过氧化物生产中污水的处理措施

2022-08-01吕振李强周磊

氯碱工业 2022年5期

吕振，李强，周磊

(青岛海湾化学有限公司，山东青岛 266409)

过氧化物(引发剂)生产中产生的母液水、碱洗水等污水具有典型的“四高”特性——高含盐量、高COD含量、高氯离子含量和高pH值，同时含有大量长链有机物，随着过氧化物产品种类的增加，污水成分更为复杂且生化性更差，属难于直接进行生化处理的化工废水。下面以采用叔丁基过氧化氢为原料生产BNP产生的污水为例，探讨污水的后续处理。

1 试验过程

1.1 污水水质

pH值，13～14； COD，15 万mg/L；

氯离子，6.6万 mg/L；电导率，13万μS/cm；

过氧化物含量，>60 000 mg/L。

1.2 建立中和、还原试验

1.2.1 定性分析

对污水水质的定性分析可知：其主要成分为叔丁基过氧化物和其他有机物，具体成分与整体反应的配方体系和引发剂生产过程，后续的洗料、干燥操作过程有直接关系。

1.2.2 试验方案

向污水中加入无机酸进行中和，当pH值达到中性后会有明显可见的有机物析出，分离出上层的有机物(油层)后，再向剩余的污水中加入还原剂，继续分解水中的有机物。

试验步骤如下。①取3份污水，各200 mL。②向上述污水中分别加入盐酸、硝酸、硫酸调节至中性。③分离出上层的有机物油层，保留下清液进行检测分析。④分析上述污水的pH值、电导率、过氧化物和COD等指标。

试验数据如表1所示。

表1 酸处理后的污水水质数据表

1.2.3 数据分析

从表1数据可知：投加不同无机酸调节pH值，对下清液中COD的数据影响差别不大，投加硫酸除油效果最好，过氧化物浓度相对更低。

1.2.4 后续试验

只使用盐酸，并调整还原剂加入量。

试验步骤如下。

(1)取污水加盐酸调节pH值，静置分层，并分离出下清液。

(2)取100 mL下清液，根据上次试验中过氧化物浓度，投加不同浓度的还原剂，投加量分别为0.2、0.5、1、3、6、9 g(其中3 g为按照过氧化物质量浓度10 000 mg/L计算相应的还原剂量得出)。

分析上述污水的pH值、电导率、过氧化物和COD等指标，分析数据如表2所示。

表2 还原剂处理后的污水水质数据表

1.2.5 臭氧试验

在投加不同药剂过程中，分别投加臭氧30 min，进行分析数据对比，验证臭氧对污水的处理效果。

具体试验步骤如下。

(1)取污水250 mL，未投加药剂，直接投加臭氧30 min。

(2)取污水250 mL，加盐酸调节至中性，静置分层，将析出的油层分去除，对下层清液进行分析。

(3)取污水250 mL，加盐酸调节至中性，静置分层，将析出油层去除后，向下清液中投加还原剂(投加量30 g/L)进行过氧化物还原。投加上述还原剂后，通入臭氧30 min，然后进行指标分析。

分析数据如表3所示。

表3 臭氧处理后的污水水质数据表

1.2.6 分析指标及数据分析

试验数据汇总如表4所示。

表4 各阶段污水处理后的水质数据

污水水质数据汇总分析如表5所示。

表5 污水水质数据汇总分析

在试验过程对污水进行了多次分析，去除误差较大数据后，污水pH值大于13，高盐分电导率约14万μS/cm、氯离子约6.6万mg/L，过氧化物质量浓度大于6万mg/L，COD分析数据分别是4.7、11.1、15.7、15.4和19.1万mg/L。

污水进行加酸中和、除有机物后：污水加酸中和后上层明显析出油分并形成分层。分离油分后水中过氧化物及COD指标下降明显，过氧化物质量浓度从60 000 mg/L以上降至6 000～12 000 mg/L，COD含量降至65 000 mg/L左右，COD去除效果明显。

污水中和除油后进行还原。中和除油后的污水投加还原剂，用于去除水中过氧化物。经过指标分析，还原剂投加质量浓度小于10 mg/L时，过氧化物的去除效果并不明显；投加质量浓度达到30 mg/L时过氧化物降低明显，由6 000～12 000 mg/L降至600～1 500 mg/L；投加质量浓度大于60 mg/L时，过氧化物去除效果更为明显。投加还原剂后，COD降低10 000 mg/L左右。

经过中和、除油、还原过程后，污水pH值调节为中性，因中和加酸，盐分上升，电导率达到180 000 μS/cm，过氧化物通过还原可以有效去除，COD由多于100 000 mg/L降低至50 000 mg/L左右。

污水经过药剂投加后，投加臭氧，观察臭氧对污水的去除效果。

在投加不同药剂过程中，分别投加臭氧30 min，进行分析数据对比。从分析数据来看，污水+臭氧、污水+中和+臭氧，臭氧对COD的去除效果并不明显，在污水+中和+还原+臭氧的处理过程，COD去除明显，污水COD由19万mg/L降低至2.3万mg/L左右。

继续进行臭氧试验，试验过程包括：污水+中和+还原+臭氧，分别对污水、污水+中和、污水+中和+还原和污水+中和+还原+臭氧分析pH值、COD、电导率、氯离子。

此次臭氧试验分析数据，主要对COD进行跟踪对比。分析数据整理如表6所示。

表6 各阶段污水处理后的水质对比

根据此次臭氧试验数据，污水的COD去除主要在中和除油和还原+pH值回调过程，COD去除约60%左右，臭氧对污水的COD去除并无明显效果。

2 试验结论

通过试验分析，向污水中投加足量的还原剂(30 g/L)可有效去除大部分过氧化物，不影响后续生化工段。

在污水中和除油、还原和臭氧氧化过程中，对COD都有一定的去除作用，中和除油效果最明显，还原对过氧化物和COD都有一定去除作用。

3 污水后续处理措施

3.1 引发剂污水处理

根据上述试验结果，对引发剂生产中产生的污水处理需要进行以下步骤：调整污水pH值(投加盐酸)→除油(静置分层、分离出上层油污)→下清液还原(在污水中投加还原剂)→pH值回调(投加烧碱，污水应满足pH值6～9、ORP<100 mV)→进行臭氧氧化，进一步降低其COD，提高其可生化性。

3.2 污水的处理流程

初步处理后的污水经减压蒸发浓缩，经冷却结晶，回收盐分(氯化钠及硫酸钠)，母液循环浓缩结晶。蒸馏液套用到生产线或外处理，剩余污水进行生化处理。

污水处理工艺流程如图1所示。

图1 过氧化物生产中污水处理工艺流程图

3.3 流程说明

初步处理的污水进入蒸馏塔浓缩蒸馏，开启真空泵，把含盐废水吸入减压浓缩蒸馏塔，加热，减压浓缩蒸馏，根据温度分段控制馏分。蒸馏中段水排入调节池，与其他废水混合后用泵提升，泵前投加混凝剂，污水流入兼氧池中，兼氧池出水经生化处理后，再排入混凝沉淀池，沉淀污泥排入污泥浓缩池，经压滤后，滤液回调节池，滤饼贮存，定期外运至有资质的单位处置。清液经砂滤池过滤后排入外排管网。