高浓度硫脲废水的处理方法及工艺研究

84|2018年5月2018年5月|8584|2018年5月2018年5月|85高浓度硫脲废水的处理方法及工艺研究季宏飞李志猛杨勇(合肥恒力装备有限公司，安徽合肥)摘要：采用加热分解-芬顿处理-混凝处理的组合工艺处理硫脲浓度为20g/L，CODCr为389.7g/L的废水，最终硫脲的去除率达到100%，出水CODCr≤300mg/L。实现对高浓度硫脲废水的有效去除，最终达到污水综合排放标准，并且有着良好的工业废水处理应用价值。关键词：加热；芬顿；混凝；硫脲Abstract:Thewastewaterwithathioureaconcentrationof20g/LandCODCrof389.7g/Lwastreatedbyacombinationofthermaldecomposition-Fentontreatmentandcoagulationtreatment.Thefinalthiourearemovalratereached100%,andtheeffluentCODCrwaslessthan300mg/L.Theeffectiveremovalofhigh-concentrationthioureawastewaterisachieved,eventuallyreachingthecomprehensivewastewaterdischargestandard,andhasagoodindustrialwastewatertreatmentapplicationvalue.Keywords:heating;Fenton;coagulation;thiourea1引言生产某电子元件清洗液中含有高浓度的硫脲废水，硫脲具有毒性和致癌性[1]，高浓度的硫脲废水不适宜生化法进行处理，若不进行有效的处理，其排放对生态环境和人体健康会造成很大的伤害[2]。本文采用加热分解-芬顿处理-混凝处理的组合工艺，探究加热分解和芬顿处理的最佳试验条件，将高浓度硫脲废水处理达标排放。2处理工艺在某电子元件的生产过程中，产生的漂洗水中含有高浓度的硫脲，废水中硫脲浓度为20g/L，CODCr为389.7g/L，pH值4.5。从废水水质可知，废水CODCr主要来自硫脲。由于硫脲在碱性加热条件下可以分解成氨、二氧化碳和液态硫化氢[3]，可以有效的去除废水中的CODCr，因此确定该废水的处理流程见图1。图1处理工艺流程3实验部分3.1仪器与药品仪器：LH-3BA型紫外可见智能型多参数水质测定仪、分光光度计(UNICOUV-2100型)、pH计(雷磁pH值S-2F)、数显恒温磁力搅拌器(ZNCL-BS)。试剂：H2O2(30%)、FeSO4·7H2O(分析纯)、PAC(聚合氯化铝，质量浓度2%)、PAM(聚丙烯酰胺，质量浓度2‰)、NaOH(分析纯)、浓硫酸(98%)。3.2实验方法加热分解工艺：取500mL高浓度硫脲废水，调节pH为10.0，控制反应温度为80℃，同时搅拌反应10h，待反应完全后，利用LH-3BA型紫外可见智能型多参数水质测定仪测试其CODCr值；芬顿处理工艺：取加热后溶液100mL，调节pH为3，加入2mLH2O2和0.2gFeSO4·7H2O，反应4小时；混凝处理工艺：调节芬顿处理后溶液pH为11，依次加入PAC1mL，PAM1mL，搅拌5分钟后絮凝，同样的方法测试其CODCr值。4结果与分析4.1温度对高浓度硫脲废水中硫脲含量和CODCr的影响高浓度硫脲废水处理的第一阶段是加热分解，探索出加热温度的最佳条件。控制反应时间为10h，调变温度从20-100℃，探究温度对高浓度硫脲废水中硫脲残留量和CODCr的影响结果见表1。表1温度对高浓度硫脲废水中硫脲残留量和CODCr的影响温度(℃)硫脲残留量/(g/L)CODCr/(mg/L)2015.22.8×105406.56.5×10460未检出189080未检出1460100未检出1320由表1可知，硫脲的残留量随着温度的升高呈直线下降，当温度为60℃时，硫脲的残留量几乎降为零，同时CODCr值也是随着温度的升高呈直线下降，直到60℃以后下降趋势变缓，说明随着硫脲分解完全，CODCr值下降变缓。4.2加热时间对高浓度硫脲废水中硫脲含量和CODCr的影响控制反应温度80℃，调变反应时间从2-10h，加热时间温度对高浓度硫脲废水中硫脲残留量和CODCr的影响结果见表2。表2加热时间温度对高浓度硫脲废水中硫脲残留量和CODCr的影响时间(h)硫脲残留量/(g/L)CODCr/(mg/L)212.31.3×10547.87.2×10464.53.5×10482.3568010未检出146012未检出1390由表2可知，硫脲的残留量随着反应时间的增长呈直线下降，到反应时间为10h时，硫脲的残留量几乎降为零，同时CODCr值也是随着时间的增长呈直线下降，直到反应时间10h以后下降趋势变缓，说明随着硫脲分解完全，CODCr值下降变缓。芬顿反应pH对高浓度硫脲废水中CODCr的影响1894年，HJFenton研究发现采用Fe2+与H2O2体系能够氧化多种有机物[4]，随着社会的发展，Fenton试剂已经成功的应用于多种工业废水的处理，受到人们的广泛关注[5-6]。高浓度硫脲废水处理的第二阶段是芬顿处理，探索出芬顿的最佳条件。加入2mLH2O2和0.2gFeSO4·7H2O，反应4h，调节硫脲废水的pH值2-4之间，探究pH值对高浓度硫脲废水中CODCr的影响结果见表3。环保与节能环保与节能86|2018年5月2018年5月|87表3pH值对高浓度硫脲废水中硫脲残留量和CODCr的影响pHCODCr/(mg/L)2950.62.5780.33228.73.5356.24756.8由表3可知，硫脲废水CODCr随着pH的升高呈先下降后上升的趋势，在pH值为3时，硫脲废水的CODCr值下降到最低。由此说明，芬顿反应的最佳pH为3。4.5芬顿反应H2O2与FeSO4·7H2O投药量对高浓度硫脲废水中CODCr的影响芬顿反应中，芬顿试剂的投加量是芬顿反应的重要条件，因此调变H2O2与FeSO4·7H2O投药量处理硫脲废水，探索H2O2与FeSO4·7H2O的最佳投药量。表4H2O2与FeSO4·7H2O投药量对高浓度硫脲废水中硫脲残留量和CODCr的影响H2O2(mL)FeSO4·7H2O(g)CODCr/(mg/L)0.50.0585610.1723.61.50.15562.120.2228.72.50.25200.630.3180.2由表4可知，硫脲废水CODCr随着H2O2与FeSO4·7H2O投药量的增加呈下降的趋势，在2mLH2O2与0.2gFeSO4·7H2O时，硫脲废水的CODCr值下降到可以达到污水综合排放标准(GB8978-1996)。为了控制投药量，因此在2mLH2O2与0.2gFeSO4·7H2O的投药量就可以满足工艺要求。5结论本文对高浓度硫脲废水采用加热分解-芬顿处理-混凝处理的组合工艺来降低硫脲废水中CODCr。降低CODCr主要有两个反应过程，分别是加热处理和芬顿处理，硫脲在碱性加热条件下分解成氨、二氧化碳和液态硫化氢[3]，使硫脲进行矿化，最终CODCr去除率达到99.6%；芬顿处理阶段，利用高级氧化手段进一步去除废水中的CODCr，最后加入混凝试剂PAC和PAM，最终CODCr值为228.7mg/L。达到污水综合排放标准(GB8978-1996)。参考文献：[1]王新红，高庆宇.硫脲氧化动力学研究[J].高等理科教育，2002,2.[2]LunarL,SiciliaD,RubioS,etal.IdentificationofMetalDegradationProductsunderFentonReagentTreatmenUsingLiquidChromatagraphy-massSpectrometer[J].WaterRes,2000,34(13):3400.[3]王新红.硫脲的热分析研究[J].应用化工，2008,8.[4]包文滁,夏巨敏,丛津生.工业“三废”的治理[M].河北人民出版社，1979.[5]LinSH,ChangCＣ.Treatmentoflandfillleachatebycombinedelectro-fentonoxidationandsequencingbatchreactormethod[J].WaterRes,2000,34(17)：4243-4249.[6]Rivasfranciscoj,Beltran,FernandoJ,etal.OxidationofphydroxybenzoicacidbyFenton,sreagent[J].WaterRes,2001,35(2):387.精细化工中绿色化工技术的应用进展周银(西北民族大学化工学院，甘肃兰州730124)摘要：国家经济快速发展，社会大众更加重视绿色、环保理念的执行。化工行业在发展创新中，逐渐将生态效益、经济发展、社会效益融为一体，化工精细度越来越高，绿色精细化工已经成为当下主流发展趋势。本文针对精细化工发展现状进行了分析，对其中绿色化工技术展开了分析，并探讨了绿色化工的未来发展前景，旨在为工程实践提供一定的理论参考。关键词：精细化工；绿色化工；应用进展；发展趋势中图分类号：TQ060引言近年来，随着科学技术的进步，国家工业经济发展速度日益加快，对环保的要求也越来越高，将绿色化工融入到当下化工产业中，是控制化工污染最有效的方法,是实现可持续发展的必经之路。传统精细化工在原料的选取、生产制备过程以及废弃物排放等方面有诸多弊端，对环境的负面影响较多，使社会大众的生活质量受到极大的负面影响。绿色化学工艺是适应目前时代要求得、基于可持续发展理念的新型化工。绿色化工强调，从工艺源头上运用可持续发展理念，推行源消减、进行生产过程的优化集成，副产物及废物的再利用与资源化，从而降低了成本与消耗，减少废弃物的排放，降低化工产品全生命周期对环境的负面影响。绿色化工的兴起，使化学工业环境污染的治理，由先污染后治理转向从源头上解决环境污染的问题。因此，为了保证环境友好型社会的有效构建，必须加强绿色精细化工的应用，生产中积极应用关键技术，保证精细化工中绿色化工技术的全面落实。1绿色化工、精细化工的特点分析1.1绿色化工特点第一，“零”排放特点。绿色化工中，相关装置最为突出的特点是在物质的转化环节中，要保证所有产品以及副产品都得到合理、充分的利用，整个产品运作环节无任何污染排放，做到污染“零”排放。第二，资源高效利用，保证可持续稳定性。在绿色化工的生产环节中，需要将人类健康、生态环境等各方面充分考虑进去，绿色化工不仅需要考虑环境污染、社会大众身心健康等问题，还需要保证整个产品的开发生产环节中均具有绿色、环保的特点，满足可持续发展需求。绿色化工借助无毒无公害的原材料进行一系列的生产加工，采取最优的生产方法，将所有产品以及副产品充分利用，目标是实现污染“零排放”。为了达到相关要求，必须加强新型绿色化工技术的开发与应用，如超临界流体技术。1.2精细化工特点第一，种类多。社会进步带动了精细化工领域的发展，不仅