图4-T是一个典型的电石上清液循环平衡图,从图中看出湿法乙炔发生是一个 缺水系统,它的亏水主要是因为蒸发、电石渣生成耗水和湿渣带走的水等几部分构 成。
因为电石上清液的处理十分昂贵,工程设计上我们要避免乙炔发生单元排水, 补给水量和本单元消耗水量需要保持平衡。亏水原因我们已经很清楚了,那我们分 析一下补水的来源。
乙炔发生器的补水主要来源于洗泥塔和次钠塔排放的废次钠清净液,这样的利 用对于湿法乙炔是十分合理的,可以减少因排水带走溶解在水中的乙炔所引起的不 必要浪费。但是由于乙炔发生过程尚未实现数字控制,反应过程是由操作工凭经验 控制,当发生器的温度上升较快时,需要通过开启自来水阀门补水降低发生器的温 度。为了降低发生器的温度,使用较高温度的电石上清液回用,控制是比较困难的。 为了解决这个问题只需要将电石上清液回水的水温降低到30—35℃以下。有许多方 法可以实现控制温度这个目标,在个别工厂已经实现电石上清液不排放,大大减轻 了污水的处理难度,同时减少了工厂治污的成本。
某公司采用多级冷却技术对上清液进行降温,采用机械强制通风的玻璃钢冷却 塔,强化空气冷却效果。夏季采用低温盐水隔套冷却,从而做到了上清液100甲。回用,
还可以通过上清液的乙炔回收降低处理成本。
国家法改委对新建氯碱厂要求PVC生产采用干法乙炔生产,这样新建的企业将 不存在这股废水的困扰。 4。2次钠废水处理及回用 ,
、
在过去,次钠废水直接进入乙炔发生器,而不需要处理。·近几年由于氯碱企业 ‘ ’ /
配套水泥厂,利用电石渣作为水泥生产的主要原料,由于水泥产品对氯离子含量有
限制,而电石渣是电石渣水泥生产中唯一带入氯离子的原料,不得不控制电石渣中 L
所带入的氯离子含量,这要根据我们次钠溶液配制浓度,限制次钠废液进入乙炔发 生器的量,不能进入乙炔发生器的次钠废液需要进行处理。
工艺设计上要设法除掉溶解在废液中的乙炔气体成分,40~c条件下乙炔在水中 的溶解度约0.65m3。见如下图表。
从图表中看出温度对乙炔的溶解有很大的影响,乙炔溶解到水中引起水中COD 之变化,采用通常的化学法、物化法和生化法处理很难达到我们所期望的要求。 次钠废水处理深度要根据使用的条件来确定,目前有的企业采用气提、沉淀、 均化、砂滤、超滤反渗透工艺将次钠废水处理到准纯水,直接处理成本2-4元,投 资]5万元/吨污水,回收率70冗。
4.3含汞废水处理及回用
乙炔法生产氯乙烯用HgCl2为触煤,将汞带入氯乙烯转化器以后的生产单元。 VCM合成反应需在HgCl2催化剂存在条件下进行,HgCl2在整个VCM合成过程中 的迁移损失主要有以下几种形式:①以失活催化剂的更换排出:②VCM脱汞处理的 形式随活性炭排出;⑧更换失活催化剂时,微量催化剂进入水环泵排污水和活性炭 吸附排出。为了防止汞进入产品,在工艺上设计了除汞器,但在其生产单元周围和: 配套的生产装置仍会有少量的含汞废水排放。含汞废水是PVC污水处理难度最大的, 下表是一个20万吨/年PVC工厂检测的汞流失情况。 表4-1氯乙烯生产单元水量水质一览表 .
由于汞在无空气水中的溶解度为20-30ppbt30℃),水中存在溶解空气、氯化物
和碱时,这个溶解度要提高。给处理含汞废水、达到排放标准增加了很大的难度。 4。3.1去除水中汞的方法
在自然界,例如粘土、氧化物、泥煤和腐杆质等土壤颗粒,均能吸附雨水中的 汞,并从循环中去除汞。汞的快沉倾向,以及汞与水底的厌氧硫化物极易结合成HgS 倾向,是主要清除汞的机理。
对工业的含汞废水来讲,除汞方法必须与汞浓度、废水的水质和废水量相配合。 下列措施和原则是初步处理中应当考虑的因素:
1、 将含汞废水中从不含汞废水分离出来,减少含汞废水量; 2、 使污染水进行循环使用;
3、 采用V型槽,而不要做成矩形的3
4、 设置一系列截留器,收集固体; ’
5、 把废水暂时贮存在一座水池内,以处理时保持废水流量和废水水质均匀; 4\ 处理设施和输送设备要做好防渗处理;
7、 处理方法优先考虑沉淀或过滤,或两者并用
4。3.2全部循环法
将含汞废水循环是可取的;可是,这个方法也有限制条件,因为污泥或浓缩溶 液(或两者兼有)内的汞要积聚起来,它们较之原生废水更难除汞。曾试用过蒸发 法除汞,由于汞的挥发性和受污染的底泥、卤水或盐水的积累,使本法不可行。 4.3.3还原法
将所有的汞还原成金属状态,然后过滤,用于处理小水量的浓的含汞废水是适 宜的,并借电解、用较不贵重金属或其他还原剂和其还原的方法,可完成上述任务。 在电解槽的阴极处,可回收得较纯的汞。当利用象铜、铁、锌、铝和汞齐钠等金属 作还原剂时,汞是以按照下式被还原金属离子所置代: Zn+Hg2','2—2Hg+Zn2, {])
2NaHgx+Hg22一(2x+2)Hg+2Na’ (2)
在后面一个式子中,汞是以汞齐的形式回收。
曾建议用肼、羟胺、次磷、甲醛、硼氢钠等还原剂。当使用这种还原剂时,汞 是通过聚结和(或)过滤而得到回收。据报导,用五微米滤器过滤后的出水中的汞 浓度,可达到100ppb范围以内。 4.3.4硫化物处理法
在国内的氯—碱制造厂中,大多数工厂用Naris或Na2S通过沉淀或过滤,或两 者兼用,可以回收汞和硫化汞.但是,上述方法易受干扰,因为白色(或黑色)硫化汞很
难溶解,并极易与过量的硫化物生成溶解的络合物。 HgS+S2--·,Hg2,-2
上述影响在高PH范围内更为严重,因此,必需将PH值调节正到7或7.5。用克/升的碳酸钠来缓冲,有助于校正因流量变化而带来的变化。利用一只玻璃PH
电极以及一只硫化银的特种离子电极,就可各别自动控制好系统的PH值和硫化物浓 度。硫化物极易被氧化,特别是用氯。
有效的运行可控制出水中的汞浓度达到50—60ppb,但是,在常遇的不正常运行 条件下,出水汞浓度可高达200-500ppb。 4。3.5氯化亚铁处理法
氯化亚铁能还原废水中的汞盐,使其转化成不溶的化合物,如下图所示: 2Fe2+2Hg2+80H-一2Fe(OH)3+Hg20十H20 ’ 经合理的控制沉淀后,出水中的汞浓度可低到5—6ppb。
43i6活性炭吸附法
活性炭可以用作为助滤料。据报导,汞浓度可将进水中的10L200ppb降低到 出水中的10-20 ppb。采用活性炭处理含汞废水存在滤水周期和过滤穿透的问题。 在滤水周期开始时的出水汞浓度为10ppb;在反洗前的出水汞浓度增为500ppb) 吸附在活性炭上的汞可借蒸馏法回收。 4.3.7离子交换和螯合树脂吸附法
日本和瑞典己在商业上用阴离互交换和螯合树脂来处理氯碱工业的含汞废水。 先把未处理过的废的PH值和氧化还势调正好,接着过滤。阴离子树脂将出水汞浓度 降至100—200ppb。螯合树脂进一步把汞浓度降低到2ppb。阴离子树脂和某些螯合 树脂可以再生,例如用亚硫酸钠、亚硫酸氢钠或盐酸等。反冲洗溶液中的汞,可用 电解或汞齐钠回收,或以高浓度的汞溶液复用。螯合树脂上的汞,以及滤料上截除 下来的汞,可借蒸馏法回收。
先将未处理过的废水的PH值调整到6-8,然后投入药剂破坏因预处理故障而带 来的氧化剂的优点。沉析物可能在树脂床中积聚,因而需用水和空气定期反洗。
整合树脂是杂环化合物,它们能与金属离子结合而成螯合物,即一种化合物, 它具有的金属离子借共价键而与本身内的两个或更多的非金属原子相键合。
国内大多数工厂设计上在VCM装置区设含汞废水处理设施,采用Naris脱汞、 絮凝沉淀、活性碳过滤吸附工艺,处理后废水中希望Hg小于O.005mg/,。采用调整 PH值后,加入硫氢化钠或硫化钠的方法来处理含汞污水。这种处理工艺比较流行且 简单经济,但选用Naris作处理剂不是十分安全,大多数企业不能将这部分废水处 理到Hg小于0.005mg/I,其主要原因是很难控制Naris的投加量不过量,过量的 Naris氧化成Na2S,而生成的HgS会溶于过量的Na25溶液,这样会导致处理后的 污水Hg超标,采用上述方法,无法将污水的汞含量降低到规定的要求。
氯乙烯净化经水洗除掉了气体中绝大部分的氯化氢和乙醛,碱洗除去气体中的 二氧化碳、和残余的氯化氢。排放或更换的含汞废碱液或收集废水中所含污染物除
汞以外,还会含有气体洗涤所夹带的少量有机污染物。我们的目标是将这部分污水 处理后回到化盐工序,所以整个含汞污水处理工艺流程应考虑有机物的脱除和汞的 脱除。回用水中控制汞的含量小于限值。
分析上述几种处理方法后,从安全、可靠、经济、合理和现场条件等因素考虑, 并通过实验验证其合理性、可操作性后,我们采用膜处理技术,对某氯碱厂的含汞 废水处理,控制进水汞含量小于50ppb的条件下,可以稳定将出水控制在5ppb以 下。
4.3,8含汞废水回用.--7靠性分析
什么样的限值满足含汞废水回用要求?执行一级排放标准,含汞浓度小于