二氧化氯在化工污水處理中的應(yīng)用

崔灝 （金凱（遼寧）化工有限公司）

醫(yī)藥化工廢水由于有機(jī)物成分復(fù)雜、含有毒有害成分較多、COD濃度高、可生化性差、難生物降解,被認(rèn)為是最難處理的廢水之一。二氧化氯作為一種具有強(qiáng)氧化性和氧化過(guò)程中很少有有機(jī)鹵代物產(chǎn)生的氧化劑[1],已經(jīng)廣泛用于工業(yè)化處理難降解廢水的處理工藝中 [2～5]。二氧化氯具有氧化性強(qiáng)，氧化能力持久，徹底去除色素，不遺留強(qiáng)烈的臭味，不產(chǎn)生致癌的氯代有機(jī)副產(chǎn)物等優(yōu)點(diǎn)。因此，二氧化氯在廢水處理方面的應(yīng)用與研究已越來(lái)越多，特別是在高濃度有機(jī)廢水的處理中均取得了較好的效果。

一、試驗(yàn)用水水質(zhì)

試驗(yàn)用水采用某化工廠的對(duì)氨基三氟甲氧基苯廢水(對(duì)氨基三氟甲氧基苯是重要的農(nóng)藥中間體),其水質(zhì)參數(shù)為：COD=11056 mg/L，pH=4.87，廢水的特點(diǎn)是成分復(fù)雜、有機(jī)物濃度高、含有毒有害成分較多、可生化性極差,被認(rèn)為是最難處理的廢水之一。

二、試驗(yàn)結(jié)果與討論

試驗(yàn)以對(duì)氨基三氟甲氧基苯廢水為處理對(duì)象,對(duì)分別采用二氧化氯氧化、活性炭吸附和二氧化氯P活性炭氧化3種技術(shù)路線進(jìn)行比較，得到結(jié)論：在二氧化氯起到氧化作用，活性炭起到催化作用，其總體效果大大優(yōu)于分別采用二氧化氯和活性炭；在二氧化氯P活性炭催化氧化試驗(yàn)中,不調(diào)整pH值(pH值=4.87)和其他反應(yīng)條件均相同的情況下,對(duì)改變二氧化氯的投加量進(jìn)行比較，得到結(jié)論：二氧化氯的用量在300mg/L時(shí)效果最好。因此在實(shí)際操作中二氧化氯的用量適宜控制在300～400mg/L之間；在二氧化氯P活性炭催化氧化試驗(yàn)中，二氧化氯用量和反應(yīng)時(shí)間相同的情況下，對(duì)改變pH值進(jìn)行比較，得到結(jié)論：二氧化氯催化氧化對(duì)pH值為4-6的污水進(jìn)行處理效果最好；在二氧化氯P活性炭催化氧化試驗(yàn)中，其他反應(yīng)條件均相同的情況下，對(duì)不同接觸二氧化氯時(shí)間進(jìn)行比較，得到結(jié)論：在反應(yīng)進(jìn)行到30min時(shí)COD的去除效果逐漸趨于穩(wěn)定，因此在實(shí)際操作中氧化反應(yīng)時(shí)間應(yīng)控制在30-60min之間。

三、二氧化氯在化工污水處理中的應(yīng)用

我公司主要產(chǎn)品是對(duì)（間）氨基三氟甲氧基苯，每天產(chǎn)生工藝廢水30噸左右，COD約為11000mg/L，PH值約為4-5，建立以二氧化氯催化氧化為主體的污水處理車間。公司內(nèi)擁有四通八達(dá)的地上地下管道設(shè)施，各個(gè)車間均有排水管路，使廢水可以直接或間接的匯聚到集水池。集水池中安裝有水泵，以管線連接至曝氣池，對(duì)COD濃度較高的有機(jī)污水用二次循環(huán)水加以稀釋，配制成曝氣用水，（如果PH值過(guò)低則用石灰乳或液堿調(diào)節(jié)PH值呈弱酸性）投放15KG的氯化鋁鐵作為絮凝劑，同時(shí)開(kāi)啟羅茨風(fēng)機(jī)曝氣10小時(shí)左右，將曝氣池中水泵入絮凝沉降池。沉降池有兩個(gè)交替使用，以保證廢水有足夠的沉降時(shí)間（實(shí)際靜止8小時(shí)左右），池水靜止后通過(guò)管道進(jìn)入固液分離器，在固液分離器的進(jìn)口處另有一進(jìn)水管，此為助凝劑聚丙烯酰胺（CPAM）的進(jìn)水端，污水與助凝劑混合進(jìn)入固液分離器，上清液溢流到固液分離器旁的儲(chǔ)水箱中，聚凝的污泥則沉降到固液分離器下部的圓錐型泥斗中，污泥每24小時(shí)排放一次，當(dāng)污泥收集池污泥有一定量后，啟動(dòng)板框式壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾，泥餅外運(yùn)焚燒，濾水返回固液分離器。儲(chǔ)水箱中污水泵入保安器中。保安器分為上下兩層，上層是細(xì)沙，四周有溢流堰；下層為空，與水泵相連，兩層之間用帶孔擋板隔開(kāi)，擋板上覆蓋致密的塑料網(wǎng)，以免細(xì)沙落入下層水箱中，污水以下至上通過(guò)細(xì)沙，達(dá)到去除較大固體懸浮物的目的，然后溢流入中間水箱，保安器與中間水箱用管道連接。此時(shí)中間水箱里的污水經(jīng)過(guò)2次絮凝沉降，1次過(guò)濾處理，可以進(jìn)入催化氧化塔。

污水處理的核心部分是二氧化氯對(duì)污水的催化氧化。二氧化氯發(fā)生器是由罐式反應(yīng)器通過(guò)耐酸導(dǎo)管和水射式真空機(jī)組組成。罐式反應(yīng)器采用的是三級(jí)反應(yīng)器，主反應(yīng)罐內(nèi)設(shè)有空氣分布器，副反應(yīng)器設(shè)置了平衡管，使反應(yīng)更徹底。

反應(yīng)原理：NaCLO3+2HCL=CLO2+1/2CL2+NaCL+H2O

H2SO4+2NaCL=Na2SO4+2HCL

使用原料：氯酸鈉（工業(yè)一級(jí)品，含量＞99%），氯化鈉（粗鹽），濃硫酸（70%），催化劑。

以200L體積鹽液為例，需水200L，粗鹽30kg，氯酸鈉100kg，催化劑 700g，此鹽液密度約為1.21g/ml，70%濃硫酸密度約為1.58 g/ml，兩種反應(yīng)液以射流作用進(jìn)入發(fā)生罐，發(fā)生罐罐體分為上，中，下三層，均獨(dú)立存在，用管路從側(cè)面分別相連，上與中連，中與下連，并用閥門控制管路。反應(yīng)產(chǎn)生的氣體被吸收罐吸收，吸收罐從頂部噴淋進(jìn)水，底部經(jīng)循環(huán)吸收泵出水，此泵還與罐頂相連，吸取反應(yīng)氣體。反應(yīng)產(chǎn)生的氣體與噴淋水充分接觸后大部分被溶解（少量未溶氣體由管路排到室外，被吸收水箱中的水吸收，不污染大氣），使水相具有很強(qiáng)的氧化性。該水溶液與中間水箱污水同時(shí)以噴淋狀態(tài)進(jìn)入催化氧化塔。催化氧化塔分為三層，分別是水室、氣室、水室。上層水室中裝有大量的活性炭顆粒，有催化和吸附作用，底部有121個(gè)蘑菇狀曝氣頭，曝氣頭與下層氣室相通，以羅茨風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)曝氣，空氣從氣室經(jīng)曝氣頭進(jìn)入上層水室，使溶有二氧化氯的溶液與污水充分混合，利于催化氧化的進(jìn)行，以達(dá)到凈化污水的目的。上層水室的底部還有100余個(gè)漏水頭，與下層水室相連，在塔內(nèi)停留時(shí)間較長(zhǎng)的經(jīng)過(guò)凈化的水從漏水頭流出催化氧化塔。

在催化氧化塔的出口處設(shè)置一個(gè)2M高的U型管道彎，凸部分向上，處理后的水從U型彎流過(guò)，以保障塔內(nèi)存水量。通過(guò)U型彎的水流入處于地下的除氟池，如果污水中含有氟，則可把藥箱中的石灰乳加入水體中，達(dá)到除氟的目的。用水泵將除氟池中的水排入沙濾池，以去除水體中的固體顆粒，沙濾后的水即可達(dá)標(biāo)排放。我公司在沙濾池出水處設(shè)置有管道口，可以把凈化后的水排回循環(huán)水池，作為二次水再利用。