甲基氯化物废水处理工艺

来源:建树环保 2024-10-26 14:58:34 252

甲基氯化物是生产一硫代磷酸酯农药的重要中间体。生产甲基氯化物会产生大量的废水。该废水具有pH值高、有机磷、有机硫含量高、毒性大以及难生化等特点。目前,国内外科研工作者采用汽提、吹脱、吸附、湿式氧化等技术对生产甲基氯化物产生的废水进行净化处理。湿式氧化法是在高温、高压下,利用氧化剂将废水中的有机物氧化成CO2和H2O,达到有效处理和净化废水的目的。本文采用湿式氧化法处理生产甲基氯化物所产生的废水,考察了反应时间、温度、氧分压对CODcr、有机磷、有机硫去除率的影响,以及废水处理后的可生化性,为该类废水的净化处理提供理论依据。

1、试验部分

试验用水:试验用水选用某公司生产甲基氯化物产生的工业废水,其中该废水pH值为12.04,p(有机磷)为6183mg.L-1,CODcr为44438mg.L-1,p(硫化物)为2156mg.L-1,BOD5/CODcr为0.105,p(C1)为105.3g.L-1。试验方法:试验采用的设备为GCF-0.5型反应釜,配有温度、搅拌装置和搅拌转速控制器以及电加热炉。向反应釜加入100g某公司生产甲基氯化物产生的工业废水,加入适量氧化剂,设置搅拌速度为170r/min,根据试验需要,控制反应温度、反应时间以及氧分压的大小,研究其对CODcr、有机磷、有机硫去除率的影响。

2、结果及讨论

2.1 反应时间的影响

试验初始条件:pH=12.04,氧分压0.8MPa,反应温度180℃,搅拌转速170r/min,考察反应时间对有机物去除率的影响,结果见图1。由图1可知,随着反应时间的延长,CODcr,、有机磷、有机硫的去除率均呈现不同程度上升趋势。当反应时间从0.5h增加到1.25h,CODcr的去除率从18.5%上升到45.3%,增加了26.8%;有机磷的去除率从8.5%上升到24.9%,增加了16.4%;有机硫的去除率从35.9%上升到55.8%,增加了19.9%;反应时间从1.25h增加到2h时,CODcr的去除率从45.3%上升到48.5%,增加了3.2%;有机磷的去除率从24.9%上升到25.5%,增加了0.64%;有机硫的去除率从55.8%上升到57.8%,增加了2%;由以上数据可知,湿式氧化分前期的快速氧化分解和后期的慢速氧化两个过程,在1.25h前,快速氧化,CODcr、有机磷、有机硫的去除率均增加显著,分别增加了26.8%、16.4%、19.9%;在1.25h后,慢速氧化,CODcr、有机磷、有机硫的去除率增加缓慢,分别增加了3.2%、0.6%、2%。由此确定湿式氧化预处理甲基氯化物废水的最佳反应时间为1.25h左右。

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2.2 反应温度的影响

试验初始条件:pH=12.04,氧分压0.8MPa,反应时间1.25h,搅拌转速170r/min,考察反应温度对有机物去除率的影响,结果见图2。由图2可知,有机磷、CODcr的去除率随温度的升高均增加。当反应温度从140℃增加到180℃,CODcr的去除率从29.4%上升到53.3%,增加了23.9%;有机磷的去除率从7.5%上升到32.6%,增加了25.1%;当反应温度从180℃上升到200℃,有机磷、CODcr的去除率分别增加了0.5%、1.6%。由以上数据可知,前期CODcr、有机磷的去除率随温度上升快速增加,当温度超过180℃,CODcr、有机磷的去除率缓慢增加。有机硫的去除率在140~160℃时快速增加,在160~180℃时,几乎无变化,当温度超过180℃时,又显著增加。研究认为:废水中大部分有机硫在160~180℃只发生了异构化反应。综上所述,选择反应温度为180℃。

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2.3 氧分压的影响

试验初始条件:pH=12.04,反应时间1.25h,反应温度180℃,搅拌转速170r/min,考察氧分压对有机物去除率的影响,结果见图3。由图3可知,随着氧分压的增加,CODcr、有机磷、有机硫的去除率均呈现不同程度上升趋势。当氧分压从0.5MPa增加到1.5MPa,CODcr的去除率从33.4%上升到64.3%,增加了30.9%;有机磷的去除率从16.5%上升到58.6%,增加了42.1%;有机硫的去除率从29.9%上升到81.9%,增加了52%;氧分压从1.5MPa增加到2MPa时,有机硫、CODcr、有机磷的去除率分别增加了2.4%、1.6%、1.3%;由以上数据可知,当氧分压从0.5MPa增加到1.5MPa,有机硫、CODcr、有机磷的去除率大幅度增加,随着氧分压的继续增加,三者的去除率几乎不再增加。这说明在氧分压较低时,增大氧分压,促进废水中的有机物氧化反应正向进行,使反应速率增大,当废水中有机物氧化反应达到一定程度时,继续增加氧分压,反应速率的上升趋于平缓。因此确定氧分压为1.5MPa。

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2.4  废水预处理后可生化性的影响

BOD5/CODcr值反映废水的生物降解能力,进而反映废水的可生化性。试验选取反应时间为1.25h,pH=12.04的出水,测定其BOD5/CODcr值,了解处理后废水的可生化性,结果结果表明,当反应温度150℃、氧分压0.75MPa时,BOD5/CODcr值为0.17,废水的可生化性的提高不明显;当反应温度达180℃、氧分压1.5MPa时,BOD5/CODcr值为0.37,可生化性显著提高。以上数据说明,废水经湿式氧化法处理后,其BOD5/CODcr值从0.105提高到0.37,废水的可生化性得到大幅度提高。

3、结论

采用湿式氧化法处理生产甲基氯化物产生的废水,考察了氧分压、反应时间、反应温度对有机硫、CODcr、有机磷去除率以及废水可生化性的影响,试验结果表明:

(1)随着反应时间的延长,有机硫、CODcr、有机磷去除率均呈现不同程度的增加,在1.25h前增加显著,之后趋于平缓,因此,确定最佳反应时间为1.25h;

(2)随着反应温度的上升,有机硫、CODcr、有机磷去除率均增加,CODcr、有机磷的去除率在180℃之前增加较快,之后增加缓慢,有机硫的去除率在160℃之前和180℃之后增加较快,因此确定最佳反应温度为180℃;

(3)CODcr、有机磷、有机硫去除率在氧分压0.5~1.5MPa快速增加,之后趋于平缓。选择最佳氧分压为1.5MPa。

(4)废水经湿式氧化预处理后,其BOD5/CODcr值从0.105提高到0.37,废水的可生化性得到大幅度提高。

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