_用湿式双氧水氧化法处理丁苯橡胶生产废水

开发合成橡胶工业，2014－01－15，37(1):2～5CHINASYNTHETICＲUBBEＲINDUSTＲY用湿式双氧水氧化法处理丁苯橡胶生产废水赵瑛1，曾俊峰2，刘军1，文善雄1，张媛1，何琳1(1．中国石油兰州化工研究中心，兰州730060;2．中国石油兰州石化公司污水处理厂，兰州730060)摘要:采用湿式双氧水氧化法对丁苯橡胶生产废水进行处理，考察了反应温度、反应时间、双氧水用量及体系pH值等对废水中化学需氧量去除效果的影响，并与Fenton法进行了处理效果的对比。结果表明，采用湿式双氧水氧化法时，在常压、双氧水用量4mL/L且一次性加入、反应温度95℃、搅拌转速600r/min、反应时间60min、体系pH值为原水的6～7(不调)的条件下，丁苯橡胶生产废水中化学需氧量的去除率达67%以上，是Fenton法达到同样处理效果时双氧水用量的1/2，且无二次污染。关键词:丁苯橡胶;废水;湿式氧化法;化学需氧量中图分类号:TQ333．1文献标志码:B文章编号:1000－1255(2014)01－0002－04生产丁苯橡胶时产生的废水中含有较高浓度的有机物，多数是未凝聚的小分子聚合物以及部分难以生物降解的有机物，水质复杂，化学需氧量(COD)较高，为600～1300mg/L，可生化性(BOD5/COD)较低，仅为0．10～0．25。国内某石化公司于2007年在橡胶生产厂区内建成的120m3/h丁苯橡胶生产废水处理装置，设计工艺为预处理－生化处理－膜过滤器处理，COD去除率不足10%。除处理效果不佳外，用生化法处理丁苯橡胶生产废水还存在以下缺陷:对冲击负荷适应能力差，易发生污泥膨胀;处理构筑物占地面积大，基建投资和运行费用偏高，特别是在生产厂区内的管理较复杂。国内也有用Fenton试剂法处理丁苯橡胶废水的报道［1］，在反应温度40℃、常压、每升废水的双氧水用量8mL的条件下，COD去除率可达55%。但该方法的双氧水用量较大，处理成本较高，污泥量较大。也有报道对于高浓度难生化降解的石油化工废水采用湿式空气氧化法，即在高温(125～320℃)、高压(0．5～10．0MPa)的条件下以空气中的氧气为氧化剂，在液相中将污染物氧化为二氧化碳和水等无机物或小分子有机物的化学处理过程。该方法具有处理效率较高、装置占地面积小及无二次污染等优点。传统的湿式氧化工艺条件非常苛刻，对设备的技术要求及投资、运行费用都很高，因而科研人员在湿式氧化工艺的基础上进行了改进，氧化剂除空气和氧气外，还有臭氧、次氯酸及双氧水等，其中双氧水因可有效地降低反应压力而具有广阔的应用前景［2］。本研究即用双氧水代替氧气，开发湿式双氧水氧化处理丁苯橡胶生产废水的新工艺，其基于常压下Fenton氧化的原理，但不添加催化剂，利用高温促使双氧水产生羟基自由基以引发氧化反应的进行。虽然高温能加速反应的进行，但也会促使双氧水分解，因此试验中对反应温度、双氧水用量、反应时间及体系pH值等工艺参数进行了优化，以为高浓度难生化降解丁苯橡胶生产废水的处理提供新途径。①1试验部分1.1主要原材料及仪器废水取自国内某石化公司丁苯橡胶生产装置，外观为无色透明液体，pH值为6．0～7．0，COD(重铬酸钾法测定)为600～1200mg/L。氢氧化钠，分析纯，上海试剂化学公司产品。双氧水，工业级，有效成分质量分数27．5%，兰州助剂厂产品。硫酸亚铁，兰州净水剂厂产品，配制成质量分数为10%的水溶液后使用。阴离子聚丙烯酰胺，宜兴化工厂产品，配制成质量分数为0．05%①收稿日期:2013－04－16;修订日期:2013－11－05。作者简介:赵瑛(1964—)，女，甘肃灵台人，高级工程师。主要从事废水处理工作，已发表论文30余篇。的水溶液后使用。CT－4型恒温磁力搅拌器，中国科学院金属研究所产品。sartoriusPB－10型pH计，赛多利斯科学仪器有限公司产品。MY3000－6智能型混凝试验搅拌仪，湖北潜江梅宇仪器有限公司产品。1.2试验方法将1000mL的废水注入烧杯后置于搅拌器上。采用湿式双氧水氧化法时，将其加热至所需温度后加入一定量的双氧水，开启搅拌器并反应一定时间;采用Fenton氧化法时，常温下按照8mL/L的量加入双氧水和1g/L的量加入硫酸亚铁，开启搅拌器并加热至40℃反应30min。催化氧化反应结束后加入氢氧化钠调节pH值为8～9，再按照2mL/L的量加入阴离子聚丙烯酰胺，将烧杯置于混凝试验搅拌仪上搅拌10min后再沉淀30min，降温至室温，取样进行相关分析与测试。1.3分析与测试COD按照GB11914—1989采用重铬酸钾法测定试样的COD。pH值按照GB69