ADC发泡剂废水治理新工艺探究

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ADC 发泡剂废水中含有高浓度的氨氮组分,构成成分复杂,因此在治理过程中相当困难。本文章针对目前使用较为广泛的ADC 发泡剂合成工艺进行简单介绍,并通过阐述其合成过程中所产生的废水特征、治理工艺、相关反应机理等,以期探索一整套对氯碱厂ADC 发泡剂废水有效的治理新工艺。
发泡剂属于一种掺杂在聚合物体系当中、在加工时会释放气体、微孔化高分子材料的成孔助剂,种类有很多,其中ADC 发泡剂目前在我国使用较为广泛、发展较为迅速。我国所生产的大多数ADC 发泡剂都是以强碱、氯气、硫酸及尿素作为原料的,在整个缩合反应形成过程当中,大量的洗涤水及高浓度废水会形成,且废水中通常伴有诸多盐类,污染环境,浪费成本,同时治理难度相当大。
一、ADC 发泡剂合成工艺概
当前,ADC 发泡剂合成方法大体分为拉希法、过氧化氢法、尿素法及甲酮连氮法,而我国目前广泛采用的主要是尿素法。尿素法工艺经过优化选择,主要包括制备次氯酸钠、水合肼的粗制、除盐、缩合、氧化、干燥等环节,其合成工艺流程如下:首先由氯气及强碱混合,合成次氯酸钠,继而肼合成,然后加入尿素离心,加入适量尿素及50%硫酸进行缩合,并洗涤;其次,通入氯气,即氯化过程,离心分离得到稀盐酸,再洗涤并离心母液;最后干燥制得成品。
在国外,1/3 采用拉希法制得ADC 发泡剂,1/3 采用过氧化氢法及甲酮连氮法,另有其他方法,而尿素法目前基本上被淘汰,不被应用。
二、ADC 发泡剂污水特征
在ADC 合成过程中,使用及产出的物料大约包括6 类18种,并且都有不同程度流失,其中氯气、硫酸钠除外的16 种物料都或多或少经排放而流失。根据相关数据统计,大约有原辅材料73.81%的物料流失,且流失主要集中在缩合过程中。ADC 发泡剂污水主要源于制备次氯酸钠、缩合及氧化工段,污染指标体现在水合肼、ADC 有机成分、尿素及联二脲等,另外,悬浮物及离子形态污染物也不容小觑。
三、ADC 发泡剂废水的治理工艺和机理分析
1、治理工艺
在ADC 发泡剂的生产过程中,所产生的各股废水水质、水量均不相同,在对具有不同浓度、性质污染物的废水进行分类处理之后,混合排放。另外,由于该厂从事氯碱生产,会产出大量的石灰渣及漂粉精,不但污染环境,而且浪费原料。于是,我们便期望探索一条“以废治废"的方法,主要是将石灰渣及漂粉精作为药剂,有效处理ADC 发泡剂废水。
对于高浓度洗料水及缩合母液,其中含有一定成分的NH3-H 及CODCr,应首先进入集水池,经氯化反应器后调解排放,便能够出去NH3-H 及CODCr;对于其他废水,如肼合成排水、氧化冷却水、低浓度的缩合洗料水及缩合冷凝水等,由于污染物含量很低,因此可直接通过调节池处理并排放。
2、漂粉精对污水处理的机理
漂粉精可以起到降解COD 的作用。由于漂粉精主要的组分为次氯酸钙,且次氯酸钙易与水反应生成熟石灰及次氯酸钙,同时次氯酸极不稳定,遇水放出氯气及氧气,当氧气与氯接触时会产生极强的氧化能力,氧化水中的还原性物质或其他有机物,这样一来COD 含量便减少。另外在ADC 发泡剂废水中,尿素、联二脲、水合肼及ADC 等为主要污染物,在被次氯酸氧化之后,会有二氧化碳及氮气生成,他们会和水中的钙离子发生反应而生成碳酸钙沉淀下来。
漂粉精可以起到降解NH3-H 的作用。在一定的酸碱值条件下,漂白精中的次氯酸成分能够将废水中的NH3-H 除掉,其反应机理可以用下列反应式表示:
HOCl+NH3=NH2Cl+H2O
NH2Cl+HOCl=NHCl2+H2O
NH2Cl+NHCl2=N2+3HCl
通过利用漂白精来作为该厂污水处理过程的氧化剂,污水中产生了大量的白色沉淀物,其成分主要为硫酸钙及碳酸钙,在经过相关工艺,如沉淀、洗涤等便能够加以处理。另外,废水当中所含有的少量HCl、N2 及Cl2 能够逸出水面,因此可以通过采用稀碱溶液加以吸收,通过观测,此过程无明显的升温现象产生。
四、ADC 发泡剂废水治理的工程应用及效果研究
通过将上述废水治理方法(主要为化学方法)在某厂ADC 合成车间展开初步工程试验,能够看出明显的经济及环保效果。
通过治理工艺流程能够看出,ADC 发泡剂废水治理通过化学方法,将漂粉精回收,用于处理高浓度洗涤水及缩合母液,将石灰渣回收用于洗涤水及母液氧化等,这样便能够达到以废治废的目的,不仅能够综合利用废弃物,还能够节约经济成本。
在工程试验当中,通过氯化反应来进行母液洗涤水的缩合,这一步为工艺重点。在试验完成后,相关环境检测部门又进行了系统检测。通过分析与研究,采用上述方法对高浓度洗涤水及缩合母液过程产生的NH3-H 及CODCr 处理效果很明显,尤其在处理CODCr 方面,更是理想。
总结:
ADC 发泡剂的生产过程需要耗用大量水、化工原料,同时也会伴随大量氨氮废水的排出,不仅对环境产生严重污染,而且也造成大量的经济浪费。本文对ADC 发泡剂合成工艺、污水特征、治理工艺和机理分析以及工程应用及效果研究进行分析和论述,其中治理工艺和机理分析部分,主要探讨了治理工艺及漂粉精对污水处理的机理。

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