二氧化氯在化工污水处理中的应用

崔灏 （金凯（辽宁）化工有限公司）

医药化工废水由于有机物成分复杂、含有毒有害成分较多、COD浓度高、可生化性差、难生物降解,被认为是最难处理的废水之一。二氧化氯作为一种具有强氧化性和氧化过程中很少有有机卤代物产生的氧化剂[1],已经广泛用于工业化处理难降解废水的处理工艺中 [2～5]。二氧化氯具有氧化性强，氧化能力持久，彻底去除色素，不遗留强烈的臭味，不产生致癌的氯代有机副产物等优点。因此，二氧化氯在废水处理方面的应用与研究已越来越多，特别是在高浓度有机废水的处理中均取得了较好的效果。

一、试验用水水质

试验用水采用某化工厂的对氨基三氟甲氧基苯废水(对氨基三氟甲氧基苯是重要的农药中间体),其水质参数为：COD=11056 mg/L，pH=4.87，废水的特点是成分复杂、有机物浓度高、含有毒有害成分较多、可生化性极差,被认为是最难处理的废水之一。

二、试验结果与讨论

试验以对氨基三氟甲氧基苯废水为处理对象,对分别采用二氧化氯氧化、活性炭吸附和二氧化氯P活性炭氧化3种技术路线进行比较，得到结论：在二氧化氯起到氧化作用，活性炭起到催化作用，其总体效果大大优于分别采用二氧化氯和活性炭；在二氧化氯P活性炭催化氧化试验中,不调整pH值(pH值=4.87)和其他反应条件均相同的情况下,对改变二氧化氯的投加量进行比较，得到结论：二氧化氯的用量在300mg/L时效果最好。因此在实际操作中二氧化氯的用量适宜控制在300～400mg/L之间；在二氧化氯P活性炭催化氧化试验中，二氧化氯用量和反应时间相同的情况下，对改变pH值进行比较，得到结论：二氧化氯催化氧化对pH值为4-6的污水进行处理效果最好；在二氧化氯P活性炭催化氧化试验中，其他反应条件均相同的情况下，对不同接触二氧化氯时间进行比较，得到结论：在反应进行到30min时COD的去除效果逐渐趋于稳定，因此在实际操作中氧化反应时间应控制在30-60min之间。

三、二氧化氯在化工污水处理中的应用

我公司主要产品是对（间）氨基三氟甲氧基苯，每天产生工艺废水30吨左右，COD约为11000mg/L，PH值约为4-5，建立以二氧化氯催化氧化为主体的污水处理车间。公司内拥有四通八达的地上地下管道设施，各个车间均有排水管路，使废水可以直接或间接的汇聚到集水池。集水池中安装有水泵，以管线连接至曝气池，对COD浓度较高的有机污水用二次循环水加以稀释，配制成曝气用水，（如果PH值过低则用石灰乳或液碱调节PH值呈弱酸性）投放15KG的氯化铝铁作为絮凝剂，同时开启罗茨风机曝气10小时左右，将曝气池中水泵入絮凝沉降池。沉降池有两个交替使用，以保证废水有足够的沉降时间（实际静止8小时左右），池水静止后通过管道进入固液分离器，在固液分离器的进口处另有一进水管，此为助凝剂聚丙烯酰胺（CPAM）的进水端，污水与助凝剂混合进入固液分离器，上清液溢流到固液分离器旁的储水箱中，聚凝的污泥则沉降到固液分离器下部的圆锥型泥斗中，污泥每24小时排放一次，当污泥收集池污泥有一定量后，启动板框式压滤机进行压滤，泥饼外运焚烧，滤水返回固液分离器。储水箱中污水泵入保安器中。保安器分为上下两层，上层是细沙，四周有溢流堰；下层为空，与水泵相连，两层之间用带孔挡板隔开，挡板上覆盖致密的塑料网，以免细沙落入下层水箱中，污水以下至上通过细沙，达到去除较大固体悬浮物的目的，然后溢流入中间水箱，保安器与中间水箱用管道连接。此时中间水箱里的污水经过2次絮凝沉降，1次过滤处理，可以进入催化氧化塔。

污水处理的核心部分是二氧化氯对污水的催化氧化。二氧化氯发生器是由罐式反应器通过耐酸导管和水射式真空机组组成。罐式反应器采用的是三级反应器，主反应罐内设有空气分布器，副反应器设置了平衡管，使反应更彻底。

反应原理：NaCLO3+2HCL=CLO2+1/2CL2+NaCL+H2O

H2SO4+2NaCL=Na2SO4+2HCL

使用原料：氯酸钠（工业一级品，含量＞99%），氯化钠（粗盐），浓硫酸（70%），催化剂。

以200L体积盐液为例，需水200L，粗盐30kg，氯酸钠100kg，催化剂 700g，此盐液密度约为1.21g/ml，70%浓硫酸密度约为1.58 g/ml，两种反应液以射流作用进入发生罐，发生罐罐体分为上，中，下三层，均独立存在，用管路从侧面分别相连，上与中连，中与下连，并用阀门控制管路。反应产生的气体被吸收罐吸收，吸收罐从顶部喷淋进水，底部经循环吸收泵出水，此泵还与罐顶相连，吸取反应气体。反应产生的气体与喷淋水充分接触后大部分被溶解（少量未溶气体由管路排到室外，被吸收水箱中的水吸收，不污染大气），使水相具有很强的氧化性。该水溶液与中间水箱污水同时以喷淋状态进入催化氧化塔。催化氧化塔分为三层，分别是水室、气室、水室。上层水室中装有大量的活性炭颗粒，有催化和吸附作用，底部有121个蘑菇状曝气头，曝气头与下层气室相通，以罗茨风机鼓风曝气，空气从气室经曝气头进入上层水室，使溶有二氧化氯的溶液与污水充分混合，利于催化氧化的进行，以达到净化污水的目的。上层水室的底部还有100余个漏水头，与下层水室相连，在塔内停留时间较长的经过净化的水从漏水头流出催化氧化塔。

在催化氧化塔的出口处设置一个2M高的U型管道弯，凸部分向上，处理后的水从U型弯流过，以保障塔内存水量。通过U型弯的水流入处于地下的除氟池，如果污水中含有氟，则可把药箱中的石灰乳加入水体中，达到除氟的目的。用水泵将除氟池中的水排入沙滤池，以去除水体中的固体颗粒，沙滤后的水即可达标排放。我公司在沙滤池出水处设置有管道口，可以把净化后的水排回循环水池，作为二次水再利用。