废水H2S浓度为8.18 mg·L-1，CS2浓度为 8.58 mg·L-1，达到向污水厂排放的标准。

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