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山梨山梨酸废水处理过程中Ca2+去除策略集

收藏本文 2024-03-01 点赞:5041 浏览:13824 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:我公司山梨酸生产中产生的废水主要是含HCl的酸性废水,目前最有效、经济的处理方法是让酸性废水通过填装有石灰石的多级反应池,其中HCl与石灰石发生化学反应,除去其中的HCl,然后再进入生化处理阶段。但在实际操作中,我们发现这种方法会使废水中的Ca2+含量急剧增高,抑制厌氧发生器产甲烷菌的活性,经过试验,我们采用了在涡流反应器内加入Na2CO3的方法,能除去大部分的Ca2+,使废水中的Ca2+含量控制在生化处理可承受的范围之内。在实际生产应用中取得了良好的效果。
关键词:山梨酸 酸性 废水 Ca2+ 去除

一、山梨酸高浓废水的特点和通行的处理方法

1、山梨酸高浓度废水的特点

山梨酸生产过程中,水解后得到的粗品要经过水洗和醇洗,洗去附着在山梨酸表面的焦油等,洗涤所产生的废水为含HCl的酸性高浓度废水,废水的性状为:
主要成分:盐酸、焦油、少量山梨酸、少量烃类、乙醇等
主要含量指标:

2、山梨酸高浓废水处理的流程

山梨酸生产中产生的高浓度废水为含HCl的酸性废水,含HCl一般在6-7%左右。这种废水处理的第一步就是要中和其中的HCl,使其PH值达到3-4,然后才能进入下一步处理工序。目前除HCl的主要方法有:
(1)碱中和法:
直接在废水中加入NaOH,将PH值调到4左右,这种方法的优点是设备简单、操作快捷。缺点为:
一是中和反应时无气体产生,不能使焦油上浮;
二是会产生大量的NaCl,使废水中的NaCl含量超标,影响后续的生化处理效果,且Na+无法去除;
三是处理成本较高。目前少有厂家使用这种方法。
(2)石灰石反应法
让酸性废水通过填装有石灰石的多级反应池,其中HCl与石灰石发生化学反应,反应式如下:CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2 ↑+H2O,这种方法的优点为:
一是处理废水的成本较低;
二是避免用NaOH会产生大量的NaCl;
三是反应产生的CO2气体形成起微小气泡,在上浮的过程中带动焦油一起上浮,浮在表面的焦油用刮油机刮除,去除焦油的效果非常好。
这种方法的缺点为:
一是劳动量相对较大;
二是石灰石和HCl反应生成的CaCl2,会造成废水中Ca2+含量偏高,影响后续生化处理的效果,但Ca2+有方法去除。

二、利用石灰石法处理废水所产生的问题

我公司山梨酸高浓废水的物化处理阶段采用的是石灰石法,石灰石和盐酸发生中和反应,PH下降为3-4,产生的CO2气泡使其中的焦油上浮,废水经催化氧化器处理后,进入涡流反应器,经絮凝沉淀,废水再由沉淀池进入调节池,调节池调整COD为5000左右,进入厌氧发生器。经过一段时间的运行,厌氧处理的效果不是太理想,经过一段时间对厌氧菌的驯化,并严格控制进水的温度和COD,进出水COD仅下降300左右,厌氧发生器没有达到预期的处理效果。
经过分析,石灰石法会生成大量的Ca2+溶解在废水中,另外发现厌氧处理后的微电解池极板一个月的时间结垢达1.5毫米,取样综合分析,其主要成分为Ca2+,这说明经过石灰石预处理过的废水中Ca2+含量肯定较高。我们对物化气浮池出水、涡流反应器出水、调节池取样定时测定了废水中Ca2+、Na+的含量,测定结果见表-1:
表-1 各反应池出水 Ca2+、Na+的含量
通过上表可以看出,物化气浮池出水的Ca2+含量达到11953mg/l,虽然经过涡流反应器,有部分CaCl2随着絮凝剂沉淀下来,但涡流反应器出水的Ca2+含量仍然达到9343 mg/l,进入调节池,用低浓废水调节后,废水中的Ca2+含量为5044 mg/l,Na+的含量为900mg/l。
我们检索了废水生化处理方面的文献资料,发现废水中的Ca2+、Na+对厌氧菌的活性有较大的影响,但其抑制作用有一个范围,只要将Ca2+、Na+的含量控制在一定的范围内,就能基本消除这种影响,各类盐含量对产甲烷菌的抑制见表-2
表-2盐对厌氧污泥产甲烷活性的50%抑制浓度(IC)(PH值

7.0,T=35℃)

从表-2可以看出,目前我公司进厌氧发生器的废水中Ca2+的含量已经超过了抑制产甲烷菌一半活性的含量,严重影响了产甲烷菌的活性,从而影响了厌氧发生器的处理效果。
另外,废水中含有过多的Ca2+,会在管道设备上结垢,影响管道、设备的使用寿命,特别是微电解池的极板上,沉积有钙盐的结晶,会影响微电解的效果,并且大大缩短电解极板的使用寿命,据统计,微电解极板在使用两个月后,有1/3的极板报废,而正常的使用周期是十二个月。

三、Ca2+的去除方法探索和效果

找到了厌氧发生器处理效果不理想的原因,就要在进厌氧发生器之前,将废水中的Ca2+含量降下来,经过分析比较,利用可溶性碳酸盐,可以与Ca2+反应,生成不溶性的CaCO3,沉降下来,达到除去Ca2+的目的。在试验室,取物化气浮池出水、涡流反应器出水、调节池的废水样加入Na2CO3进行小试,在加入了定量的Na2CO3后,从外观上可以看出,有大量的乳白色沉淀产生,水样变得澄清,对加入Na2CO3的废水样,进行Ca2

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+含量的对比测试,测试结果见表-3
表-3 物化气浮池出口500 ml废水样中加入Na2CO3前后Ca2+含量对照表
从试验室测试结果可以看出,物化气浮池的出水加入适量的Na2CO3后,能有效的使废水中的Ca2+生成CaCO3沉淀而除去。
在实际操作中,我们选择在涡流反应器内,将Na2CO3和NaOH、絮凝剂等一起加入,其理由如下:一是Na2CO3是强碱弱酸盐,除去Ca2+的同时,能调节废水的PH值;二是不会给废水带入新的离子且便宜;三是在涡流反应器内和NaOH、絮凝剂等一起加入,能充分反应并使CaCO3沉降下来,无需新增设备。
实际生产中,我们根据试验室数据和废水的实际处理量,对Na2CO3的加入量进行了摸索试验,既要保证废水中的Ca2+能充分的去除,又要使涡流反应器的出水PH值达到7-8,经过10天左右的试验性生产,原来每吨高浓废水在涡流反应器内加入NaOH 8-10kg左右,现在改为NaOH和Na2CO3的比例为3:1,这样涡流反应器出水的Ca2+含量大幅度下降,出水的PH值也控制在7-8,调节池内废水的Ca2+含量降到了厌氧发生器能承受的范围之内,而Na+的含量,也没有超标,具体测试数据见表-4
表-5:加入Na2CO3后厌氧发生器进出水COD(mg/l)统计表
经过20天试运行,在涡流反应器内加入一定量Na2CO3后,厌氧发生器出水COD逐步在下降见表-5,30天后,微电解池极板上,盐垢沉积的速度明显下降,厌氧发生器进出水COD经过监测,降到了1600 mg/1左右,基本达到了厌氧发生器的设计处理效果。
参考文献
徐亚同、黄民生 《废水生物处理的运行管理与异常对策》北京:化学工业出版社 环境科学与工程出版中心 2003年1月第一版
个人简介:姓名:曹继兵 男 江苏省泰兴市人,1969.11。1992年6月毕业于江苏化工学院 现任江苏荣昌集团安环部部。职称:化工工程师、注册安全工程师.

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