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氯化钠废水处理方法范文1
关键词:草甘膦;亚磷酸;阴离子交换树脂
前言
随着我国工业的发展,富营养化问题问题日益严重,水体富营养化的主要因素是磷盐含量增加,其预防的关键是废水除磷技术。当前处理含磷废水有各种不同方法,常用方法有:物理化学除磷和生物除磷,其中物理化学除磷方法包括化学沉淀法、离子交换法、吸附法、结晶发、电渗析除磷等,这些方法是实现磷资源循环利用的有效途径[1-4]。
草甘膦以其高效、低毒、优异的除草性能赢得市场,应用范围不断扩大,产量迅速增长,尤其是20世纪90年代以来,随着转基因抗草甘膦作用(如大豆、玉米、棉花等)的大面积种植,以及生物能源植物的高速发展和新栽培技术(农作物免耕栽培技术)的积极推广,其需求增长迅速,草甘膦生产废水中往往含有双甘膦,亚磷酸,亚氨基二乙酸还有些氯化钠等物质,回收利用草甘膦废水中的亚磷酸也是目前处理该废水的一个主要问题之一。
1 实验仪器与试剂
2.实验步骤
2.1 测定磷含量工作曲线的绘制
配制浓度为0.212mmol/L磷酸盐标准液100ml,在一系列50ml容量瓶中,分别加入0.00、4.00、8.00、12.00、16.00、20.00ml磷酸盐标准溶液,再加入5ml钼酸铵溶液,3ml抗坏血酸溶液用水稀释到刻度,摇匀。放置35℃恒温槽中加热60min,冷却至室温,在710nm处,用1cm比色皿,以试剂空白为参比,测量其吸光度。以磷酸盐的摩尔浓度为横坐标,相对应的吸光度为纵坐标,绘制工作曲线。
2.2 草甘膦中总磷含量的测定
取5ml草甘膦母液稀释500倍后,测定母液中总磷的含量。
2.3 阴离子交换树脂与亚磷酸交换的最佳pH值的测定
配制100ml 1g/L的亚磷酸溶液,取25mL亚磷酸溶液于100ml烧杯中,并用浓盐酸溶液调节pH=0.6,再加入5g阴离子交换树脂,在磁力搅拌器中搅拌10分钟,抽滤,测滤液的pH=1.6。测定滤液中亚磷酸的含量。
同理测定亚磷酸溶液pH值调节到1.0、1.7、6.4、10.8时滤液中亚磷酸的含量。
2.4 氯化钠对亚磷酸交换效果的测定
配制200ml 1g/L的亚磷酸溶液,取25ml亚磷酸溶液于100ml烧杯中,加入0. 5g氯化钠,用浓盐酸溶液调节pH=1.0,加入5g阴离子交换树脂,放在磁力搅拌器中搅拌10分钟,抽滤,测滤液的pH=6.6。测定滤液中亚磷酸的含量。
同理测定加入氯化钠的量为0g、0.5g、1.25g、2.5g时滤液中亚磷酸的含量。
2.5 阴离子交换树脂对不同浓度亚磷酸饱和吸附量的测定
配制100ml 9.18×10-2g/100ml的亚磷酸溶液,取50ml于100ml烧杯中,加入1g阴离子交换树脂,放在磁力搅拌器中搅拌10分钟,抽滤,测滤液的pH=1.4。测滤液中亚磷酸的含量。
同理测定阴离子交换树脂对浓度为0.459g/100ml、0.918g/100ml、1.84g/100ml、4.59g/100ml的亚磷酸的饱和吸附量。
2.6氯化钙、氯化钡与亚磷酸沉淀效果的测定
2.6.1 氯化钙与亚磷酸沉淀效果的测定
配制3g/100ml的亚磷酸溶液100ml,取25ml于100ml烧杯中。并用氢氧化钠溶液调节pH值为10.4,称取2.0g氯化钙固体,加适量水溶解。往烧杯中加入该氯化钙溶液,沉淀完全后,抽滤,测滤液pH值为9.7。测定滤液中亚磷酸的含量。
2.6.2 氯化钡与亚磷酸沉淀效果的测定
取25ml 3g/100ml的亚磷酸溶液于100ml烧杯中。并用氢氧化钠溶液调节pH值为11.4,称取4.5g氯化钡固体,加适量水溶解。往烧杯中加入该氯化钡溶液,沉淀完全后,抽滤,测滤液pH值为11.0。测定滤液中亚磷酸的含量。
2.7 氯化钙与亚磷酸沉淀最佳pH值的测定
配制3g /100ml的亚磷酸溶液500ml,取25 ml于100ml烧杯中,加入1.5 g氯化钙固体,并用氢氧化钠溶液调pH=2.8 ,待沉淀完全后,抽滤上述各沉淀,并将抽滤所得沉淀放在烘箱中烘干,并称重。
同理测定pH为3.6 、4.5 、5.1 、6.2 、7.4 、8.7时所得沉淀质量。
3.实验结果与讨论
3.1 测定磷含量的工作曲线的绘制
当加入磷酸盐标准溶液的体积分别为0.00、4.00、8.00、12.00、16.00、20.00mL时,通过计算得磷酸盐的摩尔浓度以及根据步骤2.1测得吸光度如表1所示:
3.2草甘膦母液中总磷含量的测定
根据步骤2.2测得吸光度A=0.870 ,由标准曲线y=0.2025x-0.0156计算得浓度为4.37×10-6mol/50ml。则草甘膦母液中总磷含量为1.35 g/100ml。
3.3 阴离子交换树脂与亚磷酸交换的最佳pH值的确定
根据步骤2.3测得不同pH值下0.1g/100ml的亚磷酸经阴离子交换树脂吸附后滤液中亚磷酸含量结果如表2所示:
由表3.3可知,当pH=1.0时亚磷酸被阴离子交换树脂交换的最多,交换前亚磷酸含量为9.18×10-2 g/100ml ,交换后亚磷酸含量为2.15×10-2 g/100ml,即pH值为1.0是阴离子交换树脂与亚磷酸交换的最佳pH。
3.4 氯化钠对亚磷酸交换效果的测定
根据步骤2.4测得不同量的氯化钠与亚磷酸经阴离子交换树脂交换后滤液中亚磷酸含量的关系如表3所示:
由此可知,随着氯化钠质量的增加,滤液中磷含量也不断增加,即亚磷酸根被阴离子交换树脂交换的量就逐渐减少。因此,氯离子对阴离子交换树脂对亚磷酸根的交换效果有一定的影响,在一定浓度范围内,氯离子浓度越大,对交换效果的干扰就越大。
3.5 阴离子交换树脂对不同浓度亚磷酸饱和吸附量的测定
根据步骤2.5测得亚磷酸浓度与阴离子交换树脂吸附量的关系(树脂量都为1g)如表4所示:
3.6 氯化钙、氯化钡与亚磷酸沉淀效果的测定
3.6.1 氯化钙与亚磷酸沉淀效果的测定结果
根据步骤2.6.1测得吸光度A=0.103,由标准曲线y=0.2025x-0.0156计算得浓度为1.17×10-4mol/100ml,即滤液中亚磷酸含量为9.59×10-3g/100ml。
3.6.2 氯化钡与亚磷酸沉淀效果的测定结果
根据步骤2.6.2测得吸光度A=0.101,由标准曲线y=0.2025x-0.0156计算得浓度为5.76×10-4mol/100ml ,即滤液中亚磷酸含量为 4.72×10-2g/100ml。
对比结果3.6.1和3.6.2中亚磷酸含量可知,使用氯化钙与亚磷酸沉淀效果较好。因此本实验选取氯化钙和亚磷酸进行沉淀。
3.7 氯化钙与亚磷酸沉淀最佳pH值的分析
根据步骤2.7测得不同pH值下,氯化钙与亚磷酸反应所得沉淀量的关系如表5所示:
由表3.7可知,当pH值从5.1开始,氯化钙与亚磷酸已沉淀完全,因此氯化钙与亚磷酸沉淀最佳pH值为5.1。
4 总结
由上述实验可得,阴离子交换树脂对亚磷酸根的交换的PH值为1.0.溶液中有氯离子存在且氯离子浓度在一定范围内时,会对交换效果产生干扰。利用沉淀剂与亚氯酸根沉淀时,选择的沉淀剂为氯化钙,且沉淀的PH值为5.1时,此时的沉淀量最大,沉淀效果最好。
参考文献
[1] 胡海洋,赵欢.高磷酸性废水处理技术现状及研究方向[J].中国资源综合利用,2009,27(5):38-40.
[2] 王秀云。废水除磷技术的研究进展[J]。安徽农学通报,2009,15(16):92-94.
[3] 田锋,伊连庆.含磷废水处理得研究现状[J]。工业安全与环保,2005,31(7):6-8.
氯化钠废水处理方法范文2
关键词 起爆药;DDNP;污水处理
中图分类号X7 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2011)47-0145-02
废水的化学性质是呈酸性和碱性的,并且含有较多的有害物质。如果不进行处理排放后,将会严重损害人们的身体健康,影响动植物的生存,造成水体污染。因此有必要对DDNP废水的处理方法做进一步的研究,寻找解决问题的实用方法,带来可观的经济效益和社会效益。
1 DDNP生产新工艺介绍
DDNP(Diazodinitrophenel)即二硝基重氮酚,是具有几十年的历史的苯酚的硝基衍生物。它一般作为工业雷管中并具有许多优点,比如冲击感度低、火焰感度好,热安定性好、起爆性能优良,生产操作安全等,因此在日本、南朝鲜和我国都获得了广泛的应用。
过去,我们用粉状活性炭吸附的方法处理DDNP废水,DDNP微尘粒径非常微小,所以就能很容易的附在管壁上面,从而导致了微尘之间撞击与摩擦,增加了意外爆炸事故发生的可能性,其生产、贮存及使用环节存在着诸多事故隐患,同时废活性炭的再处理困难,加上材料价格上涨,其操作机械化水平低,劳动强度大,工作环境艰苦。1990年我们开始对DDNP废水处理新工艺进行研究,1991年与研究部门合作,为了避免环境污染并维护人类和动植物的健康,我国制定了废水排放标准GB4278―84,里面规定了对污染物的排放要求,二硝基重氮酚生产厂家投入大量的财力和物力对污水进行整治,极力寻找能实现操作简单、安全可靠,并且能够节能降低成本的处理方法,使之做既符合循环经济和清洁生产的要求,又符合国家环保政策。
二硝基重氮酚工业废水治理的关键在于对废水内有机物的辨析,以及其在变化的温度和酸碱度以及不同光照条件下的变化情况,衡量一种新技术新工艺是否具有可行性,主要是看产品的成产安全。经济效益、产品质量和环境效益这4个方面是否完善。新工艺生产出的DDNP从钠盐到最终产品都确保了每个步骤的反映安全完整,且通过工艺参数的控制其副反已经降低到最低程度,故产品纯度较高,很好的保证了抗压性能。总的来说,新工艺的安全生产状况和产品质量等方面在于原工艺一致的基础上在经济效益和环境效益方面都得到了很好的改善与提高。
2 工艺原理
二硝基重氮酚的生产废水,按来源和性质可以分为两个部分。一部分是用硫化钠还原苦味酸时产生的还原废水,该还原废水是暗红色,主要杂质为硝基化合物,硫代硫酸钠、氢氧化钠等,该部分废水的pH=12.0~13.5,故通常称为碱性废水;另一部分是用氮基苦味酸钠重氮化时产生的废水,该重氮废水是暗黄色。主要为硝基化合物、氯化钠等,该部分废水的 pH=1.5~1.7,故通常又称为酸性废水。如把两种废水混合在一起,则总体呈暗红色,PH值为9以上。根据其废水成分污水处理问题DDNP污水处理分为还原反应和重氮反应两个工序。
直接还原反应先采用苦味酸和碳酸钠进行中和,然后再用硫化钠进行还原反应制得钠盐。形成的无粉尘脱落的外壳,使极少部分DDNP溶解在反应母液中,通过化学反应转化为溶解度较小的硝基酚类,从水体中析出其中大部分,还要通过调整反应温度,使副反应产物减少到最低限度,使钠盐过滤,经分离后,澄清液中还有一些残留的硝基化合物,于是加入化学药品后进行二次进行反应,于是就可以将这些硝基化合物转化为不溶于水的沉淀析出。同时通过控制硫化钠流速、加入量和反应时间,使钠盐的得率得以稳定。经分离中和后,废水即可达到规定的排放标准,其中pH值为6~9。
重氮反应通过控制晶种产生时机、变换盐酸流量,保持盐酸适当过量,充分发挥邻苯三酚的聚晶作用,并掌握总反应时间和严格控制亚硝酸钠加入量,通过多种技术手段来确保钠盐的反应完全,通过重氮反应制得的DDNP颗粒呈球形且无粉尘,减少了母液中的含盐量而且省去了还原工艺中的碳酸钠和部分盐酸,这样之后可转入干燥工序,减低污水生产量。
3 工作流程
3.1蒸发
根据DDNP废水的混浊度及pH值,定期向沉淀池中加入适量聚合硫酸铁和生石灰,当废水絮凝澄清并呈碱性后就用高压泵将溢流进入废水,向废水中加入适量无机盐混凝剂-聚合硫酸铁,与水中的悬浮物一起沉降下来,用喷淋泵将沉淀池中的废水打入锅炉蒸汽回水池的盘管中,利用高温回水加热废水,以利于蒸发浓缩。
3.2浓缩
将预热的废水,DDNP废水中需加入适量生石灰,将pH值从7.7调至8.5左右,更有利于吸收中和酸性烟气。送入水浴除尘器中,由喷头喷淋冲洗污水再回到沉淀池中。当锅炉烟气旋转上升时,与喷淋的碱性废水水滴对流接触,烟气中的有害气体被水滴吸收溶解,发生中和反应,烟气中气体被水滴吸收溶解,生成盐和水,此时烟气中微小(10μm以下)粉尘也可被水滴吸附降落。
3.3焚烧
将蒸发浓缩后剩余的废水,由泥浆泵将泥浆抽出,再送到煤场混煤机中,与混末煤混合后烧锅炉。泥浆中水被蒸发,硫化物、有机物和碳化物被氧化分解,生成盐和气体排出,而少量有害气体又随锅炉烟气再被废水吸收。废水中硝基化合物将全部被分解燃烧,仅有无毒害的氮气放出。无机盐均被氧化,气体再被废水吸收。最后随炉渣排出。
4结论
DDNP是目前我国工业雷管中应用最广的起爆药,新工艺操作方便、工艺简单、劳动强度低、便于管理,工人易于接受,工艺本身安全,能制造出流散性好,密度均匀无粉尘的球状DDNP,并且降低了污水量,减少了环境污染,已经在实际中应用并取得良好的反映,是一种低成本、低耗能以废治废双达标的方法。
参考文献
[1]许少峰.德国废水处理厂使用GRP管[J].塑料助剂,2005.
氯化钠废水处理方法范文3
关键词:草酸;混凝沉淀法;钢铁废水;生成沉淀;总硬度
中图分类号:X703文献标识码: A 文章编号:1005-569X(2009)09-0054-02
1 引言
现代钢铁工业的生产过程包括材选、烧结、炼铁、炼钢(连铸)、轧钢等生产工艺。钢铁工业废水主要来源于生产工艺过程用水、设备与产品冷却水、烟气洗涤和场地冲洗等,但70%的废水还是来源于冷却用水。间接冷却水在使用过程中仅受热污染,经冷却后即可回用;直接冷却水因与产品物料等直接接触,含有污染物质,需经处理后方可回用或串级使用。
2实验
2.1实验废水水质特点
废水采自南方某钢铁集团循环水废水处理站,水质水量变化较大,其中pH值变化大且含有大量铁和石油类污染物,其水质见表1
2.2 主要实验仪器和药剂
2.2.1仪器
天平、pH计、滴定管、搅拌器、时钟。
2.2.2药剂
草酸、EDTA、氨水、氯化铵、铬黑T、氯化钠。
2.3分析方法
总硬度和pH均采用由国家环境保护总局《水和废水监测分析方法》编委会编,中国环境出版社出版的《水和废水监测分析方法》(第四版)[2]进行测定。
3结果与讨论
3.1沉淀物生成―混凝实验原理
3.1.1沉淀生成原理
草酸与钙生成草酸钙沉淀,
C2O42+Ca2+=CaC204
此反应沉淀生成较缓慢。
3.1.2混凝实验原理[3]
(1)混凝作用指的是带负电的胶体颗粒和带正电的化学剂之间的化学作用和物理作用,它利用了胶体悬浮液中存在的排斥力及吸引力,这些力是造成胶体悬浮液的稳定或不稳定的主要原因。这些力是:静电斥力、布朗运动、范德华引力、万有引力。
(2)混凝作用通过两种不同的机理破坏胶体悬浮物的稳定性:①电中和。带正电的混凝剂能中和胶体颗粒表面的负电荷。随着表面电荷被中和,胶体颗粒互相逐渐靠近,颗粒有效半径减小,最终失去稳定性而互相发生碰撞。互相碰撞的颗粒通过氢键或范德华力结合在一起,形成较大的体积,或称为絮体。水净化工艺中搅拌的能量会增加颗粒间碰撞的频率,有利于颗粒的聚集,促进絮体的形成。②化学桥联。混凝剂的聚合物特性进一步增强了絮体的形成。它们的长分子链在两个颗粒的表面之间架起桥来,并使单独的较小絮体互相结合,形成较大的、容易被除去的絮体。
3.2实验步骤
分取4个吸水井水样1000ml到烧杯中,测定原水pH及总硬度、pH。分别加入20mg、30mg、40mg草酸,依次为1、2、3号,反应半小时后加入PAC、PAM,絮泥沉淀半小时后用双层滤纸过滤后测定其总硬度、pH。
3.2.1草酸投加量与总硬度的关系
由图1可知对南方某钢铁企业污水处理站废水,随着草酸投加量的增加,总硬度的含量降低,二者为反比的关系,这是因为草酸投加量的增加,与水中的钙离子生成了大量的草酸钙沉淀,草酸钙沉淀经PAC、PAM混凝沉降后去除,因此水中总硬度的去除率与草酸的投加量和混凝沉降效果有关。
3.2.2草酸投加量对pH的影响趋势
图2 草酸投加量对pH的影响趋势图
由图2可知草酸分子由两个羧基组成,酸性比其它二元酸强,对水体pH值有调节作用,随着投加量的增加pH降低。
3.2.3投加量与去除率的关系
由图3可知草酸投加量增加,去除率也随之增加。这是因为草酸投加量的增加,与水中的钙离子生成了大量的草酸钙沉淀,草酸钙沉淀经PAC、PAM絮凝沉淀后去除,水中的总硬度随之降低,去除率也随之升高。
4 结论
(1)使用草酸降低总硬度,草酸投加浓度为40mg/l,总硬度的去除率达到了16%,随着草酸投加浓度的增加,水中总硬度含量降低。
(2)使用草酸降低总硬度,随着草酸浓度的增加水中总硬度的去除率升高。
(3)使用草酸降低总硬度,随着投加浓度的增加pH降低。
(4)草酸降低总硬度的去除率跟草酸沉淀的生成和生成后的絮凝沉降效果有关。
5 可行性分析
针对南方某钢铁废水处理站废水水质特点,草酸对废水中总硬度的去除有一定的作用,但由于草酸降硬后,出水pH值会急剧降低,因此此方法只适用于进水pH较高的废水处理;且草酸的市场价格高于碳酸钠的价格,从经济角度看不利于成本的控制。因此,草酸降低总硬度在实际运用过程中存在一定的局限性。
参考文献:
[1] 武汉大学、吉林大学编.无机化学(第三版)[M].北京:高等教育出版社,1994.
[2]国家环境保护总局《水和废水监测分析方法》编委会.水和废水监测分析方法(第四版)[M].北京:中国环境出版社,2006.
Study on Total Hardness in Rocessing the Stecl and Iron Water by Applying the Oxalic Acid Coagnlation Precipitation Method
YinYunxia,Yang Yunfeng,Zhang Yanxin
(Loudi Yude Science of Fechuology CO.,LTD., Hunan Loudi 417009,China)
氯化钠废水处理方法范文4
(1)黄酮素属于__有机__(填“有机”或“无机”)化合物。
(2)黄酮素含有__三__种元素,碳、氢的原子个数比为__3∶2__(填最简化)。
(3)黄酮素分子中碳元素的质量分数为__81.1%__(结果精确到0.1%)。
2.科学家经过多年研究证明,很多同学爱吃的某些小包装零食中,含一定量的有毒、有害、致病的化学物质。某些油炸食品中含有致癌物质丙烯酰胺,丙烯酰胺的化学式为C3H5ONx。回答下列问题:
(1)碳元素和氧元素的质量比是__9∶4__(填最简整数比)。
(2)丙烯酰胺的相对分子质量为71,则x的数值为__1__。
3.今年春季我国出现H7N9禽流感,治疗的新药是帕拉米韦,其分子式是C15H28N4O4,有关该物质的下列说法不正确的是(D)
A.1个分子中含有51个原子
B.该物质由碳、氢、氮、氧四种元素组成
C.分子中碳、氢、氮、氧的原子个数比为15∶28∶4∶4
D.分子中碳、氢、氮、氧四种元素的质量比为15∶28∶4∶4
4.(2014,临沂)在一密闭容器内加入甲、乙、丙、丁四种物质,在一定条件下发生化学反应,反应前后各物质的质量变化如下表所示。下列说法中不正确的是(C)
物质 甲 乙 丙 丁
反应前物质质量/g 8 32 5 4
反应后物质质量/g 16 4 x 24
A.该反应为分解反应
B.丙可能为该反应的催化剂
C.甲、乙两种物质参加反应的质量比为1∶4
D.乙、丁两种物质参加反应的质量比为7∶5
5.(2014,德阳)某地一辆满载浓硫酸的罐车翻倒,导致溶质质量分数为98%的浓硫酸20 t泄漏,并向路基两边蔓延。接到报警后消防官兵立即赶来并用石灰浆(主要成分为氢氧化钙)中和硫酸解除了险情。请回答:
(1)溶质质量分数为98%的浓硫酸20 t中含H2SO4的质量是__19.6_t__;
(2)计算中和泄漏的98%浓硫酸20 t,理论上需要氢氧化钙的质量。
解:设理论上需要氢氧化钙的质量为x。
H2SO4+Ca(OH)2===CaSO4+2H2O
9874
19.6 t x
9874=19.6 tx
x=14.8 t
答:(1)98%的浓硫酸20 t中含H2SO4的质量为19.6 t;(2)中和泄漏的硫酸理论上需要氢氧化钙的质量为14.8 t。
6.(2014,沈阳)二氧化碳是导致温室效应的主要气体,也是一种宝贵的资源。用CO2和NH3来合成尿素[CO(NH2)2]是固定和利用CO2的成功范例,其反应的化学方程式为:
CO2+2NH3=====一定条件CO(NH2)2+H2O。
请计算下列问题:
(1)若用CO2和NH3生产900 t尿素,理论上可固定CO2的质量是多少吨?
(2)2 t含尿素90%的化肥(杂质不含N)中,含氮元素的质量是多少吨(精确到0.1 t)?
解:(1)设可固定二氧化碳的质量为x。
CO2+2NH3=====一定条件CO(NH2)2+H2O
44 60
x 900 t
4460=x900 t
x=660 t
(2)2 t×90%=1.8 t
方法一:
1.8 t×Ar(N)×2Mr[CO(NH2)2]×100%=1.8 t×14×260×100%=0.84 t≈0.8 t
方法二:
Ar(N)×2Mr[CO(NH2)2]×100%=14×260×100%≈46.7%
1.8 t×46.7%≈0.8 t
答:可固定二氧化碳660 t,2 t该化肥中含氮元素0.8 t。
7.(2014,兰州)100 g某浓度的硫酸恰好与13 g的锌完全起反应。请计算:
(1)生成氢气的质量(结果精确到0.1 g);
(2)将(1)的结果标在图中;
(3)反应后所得溶液中溶质的质量分数(写出计算过程,结果精确到0.1%)。
解:设生成氢气的质量为x,生成硫酸锌的质量为y。
Zn+H2SO4===ZnSO4+H2
65161 2
13 g y x
6513 g=161y=2x
x=0.4 gy=32.2 g
硫酸锌的质量分数=32.2 g100 g+13 g-0.4 g×100%=28.6%
答:生成0.4克的氢气,同时硫酸锌溶液的质量分数为28.6%。
8.(2013,江西)某厂排放的废水中含有碳酸钠,易造成环境污染。化学兴趣小组为该厂设计废水处理和利用的方案,进行了如下实验:取过滤后的水样200 g,逐滴加入稀盐酸至恰好不再产生气体为止,反应过程中生成气体与所加稀盐酸的质量关系如图所示。请回答下列问题(不考虑水样中杂质的影响):
(1)反应生产CO2气体的质量是__4.4__g;
(2)反应后生成氯化钠的质量是多少?(请写出计算过程)
(3)农业上常用10%~20%的氯化钠溶液来选种。请通过列式计算判断:上述实验反应后所得溶液能否直接用于农业上选种?
解:设反应后生成氯化钠的质量为x。
Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2
117 44
x 4.4 g
11744=x4.4 g x=117×4.4 g44=11.7 g
氯化钠废水处理方法范文5
[关键词]硬度,废水回用,药剂软化法,双碱法
0引言
目前我国水资源匮乏,水体污染问题严重,随着国家环保政策日趋完善,对于工业废水处理、排放的要求越来越严格,因此工业废水的回收利用对于企业的绿色发展具有十分重要的意义。钢铁企业废水处理量大,种类复杂,水质差且不稳定,造成集中处理十分困难,特别是脱硫废水等永久硬度高的废水,处理难度很大,即使送去炼铁冲渣使用,也会导致管路及阀门结垢堵塞、影响生产顺行。如何高效率、低成本降低工业废水硬度已成为钢铁企业十分关注的课题。本文分析了天钢联合特钢工业废水的来源及特性,介绍了当前处理工业废水的主要方法,并对不同处理方法及效果进行了对比,确定了双碱法处理高硬度工业废水的工艺路线。
1钢铁企业工业废水来源
钢铁联合企业生产工序较多,天钢联合特钢在日常生产中烧结、炼铁、炼钢、燃气、制氧、发电等每个工序都有大量工业废水产生,诸如炼钢含油废水、煤气水封水、中水浓盐水、脱硫废水等水质都非常差且难处理。这些工业废水通过废水处理站简单处理后水质一般不达标,只能送至炼钢闷渣或炼铁冲渣使用,回收效率低,回用价值并不高,另外还可能由于水质处理不彻底造成输送管路及阀门堵塞,影响生产。其中尤以烧结烟气脱硫废水水质最差,脱硫废水属于高盐废水,水中硬度非常高,且以较难处理的永久硬度为主,处理难度大。
2处理高硬度废水的方法分析
水的总硬度表示水中所含有钙、镁、铁、铝、锌等离子的含量多少。水中由碳酸氢钙或碳酸氢镁组成的硬度为碳酸盐硬度,可以通过煮沸的方式沉淀析出,又叫做暂时硬度。水中由钙和镁的硫酸盐、氯化物等所形成的硬度被称为非碳酸盐硬度,不可以通过煮沸的方式沉淀析出,故也被称为永久硬度。而工业废水中硬度偏高主要是由于废水中含有大量的钙、镁等金属离子,钙镁离子的浓度提高后导致水中硬度增高。通过去除水中的钙镁离子降低水硬度的方法有很多,其中最为普遍的是以下三种基本方法:膜分离法、药剂软化法、离子交换法。
2.1反渗透法
反渗透是采用膜法分离的水处理技术,其原理是在压力作用下,废水中的钙镁离子等高价的离子被反渗透膜截留并被带出,从而降低废水硬度[1]。利用反渗透技术不仅可以有效地去除水中的钙镁离子,还可以去除胶体、细菌、病毒、细菌内毒素和大部分有机物等杂质。但是采用反渗透降低废水硬度无论是投资成本还是运行成本都很高,不适合处理水质差的大流量的工业废水。
2.2离子交换法
离子交换法一般通过圆球形离子交换树脂作为中介过滤废水,将废水中的钙镁等阳离子与固定在树脂上的阳离子进行交换,从而降低废水中的硬度[2]。当离子交换树脂上的功能基团与废水中的钙镁离子大量相互结合后,树脂的软化能力就会大幅度下降,使离子交换树脂失活,此时可以用氯化钠溶液对离子交换树脂进行恢复,恢复后的树脂又具有了交换能力,此过程称作离子交换树脂“再生”,可以实现离子交换树脂循环使用。树脂再生成本高,同样不适合处理水质差的大流量工业废水。
2.3化学软化法
化学软化是通过投加熟石灰、碳酸钠等药剂,在碱性条件下,与废水中钙离子、镁离子发生反应,形成碳酸钙、氢氧化镁的沉淀,达到去除硬度的目的[3]。另外熟石灰也是一种絮凝剂,可以去除废水中的悬浮物和CODcr。常用的化学软化药剂有石灰法、双碱法、石灰-石膏法等。钢铁企业中工业废水一般表现为碱度低,硬度高,使用双碱法降低硬度较为适宜,此方法可根据水质情况控制投加量,成本低廉,适合处理对硬度要求不高的大流量工业废水。
3双碱法降低废水硬度
3.1双碱法降硬基本原理
双碱法主要利用石灰溶于水形成的Ca(OH)2与水中的Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2、CO2、MgCl2、MgSO4反应形成不溶于水的Mg(OH)2、CaCO3沉淀析出,然后投加Na2CO3与废水中的CaSO4、CaCl2、Ca(OH)2反应形成不溶于水的CaCO3沉淀析出,从而实现降低水中钙镁含量,使硬度下降。
3.2不同药剂处理效果对比
由于烧结脱硫产生的废水中硬度高达6000mg/l,利用双碱法降低废水硬度,实现废水回用。具体方法如下:先向PH约为8的废水中加入适量CaO,充分搅拌溶解,将废水的PH调节至10左右,然后向废水中加入适量NaCO3,继续搅拌至溶解,然后加入絮凝剂和助凝剂,快速搅拌,待矾花沉淀完全后,取上清液进行水质检测。由于双碱法加入CaO以后沉淀较多,后续清理量大,所以用NaOH替代CaO进行尝试,重复进行上述操作,对比检测两种配方加药处理后水质变化,检验处理效果,对比加药成本,选择更为优异的处理方案。不同药剂降低硬度效果对比如表1所示。通过对比可以发现,两种药剂配方均可以将脱硫废水的硬度从6000mg/l降低至560~570mg/l。由于CaO具有较好的絮凝效果,所以添加CaO的水样在絮凝过程中矾花较大,沉降速度快而且形成的沉淀更加致密,成本也仅为9.54元/t,相对更加经济实惠。而添加NaOH的水样虽然沉淀少,后期需要处理的污泥量小,但是其沉降速度较慢,成本约17.05元/t,处理效率低,处理成本高。因此宜选用CaO和NaCO3对脱硫废水进行降硬度处理,同时可增设高密池或其他一体化设备辅助提高降低硬度效果及淤泥处理。
3.3不同处理方法效果对比
脱硫废水硬度高,直接处理需要投加大量处理药剂,成本相对较高。如果与钢铁企业其他废水混合后进行处理,特别是与碱性高的废水混合后,不仅可以达到稀释水中钙镁离子、降低硬度的效果,综合废水PH的增加也有利于钙镁等离子沉淀析出,进一步降低水中硬度。根据废水产量比例,向脱硫废水中加入2倍的其他工业废水混合均匀;向混合废水中加入适量CaO,充分搅拌溶解,将废水的PH调节至10左右;向废水中加入适量NaCO3,继续搅拌至溶解;加入絮凝剂和助凝剂,快速搅拌。待矾花沉淀完全后,取上清液进行水质检测,与直接处理的脱硫废水进行效果对比(见表2)。由表2可以看出,两种废水处理方法降低硬度的效果相差不多,都可以将废水硬度降至600mg/l以下,但是处理综合废水的成本单价和总价都相对更低,可以在处理脱硫废水的同时将其他废水一并处理,既节省占地空间,节约废水处理的设备投资成本及加药费用,又提高了废水处理效率。
4结论
钢铁企业生产过程中产生的大量高硬度工业废水可以通过多种方式处理,实现废水资源回收利用。经对比不同工业废水除硬方法及效果,天钢联合特钢确定了双碱法处理高硬度烧结脱硫废水的工艺路线,实现了工业废水经济、高效降硬处理。通过将烧结脱硫废水与其他废水混合后综合处理,在减少废水处理设施投资的同时,进一步降低了废水处理成本,促进了企业节能减排、绿色发展战略。
参考文献
[1]伊学农,洪德松,范彦华.反渗透处理高含盐废水的实验研究与膜污染分析[J].水资源与水工程学报,2011,22(2):109-111.
[2]黄艳,尚宇,周健.离子交换树脂在工业废水处理中的研究进展[J].煤炭与化工,2014,37(1):48-50.
氯化钠废水处理方法范文6
关键词:皮革加工废水;防治;策略
引 言:制革工业废水是一种较难治理的工业废水。据相关调查,目前只有30%的制革企业不同程度的简单处理了废水,其余的70%产生的废水未经任何处理,自然排放。对环境造成严重污染,对生态带来破坏。
1 皮革废水的特点
废水主要来源于鞣前准备,鞣制和其他湿加工工段。污染最重的是脱脂废水、浸灰脱毛废水、铬鞣废水,这3种废水约占总废水量的50%,但却包含了绝大部分的污染物,各种污染物占其总量的质量分数为:CODcr80%,BOD575%,SS70%,硫化物93%,氯化钠50%,铬化合物95%。
制革废水的特点表现在以下几方面:①水质水量波动大;②可生化性好;③悬浮物浓度高,易腐败,产生污染量大;④废水含S2-和铬等有毒化合物。
2 皮革废水处理工艺的选择
2.1 制革原料及制革工艺
制革原料及生产工艺不同,对制革废水的水质影响很大。不同的制革废水,要选择不同的处理工艺,以期取得更好的处理效果。如制革废水中含有过高的盐类物质,选择耐盐性较强的低负荷活性污泥法,还是选择耐盐性较差的中负荷生物膜法,要权衡利弊后确定;如废水中含有大量的钙铁离子,采用纤维填料,初期运行效果很好,但长期运行,钙铁离子易粘附在纤维表面并结垢,使处理效果越来越差。如果经常更换填料又增加了企业负担,因而接触氧化工艺在此类制革废水处理中要慎用。
2.2 预处理工艺的选择
预处理的主要作用是去除尽可能多的SS、油类、铬离子和硫化物,降低有机物和有毒物质浓度,以确保后续生物处理的高效稳定运行。混凝沉淀和气浮是皮革废水常用的预处理方法。混凝沉淀,主要是通过向废水中投加NaOH、硫酸亚铁、PAC等药剂,使水中的硫化物和铬离子沉淀而去除;而气浮,主要是通过向水中投加破乳剂和絮凝剂,并通过微小气泡的上浮和粘附作用,使水中的油类物质和SS得到有效去除。
对于预处理工艺,需要结合后续生物处理工艺选择。在采用接触氧化法作为生物处理工艺时,对预处理的要求严格,如果预处理达不到预期目标,将会影响后续接触氧化法的处理效果,因而影响整个系统的运行稳定性。
2.3 废水处理方案
传统的制革废水处理技术是将各工序废水收集混合,一起纳入污水处理系统,但由于废水中含有大量的硫化物和铬离子,极易对微生物产生抑制作用。所以目前比较合理的是“原液单独处理、综合废水统一处理”的工艺路线,将浸灰废水、铬鞣废水、复鞣染色废水分别进行处理并回收有价值的资源,然后与其它废水混合统一处理。
3 皮革废水处理技术及创新策略
3.1 单项废水预处理技术
(1)浸灰废水处理与回用方案
酸化法回收硫化氢的工艺的原理是含硫废水中的硫化物在酸性条件下产生极易挥发的H2S气体,再用碱液进行吸收,生成硫化碱回用,其优点是可回收利用硫化钠。试验和理论分析表明,当含硫废水pH值调整至4-4.5的范围时,只要反应时间足够长,废水中硫化物可降至很低,废水中硫化物的去除率大于90%。工程实施中,为了尽可能分离出含硫废水中的H2S,整个酸化反应时间应大于6小时。废水处理过程中,为了防止H2S气体的外漏,应使吸收系统保持在负压状态,宜采用真空泵连续抽出H2S至吸收塔的方式。由于含硫废水中富含蛋白质,应通过固液分离方式将这些蛋白质回收,可直接将反应后的残渣泵入板框压滤机进行压滤脱水。
(2)铬鞣废水处理与回用方案
废铬液的循环利用是将铬鞣废液收集、检测和调整后,用于下批皮的鞣制或浸酸鞣制,如此循环可减少外排量及铬鞣剂的投加量(据报道,循环法可节约30%以上的铬鞣剂)。循环法包括直接循环利用法和浸酸/鞣制循环利用法,采用这种方法不仅能够充分利用铬鞣废液中的有用成份,节约化工原料,而且达到治理环境污染的目的。该技术与生产工艺联系密切,受原料、生产装备和产品等因素影响较大。循环法处理后的剩余废水如需外排,也应进行碱沉淀处理后作到车间或车间处理设施排放口前达标。
(3)复鞣染色废水预处理方案
复鞣染色区分流出来的复鞣染色废水经过格栅处理后,通过专用管道自然流入到复鞣染色废水池中,再泵入反应池中,通过加碱搅拌反应,生产氢氧化铬沉淀,再泵入沉淀池中,静置沉淀分离铬泥,将上清液排入上清液池中,沉淀进行压滤得到铬泥。得到的铬泥送到铬鞣剂回收单元处理。
3.2 综合废水处理技术
(1)生化处理工艺
①预处理系统:制革废水中含有较多的柔软剂、渗透剂和表面活性剂等高分子化合物,这些物质比较难以生物降解。在生物处理前,用臭氧来氧化废水,将这些高分子有机物转变成低分子形式,甚至是容易消化的简单的生物机体,从而提高生物的可降解性。在生物处理前先进行水解酸化,将废水m(BOD5/m(CODcr)的值由0.2提高到0.4以上,极大的提高废水的可生物降解性,为好氧生化处理提供有利条件。
②生物处理系统:制革废水属于高浓度有机废水,适宜于进行生物处理。目前用于处理制革废水的比较成熟的工艺是氧化沟、SBR和生物接触氧化法。制革废水水量水质波动大,含有较高浓度的Cl-和SO42-,以及微生物难降解的有机物及铬和硫化物带来的毒性问题,因此生物处理工艺必须具备耐冲击负荷,且能适应高盐度对微生物产生的抑制作用,又能在较长时间内使难降解有机物得到降解和无机化。
(2)物化处理工艺
目前国内用于处理制革废水的物化处理法有投加混凝剂、内电解等技术。用混凝剂物化处理,设备简单、管理方便,并适合于间歇操作。内电解法对废水的处理是基于电化学反应的氧化还原和电池反应产物的絮凝及新生絮体的吸附等的协同作用。该工艺效果良好,CODcr,BOD5,SS总的去除率分别为88%,89%和95%。此工艺特别适合间歇生产的中小型制革企业,操作简便,运行稳定,脱色效果好,投资低,出水水质能够稳定达到二级排放标准。
3.3 典型工艺
(1)混凝沉淀+SBR法
首先采用物化法除去废水中的大量有毒物质和部分有机物,再经过SBR法生化降解可溶性有机物。用 SBR工艺处理制革废水,对水质变化的适应性好,耐负荷冲击能力强,尤其适合制革废水相对集中排放及水质多变的特点。而且,SBR处理工艺投资较省,运行成本较一般活性污泥法低。
(2)气浮+接触氧化法
采用涡凹气浮+二段接触氧化工艺,不仅使处理后的废水达到排放要求,提高了处理能力和效果,而且回收了80%以上的Cr3+,使处理后的废水部分回用。在涡凹气浮的基础上,使用串联气浮工艺,使对污染物的去除率大幅增加,同时采用串联气浮工艺操作也起到了2次气浮的效果。采用涡凹气浮+二段接触氧化工艺,在进水COD 3647 mg/ L时,出水COD浓度可稳定在77 mg/L左右。
4 结束语
综上所述,虽然从目前来看,制革废水的处理技术已经有了很大突破,但各种工艺仍然存在各种缺陷,相信随着科学技术的发展,会有更多效果好且经济可行的处理技术及工艺被研究出来,从而推动制革废水处理技术的发展。
参考文献: