CN102070274A - 钙盐沉淀法处理磺化废水的方法与装置 - Google Patents

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郭志勇
丘国强
马玉明
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Abstract

本发明涉及一种钙盐沉淀法处理磺化废水的方法，其在反应中加入含钙基离子的钙盐或能离解出钙基离子的化合物作为药剂，在一定的工艺控制条件下和在特定的装置“空气导流搅拌沉降反应槽”一体化设备中，一次性在短时间内快速将磺化废水中的SO3 2-经反应沉淀完全除去，并控制部分SO4 2-沉淀，获得的澄清废水再送入生化系统进一步处理。此方法投资少，运行成本低，操作控制易，处理时间短，效果好，运行成本仅为氧化法的1/5～1/4，市场前景看好。

Description

钙盐沉淀法处理磺化废水的方法与装置
技术领域
本发明涉及一种处理磺化废水的方法，特别是一种钙盐沉淀法处理磺化废水的方法与装置，是对传统处理磺化废水的创新，属化工环保技术领域。
背景技术
十二烷基苯磺酸钠是洗涤行业制造洗涤的基本原料，其通过S燃烧生成SO2，再转化成SO3，然后与十二烷基苯进行磺化反应，生成十二烷基苯磺酸钠。由于转化时未能把SO2全部转化为SO3，磺化时SO3也未能完全利用，磺化废气中含有SO2、SO3以及部分有机物十二烷基苯等蒸气、十二烷基磺酸钠微粒等，经电除雾可以去除大部分硫酸雾，但仍有相当数量的SO2、SO3和部分的硫酸雾留在废气中，经碱洗处理后才能排放。碱洗时将SO2和SO3吸收变成Na2SO3和Na2SO4，同时有机物LAS(表面活性剂)等也会进入碱洗液中，碱洗液中COD(化学需氧量)浓度很高，其主要是Na2SO3等无机还原性物质和部分有机物LAS等的影响。故此国内洗涤行业在生产十二烷基苯磺酸钠的过程中产生的“磺化废水”中含有高浓度的(亚硫酸根)和COD(化学需氧量)，若直接用生物法处理由于
Figure B2009101940225D0000012
度高，严重地抑制了生物活性甚至使微生物死亡。
目前处理磺化废水的方法常有下列2种：其1是H2O2·FeSO4试剂氧化法，其利用该试剂的化学氧化性和废水中
Figure B2009101940225D0000021
的化学还原性作用将
Figure B2009101940225D0000022
转化为
Figure B2009101940225D0000023
的过程，该处理方法能有效降低废水中的COD值，但处理成本高，废水中残留的
Figure B2009101940225D0000024
还需进一步处理。其二是空气氧化法+生物法，其利用空气中的O2同废水中的少量催化剂作用下反应生成
Figure B2009101940225D0000026
当废水中的
Figure B2009101940225D0000027
基本氧化完成时，可以用泵将水抽到生化系统进行生化处理。该处理方法能有效降低废水中的COD值，但处理时间长，投入的处理设备庞大，费用高。
发明内容
本发明提供一种钙盐沉淀法处理磺化废水的方法，该方法利用钙基离子作为药剂在一定的控制条件和装置中，一次性地在短时间内快速将废水中的
Figure B2009101940225D0000028
和
Figure B2009101940225D0000029
淀而除去，从而达到处理磺化废水高效、快捷、成本低，并能达排放标准的目的。
本发明所采取的技术方案：
一种钙盐沉淀法处理磺化废水的方法，其特征是在反应中加入药剂CACL2，加入溶液的浓度为200～400g/L。
本方法的步骤如下：
1、将磺化废水泵入反应装置中，该装置为空气导流搅拌沉降反应槽；
2、用碱或酸调节反应装置中磺化废水的PH值，使PH为6～9，再加入CaCL2溶液，在加入过程中控制PH值为8～9；
3、向反应装置中通入压缩空气，在空气气流的导流搅拌下，加速反应装置中Na2SO3和Na2SO4与CaCL2的反应并生成CaSO3和CaSO4沉淀，反应温度为5～60℃；
4、反应生成的CaSO3和CaSO4沉淀物经沉降后成为沉渣，沉渣经压滤后再综合利用，反应滤出的清水和压滤水一同送入生化系统进一步处理。
本方法所采用的药剂CaCL2可用CaO或Ca(OH)2，或其他能离解出钙基离子
Figure B2009101940225D0000031
的化合物代替。
在反应中，添加药物CaCL2溶液后通过空气导流搅拌15～25min，待反应完成后沉降20～35min，得反应生成物沉渣。
一种用于实现权利要求1的方法的装置，该装置为空气导流搅拌沉降反应槽，其包括槽体、导流筒、进气管、鼓泡器、出气孔、出水口和出料口，在槽体中设有导流筒，在导流筒底部设有鼓泡器，在鼓泡器上开有出气孔，进气管与鼓泡器相连通，在槽体底部设有出料口，在槽体侧壁设有出水口。
所述的鼓泡器中的出气孔分二排排列，在鼓泡器横截面上两出气孔中心与鼓泡器中心连线成直角。
磺化废水在反应装置中在压缩空气气流搅拌下Na2SO3和Na2SO4与药物CaCL2加速反应生成CaSO3和CaSO4沉淀。本方法亦适用于其他含高浓度SO3废水的处理。
本发明方法的工艺原理是，将集水槽中的磺化废水送入反应装置——空气导流搅拌沉降反应槽中并加入CaCL2溶液或CaO乳液，在空气气流搅拌下，发生如下反应：
Na2SO3+CaCL2→CaSO3↓+2NaCL或Na2SO3+CaO+H2O→CaSO3↓+2NaOH
Na2SO4+CaCL2→CaSO4↓+2NaCL或Na2SO4+CaO+H2O→CaSO4↓+2NaOH
沉淀反应终点判断可用ORP(氧化还原电位计)检测法，为了使废水PH值符合生化系统要求，要进行PH调整。
本发明方法所处理的磺化废水水质情况如表1：
Figure B2009101940225D0000041
Figure B2009101940225D0000042
COD构成来源主要是Na2SO3的还原作用，也有十二烷基苯及其钠盐等有机物存在的因素。
本发明的有益效果：本发明采用钙盐沉淀法处理磺化废水，能一次性在短时间内快速将磺化废水中的
Figure B2009101940225D0000043
沉淀完全除去，并控制部分沉淀，获得的澄清废水再送入生化处理系统作进一步处理。此法投资省、运行成本低、操作控制易、处理时间短、效果好，其运行成本仅为氧化法的1/5～1/4。同时该方法所使用的反应装置结构新颖，能加速沉淀反应，有效地缩短磺化废水处理时间，减少能耗。
附图说明
图1为本方法工艺流程图；
图2为本方法反应装置结构示意图；
图3为反应装置中鼓泡器截面图。
具体实施方式
对照附图，详细说明。
在图1中，将集水槽中的磺化废水送入反应装置中，用碱或酸来调节反应装置中磺化废水的PH为6～9，然后在反应装置中的磺化废水中加入CaCL2溶液，CaCL2溶液的浓度为200～400g/L，用空压机向反应装置槽中通入压缩空气，在压缩空气的搅拌下，加速反应生成CaSO3与CaSO4沉淀，反应温度为5～60℃，反应产生的CaSO3和CaSO4沉渣经压滤机压滤后提供滤渣综合利用，反应滤出的清水和压滤水一起提供生化系统进一步处理。
表2为磺化废水处理结果对照表，共6批，每批处理量为10吨/批，加入CaCL2溶液浓度为200～400g/L，每批处理时间为0.5～2小时/批。
表2
Figure B2009101940225D0000051
本方法沉淀反应终点时，采用氧化还原电位计检测法监测，ORP为150～250，控制PH值为6～9，磺化废水经处理后Na2SO3＜300mg/L，根据处理后SO3浓度和加入CaCL2溶液浓度确定药剂CaCL2加入量。
在图2中，在反应装置(空气导流搅拌沉降反应槽)的槽体4及槽体内导流筒3内均注入磺化废水并加入药剂CaCL2溶液，然后通过进气管8向导流筒底部的鼓泡器3中通入压缩空气气流，气流进入鼓泡器后通过鼓泡器两侧的二排出气孔9向上流动，流动的空气在废水中变成上冒的气泡而搅动反应槽中的液体和沉淀物，气流上升时带动导流筒中废水向上窜动，到达筒顶时由于重力作用而跌落槽底，在气流的吸力下又进入导流筒中参与流动，流动方向如箭头所示，这样形成槽内液体的循环流动，相当于搅拌器的作用。气流的不断进入、气泡的上升，不断搅拌，加速槽内沉淀反应的进行。待反应沉降完毕，澄清的废水从出水口7流出，供生化系统处理，沉渣从槽体底部的出料口5排出，供压滤处理。槽体底部的锥体6便于沉渣的积集和排出。
在图3中，管状鼓泡器3上二排出气孔9置于鼓泡器中心线下部位置，在鼓泡器截面上两出气孔中心与鼓泡器中心线的连线成直角，这样在搅拌时沉渣不会堵塞出气孔。

Claims (6)

1.一种钙盐沉淀法处理磺化废水的方法，其特征是在反应中加入CaCL2药剂，加入CaCL2溶液浓度为200～400g/L。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是该方法包括如下步骤：
1)、将磺化废水泵入反应装置中，该装置为空气导流搅拌沉降反应槽；
2)、用碱或酸调节反应装置中的磺化废水的PH值，使PH为6～9，再加入药剂CaCL2溶液，在加入过程中控制PH为8～9；
3)、向反应装置中通入压缩空气，在空气的导流搅拌下，加速反应装置中Na2SO3和Na2SO4与CaCL2的反应并生成CaSO3和CaSO4沉淀，反应温度为5～60℃。
4)、反应生成的CaSO3和CaSO4沉淀物经沉降后成为沉渣，沉渣经压滤后再综合利用，反应滤出的清水和压滤水一同送入生化系统进一步处理。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征是药剂CaCL2可用CaO或Ca(OH)2，或其他能离解出钙基离子的化合物代替。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征是在反应中，添加药物CaCL2后搅拌15～25min，待反应完成后沉降20～35min。
5.一种用于实现权利要求1的方法的装置，该装置为空气导流搅拌沉降反应槽，其特征是该装置包括槽体、导流筒、进气管、鼓泡器、出气孔、出水口和出料口，导流筒(2)垂直放置并固定在槽体(4)内，在导流筒的底部设有管状鼓泡器(3)，在鼓泡器上开有出气孔(9)，进气管(8)与鼓泡器相连通，在槽体底部设有出料口(5)，在槽体侧壁设有出水口(7)。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征是设在鼓泡器上的出气孔(9)分二排排列，在鼓泡器截面上两出气孔中心与鼓泡器中心连线成直角。
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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