蒲治文(青海鹽湖海虹化工股份有限公司 青海 格爾木 816000)
發(fā)泡劑屬于一種摻雜在聚合物體系當(dāng)中、 在加工時(shí)會(huì)釋放氣體、微孔化高分子材料的成孔助劑,種類有很多,其中ADC 發(fā)泡劑目前在我國使用較為廣泛、發(fā)展較為迅速。 我國所生產(chǎn)的大多數(shù)ADC 發(fā)泡劑都是以強(qiáng)堿、氯氣、硫酸及尿素作為原料的,在整個(gè)縮合反應(yīng)形成過程當(dāng)中, 大量的洗滌水及高濃度廢水會(huì)形成,且廢水中通常伴有諸多鹽類,污染環(huán)境,浪費(fèi)成本,同時(shí)治理難度相當(dāng)大。
當(dāng)前,ADC 發(fā)泡劑合成方法大體分為拉希法、 過氧化氫法、尿素法及甲酮連氮法,而我國目前廣泛采用的主要是尿素法。 尿素法工藝經(jīng)過優(yōu)化選擇, 主要包括制備次氯酸鈉、 水合肼的粗制、除鹽、縮合、氧化、干燥等環(huán)節(jié),其合成工藝流程如下:首先由氯氣及強(qiáng)堿混合,合成次氯酸鈉,繼而肼合成,然后加入尿素離心,加入適量尿素及50%硫酸進(jìn)行縮合,并洗滌;其次,通入氯氣,即氯化過程,離心分離得到稀鹽酸,再洗滌并離心母液;最后干燥制得成品。
在國外,1/3 采用拉希法制得ADC 發(fā)泡劑,1/3 采用過氧化氫法及甲酮連氮法, 另有其他方法, 而尿素法目前基本上被淘汰,不被應(yīng)用。
在ADC 合成過程中, 使用及產(chǎn)出的物料大約包括6 類18種,并且都有不同程度流失,其中氯氣、硫酸鈉除外的16 種物料都或多或少經(jīng)排放而流失。 根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),大約有原輔材料73.81%的物料流失,且流失主要集中在縮合過程中。ADC 發(fā)泡劑污水主要源于制備次氯酸鈉、縮合及氧化工段,污染指標(biāo)體現(xiàn)在水合肼、ADC 有機(jī)成分、尿素及聯(lián)二脲等,另外,懸浮物及離子形態(tài)污染物也不容小覷。
在ADC 發(fā)泡劑的生產(chǎn)過程中, 所產(chǎn)生的各股廢水水質(zhì)、水量均不相同,在對(duì)具有不同濃度、性質(zhì)污染物的廢水進(jìn)行分類處理之后,混合排放。 另外,由于該廠從事氯堿生產(chǎn),會(huì)產(chǎn)出大量的石灰渣及漂粉精,不但污染環(huán)境,而且浪費(fèi)原料。 于是,我們便期望探索一條“以廢治廢”的方法,主要是將石灰渣及漂粉精作為藥劑,有效處理ADC 發(fā)泡劑廢水。
對(duì)于高濃度洗料水及縮合母液,其中含有一定成分的NH3-H 及CODCr,應(yīng)首先進(jìn)入集水池,經(jīng)氯化反應(yīng)器后調(diào)解排放,便能夠出去NH3-H 及CODCr;對(duì)于其他廢水,如肼合成排水、氧化冷卻水、低濃度的縮合洗料水及縮合冷凝水等,由于污染物含量很低,因此可直接通過調(diào)節(jié)池處理并排放。
漂粉精可以起到降解COD 的作用。 由于漂粉精主要的組分為次氯酸鈣,且次氯酸鈣易與水反應(yīng)生成熟石灰及次氯酸鈣,同時(shí)次氯酸極不穩(wěn)定,遇水放出氯氣及氧氣,當(dāng)氧氣與氯接觸時(shí)會(huì)產(chǎn)生極強(qiáng)的氧化能力,氧化水中的還原性物質(zhì)或其他有機(jī)物,這樣一來COD 含量便減少。另外在ADC 發(fā)泡劑廢水中,尿素、聯(lián)二脲、水合肼及ADC 等為主要污染物,在被次氯酸氧化之后,會(huì)有二氧化碳及氮?dú)馍桑?他們會(huì)和水中的鈣離子發(fā)生反應(yīng)而生成碳酸鈣沉淀下來。
漂粉精可以起到降解NH3-H 的作用。 在一定的酸堿值條件下,漂白精中的次氯酸成分能夠?qū)U水中的NH3-H 除掉,其反應(yīng)機(jī)理可以用下列反應(yīng)式表示:
通過利用漂白精來作為該廠污水處理過程的氧化劑, 污水中產(chǎn)生了大量的白色沉淀物,其成分主要為硫酸鈣及碳酸鈣,在經(jīng)過相關(guān)工藝,如沉淀、洗滌等便能夠加以處理。 另外,廢水當(dāng)中所含有的少量HCl、N2 及Cl2 能夠逸出水面,因此可以通過采用稀堿溶液加以吸收,通過觀測(cè),此過程無明顯的升溫現(xiàn)象產(chǎn)生。
通過將上述廢水治理方法(主要為化學(xué)方法)在某廠ADC 合成車間展開初步工程試驗(yàn),能夠看出明顯的經(jīng)濟(jì)及環(huán)保效果。
通過治理工藝流程能夠看出,ADC 發(fā)泡劑廢水治理通過化學(xué)方法,將漂粉精回收,用于處理高濃度洗滌水及縮合母液,將石灰渣回收用于洗滌水及母液氧化等, 這樣便能夠達(dá)到以廢治廢的目的,不僅能夠綜合利用廢棄物,還能夠節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本。
在工程試驗(yàn)當(dāng)中,通過氯化反應(yīng)來進(jìn)行母液洗滌水的縮合,這一步為工藝重點(diǎn)。 在試驗(yàn)完成后,相關(guān)環(huán)境檢測(cè)部門又進(jìn)行了系統(tǒng)檢測(cè)。 通過分析與研究,采用上述方法對(duì)高濃度洗滌水及縮合母液過程產(chǎn)生的NH3-H 及CODCr 處理效果很明顯, 尤其在處理CODCr 方面,更是理想。
ADC 發(fā)泡劑的生產(chǎn)過程需要耗用大量水、化工原料,同時(shí)也會(huì)伴隨大量氨氮廢水的排出,不僅對(duì)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重污染,而且也造成大量的經(jīng)濟(jì)浪費(fèi)。 本文對(duì)ADC 發(fā)泡劑合成工藝、污水特征、治理工藝和機(jī)理分析以及工程應(yīng)用及效果研究進(jìn)行分析和論述,其中治理工藝和機(jī)理分析部分,主要探討了治理工藝及漂粉精對(duì)污水處理的機(jī)理。
[1] 劉俊新,李偉光,王寶貞,金承基;高濃度氨氮廢水生物脫氮最佳運(yùn)行條件控制[J].哈爾濱建筑大學(xué)學(xué)報(bào),2011 年05 期.
[2] 程建忠,張英弢,何永亮,趙明,曹昆,張寶貴.次氯酸鈉催化氧化法處理十二碳硫醇惡臭污水[J].城市環(huán)境與城市生態(tài),2010年02 期.
[3] 黃穩(wěn)水,王繼徽,劉小瀾,劉大鵬,蔣謙.磷酸銨鎂法預(yù)處理高濃度氨氮廢水的研究[J].工業(yè)水處理,2010 年10 期.
[4] 高景峰,彭永臻,王淑瑩;DO 和ORP 與SBR 法硝化反硝化的相關(guān)關(guān)系[J].哈爾濱建筑大學(xué)學(xué)報(bào),2011 年01 期.