一種磷化氫氣體反應(yīng)吸收后化學(xué)處理廢液滿足排放標(biāo)準(zhǔn)工藝方法的探究

汪文濤（武漢東昌倉貯技術(shù)有限公司，武漢 430000）

一種磷化氫氣體反應(yīng)吸收后化學(xué)處理廢液滿足排放標(biāo)準(zhǔn)工藝方法的探究

汪文濤
（武漢東昌倉貯技術(shù)有限公司，武漢 430000）

磷化氫是一種劇毒有惡臭味氣體，國(guó)家相關(guān)法規(guī)嚴(yán)格規(guī)定了磷化氫氣體的排放標(biāo)準(zhǔn)。本文主要介紹了磷化氫氣體的應(yīng)用、發(fā)展以及磷化氫凈化新技術(shù)工藝及廢水處理工藝原理和工藝分析總結(jié)。

磷化氫；廢液；廢水處理工藝

1　磷化氫氣體的應(yīng)用

20世紀(jì)50年代末歐洲首次進(jìn)行磷化氫熏蒸試驗(yàn)，隨后美國(guó)和日本也進(jìn)行了類似的研究，1975年磷化氫正式成為煙草工業(yè)可利用的熏蒸劑之一。但由于現(xiàn)在還沒有發(fā)現(xiàn)比其更具優(yōu)越性的可以取代它的新品種，在目前和今后的一定時(shí)期內(nèi)，它仍將是人類防治儲(chǔ)藏物害蟲的最重要最常用的手段之一。

“磷化氫熏蒸對(duì)泰國(guó)香米安全儲(chǔ)存的研究”《糧油倉儲(chǔ)科技通訊》2008年第4期曾報(bào)道，采用10g/m3高濃度磷化氫熏蒸后，在香米中檢測(cè)不到磷化氫殘留。對(duì)其食用品質(zhì)指標(biāo)基本不產(chǎn)生影響。

我國(guó)煙草行業(yè)目前還沒有制定“磷化氫在煙草及煙草制品中殘留限值”的標(biāo)準(zhǔn)，但是國(guó)家《糧食衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GB2715-2005中，對(duì)原糧和成品糧中磷化氫的殘留進(jìn)行了規(guī)定，磷化物（以ph3計(jì)）最大殘留量≤0.05mg/kg。世界其他國(guó)家制定的在煙草干葉上的最大允許殘留量為磷化氫，0.1mg/kg（匈牙利政府，1997）。歐美許多國(guó)家都未制定磷化氫在煙草及煙草制品上的最大允許殘留量限值。

2　磷化氫凈化技術(shù)的發(fā)展

磷化氫氣體是一種具有穿透性、有毒害性氣體，當(dāng)人體在高濃度磷化氫氣體中，會(huì)產(chǎn)生精神性窒息死亡。為了使倉庫熏蒸具有環(huán)保及遠(yuǎn)離對(duì)人體危害的影響，我們必須對(duì)磷化氫熏蒸氣體進(jìn)行處理。

近些年來，國(guó)內(nèi)PH3凈化技術(shù)方法很多，可分為濕法和干法兩類。其中濕法主要是利用PH3的還原性在吸收塔內(nèi)用氧化劑處理PH3的液相氧化還原法，它主要包括濃硫酸法、高錳酸鉀法、次氯酸鈣法、過氧化氫法、磷酸法和漂白精法。而干法是利用PH3的還原性和可燃性，用固體氧化劑或吸附劑來脫除PH3或?qū)⑵渲苯尤紵?。但根?jù)目前研究和試驗(yàn)結(jié)果來看，固體吸附法（干法）來脫除磷化氫氣體不是很徹底，吸收效率不能夠完全達(dá)到90%，而采用化學(xué)吸收法（濕法）通過磷化氫與氧化劑發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成磷酸鹽和次磷酸鹽等無機(jī)鹽類可以徹底脫除磷化氫氣體達(dá)到95% 以上。

然而化學(xué)反應(yīng)后的廢水中的其它有關(guān)指標(biāo)，如SS（固體懸浮物）、PH（酸堿測(cè)定）、COD（化學(xué)需氧量）、總磷、總鹽等均能達(dá)到GB8978-1996《綜合污水排放標(biāo)準(zhǔn)》中的三級(jí)以上排放標(biāo)準(zhǔn)，但要滿足一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)還需進(jìn)一步進(jìn)行反應(yīng)研究。

3　磷化氫凈化新技術(shù)工藝及廢水處理工藝原理

采用的吸收劑為漂白粉，化學(xué)名稱為次氯酸鈣，作為凈化吸收劑已經(jīng)廣泛應(yīng)用于造紙、印染、消毒、化工等領(lǐng)域，且獲取容易，價(jià)格便宜。次氯酸鈣具有強(qiáng)氧化劑。遇水或潮濕空氣會(huì)引起燃燒爆炸。與堿性物質(zhì)混合能引起爆炸。接觸有機(jī)物有引起燃燒的危險(xiǎn)。受熱、遇酸或日光照射會(huì)分解放出刺激性的氯氣。磷化氫氣體凈化技術(shù)，就是需要次氯酸鈣的強(qiáng)氧化劑與磷化氫氣體發(fā)生氧化還原反應(yīng)，方程式如下：

只是在反應(yīng)過程增加一種反應(yīng)有機(jī)催化劑HR，這種催化劑有利于反應(yīng)正向進(jìn)行，由于在堿性環(huán)境下，ClO-和Cl-很容易發(fā)生歸中反應(yīng)，生成Cl2。氯氣是一種有毒有害、高腐蝕的氣體，為了減少后續(xù)除氯氣，本反映有機(jī)催化劑HR有可與產(chǎn)生氯氣反應(yīng)生成R鹽和次氯酸，由于氯氣反應(yīng)量大，所以需要經(jīng)常增加HR有機(jī)溶劑。

根據(jù)本反應(yīng)我們可以知道，最終產(chǎn)物有R鹽、磷酸鹽、氯化鹽等鹽分，還有過量的次氯酸鈣，污水凈化工藝中，絮凝和沉析都是極為重要的，但絮凝是用于改善沉淀池的沉淀效果，而沉析則用于污水中溶解性磷的去除。隨著沉析物的增加及較小的非溶解性固體物聚積成較大的非溶解性固體物，使穩(wěn)定的膠體脫穩(wěn)，通過速度梯度或擴(kuò)散過程使脫穩(wěn)的膠體互相接觸生成絮凝體.最后通過固—液分離步驟，得到凈化的污水和固一液濃縮物（化學(xué)污泥），達(dá)到化學(xué)除磷的目的。

根據(jù)化學(xué)沉析反應(yīng)的基礎(chǔ)，為了生成磷酸鹽化合物，用于化學(xué)除磷的化學(xué)藥劑主要是金屬鹽藥劑。出于經(jīng)濟(jì)原因，用于磷沉析的金屬鹽藥劑主要是Fe3+、Al3+和Fe2+鹽和石灰，這些藥劑是以溶液和懸浮液狀態(tài)使用的，但是鐵離子和亞鐵離子存在顯色反應(yīng)，石灰但不利于磷化氫凈化反應(yīng)，所以我們采用可溶性鋁鹽，反應(yīng)式如下：

鋁鹽特殊化學(xué)性質(zhì)會(huì)形成大塊的絮凝體，這對(duì)于沉析產(chǎn)物的絮凝是有利的，同時(shí)還會(huì)吸附膠體狀的物質(zhì)、細(xì)微懸浮顆粒。

需要注意的是有機(jī)物HR在以化學(xué)除磷為目的化學(xué)沉析反應(yīng)中的沉析去除是次要的，但在分離時(shí)有機(jī)性膠體以及懸浮物的凝結(jié)在絮凝體中則是決定性的過程。

沉析效果是受PH值影響的，對(duì)于鋁鹽為6.0～7.0，因?yàn)樵谝陨螾H值范圍內(nèi)AIPO4的溶解性最小。

4　工藝分析與總結(jié)

根據(jù)國(guó)內(nèi)倉儲(chǔ)行業(yè)對(duì)產(chǎn)業(yè)環(huán)保要求的提高，我國(guó)環(huán)保政策的高品質(zhì)、高標(biāo)準(zhǔn)要求，則該工藝滿足以下特點(diǎn)：

（1）采用國(guó)內(nèi)領(lǐng)先環(huán)保技術(shù)，結(jié)合各行業(yè)設(shè)備間的特點(diǎn)，我公司這種技術(shù)完全滿足行業(yè)需求多功能多級(jí)設(shè)備凈化處理。

（2）資源充分回收利用，優(yōu)先于治理后排放的原則。

（3）處理費(fèi)用（投資與運(yùn)行費(fèi)），技術(shù)水平與環(huán)境效果協(xié)調(diào)優(yōu)化的原則。

（4）處理深度與環(huán)境保護(hù)相一致的原則。

（5）處理方案與“三廢”特性，由于金屬鹽藥劑的投加會(huì)使污水處理廠出水中的Cl離子含量增加，但能除去大部分鹽，使SS、PH值、COD、總鹽和總磷含量下降，滿足環(huán)境條件相適應(yīng)的原則。

（6）處理工藝原理，符合國(guó)家、省、市環(huán)保有關(guān)規(guī)定。

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.14.011

汪文濤（1987-），男，湖北人，本科，初級(jí)工程師，研究方向：化學(xué)工程。