乙炔清凈廢水除磷技術的研究

唐 平 ，鐘駿良

（1.浙江工業大學化材學院，浙江 杭州 310014；2.浙江巨化股份有限公司電化廠，浙江 衢州 324004）

乙炔清凈廢水除磷技術的研究

唐 平1，2，鐘駿良2

（1.浙江工業大學化材學院，浙江 杭州 310014；2.浙江巨化股份有限公司電化廠，浙江 衢州 324004）

在常溫條件下，以次氯酸鈉為氧化劑對乙炔清凈廢水進行氧化處理并以人工配置的石灰漿為反應介質。研究了對應處理效果的最佳pH值、氧化時間、有效氯含量和中和pH值等工藝條件，并在此基礎上提出了清凈廢水總磷的治理工藝，分析了治理成本。

乙炔清凈；有效氯；次氯酸鈉；總磷

在電石法PVC樹脂生產工藝中，原料乙炔氣是由電石在發生器內水解而來，生成的乙炔氣中含有一定量的PH3、H2S等雜質氣體，為了防止轉化觸媒中毒并對后系統產生影響，必須對乙炔氣進行清凈。傳統的乙炔清凈工藝是，冷卻降溫后的乙炔氣經水環壓縮機加壓后進入二級串聯的清凈塔，與次氯酸鈉逆向接觸，利用次氯酸鈉的強氧化性，除去硫化氫、磷化氫等雜質。清凈液在不斷循環的過程中部分排出清凈塔，從而產生含磷廢水。如果不經預處理，含磷廢水直接進入污水處理系統，較高的磷含量將直接影響污水處理廠的處理效果，甚至造成外排水體磷含量超標。水中磷、氮等元素超標，將會加速水體的富營養化。因此，研究清凈廢水的除磷技術，有效降低污水中磷的濃度，對消除磷污染、保護水體環境，具有十分重要的意義。

1 除磷技術的原理

在酸性條件下，清凈液中的低價磷如亞磷酸鈉與次氯酸發生氧化還原反應，低價磷氧化成高價磷（正磷酸根）。

在堿性條件下，正磷酸根與鈣離子發生沉淀反應，生成溶解度很低的堿式磷酸鈣，從而去除水體中的磷。

2 分析方法

廢水中總磷采用高氯酸消解-鉬酸銨分光光度法；次氯酸鈉中有效氯采用碘量法；清凈液中乙炔采用氣相色譜法。

3 實驗內容

取一定量的乙炔清凈廢水并向其中加入次氯酸鈉溶液，用鹽酸（1+1）調節pH值，充分攪拌后加入人工配置的石灰乳，經過濾后測定濾液體積及總磷含量，計算磷的去除率[1]。通過多次實驗，對氧化pH值、氧化時間、次氯酸鈉用量以及中和過程pH值等進行研究。

3.1 氧化pH值對除磷效果的影響

分別量取已知磷含量的清凈廢水各100 mL，加入1 mL次氯酸鈉溶液，用鹽酸調至不同的pH值，攪拌0.5 h，然后，用人工配制的石灰乳中和至pH值達到12以上，再攪拌0.5 h，過濾后，測定濾液體積及磷的含量，計算磷的去除率。在不同氧化pH值下的磷的去除效果見圖1。

從圖1可以看出，當pH值由1.47逐漸上升至5.50時，總磷去除率為99.2%~99.8%，去除率較高；隨著pH值的上升，磷的去除率下降；當pH值升至6.78時，總磷去除率下降至78%。說明pH值對除磷效果影響很大，需在酸性條件下進行氧化，控制pH值為2~5較佳。

3.2 氧化時間對除磷效果的影響

量取已知磷含量的清凈廢水400 mL，加入4 mL次氯酸鈉溶液，用鹽酸調至pH值為3左右并連續攪拌，在不同時間段分別移取50 mL反應液，用石灰乳中和pH值至12以上，再攪拌0.5 h，過濾后測定濾液體積及磷的含量，計算磷的去除率。在不同氧化時間，磷的去除效果見圖2。

從圖2可以看出，次氯酸鈉對廢清凈液的氧化速度很快，這是因為次氯酸鈉較強的氧化性，將低價磷迅速氧化為高價磷并以磷酸鈣的形式沉淀下來。隨著氧化時間的延長，磷的去除率迅速升高，當氧化時間達到5 min時，去除率即高達99.23%，到10 min時為99.57%，說明只要保證5 min以上的氧化時間就可以獲得較高的氧化效率和除磷率。

3.3 有效氯含量對除磷效果的影響

分別量取已知磷含量的清凈廢水100 mL，加入相同濃度不同體積的次氯酸鈉溶液，用鹽酸調節pH值至3左右，攪拌0.5 h，用石灰乳中和pH值至12以上，再攪拌0.5 h，過濾后測定濾液體積及磷的含量，計算磷的去除率。不同有效氯含量時，磷的去除效果見圖3。

3.4 沉降過程pH值對除磷效果的影響

據報道，在石灰中和沉降磷酸鹽廢水過程中，pH值對除磷效果影響很大，必須調到較高值[2]。在600 mL清凈廢水中，加入6 ml次氯酸鈉液（有效氯含量5%），用鹽酸調pH值為3左右，反應30 min，再分成6等份，用人工配置的石灰乳分別中和至不同pH值，攪拌0.5 h，過濾后測定濾液體積和磷的含量，計算除磷率。中和氧化液至不同pH值時，磷的去除效果見圖4。

從圖4可以看出，在石灰中和沉降磷酸鹽廢水過程中，pH值對出水總磷含量影響很大，隨著pH值的上升，磷的去除率升高，當pH值大于12時，其總磷含量可小于0.5 mg/L，除磷率達到99.7%。

4 除磷工藝的確定

次氯酸鈉具有較強的氧化性，可有效氧化乙炔清凈廢水中的低價磷，氧化反應速度快且來源方便，成本較低，根據上述實驗，可以基本確定乙炔清凈廢水中磷的去除工藝和基本控制參數。乙炔清凈廢水除磷工藝為次氯酸鈉氧化清凈液-石灰漿沉降工藝，工藝流程簡圖見圖5。

工藝參數如下：

次氯酸鈉質量濃度：600-1 000 mg/L（800 mg/L為宜）；

氧化時間：大于5 min（10 min為宜）；

氧化初始 pH：2~5（3 為宜）；

中和過程pH值：12。

5 成本分析

上述除磷工藝的乙炔清凈廢水處理成本僅增加清凈液酸化氧化的成本，見表1。

表1 除磷工藝廢水處理的成本

6 結語

采用次氯酸鈉氧化-石灰漿沉降工藝可以有效去除乙炔清凈廢水中的磷，出水總磷去除率達到95%以上，治理成本約為0.56元/m3。采用實驗確定的工藝參數，可以高效率去除乙炔清凈廢水的總磷。

［1］國家環保總局.水和廢水監測分析方法（第4版）.北京：中國環境科學出版社，2002.

［2］魏雙勤，劉媛.廢水除磷方法與原理的研究進展.中國環保產業，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，四川省中江縣人，工學學士，工程師，2002年畢業于四川輕化工學院（現四川理工學院院），目前從事環境治理與保護工作。

2011-12-29，