用亞硫酸鈉處理含氯廢水的弊端及應(yīng)對(duì)措施

李碩

(萬(wàn)華化學(xué)(寧波)氯堿有限公司，浙江 寧波 315812)

萬(wàn)華化學(xué)(寧波)氯堿有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“萬(wàn)華氯堿”)作為50萬(wàn)t/a燒堿的氯堿廠，公司經(jīng)營(yíng)范圍包括燒堿(液體)、液氯、鹽酸、次氯酸鈉等。公司生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢水主要有: 膜裝置化學(xué)清洗水、樹(shù)脂酸堿再生水、機(jī)封冷卻水、裝置檢修排污水、儲(chǔ)罐清洗水等等。因生產(chǎn)流程中涉氯裝置和酸堿再生裝置多，其廢水呈現(xiàn)出含氯廢水多、酸堿性波動(dòng)大等特點(diǎn)。在三廢處理過(guò)程中，經(jīng)常使用亞硫酸鈉作為還原劑對(duì)含氯廢水進(jìn)行處理。

1 氯堿廠中的含氯廢水

在氯堿廠中，常見(jiàn)的含氯廢水主要有凱膜酸洗水、氯氣干燥塔檢修排污、含氯淡鹽水檢修排污、次氯酸鈉裝置日常維護(hù)及檢修排污、鹽酸裝置檢修排污水等，其中以凱膜酸洗水最為常見(jiàn)。

在廢水處理中，為避免含氯廢水外排對(duì)周邊環(huán)境造成不良影響，氯堿廠常利用含氯廢水氧化性強(qiáng)的特點(diǎn)，設(shè)置氧化還原電位(ORP)檢測(cè)回路對(duì)含氯廢水進(jìn)行檢測(cè)，在廢水ORP高時(shí)控制加入適量還原劑如亞硫酸鈉進(jìn)行調(diào)節(jié)處理。

2 亞硫酸鈉在氯堿廠的應(yīng)用

在電解生產(chǎn)流程中，亞硫酸鈉作為常見(jiàn)還原劑輔料常用于生產(chǎn)環(huán)節(jié)中去除加酸、加次氯酸鈉調(diào)節(jié)后的游離氯。以萬(wàn)華氯堿為例，50萬(wàn)t/a燒堿的電解流程中，亞硫酸鈉作為還原劑在多裝置中均有運(yùn)用：一次鹽水陶瓷膜160 L/h、有機(jī)膜出口130 L/h、鹽水回用氧化罐出口300 L/h、淡鹽水脫氯后260 L/h及除硝裝置70 L/h等，正常生產(chǎn)中多個(gè)裝置有超過(guò)1 000 L/h加入；另外，常見(jiàn)水處理如中水回用等常需加入次氯酸鈉溶液進(jìn)行消毒殺菌，需亞硫酸鈉進(jìn)行ORP調(diào)節(jié)，避免強(qiáng)氧化性次氯酸鈉損害膜組件。

在含氯廢水處理中，使用亞硫酸鈉進(jìn)行處理一方面，因其方便易得且還原廢水中的氧化性物質(zhì)效率高；另一方面亞硫酸鈉作為強(qiáng)堿弱酸鹽也可作為緩沖劑利于廢水pH值調(diào)節(jié)。

3 亞硫酸鈉在廢水處理中的弊端

前面講到為檢測(cè)廢水中氧化氯的含量，常用氧化還原電位(ORP)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。反應(yīng)體系的 ORP 值不僅與氧化性物質(zhì)和還原性物質(zhì)的性質(zhì)、濃度有關(guān)，與反應(yīng)體系的酸度及副反應(yīng)等情況也有關(guān)系。如某環(huán)保公司進(jìn)行的試驗(yàn)結(jié)果顯示：隨著pH值的降低，反應(yīng)體系中ORP含量顯著提高，詳見(jiàn)圖1。

圖1 pH值與ORP對(duì)應(yīng)關(guān)系Fig.1 Relationship between pH and ORP

由于廢水處理控制中亞硫酸鈉加入量由廢水監(jiān)測(cè)ORP實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)控，低pH值環(huán)境中亞硫酸鈉由于ORP升高必然加入過(guò)量，而過(guò)量的亞硫酸鈉因其還原性將引起廢水環(huán)?？刂浦笜?biāo)COD的增加甚至超標(biāo)?；瘜W(xué)需氧量(COD)是評(píng)價(jià)水體污染物的重要指標(biāo)之一，為水質(zhì)檢測(cè)分析中最常規(guī)的檢測(cè)項(xiàng)目。 廢水 COD 超標(biāo)排放會(huì)對(duì)水體造成污染，破壞環(huán)境水質(zhì)，造成水體缺氧，危及水體中生物的生存，嚴(yán)重情況下甚至?xí)茐闹苓叚h(huán)境的生態(tài)平衡，需要嚴(yán)格監(jiān)控。

表1是寧波萬(wàn)華分析室聯(lián)合環(huán)保第三方公司進(jìn)行的不同亞硫酸鈉濃度下廢水COD含量。

表1 不同亞硫酸鈉濃度下廢水COD含量Table 1 COD content of wastewater in the case of different concentration of sodium sulfite

由表1可知：過(guò)量的還原性亞硫酸鈉加入將造成正常廢水中COD含量增加甚至超標(biāo)(COD環(huán)保指標(biāo)為60 mg/L)。亞硫酸鈉加入過(guò)少會(huì)導(dǎo)致含氯廢水外排，亞硫酸鈉含量過(guò)高將導(dǎo)致COD含量升高，因此亞硫酸鈉的加入量控制在廢水處理中就顯得尤為重要。

4 亞硫酸鈉調(diào)節(jié)

由圖1可知：中性分析環(huán)境中ORP數(shù)值在200 mV左右。為減少?gòu)U水酸堿度造成的ORP檢測(cè)數(shù)值偏差，應(yīng)將ORP監(jiān)測(cè)回路設(shè)置于廢水處理加酸堿混合之后，令其在中性環(huán)境中檢測(cè)，并將控制目標(biāo)值設(shè)定在200 mV控制亞硫酸鈉加入。若是酸堿濃度較大難以中和的廢水，應(yīng)在送至三廢處理前進(jìn)行含氯分析并根據(jù)分析結(jié)果提前加入亞硫酸鈉混合除去大部分氧化氯，在三廢處理時(shí)根據(jù)酸堿性適當(dāng)上調(diào)或下調(diào)ORP設(shè)定值以調(diào)節(jié)亞硫酸鈉加入量。

5 結(jié)語(yǔ)

亞硫酸鈉作為還原劑常用于去除廢水中次氯酸根等氧化性物質(zhì)，但因其還原性較強(qiáng)，亞硫酸鈉加入過(guò)量將引起化學(xué)需氧量COD的升高。氯堿廠常用氧化還原電位ORP進(jìn)行氧化性物質(zhì)檢測(cè)并控制亞硫酸鈉加入量，為避免極端pH對(duì)ORP造成的干擾，應(yīng)將ORP監(jiān)測(cè)回路設(shè)置在中性廢水路徑上，且酸堿濃度高的廢水送往三廢處理前應(yīng)提前加入亞硫酸鈉，并在三廢處理時(shí)調(diào)節(jié)亞硫酸鈉加入量避免過(guò)量。