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[摘要]通过对雕白块废水进行实验研究,对现有雕白块废水处理工艺出现的问题,进行改进和总结。通过缩合处理雕白块废水中的甲醛,通过加药剂,回收雕白块废水中的锌泥,通过转化,处理雕白块废水中的硫化物,达到使雕白块废水进入生化处理系统,进行生化处理的目的。
[关键词]雕白块废水 甲醛处理 硫化物处理 锌回收
[中图分类号] X5 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-7-339-1
1引言
雕白块又称雕白粉,化学名称为二水合次硫酸氢钠甲醛或二水甲醛合次硫酸氢钠,为半透明白色结晶或小块,易溶于水。雕白块在印染工业用作拔染剂和还原剂生产靛蓝染料、还原染料等。还用于合成橡胶、制糖以及乙烯化合物的聚合反应。
国内雕白块的生产,一般采用传统的锌粉—二氧化硫—甲醛法,即用二氧化硫、锌粉、甲醛为原料,二氧化硫和锌粉反应,生产二亚硫酸锌,再用甲醛加成,锌粉还原,及氢氧化钠复分解反应,制得产品,
在雕白块生产过程中,会产生大量的生产废水,生产废水中含有生产雕白块的原料甲醛、硫化物、锌粉及雕白块粉末,以及一些中间过程加入的药剂。因此,雕白块废水不仅COD、无机盐比较高,由于含有锌和雕白块粉末,废水浊度也比较高,但这些并不是制约雕白块废水处理的瓶颈,由于含有甲醛和硫化物,众所周知,甲醛即福尔马林,具有较强的消毒和杀菌作用,硫化物对生化污泥活性影响也比较大,因此,雕白块废水如果直接进行生化处理,生化系统一般很难启动起来,即使启动起来,去除率也不理想。
2雕白块废水处理工艺确定
雕白块废水的水质及其特性:经过对雕白块废水的多次监测,结合现场调试情况。我们总结雕白块废水有如下特性:
2.1废水含高浓度的锌离子
雕白块废水含高浓度的锌离子,进入生化系统对微生物造成毒性作用,破坏生化系统。而且锌是雕白块合成的原料,如果可以从废水中回收锌,也是给企业创造效益。
根据锌离子的物理性质,锌的氢氧化物难溶于水,我们利用锌的这个性质,在废水中加入氢氧化钠,调节废水pH值到10~11左右,就会产生大量的白色沉淀,通过压滤脱水分离,可以将氢氧化锌分离出来。具体反映原理如下:
Zn2++2OH-——Zn(OH)2↓
氢氧化锌在常温下难溶于水,会析出成白色沉淀物,可通过分离去除。
2.2废水含有大量的甲醛
雕白块废水含高浓度的甲醛,浓度达到2300mg/L。甲醛是杀菌剂,对生化系统危害严重,该浓度的甲醛或其短时间的负荷冲击,可影响甚至破坏整个生化系统。
甲醛在高温条件下,能够自身缩合成有机糖类,可去除95%以上的甲醛,该糖能够被微生物有效利用。完全消除了甲醛的毒性影响。
2.3无机和有机硫化物
雕白块生产过程硫的最初来源于二氧化硫,最终合成含硫有机物,中间过程会形成硫酸盐、亚硫酸盐、硫化物等多价态的无机含硫化合物,以及中间体和副产物含硫有机物。实验表明废水中硫的性质是极其复杂的。废水经过生化处理,最终所有硫都会转化为硫酸盐。这些物质严重影响生化处理的可行性和效果。
其他价态的硫相对于硫酸根来说都属于低价态,经过氧化反应可以将低价态转换为高价态。最实用的转化方法是向雕白块废水中通入蒸汽,保证废水温度在80度以上,然后向水中曝大量的空气,废水中低价态的硫化物就会转化为硫酸盐和硫酸,废水的pH很快降低到2左右,将转化后的废水用泵送到钙反应池,加入石灰使之形成难溶解的硫酸钙,通过板框压滤可去除大部分的硫酸根。
少量没有转化或者没有沉淀的硫,在缺氧和厌氧环境下转化为S2-,在厌氧后设置气浮,加入三氯化铁可以和S2-生成硫化铁沉淀将S2-去除。
3结果讨论
3.1锌离子
锌离子可通过调节pH值去除,主要反映原理如下:
Zn2++2OH-——Zn(OH)2↓
讲原水pH值调节到10~11的范围内,锌离子就会生成氢氧化锌沉淀物,可通过板框压滤的方法讲氢氧化锌分离会用。
3.2甲醛
甲醛自身能缓慢进行缩合反应,生成低级的羟基醛、羟基酮和其他羟基化合物,但在碱存在下能加快反应的进行。甲醛能与各种化合物进行缩合反应,著称Tolleus反应,在碱性条件下反应则生成羟甲烯基衍生物(—CH20H)。
前面去除锌离子是将pH调高,更有利于甲醛的缩合反映,在提高温度的情况下,可加速反映,原理如下:
6nHCOH——n(C6H12O6)
将甲醛缩合为多糖以后,就不会对后续的生化系统产生危害。
3.3硫化物
在高温情况下通入空气,低价硫化物会被氧化成硫酸或者硫酸盐,可通过加入氢氧化钙去除硫化物,降低水中硫化物的含量。具体反映原理如下:
S2-+2O2——SO42-
4结论
雕白块废水是处理难度较大的高浓度废水,但是水量较少,在处理雕白块废水时,要根据雕白块废水的特点,采用物化和生化相结合的方式,进行处理。
雕白块废水对生化影响最大的两个因素,一个是甲醛的含量较高,对生化具有毒害作用,一个是有机硫化物和无机硫化物含量较高,硫在水中,以很多价态存在,可以相互转换。因此,如果想做好雕白块废水的处理,首先要对雕白块废水进行单独的预处理,对甲醛,进行缩合处理,将甲醛转化为多糖,对硫进行强制氧化处理,使多价态的硫全部转化为硫酸盐,然后才采用物化法去除,将硫拿出系统。
预处理合格的雕白块废水,才可以和其他低浓度废水混合,一起进入生化系统进行处理,才能保证系统出水达标排放。
Abstract: through the experimental study on the carved white piece of waste water, the existing issues carved white piece of wastewater treatment process, to improve and summary. Through the formaldehyde, condensation carved white piece of wastewater treatment by adding potions, reclaim carved white zinc mud in wastewater, through the transformation, carved white piece of wastewater treatment in sulfur, to make carved white piece of waste water into the biochemical treatment system, for the purpose of biochemical treatment.
[关键词]雕白块废水 甲醛处理 硫化物处理 锌回收
[中图分类号] X5 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-7-339-1
1引言
雕白块又称雕白粉,化学名称为二水合次硫酸氢钠甲醛或二水甲醛合次硫酸氢钠,为半透明白色结晶或小块,易溶于水。雕白块在印染工业用作拔染剂和还原剂生产靛蓝染料、还原染料等。还用于合成橡胶、制糖以及乙烯化合物的聚合反应。
国内雕白块的生产,一般采用传统的锌粉—二氧化硫—甲醛法,即用二氧化硫、锌粉、甲醛为原料,二氧化硫和锌粉反应,生产二亚硫酸锌,再用甲醛加成,锌粉还原,及氢氧化钠复分解反应,制得产品,
在雕白块生产过程中,会产生大量的生产废水,生产废水中含有生产雕白块的原料甲醛、硫化物、锌粉及雕白块粉末,以及一些中间过程加入的药剂。因此,雕白块废水不仅COD、无机盐比较高,由于含有锌和雕白块粉末,废水浊度也比较高,但这些并不是制约雕白块废水处理的瓶颈,由于含有甲醛和硫化物,众所周知,甲醛即福尔马林,具有较强的消毒和杀菌作用,硫化物对生化污泥活性影响也比较大,因此,雕白块废水如果直接进行生化处理,生化系统一般很难启动起来,即使启动起来,去除率也不理想。
2雕白块废水处理工艺确定
雕白块废水的水质及其特性:经过对雕白块废水的多次监测,结合现场调试情况。我们总结雕白块废水有如下特性:
2.1废水含高浓度的锌离子
雕白块废水含高浓度的锌离子,进入生化系统对微生物造成毒性作用,破坏生化系统。而且锌是雕白块合成的原料,如果可以从废水中回收锌,也是给企业创造效益。
根据锌离子的物理性质,锌的氢氧化物难溶于水,我们利用锌的这个性质,在废水中加入氢氧化钠,调节废水pH值到10~11左右,就会产生大量的白色沉淀,通过压滤脱水分离,可以将氢氧化锌分离出来。具体反映原理如下:
Zn2++2OH-——Zn(OH)2↓
氢氧化锌在常温下难溶于水,会析出成白色沉淀物,可通过分离去除。
2.2废水含有大量的甲醛
雕白块废水含高浓度的甲醛,浓度达到2300mg/L。甲醛是杀菌剂,对生化系统危害严重,该浓度的甲醛或其短时间的负荷冲击,可影响甚至破坏整个生化系统。
甲醛在高温条件下,能够自身缩合成有机糖类,可去除95%以上的甲醛,该糖能够被微生物有效利用。完全消除了甲醛的毒性影响。
2.3无机和有机硫化物
雕白块生产过程硫的最初来源于二氧化硫,最终合成含硫有机物,中间过程会形成硫酸盐、亚硫酸盐、硫化物等多价态的无机含硫化合物,以及中间体和副产物含硫有机物。实验表明废水中硫的性质是极其复杂的。废水经过生化处理,最终所有硫都会转化为硫酸盐。这些物质严重影响生化处理的可行性和效果。
其他价态的硫相对于硫酸根来说都属于低价态,经过氧化反应可以将低价态转换为高价态。最实用的转化方法是向雕白块废水中通入蒸汽,保证废水温度在80度以上,然后向水中曝大量的空气,废水中低价态的硫化物就会转化为硫酸盐和硫酸,废水的pH很快降低到2左右,将转化后的废水用泵送到钙反应池,加入石灰使之形成难溶解的硫酸钙,通过板框压滤可去除大部分的硫酸根。
少量没有转化或者没有沉淀的硫,在缺氧和厌氧环境下转化为S2-,在厌氧后设置气浮,加入三氯化铁可以和S2-生成硫化铁沉淀将S2-去除。
3结果讨论
3.1锌离子
锌离子可通过调节pH值去除,主要反映原理如下:
Zn2++2OH-——Zn(OH)2↓
讲原水pH值调节到10~11的范围内,锌离子就会生成氢氧化锌沉淀物,可通过板框压滤的方法讲氢氧化锌分离会用。
3.2甲醛
甲醛自身能缓慢进行缩合反应,生成低级的羟基醛、羟基酮和其他羟基化合物,但在碱存在下能加快反应的进行。甲醛能与各种化合物进行缩合反应,著称Tolleus反应,在碱性条件下反应则生成羟甲烯基衍生物(—CH20H)。
前面去除锌离子是将pH调高,更有利于甲醛的缩合反映,在提高温度的情况下,可加速反映,原理如下:
6nHCOH——n(C6H12O6)
将甲醛缩合为多糖以后,就不会对后续的生化系统产生危害。
3.3硫化物
在高温情况下通入空气,低价硫化物会被氧化成硫酸或者硫酸盐,可通过加入氢氧化钙去除硫化物,降低水中硫化物的含量。具体反映原理如下:
S2-+2O2——SO42-
4结论
雕白块废水是处理难度较大的高浓度废水,但是水量较少,在处理雕白块废水时,要根据雕白块废水的特点,采用物化和生化相结合的方式,进行处理。
雕白块废水对生化影响最大的两个因素,一个是甲醛的含量较高,对生化具有毒害作用,一个是有机硫化物和无机硫化物含量较高,硫在水中,以很多价态存在,可以相互转换。因此,如果想做好雕白块废水的处理,首先要对雕白块废水进行单独的预处理,对甲醛,进行缩合处理,将甲醛转化为多糖,对硫进行强制氧化处理,使多价态的硫全部转化为硫酸盐,然后才采用物化法去除,将硫拿出系统。
预处理合格的雕白块废水,才可以和其他低浓度废水混合,一起进入生化系统进行处理,才能保证系统出水达标排放。
Abstract: through the experimental study on the carved white piece of waste water, the existing issues carved white piece of wastewater treatment process, to improve and summary. Through the formaldehyde, condensation carved white piece of wastewater treatment by adding potions, reclaim carved white zinc mud in wastewater, through the transformation, carved white piece of wastewater treatment in sulfur, to make carved white piece of waste water into the biochemical treatment system, for the purpose of biochemical treatment.