乙烯废碱液的中和处理与传统氧化处理、高级氧化处理的比较研究

86实验与研究0引言NaOH溶液被用于诸多化学工业，例如液化石油气、天然气和炼油工业中，以洗去物流中的H2S、CO2等气体。一旦这些气体与NaOH发生反应，就会产生一种称为废碱液的废液[1]。废碱液因其高污染物含量、高碱度（pH>12）、高盐分（钠含量5-12wt%）、高硫化物浓度（2-3wt%）等特点[2]，被认为是不易处理的工业废液之一。因此，废碱液必须进行预先的特殊处理，然后才能将其送往传统的废水处理厂。废碱液的处理方法可分为三大类：生物处理法、化学处理法和热处理法[3]，每种方法都有其优势和劣势，其中，化学处理工艺应用最多。化学氧化法包括传统化学氧化法和高级化学氧化法（AOPs)。在传统化学氧化过程中，化学氧化剂直接添加到废水中对污染物进行氧化处理。最常用的化学氧化剂有Cl2、ClO2、O2、过硫酸盐、高锰酸盐、O3和H2O2。高级化学氧化法是处理废碱液的一种很有前途的方法。在接近环境温度和压力的条件下，AOPs形成足够数量的高反应性羟基自由基（HO•），以攻击废水中的复杂化学污染物[4]，可将废碱液中某些污染物的浓度降低到5ppb以下的极低浓度[5]。为了达到较高的污染物处理水平，AOPs通常与其他处理方法配套使用，此时处理过程会更加复杂和昂贵。羟基自由基的生成是通过使用一种或多种强氧化剂（如H2O2、O2和O3）和/或催化剂（如TiO2、过渡金属离子）和/或能源（如紫外照射）来实现的[5]。选择哪一种高级氧化工艺取决于要去除的化合物类型、处理目标、污染物浓度、场地考虑和成本。如前所述，因原料类型、操作单元和操作条件不同，炼油工业和/或石化工业产生的废碱液在数量和性质上差别很大。本文以乙烯装置产生的废碱液为研究对象，研究中和法、中和-传统氧化法、中和-高级氧化法等几种不同的化学处理工艺。COD和硫化物的目标浓度分别为1000mg/L和2mg/L。在该浓度下，处理过的废碱液可以用传统的生物处理方法处理。本文考察了pH、氧化剂浓度、氧化剂浓度与催化剂浓度的比值等参数对处理过程的影响。1实验材料与方法1.1废碱液特征废碱液是一种深褐色到黑色的溶液，其成分随石化企业类型不同而变化很大。本研究中废碱液样品来自中国石油兰州石化公司，从兰州石化公司乙烯装置采集了三个不同时间的样品，放入4℃冰箱保存使用。每项试验重复三次。样品的主要特征如表1所示。将表1的结果与炼油厂废碱液进行比较，发现乙烯废碱液COD和BOD浓度相对较低（炼油厂废碱液的COD和BOD浓度分别在20000-50000ppm和5000-15000ppm之间）。此外，硫化物和苯酚的浓度也比炼油厂废碱液中的浓度低（炼油厂废碱液的硫化物和苯酚浓度分别在0-64000ppm和0-20000ppm之间）。这种废碱液的不同特性将对其处理工艺产生较大的影响。乙烯废碱液的中和处理与传统氧化处理、高级氧化处理的比较研究Comparisonstudyontreatmentofethyleneplantspentcausticbyneutralization,classicalandadvancedoxidation何小荣（兰州石化职业技术学院，甘肃兰州730060）摘要：本文对乙烯装置废碱液处理进行了研究。在单独中和处理的情况下，pH值低于5.5时达到硫化物的最大去除率。当pH=1.5时，硫化物的去除率达到99%，同时COD的最大去除率达到88%。在传统的H2O2氧化条件下，当pH=2.5和H2O2浓度为19mmol/L时，COD的最大去除率达到89%。采用Fenton法进行高级氧化，当H2O2/FeSO4比为7：1时，COD去除率最高可达96.5%。关键词：乙烯废碱液；中和法；传统氧化法；高级氧化法Abstract:Thetreatmentofspentcausticproducedfromethyleneplantwasinvestigated.Inthecaseofneutralizationalone,itwasfoundthatthemaximumremovalofsulfidewasatpHvaluesbelow5.5.Thehigherpercentageremovalofsulfides(99%atpH=1.5)wasaccompaniedwiththehighestCODremoval(88%).ForclassicaloxidationusingH2O2,themaximumCODremovalpercentagereached89%atpH=2.5andatahydrogenperoxideconcentrationof19mmol/L.FortheadvancedoxidationusingFenton’sprocess,itwasfoundthatthemaxi