CN102951746B - 一种氯乙烯单体生产废水预处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种氯乙烯单体生产废水预处理方法，属于化工“三废”治理技术领域。本发明利用Fenton试剂，在酸性条件下，产生的氧化废水中的氯乙烯、乙炔。同时硫化物被氧化为单质硫。本发明既有效解决了废水好氧生物法处理时曝气作用使氯乙烯、乙炔挥发至空气中形成的二次污染，又消除了S^2-对微生物生长的抑制作用，从而为后续采用生物法深度处理创造了条件。

Description

一种氯乙烯单体生产废水预处理方法

技术领域

本发明属于化工“三废”治理技术领域，具体涉及一种氯乙烯单体生产废水的预处理方法。

背景技术

氯乙烯是一种应用于高分子化工的重要单体，为无色、易液化气体。氯乙烯单体的生产工艺主要有乙烷法、乙烯氧氯化法和电石乙炔法，我国的氯乙烯单体生产主要采用电石乙炔法。电石乙炔法是以生石灰和焦炭为原料制备电石，电石和水反应生成乙炔，乙炔再与氯化氢发生加成反应，即得到氯乙烯单体。氯乙烯单体生产过程中排放的废水，即为氯乙烯单体生产废水。

2010年以前，氯乙烯单体仅是合成聚氯乙烯的中间体，市场上基本没有氯乙烯单体产品生产。自2010年氟利昂全面禁用以来，氟利昂的替代产品——五氟丙烷的主要合成原料即为氯乙烯单体。正是由于这一应用，使得氯乙烯单体产品生产厂商不断增多，产量不断增大，相应的氯乙烯单体生产废水处理技术日益受到关注。

聚氯乙烯是由氯乙烯在引发剂作用下聚合而成的热塑性树脂。聚氯乙烯生产废水的COD浓度为100～250 mg/L、悬浮物浓度为30～50 mg/L，同时具有硬度及氯根低等特点，适宜采用好氧活性污泥法或生物膜法处理。氯乙烯单体生产废水的COD浓度为4000～6000 mg/L、pH为11～14、硫化物（S^2-）浓度为40～80 mg/L，并溶有挥发性的氯乙烯和乙炔。由于氯乙烯和乙炔的挥发性，使得用好氧活性污泥法或生物膜法等生物方法处理时，由于曝气作用使得溶于废水中氯乙烯、乙炔挥发至空气中形成二次污染，不仅对人体和环境造成危害，一定条件下还会在空气中爆炸。此外，废水中的氯乙烯、乙炔和硫化物对微生物的生长亦具有毒害和抑制作用。因此，好氧生物处理法不适宜于直接处理此种废水。

芬顿试剂（Fenton）是由                                                

与

组成的强氧化体系，在酸性条件下产生羟基自由基

，能氧化分解污水中的有机物，降低废水的COD浓度，广泛应用于含有难降解有机物或对微生物生长有毒害作用废水的处理。本发明利用Fenton试剂的强氧化性，氧化废水中的氯乙烯、乙炔及硫化物，为后续采用好氧生物法深度处理创造了条件。

发明内容

本发明的目的是针对氯乙烯单体生产废水水质特点而提出的一种化学氧化预处理方法。

本发明的主要原理与技术方案如下：

本发明利用Fenton试剂，在酸性条件下，产生的

氧化废水中的氯乙烯、乙炔。同时硫化物被

氧化为单质硫。废水中氯乙烯、乙炔和S^2-发生的主要化学反应方程式如下：

本发明一种氯乙烯单体生产废水预处理方法，按照下述步骤进行：

（1）氯乙烯单体生产废水进入pH调节池混合、均质，通过投加质量浓度为10%硫酸调节至pH为3～4，然后进入化学氧化池，同时投加一定量的FeSO₄·7H₂O和质量浓度为浓度为30%的H₂O₂，并使FeSO₄·7H₂O、30%H₂O₂、COD的质量比为m(FeSO₄·7H₂O)：m(30%H₂O₂)：m(COD)=3.17：11.41：1；

（2）维持化学氧化池的温度保持在15～30℃，废水在化学氧化池停留120 min；

（3）化学氧化池反应后的混合液自流进入中和反应池，加石灰乳调节pH至7～8，在中和反应池中停留8～10 min；

（4）然后自流进入沉淀池，在沉淀池中停留20～30 min；

（5）沉淀池中的沉淀污泥经污泥浓缩池浓缩后，浓缩液回流至酸碱调节池，浓缩污泥经离心分离机脱水，离心分离机转速为1200～1500 r/min，离心分离10～12 min，脱水后的泥饼含水率小于30%，离心液回流至酸碱调节池。

其中步骤（1）中FeSO₄·7H₂O和30%H₂O₂的加入量与氯乙烯单体生产废水中的COD浓度有关，对于体积为1m³、pH为11～14、COD浓度为1500.58～4379.77 mg/L的氯乙烯单体生产废水来说，具体投加量为：FeSO₄·7H₂O为4.76～13.89 kg，30% H₂O₂为17.12～49.97 kg。

本发明既有效解决了废水好氧生物法处理时曝气作用使氯乙烯、乙炔挥发至空气中形成的二次污染，又消除了S^2-对微生物生长的抑制作用，从而为后续采用生物法深度处理创造了条件。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

本发明采用FeSO₄/H₂O₂为处理药剂，利用Fe²⁺和H₂O₂形成Fenton试剂，氧化废水中的有机物，实现COD有效去除，同时硫化物被

氧化为单质硫而沉淀去除。沉淀污泥经污泥浓缩池浓缩后，浓缩污泥经离心分离机脱水为泥饼，浓缩液和离心液回流至酸碱调节池。其具体处理方法如下：

如附图1所示，首先氯乙烯单体生产废水进入pH调节池1混合、均质，通过投加10%硫酸（质量浓度）调节至pH为3～4，然后进入化学氧化池2，同时投加一定量的FeSO₄·7H₂O和浓度为30%的H₂O₂（质量浓度），加入量与氯乙烯单体生产废水中的COD浓度有关，并使FeSO₄·7H₂O、30%H₂O₂、COD的质量比为m(FeSO₄·7H₂O)：m(30%H₂O₂)：m(COD)=3.17：11.41：1。对于体积为1m³、pH为11～14、COD浓度为1500.58～4379.77 mg/L的氯乙烯单体生产废水来说，具体投加量为：FeSO₄·7H₂O为4.76～13.89 kg，30% H₂O₂为17.12～49.97 kg，化学氧化池2的温度保持在15～30℃，废水在化学氧化池2停留120 min。反应后的混合液自流进入中和反应池3，加石灰乳调节pH至7～8，在中和反应池3中停留8～10 min。然后自流进入沉淀池4，在沉淀池4中停留20～30 min，沉淀池4中上清液COD浓度小于234.64 mg/L，去除率达到84.36%以上，硫化物（S^2-）浓度小于3mg/L。沉淀污泥经污泥浓缩池5浓缩后，浓缩液回流至酸碱调节池1，浓缩污泥经离心分离机6脱水，离心分离机转速为1200～1500 r/min，离心分离10～12 min，脱水后的泥饼含水率小于30%，离心液回流至酸碱调节池1。

以下提供本发明的5个实施例，其中10%硫酸和30 %的H₂O₂均为质量浓度。

实施例1

本实施例处理的是10 m³氯乙烯单体生产废水：原废水pH=11，COD浓度为3983.86 mg/L。具体实施例步骤如下：首先氯乙烯单体生产废水经pH调节池1收集，加10%硫酸调节pH至3～4，进行混合、均质，然后污水进入化学氧化池2，同时加入FeSO₄·7H₂O 126.29kg和30 %的H₂O₂ 454.56 kg，废水在化学氧化池2反应120 min后，自流进入中和反应池3，加石灰乳调节pH至7～8，停留8～10 min，然后自流进入沉淀池4，沉淀20～30 min后，上层清液进入后续处理单元，沉淀污泥经污泥浓缩池5浓缩后，浓缩液回流至pH调节池1，浓缩污泥用离心分离机6脱水，转速为1200～1500 r/min，离心分离10～12 min，离心液回流至pH调节池1。经上述工艺处理后COD浓度为225.43 mg/L，去除率为94.34 %，硫化物（S^2-）浓度小于3mg/L，离心分离机脱水后的泥饼含水率小于30%。

实施例2

   本实施例处理的是22 m³氯乙烯单体生产废水：原废水pH=12.3，COD浓度为1983.82 mg/L。具体实施例步骤如下：首先氯乙烯单体生产废水经pH调节池1收集，加10%硫酸调节pH至3～4，进行混合、均质，然后污水进入化学氧化池2，同时加入FeSO₄·7H₂O 138.35kg和30 %的H₂O₂ 497.98 kg，废水在化学氧化池2反应120 min后，自流进入中和反应池3，加石灰乳调节pH至7～8，停留8～10 min，然后自流进入沉淀池4，沉淀20～30 min后，上层清液进入后续处理单元，沉淀污泥经污泥浓缩池5浓缩后，浓缩液回流至pH调节池1，浓缩污泥用离心分离机6脱水，转速为1200～1500 r/min，离心分离10～12 min，离心液回流至pH调节池1。经上述工艺处理后COD浓度为145.43 mg/L，去除率为92.67 %，硫化物（S^2-）浓度小于3mg/L，离心分离机脱水后的泥饼含水率小于30%。

实施例3

   本实施例处理的是15 m³氯乙烯单体生产废水：原废水pH=11.7，COD浓度为2435.65 mg/L。具体实施例步骤如下：首先氯乙烯单体生产废水经pH调节池1收集，加10%硫酸调节pH至3～4，进行混合、均质，然后污水进入化学氧化池2，同时加入FeSO₄·7H₂O 115.82 kg和30 %的H₂O₂ 416.86 kg，废水在化学氧化池2反应120 min后，自流进入中和反应池3，加石灰乳调节pH至7～8，停留8～10 min，然后自流进入沉淀池4，沉淀20～30 min后，上层清液进入后续处理单元，沉淀污泥经污泥浓缩池5浓缩后，浓缩液回流至pH调节池1，浓缩污泥用离心分离机6脱水，转速为1200～1500 r/min，离心分离10～12 min，离心液回流至pH调节池1。经上述工艺处理后COD浓度为185.56 mg/L，去除率为92.38 %，硫化物（S^2-）浓度小于3mg/L，离心分离机脱水后的泥饼含水率小于30%。

实施例4

   本实施例处理的是50 m³氯乙烯单体生产废水：原废水pH=14，COD浓度为4379.77 mg/L。具体实施例步骤如下：首先氯乙烯单体生产废水经pH调节池1收集，加10%硫酸调节pH至3～4，进行混合、均质，然后污水进入化学氧化池2，同时加入FeSO₄·7H₂O 694.19 kg和30%的H₂O₂ 2498.66 kg，废水在化学氧化池2反应120 min后，自流进入中和反应池3，加石灰乳调节pH至7～8，停留8～10 min，然后自流进入沉淀池4，沉淀20～30 min后，上层清液进入后续处理单元，沉淀污泥经污泥浓缩池5浓缩后，浓缩液回流至pH调节池1，浓缩污泥用离心分离机6脱水，转速为1200～1500 r/min，离心分离10～12 min，离心液回流至pH调节池1。经上述工艺处理后的COD浓度为231.56 mg/L，去除率为94.71%，硫化物（S^2-）浓度小于3mg/L，离心分离机脱水后的泥饼含水率小于30 %。

实施例5

   本实施例处理的是35 m³氯乙烯单体生产废水：原废水pH=13.3，COD浓度为1500.58mg/L。具体实施例步骤如下：首先氯乙烯单体生产废水经pH调节池1收集，加10%硫酸调节pH至3～4，进行混合、均质，然后污水进入化学氧化池2，同时加入FeSO₄·7H₂O 166.49 kg和30 %的H₂O₂ 599.26kg，废水在化学氧化池2反应120 min后，自流进入中和反应池3，加石灰乳调节pH至7～8，停留8～10 min，然后自流进入沉淀池4，沉淀20～30 min后，上层清液进入后续处理单元，沉淀污泥经污泥浓缩池5浓缩后，浓缩液回流至pH调节池1，浓缩污泥用离心分离机6脱水，转速为1200～1500 r/min，离心分离时间为10～12 min，离心液回流至pH调节池1。经上述工艺处理后的COD浓度为138.28 mg/L，去除率为90.78%，硫化物（S^2-）浓度小于3mg/L，离心分离机脱水后的泥饼含水率小于30 %。

Claims (1)

1.一种氯乙烯单体生产废水预处理方法，其特征在于按照下述步骤进行：

（1）氯乙烯单体生产废水进入pH调节池混合、均质，通过投加质量浓度为10%硫酸调节pH，然后进入化学氧化池，同时投加一定量的FeSO₄·7H₂O和质量浓度为30%的H₂O₂其中FeSO₄·7H₂O和30%H₂O₂的加入量与氯乙烯单体生产废水中的COD浓度有关，对于体积为1m³、pH为11～14、COD浓度为1500.58～4379.77 mg/L的氯乙烯单体生产废水来说，具体投加量为：FeSO₄·7H₂O为4.76～13.89 kg，30% H₂O₂为17.12～49.97 kg；

（2）维持化学氧化池的温度保持在15～30℃，废水在化学氧化池停留120 min；

（3）化学氧化池反应后的混合液自流进入中和反应池，加石灰乳调节pH至7～8，在中和反应池中停留8～10 min；

（4）然后自流进入沉淀池，在沉淀池中停留20～30 min；

（5）沉淀池中的沉淀污泥经污泥浓缩池浓缩后，浓缩液回流至酸碱调节池，浓缩污泥经离心分离机脱水，离心分离机转速为1200～1500 r/min，离心分离10～12 min，脱水后的泥饼含水率小于30%，离心液回流至酸碱调节池。

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