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探究次氯酸钠废水处理工艺的研究进展

2021-04-28 158 上传者：管理员

摘要：气相法白炭黑是利用四氯化硅或甲基三氯硅烷等硅的卤化物在氢氧火焰中高温水解制得原生粒子，其在生成的过程中会产生大量的Cl2等废气，通过碱液对Cl2进行处理的过程中会生成NaClO等废水问题。采用紫外光催化+过氧化氢法的组合处理工艺，通过对NaClO废水处理工艺的研究，获得一套成熟的处理NaClO废水的工艺方案，有效地减少了NaClO废水对环境的污染，同时提高了其经济效益。经过4个月的运行，出水可稳定达标。

关键词：
光催化
废水处理
次氯酸钠
游离氯
过氧化氢
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气相法白炭黑是利用四氯化硅或甲基三氯硅烷等硅的卤化物在氢氧火焰中高温水解制得原生粒子，原生粒子粒径在7～40nm。原生粒子经聚集碰撞后形成微米级的聚集体，聚集体与高温水解生成的废气一起进入高效分离器进行气固分离。从高效分离器顶部出来的废气再进入废气处理系统。HCl、Cl2和夹带的少量SiO2的尾气，与喷淋液在填料塔中进行逆流接触，进行传质和传热，尾气中的HCl气体在水溶液中的溶解度远远大于Cl2，HCl气体经过三级逆流吸收，液体上方的HCl的饱和蒸汽压几乎为零，得到浓度30%的副产品盐酸；为了达到零排放以及进一步吸收副反应产生的C12，采用一定浓度的离子碱吸收剩余的HCl和C12，最后得到的即为次氯酸钠废水。该废水中含有较高浓度的氯化钠以及少量的游离氯和二氧化硅颗粒，此类废水对环境危害较大，需要进行处理后方能排放或回用。为了解决NaClO废水问题，本文进行了相关处理方案的研究与设计。

1、设计进出水水质水量

1.1 设计进水水质水量

目前生产废水产生量为80t/d。根据调查及水质分析结果，水质情况参数详细情况见表1。

1.2 设计出水水质水量

本项目生产废水的处理要求为：

分解废水中的游离氯，使其浓度达到较低的数值；

分离出废水中胶体硅及悬浮物。

废水满足上述要求后回用于生产，具体水质水量情况见表2。

2、工艺设计

湖北汇富纳米材料有限公司10 000t/a气相法二氧化硅产品，该产品在生产过程中产生氯气废气，用液碱吸收产水次氯酸钠废水，此类废水外排对环境会产生较严重污染，同时废水含有较高盐分，也具有一定回收价值，为了解决此问题，公司建立了一套光催化+过氧化氢还原处理次氯酸钠废水工艺。废水处理工艺流程见图1。

工艺流程：次氯酸钠废水经调节池收集后，通过水泵将废水泵入光催化分解器，在紫外光照射的条件下，加快废水中的次氯酸钠分解；经过光催化分解器去除大量次氯酸钠的废水在自流作用下进入还原反应池，在过氧化氢参与的情况下，残余的次氯酸钠被还原，生成NaCl、水和O2；经过光照分解，还原之后的次氯酸钠废水通过水泵提升进入陶瓷膜过滤装置滤掉胶体、悬浮物、颗粒杂质SiO2和浊度等；通过正常反洗、CBE化学清洗，清洗掉膜表面污堵，恢复膜的通量。

光催化分解有机、无机污染物是当今公认的最前沿最有效的处理技术，光催化分解反应器成功解决了光催化技术的工业化运用难题。由于本项目废水中次氯酸钠的含量较高，常规方法使其完全分解需要较长的时间和场所，且该废水挥发之后会产生刺激性气味，很难用常规方法处理，所以我方采用组合式催化法进行处理。组合式光催化氧化法是利用UV照射系统，即在紫外光的照射下产生价带空穴(h+)和导带电子(e-)。其中价带空穴是一种强氧化剂，而导带电子是一种强还原剂。因此大多数有机物都能被光生载流子直接或间接地氧化或还原。同时表面的高活性的光生电子具有很强的还原能力，可以大大促进次氯酸钠分解。

3、调试处理情况

3.1 处理能力

处理能力3.0m3/h(24h处理量72m3/d)，与设计值一致。原水进入光催池。

3.2 游离氯处理效果

调试期间汇富车间来水游离氯6 000～8 000mg/L以上，经过光催化处理后游离氯值明显下降，同时可以看出光催化处理游离氯能力在2 000mg/L左右，去除有效氯是可行的(图2)。

经过光催化处理后的盐水，投加一定比例过氧化氢，游离氯继续分解，产水有效氯稳定控制≤10mg/L。(图3)

3.3 其他指标水质情况

原水与产水水质对比见表3。

3.4 汇富盐水在实验电解槽运行情况

取汇富淡盐水作为化盐水进行电解实验，其各项指标分析结果如表4所示。

具体操作流程如下：

(1) 向汇富淡盐水中加入车间用工业盐，充分溶解后盐水中NaCl含量为290～300g/L。