腈纶回收系统中硫酸根的去除

2022-02-21 01:01于海峰
科技信息 2022年5期

于海峰

摘要:回顾和总结了腈纶回收系统中硫酸根去除的工艺流程,并比较总结了各种工艺的特点和操作中存在的问题。随着人们对环保意识的加深,新的处理理论和新的环境问题出现,本文对腈纶回收系统中硫酸根的去除方法进行了分类,仅供参考。

关键词:腈纶回收;硫酸根;去除

一、腈纶回收系统中硫酸根的去除概述

目前,硫酸以及硫酸盐已经在各行业中得到了广泛的应用。水中的少量硫酸盐对身体的危害并不大,但过量,不但会影响人的新陈代谢,还会导致腹泻、肠胃炎等病症。在石化行业中,含硫气体经物理和化学作用发生了改变,导致酸雨的形成,造成动植物及环境的污染。本文腈纶回收系统中硫酸根的去除方法进行了阐述[1]。

二、腈纶回收系统中硫酸根的去除

(一)生石灰对SO42-去除法

最高去除率只有40%,最好的用量是7g/L,Ca2+和SO42-的持续反应受到一定程度的影响,而且由于生石灰的保护,其去除率也会降低。

(1)生石灰+PAC去除SO42-的研究

PAC具有中和、压缩双电层的作用,使胶体颗粒在一定的水力学条件下与SO42-形成大的絮凝物,从而实现对SO42-的清除,从而使其具有良好的去除作用。结果表明,PAC浓度低于20mg/L时,去除效率低;超过20 mg/L时,去除率也低,同时很难控制[2]。

(2)生石灰+PAC+PAM去除SO42-的研究

为增强絮凝作用,改善矾花的生成及致密,加入PAC后加入PAM,增加撞击次数,快速地吸收并桥合某些中和胶粒,从而大大增强了絮凝的生成与沉淀。结果表明:生石灰+PAC+PAM对SO42-的影响最大,PAM的最佳投加量为10mg/L,PAC+PAM的最佳PAM投加量为10mg/L,PAM浓度低于10mg/L时,颗粒碰撞的概率减小,沉淀速率也比较缓慢,但PAM用量超过10 mg/L时,絮凝剂的吸附位置很快被占据,架桥的概率降低,从而降低了絮凝作用[3]。

(3)活性氧化铝去除SO42-的研究

SO42-与固体相接触时,会被不平衡力所吸引,从而使其滞留于固态表面,从而达到清除的效果。采用最佳的絮凝剂对其进行处理,将活性氧化铝加入溶液。在添加量少于22g/L时,主要表现为外层的络合,且随用量的增大,吸附效果也随之增大,但在超过22g/L时,吸附效果降低,最佳的反应浓度为22g/L。生石灰+PAC+PAMyu活性氧的方法经最终处理后的水体中硫酸根的去除率为88.2%。组合工艺简单、高效、工作稳定、耐冲击、能适应外排水系统中SO42-浓度的剧烈变化,可以最小化硫酸盐污水排放对环境的影响,解决了当前大部分污水中SO42-浓度过高,回收利用率较低的问题。

(二)氯化钡法

原理是将BaC12添加到盐水中,使Ba2+和SO42-反应,形成硫酸钡沉淀,再澄清分离,去除SO42-。优势:流程短,投资少;缺点:生产成本高,生产1吨BaC12成本超过50元;BaC12有毒,对环境有害,对生产产生的盐泥具有较高的黏性,很难回收。由于Ba2+的引入,海水中的二次污染也会对膜造成很大的影响。目前多数工厂都是采用这种工艺。

(三)氯化钙法

原理是通过Ca2+和SO42-反应,使SO42-沉淀,澄清,分离,达到去除目的。本方法使用次数少,其最显著的优势在于过程短。缺点:二氧化硫的去除效果差,工艺上不适合进行控制;添加钙添加剂会使Ca2+的含量升高,但也会有其他杂质离子的引入,造成对海水的二次污染[4]。

(四)离子交换法

强碱下吸附顺序SO42->NO3->Cl->HCO3-> OH-;弱碱下吸附顺序是:OH->柠檬酸根3->SO42->酒石酸根2->草酸根2->PO43->NO2->Cl->醋酸根->HCO3-。

(五)树脂法

树脂法是利用特殊的树脂作离子交换剂,对SO42-进行连续选择性的去除,且树脂是可以回收的。该工艺适用范围广泛,无SO-2-浓度限制,反应速度快,自动化程度高,无固体废物,无毒无害。但其缺点在于,树脂的吸附量和充填能力较强。但因为操作成本高,在我国应用较少,大型企业还会用到。

(六)深层冻结法

采用NaCl、Na2SO4溶解度随温度变化的工艺;一定条件下,形成大量Na2SO4水化结晶沉淀,沉淀后处理,在普通盐水中SO-2-质量含量超过30g/L时,这种方法具有一定的经济效益。该工艺的特点是废品较少,但其缺点是能源消耗大,生产成本较高。

(七)薄膜工艺法

为了克服传统方法的不足,国内外很多研究机构采用膜设备进行硫酸根的脱硫机已经初具规模,并在全世界范围内得到了广泛的应用。该方式投入1~2年后就能收回成本。其缺点在于:此工艺一次投资稍多,但是操作成本较低,非常环保,操作简单。操作成本约为化学方法的25%。近年来,膜法去除SO-2-环保,且操作成本低廉,在工业化中得到了广泛的应用。主要特征为纳滤膜工艺的核心是膜,其微孔直径为0.5-1.0纳米。

参考文献:

[1]周勇.雾霾大暴发的根本原因:湿法脱硫取消GGH引发PM2.5粒数暴增[J].科学与管理,2019,39(02):41-54.

[2]袁蓁,隋铭皓,袁博杰,王菁宇,秦捷,许光益.基于硫酸根自由基的活化过硫酸盐新型高级氧化技术研究新进展[J].四川环境,2016,35(05):142-146.DOI:10.14034/j.cnki.schj.2016.05.029.

[3]刘金龙,韩建德,王曙光,劉伟庆.硫酸盐侵蚀与环境多因素耦合作用下混凝土耐久性研究进展[J].混凝土,2014(09):33-40.

[4]杨彦功,冯连久,张玉梅,蒲华章.腈纶回收系统中硫酸根的去除[J].合成纤维,1983(06):52-54.DOI:10.16090/j.cnki.hcxw.1983.06.017.