乙炔清净废水除磷技术的研究

唐 平 ，钟骏良

（1.浙江工业大学化材学院，浙江 杭州 310014；2.浙江巨化股份有限公司电化厂，浙江 衢州 324004）

乙炔清净废水除磷技术的研究

唐 平1，2，钟骏良2

（1.浙江工业大学化材学院，浙江 杭州 310014；2.浙江巨化股份有限公司电化厂，浙江 衢州 324004）

在常温条件下，以次氯酸钠为氧化剂对乙炔清净废水进行氧化处理并以人工配置的石灰浆为反应介质。研究了对应处理效果的最佳pH值、氧化时间、有效氯含量和中和pH值等工艺条件，并在此基础上提出了清净废水总磷的治理工艺，分析了治理成本。

乙炔清净；有效氯；次氯酸钠；总磷

在电石法PVC树脂生产工艺中，原料乙炔气是由电石在发生器内水解而来，生成的乙炔气中含有一定量的PH3、H2S等杂质气体，为了防止转化触媒中毒并对后系统产生影响，必须对乙炔气进行清净。传统的乙炔清净工艺是，冷却降温后的乙炔气经水环压缩机加压后进入二级串联的清净塔，与次氯酸钠逆向接触，利用次氯酸钠的强氧化性，除去硫化氢、磷化氢等杂质。清净液在不断循环的过程中部分排出清净塔，从而产生含磷废水。如果不经预处理，含磷废水直接进入污水处理系统，较高的磷含量将直接影响污水处理厂的处理效果，甚至造成外排水体磷含量超标。水中磷、氮等元素超标，将会加速水体的富营养化。因此，研究清净废水的除磷技术，有效降低污水中磷的浓度，对消除磷污染、保护水体环境，具有十分重要的意义。

1 除磷技术的原理

在酸性条件下，清净液中的低价磷如亚磷酸钠与次氯酸发生氧化还原反应，低价磷氧化成高价磷（正磷酸根）。

在碱性条件下，正磷酸根与钙离子发生沉淀反应，生成溶解度很低的碱式磷酸钙，从而去除水体中的磷。

2 分析方法

废水中总磷采用高氯酸消解-钼酸铵分光光度法；次氯酸钠中有效氯采用碘量法；清净液中乙炔采用气相色谱法。

3 实验内容

取一定量的乙炔清净废水并向其中加入次氯酸钠溶液，用盐酸（1+1）调节pH值，充分搅拌后加入人工配置的石灰乳，经过滤后测定滤液体积及总磷含量，计算磷的去除率[1]。通过多次实验，对氧化pH值、氧化时间、次氯酸钠用量以及中和过程pH值等进行研究。

3.1 氧化pH值对除磷效果的影响

分别量取已知磷含量的清净废水各100 mL，加入1 mL次氯酸钠溶液，用盐酸调至不同的pH值，搅拌0.5 h，然后，用人工配制的石灰乳中和至pH值达到12以上，再搅拌0.5 h，过滤后，测定滤液体积及磷的含量，计算磷的去除率。在不同氧化pH值下的磷的去除效果见图1。

从图1可以看出，当pH值由1.47逐渐上升至5.50时，总磷去除率为99.2%~99.8%，去除率较高；随着pH值的上升，磷的去除率下降；当pH值升至6.78时，总磷去除率下降至78%。说明pH值对除磷效果影响很大，需在酸性条件下进行氧化，控制pH值为2~5较佳。

3.2 氧化时间对除磷效果的影响

量取已知磷含量的清净废水400 mL，加入4 mL次氯酸钠溶液，用盐酸调至pH值为3左右并连续搅拌，在不同时间段分别移取50 mL反应液，用石灰乳中和pH值至12以上，再搅拌0.5 h，过滤后测定滤液体积及磷的含量，计算磷的去除率。在不同氧化时间，磷的去除效果见图2。

从图2可以看出，次氯酸钠对废清净液的氧化速度很快，这是因为次氯酸钠较强的氧化性，将低价磷迅速氧化为高价磷并以磷酸钙的形式沉淀下来。随着氧化时间的延长，磷的去除率迅速升高，当氧化时间达到5 min时，去除率即高达99.23%，到10 min时为99.57%，说明只要保证5 min以上的氧化时间就可以获得较高的氧化效率和除磷率。

3.3 有效氯含量对除磷效果的影响

分别量取已知磷含量的清净废水100 mL，加入相同浓度不同体积的次氯酸钠溶液，用盐酸调节pH值至3左右，搅拌0.5 h，用石灰乳中和pH值至12以上，再搅拌0.5 h，过滤后测定滤液体积及磷的含量，计算磷的去除率。不同有效氯含量时，磷的去除效果见图3。

3.4 沉降过程pH值对除磷效果的影响

据报道，在石灰中和沉降磷酸盐废水过程中，pH值对除磷效果影响很大，必须调到较高值[2]。在600 mL清净废水中，加入6 ml次氯酸钠液（有效氯含量5%），用盐酸调pH值为3左右，反应30 min，再分成6等份，用人工配置的石灰乳分别中和至不同pH值，搅拌0.5 h，过滤后测定滤液体积和磷的含量，计算除磷率。中和氧化液至不同pH值时，磷的去除效果见图4。

从图4可以看出，在石灰中和沉降磷酸盐废水过程中，pH值对出水总磷含量影响很大，随着pH值的上升，磷的去除率升高，当pH值大于12时，其总磷含量可小于0.5 mg/L，除磷率达到99.7%。

4 除磷工艺的确定

次氯酸钠具有较强的氧化性，可有效氧化乙炔清净废水中的低价磷，氧化反应速度快且来源方便，成本较低，根据上述实验，可以基本确定乙炔清净废水中磷的去除工艺和基本控制参数。乙炔清净废水除磷工艺为次氯酸钠氧化清净液-石灰浆沉降工艺，工艺流程简图见图5。

工艺参数如下：

次氯酸钠质量浓度：600-1 000 mg/L（800 mg/L为宜）；

氧化时间：大于5 min（10 min为宜）；

氧化初始 pH：2~5（3 为宜）；

中和过程pH值：12。

5 成本分析

上述除磷工艺的乙炔清净废水处理成本仅增加清净液酸化氧化的成本，见表1。

表1 除磷工艺废水处理的成本

6 结语

采用次氯酸钠氧化-石灰浆沉降工艺可以有效去除乙炔清净废水中的磷，出水总磷去除率达到95%以上，治理成本约为0.56元/m3。采用实验确定的工艺参数，可以高效率去除乙炔清净废水的总磷。

［1］国家环保总局.水和废水监测分析方法（第4版）.北京：中国环境科学出版社，2002.

［2］魏双勤，刘媛.废水除磷方法与原理的研究进展.中国环保产业，2010，（10）；28－33.

Studies on phosphorus removal technology of acetylene purification wastewater

TANG Ping1，2，ZHONG Jun-liang2
(1Zhejiang University of Technology Chemical and Material Institute,Hangzhou 310014,China;2Zhejiang Juhua Co.,Ltd.,Quzhou 324004,China)

In normal temperature conditions,using sodium hypochlorite as oxidizing to oxidize the acetylene purification wastewater,and using lime slurry as reaction medium.The best pH,oxidation time,available chlorine content and neutralization pH were studied.The wastewater treatment process for the phosphorus of acetylene Purification were put forward.The treatment cost was analyzed.

acetylene purification;Available chlorine;sodium hypochlorite;phosphorus

TQ085

B

1009－1785(2012)04-0036-03

唐平（1979—），男，四川省中江县人，工学学士，工程师，2002年毕业于四川轻化工学院（现四川理工学院院），目前从事环境治理与保护工作。

2011-12-29，