橡膠助劑鋅鹽濃縮液預(yù)處理技術(shù)研究

盛和濱

(河南能信環(huán)?？萍加邢薰?， 河南 濮陽 457100)

我國橡膠助劑工業(yè)與發(fā)達(dá)國家的主要差距在于助劑本身，以及重要的中間體生產(chǎn)工藝落后，生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生相當(dāng)數(shù)量的“三廢”和部分副產(chǎn)物，環(huán)境污染嚴(yán)重[1]。其中產(chǎn)生的生產(chǎn)廢水主要來自水洗工序廢水和過濾母液，COD濃度高、鹽分高、可生化性差、處理難度大，含有大量的難降解雜環(huán)類有機(jī)物，其相對分子質(zhì)量大、毒性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)成分復(fù)雜、性質(zhì)穩(wěn)定、易于富集，且有些具有三致作用，即致癌、致畸、致突變，如直接排放將對環(huán)境造成極大的危害[2]。

橡膠助劑二乙基二硫代氨基甲酸鋅、二丁基二硫代氨基甲酸鋅、乙基苯基二硫代氨基甲酸鋅等生產(chǎn)會產(chǎn)生鋅鹽廢水，其pH值為6～6.5，調(diào)節(jié)池中有大量漂浮物料，一般采用液堿預(yù)處理調(diào)整pH值為8～9，析出氫氧化鋅和少量鹽，壓濾后回用；清液經(jīng)過MVR和三效蒸發(fā)，蒸出水進(jìn)入生化處理系統(tǒng)，處理后達(dá)標(biāo)排放。三效蒸發(fā)濃縮液經(jīng)槽式除鹽設(shè)備(材質(zhì)為鐵)降溫至60 ℃出鹽，人工清理鹽后繼續(xù)進(jìn)入三效蒸發(fā)器(MVR)蒸發(fā)，鹽含量在35%～37%，蒸發(fā)量5～5.5 t/h，溫度70 ℃、COD約83 774 mg/L，日處理量40 m3。

生產(chǎn)中存在問題：三效蒸發(fā)器(MVR)結(jié)垢嚴(yán)重，平均20～25 天清垢一次，費(fèi)用1萬元左右。三效蒸發(fā)設(shè)計(jì)蒸發(fā)量12 t/h，實(shí)際蒸發(fā)量為5～5.5t/h，蒸發(fā)量較低且不穩(wěn)定。另外，三效蒸發(fā)濃縮水循環(huán)蒸發(fā)至固含量37%～39%接近飽和時(shí)，對濃縮水含鹽量沒有進(jìn)行測量，繼續(xù)進(jìn)入三效進(jìn)行蒸發(fā)，導(dǎo)致無水蒸出，熱量損耗和結(jié)垢趨勢增加，三效蒸發(fā)器堵塞嚴(yán)重而停產(chǎn)。濃縮水循環(huán)蒸發(fā)降溫時(shí)，使用鐵質(zhì)降溫槽，鐵經(jīng)過鹽和堿的腐蝕，大量脫落進(jìn)入循環(huán)蒸發(fā)水中，導(dǎo)致三效蒸發(fā)器腐蝕加劇，縮短使用壽命。溫度降至60 ℃，硫酸鈉溶解度為45.3 g，大量硫酸鈉不能析出，顯著降低三效蒸發(fā)器的蒸發(fā)效率。本工作主要研究鋅鹽濃縮液預(yù)處理工藝，控制蒸發(fā)節(jié)點(diǎn)的含鹽量標(biāo)準(zhǔn)，防止無效蒸發(fā)，最大程度地降低循環(huán)蒸發(fā)固含量和COD，提高每個(gè)節(jié)點(diǎn)的蒸發(fā)效率。

1 實(shí)驗(yàn)過程

1.1 主要儀器和試劑

儀器：ZNHW-Ⅱ智能電熱套恒溫箱、DBJ-621型六聯(lián)攪拌機(jī)、DHJ-9030電熱鼓風(fēng)干燥箱、過濾裝置、pHS-3C型pH計(jì)、TC-200型COD快速測定儀。試劑：濃硫酸(分析純)、聚丙烯酰胺(相對分子質(zhì)量100萬)、硫酸亞鐵(分析純)、雙氧水(質(zhì)量分?jǐn)?shù)27.5%)。

1.2 試驗(yàn)方法

取鋅鹽濃縮水400 mL，加入一定量濃硫酸調(diào)整pH值至3～4，邊攪拌邊加入10%硫酸亞鐵，反應(yīng)液黃色不透明，靜置10 min，攪拌下加入27.5%雙氧水，再加入2‰PAM繼續(xù)攪拌2 min，靜置30 min后過濾，根據(jù)GB/T111914-89測定COD，含鹽量采用GB/T11896-89測定。

2 試驗(yàn)結(jié)果及討論

2.1 鋅鹽濃縮水不同溫度析鹽量

取鋅鹽濃縮液400 mL，考察不同溫度條件下鋅鹽濃縮水析出鹽量。

表1 不同溫度條件下鋅鹽濃縮水析出鹽

由表1可以看出，鋅鹽濃縮液在20～25 ℃時(shí)鹽析出量變化很小，所以在預(yù)處理前20～25 ℃進(jìn)行降溫析鹽，降低預(yù)處理液固含量。

2.2 不同pH值對COD的影響

取降溫析鹽后鋅鹽濃縮水400 mL，加入一定量濃硫酸調(diào)整pH值，測定預(yù)處理后COD。

從表2可以看出pH值對預(yù)處理的COD影響，pH值2～3時(shí)，預(yù)處理液變?yōu)闇\黃色透明液體，COD降低了37.41%。

表2 pH值對預(yù)處理的COD影響

2.3 不同氧化劑(雙氧水)添加量對COD的影響

取降溫析鹽后鋅鹽濃縮水400 mL，濃硫酸調(diào)整pH值至2～3，攪拌條件下加入10%硫酸亞鐵，靜置10 min，再加入不同量的27.5%雙氧水，再加入2‰PAM繼續(xù)攪拌2 min，靜置30 min后過濾，取濾液測試不同雙氧水添加量對COD的影響，結(jié)果見表3。

表3 氧化劑添加量對預(yù)處理的COD影響

由表3可以看出，鋅鹽濃縮水400 mL添加2.0 g雙氧水，COD降低了50.29%，可以進(jìn)入三效蒸發(fā)系統(tǒng)繼續(xù)濃縮了。

3 結(jié)論

①鋅鹽濃縮液可在預(yù)處理前20～25 ℃時(shí)進(jìn)行降溫析鹽，降低預(yù)處理液固含量；②pH值為2～3時(shí)，預(yù)處理液變?yōu)闇\黃色透明液體，COD降低37.41%；③鋅鹽濃縮水400 mL添加2.0 g雙氧水，COD降低了50.29%，可以進(jìn)入三效蒸發(fā)系統(tǒng)繼續(xù)濃縮；④橡膠工業(yè)廢水水質(zhì)復(fù)雜，變動較大，較難處理，對環(huán)境污染嚴(yán)重。本工藝通過控制蒸發(fā)節(jié)點(diǎn)的含鹽量標(biāo)準(zhǔn)，防止無效蒸發(fā)，最大程度地降低了循環(huán)蒸發(fā)固含量和COD，提高每個(gè)節(jié)點(diǎn)的蒸發(fā)效率，具有較好的推廣應(yīng)用價(jià)值。