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摘要:
針對天津渤天化工責任有限公司的生產情況,采用汽提法處理氯苯生產中產生的高濃度氯苯廢水,相比其他方法具有處理方法簡單、設備容積小、流程簡單、操作容易、回收率高等特點。
關鍵詞:
氯苯廢水;氯苯;汽提;回收
氯苯是一種無色透明液體,有特殊氣味,毒性比苯大,對環境的危害程度高。一般用于染料、醫藥工業的有機中間體,或者油墨、涂料、化工生產中用途較廣的的有機溶劑。氯苯廢水屬于重點污染物,毒性大,降解難度大,常規的處理方法難以獲得滿意的效果。天津渤天化工有限責任公司原有3萬t/a的氯苯生產裝置,每年會產生大量的氯苯廢水,廢水中苯和氯苯的濃度較高,無法直接排放,排入全廠綜合污水系統經過稀釋,仍然濃度較高。對此,該公司提出對氯苯廢水進行單獨處理,實現三級排放標準后再排入綜合污水處理系統。針對目前國內的處理技術,需要綜合考慮,選擇合適的技術,達到滿意的處理結果。如果能夠將苯和氯苯高效回收,并產生一定的經濟效益,可以一舉兩得。
1生產工藝路線
天津渤天化工氯苯生產采用直接液相氯化法,此工藝特點是生產連續、方法簡單。經過干燥的苯計量后加入氯化器底部,與經過計量的干燥氯氣順流進如氯化反應器反應。反應生成氯苯和副產物,副產物有鹽酸氣、二氯苯等。經過粗餾塔和精餾塔,得到產品氯苯和副產品二氯苯,同時副產高濃度鹽酸。在氯化塔底流出來的氯化液進入粗餾塔前要經過水洗和中和2個工序,產生大量的氯苯廢水。
2治理技術介紹
2.1苯和氯苯的主要物理性質
苯的主要物理性質:常溫下為無色透明液體,沸點80.1℃,在水中溶解度為1.865g/L(25℃),與水的共沸點為69.25℃(101.3kPa),共沸組成是苯91.16%,水8.84%。氯苯的主要物理性質:常溫下為無色透明液體,沸點132℃,在水中溶解度為0.049g/(100g水,30℃),與水的共沸點為90.2℃(共沸組成:氯苯71.6%,水28.4%)。
2.2化學法處理技術
化學處理方法主要有:催化氧化法和化學氧化法。催化氧化法是應用比較廣泛的處理難生物降解有機物廢水的技術。利用化學物質做催化劑,在某溫度和壓力的條件下,將難生物降解的有機物分解轉化為低分子有機物或者無機物。對于氯苯廢水,用MnO2/TiO2作催化劑,在溫度約400℃時,氯苯可以完全被氧化分解?;瘜W氧化法是選擇臭氧或者過氧化氫作為氧化劑,對氯苯廢水進行處理,起到降解廢水中苯和氯苯的效果?;蛘咄瑫r加紫外光照射,效果會更好。
2.3超聲波降解處理技術
超聲波處理技術是用超聲波輻射產生強氧化物,使得難降解的有機物被氧化,是一種比較高效的處理氯苯廢水的方法。
2.4吸附法處理技術
吸附法技術應用比較廣泛,處理氯苯廢水用的吸附介質最常見的是活性炭。采用吸附法由于污水流量大,吸附劑和解吸劑用量也大,需要頻繁進行吸附劑再生切換,流程復雜。
2.5生物法處理技術
氯苯是人工合成的有機物,屬于自然界不存在的一種物質,所以大自然的微生物沒有專門降解的生物酶,表現出難降解的性能。據相關人員研究發現,氯苯類物質與微生物長期接觸過程中,微生物種群會變異產生出具有降解氯苯能力的基因特性。同時,用混合菌種降解氯苯廢水效果會更好,其原因可能是混合菌群協同代謝的結果。此法效率低,不適用于濃度較高的氯苯廢水。
2.6汽提法處理技術
汽提法回收氯苯廢水中的苯和氯苯,是用蒸汽加熱廢水,使得廢水中的氯苯和苯不斷被轉化為氣態,然后冷凝回收。
3治理技術選擇及處理效果
目前,市場上出現了很多種處理有機廢水的技術,不同的技術表現出不同的特點和優勢。對于該公司的氯苯廢水情況,最終選擇了汽提處理方法。選擇汽提的原因是處理方法簡單、設備容積小、流程簡單、操作容易、回收率高。
3.1汽提處理氯苯廢水的工藝流程
將來自氯苯生產中的各段氯苯廢水充分混合,用泵打入中和反應高位罐中,加入配置好的一定濃度的堿液充分混合,自動控制混合液的pH值為6~9。經過格柵除去氯苯廢水的懸浮物,廢水自動通過高位壓差進入機械過濾器除去細小懸浮顆粒,然后經過列管換熱器預熱到80℃后進入汽提塔。經過汽提后,塔頂的蒸汽經過冷凝進入冷凝罐分層。冷凝罐中部的冷凝水進入清污分流污水處理廠,上層和下層的苯、氯苯進入分離罐進一步分離后回用?;厥展に嚵鞒虉D見圖1。
3.2經濟效益分析
工藝流程中的蒸汽來自車間的二次蒸汽,冷凝水來自冷凝水管網的5℃循環水。廢水量每天約20m3,(每年按照330天計算,每年約6600m3),濃度為苯1200mg/L,氯苯為1000mg/L,回收率為95%。每年可以回收苯的量為:6600×95%×1200/1000=7.524(t)每年可以回收氯苯的量為:6600×95%×1000/1000=6.27(t)苯和氯苯的價格分別按照5000元和6000元來計算,合計:7.524×5000+6.27×6000=75240(元)。動力電消耗價格:8×8000×0.5=32000(元)。冷卻水價格:0.2×8000×0.8=1280(元)。年經濟效益:75240-32000-1280=41960(元)。
4結論
通過簡單的比較,根據天津渤天化工氯苯生產情況,選定了用汽提法來回收生產廢水中的苯和氯苯,既解決了排污的問題,實現了清潔生產,又回收了原料和產品,產生了一定的經濟效益,達到了滿意的處理效果。
作者:馬久強 王超 單位:天津長蘆漢沽鹽場有限公司