洗消廢水處理方法的可行性研究

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（中煤科工集團(tuán)武漢設(shè)計(jì)研究院有限公司，湖北 武漢 43300006644）

洗消廢水是部隊(duì)中在火藥的研發(fā)與生產(chǎn)或消防的過(guò)程中所產(chǎn)生的廢水，其所含污染物質(zhì)具有：堿性極強(qiáng)，含有大量的表面活性劑，可生化性差，甚至還有少量的毒性，我們?cè)噲D設(shè)計(jì)一種專門針對(duì)該類廢水的可移動(dòng)式的成套污水處理裝置。

1 廢水的來(lái)源及設(shè)計(jì)參數(shù)

1.1 廢水水質(zhì)

洗消廢水的物質(zhì)成分有：次氯酸鈣32%～36%，氫氧化鈣15%，氧化鈣29%。還含有少量洗滌劑成分：對(duì)十二烷基苯磺酸鈉、烷基磺酸鈉、脂肪醇硫酸鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚、環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷、三聚磷酸鈉。此外還含有少量毒物（含量小于200mg）：甲基膦酸二甲酯、甲基膦酸鹽、甲膦酸異丙酯、甲膦酸乙酯、二異丙胺基乙磺酸、二乙醇基硫醚、2-氯乙烯基二氯胂、氯乙烯胂酸、二羥二乙硫醚、芥子亞砜、芥子砜、s-（2-二異丙基氨乙基）-甲基硫代膦酸乙酯［1］。

1.2 設(shè)計(jì)參數(shù)

設(shè)計(jì)水量為10m3/h，廢水原水水質(zhì)及處理后標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 原廢水水質(zhì)及處理后標(biāo)準(zhǔn)

2 水質(zhì)分析及工藝設(shè)計(jì)

2.1 pH

本廢水的pH為12，堿性極強(qiáng)，但由于該廢水中含有氫氧化鈣、氧化鈣等污染物，為了節(jié)省投資和運(yùn)行費(fèi)用，本設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)pH放在去除這些堿性物質(zhì)之后。

2.2 次氯酸鈣的去除

次氯酸鈣是漂白粉的主要成分之一，有殺菌性及氧化性。次氯酸鈣在水中的溶解度不大，它的穩(wěn)定性與含水量成反比，分解反應(yīng)強(qiáng)烈放熱，產(chǎn)物是氯酸鈣及一氧化二氯。次氯酸鈣與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈣，放出氯氣：

2Ca（ClO）2+2CO2→2CaCO3↓+2Cl2↑+O2

與鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣：

Ca（ClO）2+4HCl→CaCl2+2H2O+2Cl2↑

由上述的分析可知，要去除水中的次氯酸鈣有兩中方法。方法一：向廢水中通入CO2氣體；方法二：向廢水中加入HCl。為了節(jié)省運(yùn)行成本和操作方便，我們選擇了方法一。

2.3 氫氧化鈣的去除

氫氧化鈣又名消石灰，具有堿的通性，微溶于水，與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈣的沉淀。

Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O

由上可知，要除去水中的氫氧化鈣也可以通過(guò)向廢水中通入CO2氣體來(lái)使氫氧化鈣變成CaCO3沉淀。

2.4 氧化鈣的去除

氧化鈣化學(xué)式CaO，難溶于水，在水中容易發(fā)生CaO+H2O=Ca（OH）2的反應(yīng)。所以當(dāng)我們向廢水中通入CO2氣體去除Ca（OH）2的同時(shí)，上述反應(yīng)會(huì)進(jìn)行，即氧化鈣水解為氫氧化鈣。所以，向廢水中通入CO2氣體也可以同時(shí)去除氧化鈣［2］。

綜上所述：我們可以先向廢水中通入過(guò)量的CO2氣體使次氯酸鈣、氫氧化鈣、氧化鈣變成CaCO3的沉淀來(lái)去除。

2.4 洗滌劑的去除

對(duì)十二烷基苯磺酸鈉、烷基磺酸鈉、脂肪醇硫酸鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚、環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷、三聚磷酸鈉。這些物質(zhì)為洗滌劑的主要成分，屬于表面活性劑。要去除表面活性劑必須要先破鹵，為了更好地去除表面活性劑，我們選擇了電氣浮工藝。

2.6 其他物質(zhì)的去除

甲基膦酸二甲酯、甲基膦酸鹽、甲膦酸異丙酯、甲膦酸乙酯、二異丙胺基乙磺酸、二乙醇基硫醚、2-氯乙烯基二氯胂、氯乙烯胂酸、二羥二乙硫醚、芥子亞砜、芥子砜、s-（2-二異丙基氨乙基）-甲基硫代膦酸乙酯。這些物質(zhì)成分復(fù)雜，可生化性差，還有少量的毒物。鑒于以上特點(diǎn)，對(duì)這些物質(zhì)我們采用微濾膜過(guò)濾來(lái)去除。

3 工藝流程

通過(guò)上述對(duì)廢水水質(zhì)進(jìn)行的分析，擬采用如下的工藝流程：

圖1

4 工藝描述

首先，廢水通過(guò)篩網(wǎng)去除漂浮物等雜質(zhì)，然后自流進(jìn)入調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)池起到收集廢水和調(diào)節(jié)水質(zhì)、水量的作用。調(diào)節(jié)池中水通過(guò)提升泵按每小時(shí)10m3的流量抽入反應(yīng)沉淀池，在沉淀池的前段進(jìn)行鼓風(fēng)曝氣，通過(guò)曝氣，大量的CO2氣體進(jìn)入水體。從而與水中的次氯酸鈣、氫氧化鈣、氧化鈣發(fā)生反應(yīng)生成CaCO3的沉淀，通過(guò)沉淀得以去除，沉淀物質(zhì)排到儲(chǔ)泥池。沉淀池出水再進(jìn)入氣浮設(shè)備，在氣浮的前段通過(guò)投加HCl進(jìn)行pH的調(diào)節(jié)，使廢水的pH在6～9之間。通過(guò)氣浮能很好地去除對(duì)十二烷基苯磺酸鈉、烷基磺酸鈉、脂肪醇硫酸鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚、環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷、三聚磷酸鈉等這些表面活性劑和大量的SS，從而可以大量地降低廢水的濁度，有利于后續(xù)構(gòu)筑物的處理。此處的氣浮是電氣浮，電氣浮出水進(jìn)入保安過(guò)濾器系統(tǒng)作為超濾膜的預(yù)處理，廢水經(jīng)過(guò)保安過(guò)濾器的預(yù)處理后進(jìn)入膜處理單元，為了減少投資和運(yùn)行成本，我們選用超濾作為膜處理系統(tǒng)。廢水經(jīng)過(guò)超濾膜處理后，甲基膦酸二甲酯、甲基膦酸鹽、甲膦酸異丙酯、甲膦酸乙酯、二異丙胺基乙磺酸、二乙醇基硫醚、2-氯乙烯基二氯胂、氯乙烯胂酸、二羥二乙硫醚、芥子亞砜、芥子砜、s-（2-二異丙基氨乙基）-甲基硫代膦酸乙酯這些物質(zhì)得以去除。清液可以回用于消防等，濃水回流至調(diào)節(jié)池，再循環(huán)處理。沉淀物質(zhì)排到儲(chǔ)泥池，為了整套污水處理系統(tǒng)便于建成移動(dòng)式的。這里的污泥脫水系統(tǒng)選用占地較小的疊螺脫水機(jī)，污泥通過(guò)疊螺脫水系統(tǒng)后成較干的泥餅，可以打包放置，后交有資質(zhì)單位進(jìn)行處理。

5 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)針對(duì)廢水中各污染物的特點(diǎn)，制定了相應(yīng)的工藝；又對(duì)相應(yīng)的設(shè)備進(jìn)行精心的選擇，設(shè)計(jì)出了一套可以移動(dòng)式的污水處理系統(tǒng)。針對(duì)廢水堿度高、可生化性差并且有含有少量的毒性的特點(diǎn)，采用沉淀、電氣浮及超濾相結(jié)合的處理工藝可使系統(tǒng)處理后的水回用于消防。

［1］顧國(guó)維.水污染治理技術(shù)研究［M］.上海:同濟(jì)大學(xué)出版社，1997.

［2］王湛.膜分離技術(shù)基礎(chǔ)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000.