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摘要:
针对天津渤天化工责任有限公司的生产情况,采用汽提法处理氯苯生产中产生的高浓度氯苯废水,相比其他方法具有处理方法简单、设备容积小、流程简单、操作容易、回收率高等特点。
关键词:
氯苯废水;氯苯;汽提;回收
氯苯是一种无色透明液体,有特殊气味,毒性比苯大,对环境的危害程度高。一般用于染料、医药工业的有机中间体,或者油墨、涂料、化工生产中用途较广的的有机溶剂。氯苯废水属于重点污染物,毒性大,降解难度大,常规的处理方法难以获得满意的效果。天津渤天化工有限责任公司原有3万t/a的氯苯生产装置,每年会产生大量的氯苯废水,废水中苯和氯苯的浓度较高,无法直接排放,排入全厂综合污水系统经过稀释,仍然浓度较高。对此,该公司提出对氯苯废水进行单独处理,实现三级排放标准后再排入综合污水处理系统。针对目前国内的处理技术,需要综合考虑,选择合适的技术,达到满意的处理结果。如果能够将苯和氯苯高效回收,并产生一定的经济效益,可以一举两得。
1生产工艺路线
天津渤天化工氯苯生产采用直接液相氯化法,此工艺特点是生产连续、方法简单。经过干燥的苯计量后加入氯化器底部,与经过计量的干燥氯气顺流进如氯化反应器反应。反应生成氯苯和副产物,副产物有盐酸气、二氯苯等。经过粗馏塔和精馏塔,得到产品氯苯和副产品二氯苯,同时副产高浓度盐酸。在氯化塔底流出来的氯化液进入粗馏塔前要经过水洗和中和2个工序,产生大量的氯苯废水。
2治理技术介绍
2.1苯和氯苯的主要物理性质
苯的主要物理性质:常温下为无色透明液体,沸点80.1℃,在水中溶解度为1.865g/L(25℃),与水的共沸点为69.25℃(101.3kPa),共沸组成是苯91.16%,水8.84%。氯苯的主要物理性质:常温下为无色透明液体,沸点132℃,在水中溶解度为0.049g/(100g水,30℃),与水的共沸点为90.2℃(共沸组成:氯苯71.6%,水28.4%)。
2.2化学法处理技术
化学处理方法主要有:催化氧化法和化学氧化法。催化氧化法是应用比较广泛的处理难生物降解有机物废水的技术。利用化学物质做催化剂,在某温度和压力的条件下,将难生物降解的有机物分解转化为低分子有机物或者无机物。对于氯苯废水,用MnO2/TiO2作催化剂,在温度约400℃时,氯苯可以完全被氧化分解。化学氧化法是选择臭氧或者过氧化氢作为氧化剂,对氯苯废水进行处理,起到降解废水中苯和氯苯的效果。或者同时加紫外光照射,效果会更好。
2.3超声波降解处理技术
超声波处理技术是用超声波辐射产生强氧化物,使得难降解的有机物被氧化,是一种比较高效的处理氯苯废水的方法。
2.4吸附法处理技术
吸附法技术应用比较广泛,处理氯苯废水用的吸附介质最常见的是活性炭。采用吸附法由于污水流量大,吸附剂和解吸剂用量也大,需要频繁进行吸附剂再生切换,流程复杂。
2.5生物法处理技术
氯苯是人工合成的有机物,属于自然界不存在的一种物质,所以大自然的微生物没有专门降解的生物酶,表现出难降解的性能。据相关人员研究发现,氯苯类物质与微生物长期接触过程中,微生物种群会变异产生出具有降解氯苯能力的基因特性。同时,用混合菌种降解氯苯废水效果会更好,其原因可能是混合菌群协同代谢的结果。此法效率低,不适用于浓度较高的氯苯废水。
2.6汽提法处理技术
汽提法回收氯苯废水中的苯和氯苯,是用蒸汽加热废水,使得废水中的氯苯和苯不断被转化为气态,然后冷凝回收。
3治理技术选择及处理效果
目前,市场上出现了很多种处理有机废水的技术,不同的技术表现出不同的特点和优势。对于该公司的氯苯废水情况,最终选择了汽提处理方法。选择汽提的原因是处理方法简单、设备容积小、流程简单、操作容易、回收率高。
3.1汽提处理氯苯废水的工艺流程
将来自氯苯生产中的各段氯苯废水充分混合,用泵打入中和反应高位罐中,加入配置好的一定浓度的碱液充分混合,自动控制混合液的pH值为6~9。经过格栅除去氯苯废水的悬浮物,废水自动通过高位压差进入机械过滤器除去细小悬浮颗粒,然后经过列管换热器预热到80℃后进入汽提塔。经过汽提后,塔顶的蒸汽经过冷凝进入冷凝罐分层。冷凝罐中部的冷凝水进入清污分流污水处理厂,上层和下层的苯、氯苯进入分离罐进一步分离后回用。回收工艺流程图见图1。
3.2经济效益分析
工艺流程中的蒸汽来自车间的二次蒸汽,冷凝水来自冷凝水管网的5℃循环水。废水量每天约20m3,(每年按照330天计算,每年约6600m3),浓度为苯1200mg/L,氯苯为1000mg/L,回收率为95%。每年可以回收苯的量为:6600×95%×1200/1000=7.524(t)每年可以回收氯苯的量为:6600×95%×1000/1000=6.27(t)苯和氯苯的价格分别按照5000元和6000元来计算,合计:7.524×5000+6.27×6000=75240(元)。动力电消耗价格:8×8000×0.5=32000(元)。冷却水价格:0.2×8000×0.8=1280(元)。年经济效益:75240-32000-1280=41960(元)。
4结论
通过简单的比较,根据天津渤天化工氯苯生产情况,选定了用汽提法来回收生产废水中的苯和氯苯,既解决了排污的问题,实现了清洁生产,又回收了原料和产品,产生了一定的经济效益,达到了满意的处理效果。
作者:马久强 王超 单位:天津长芦汉沽盐场有限公司