洗消廢水處理方法的可行性研究

向亞東

（中煤科工集團武漢設計研究院有限公司，湖北 武漢 43300006644）

洗消廢水是部隊中在火藥的研發與生產或消防的過程中所產生的廢水，其所含污染物質具有：堿性極強，含有大量的表面活性劑，可生化性差，甚至還有少量的毒性，我們試圖設計一種專門針對該類廢水的可移動式的成套污水處理裝置。

1 廢水的來源及設計參數

1.1 廢水水質

洗消廢水的物質成分有：次氯酸鈣32%～36%，氫氧化鈣15%，氧化鈣29%。還含有少量洗滌劑成分：對十二烷基苯磺酸鈉、烷基磺酸鈉、脂肪醇硫酸鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚、環氧乙烷和環氧丙烷、三聚磷酸鈉。此外還含有少量毒物（含量小于200mg）：甲基膦酸二甲酯、甲基膦酸鹽、甲膦酸異丙酯、甲膦酸乙酯、二異丙胺基乙磺酸、二乙醇基硫醚、2-氯乙烯基二氯胂、氯乙烯胂酸、二羥二乙硫醚、芥子亞砜、芥子砜、s-（2-二異丙基氨乙基）-甲基硫代膦酸乙酯［1］。

1.2 設計參數

設計水量為10m3/h，廢水原水水質及處理后標準見表1。

表1 原廢水水質及處理后標準

2 水質分析及工藝設計

2.1 pH

本廢水的pH為12，堿性極強，但由于該廢水中含有氫氧化鈣、氧化鈣等污染物，為了節省投資和運行費用，本設計調節pH放在去除這些堿性物質之后。

2.2 次氯酸鈣的去除

次氯酸鈣是漂白粉的主要成分之一，有殺菌性及氧化性。次氯酸鈣在水中的溶解度不大，它的穩定性與含水量成反比，分解反應強烈放熱，產物是氯酸鈣及一氧化二氯。次氯酸鈣與二氧化碳反應生成碳酸鈣，放出氯氣：

2Ca（ClO）2+2CO2→2CaCO3↓+2Cl2↑+O2

與鹽酸反應生成氯化鈣：

Ca（ClO）2+4HCl→CaCl2+2H2O+2Cl2↑

由上述的分析可知，要去除水中的次氯酸鈣有兩中方法。方法一：向廢水中通入CO2氣體；方法二：向廢水中加入HCl。為了節省運行成本和操作方便，我們選擇了方法一。

2.3 氫氧化鈣的去除

氫氧化鈣又名消石灰，具有堿的通性，微溶于水，與二氧化碳反應生成碳酸鈣的沉淀。

Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O

由上可知，要除去水中的氫氧化鈣也可以通過向廢水中通入CO2氣體來使氫氧化鈣變成CaCO3沉淀。

2.4 氧化鈣的去除

氧化鈣化學式CaO，難溶于水，在水中容易發生CaO+H2O=Ca（OH）2的反應。所以當我們向廢水中通入CO2氣體去除Ca（OH）2的同時，上述反應會進行，即氧化鈣水解為氫氧化鈣。所以，向廢水中通入CO2氣體也可以同時去除氧化鈣［2］。

綜上所述：我們可以先向廢水中通入過量的CO2氣體使次氯酸鈣、氫氧化鈣、氧化鈣變成CaCO3的沉淀來去除。

2.4 洗滌劑的去除

對十二烷基苯磺酸鈉、烷基磺酸鈉、脂肪醇硫酸鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚、環氧乙烷和環氧丙烷、三聚磷酸鈉。這些物質為洗滌劑的主要成分，屬于表面活性劑。要去除表面活性劑必須要先破鹵，為了更好地去除表面活性劑，我們選擇了電氣浮工藝。

2.6 其他物質的去除

甲基膦酸二甲酯、甲基膦酸鹽、甲膦酸異丙酯、甲膦酸乙酯、二異丙胺基乙磺酸、二乙醇基硫醚、2-氯乙烯基二氯胂、氯乙烯胂酸、二羥二乙硫醚、芥子亞砜、芥子砜、s-（2-二異丙基氨乙基）-甲基硫代膦酸乙酯。這些物質成分復雜，可生化性差，還有少量的毒物。鑒于以上特點，對這些物質我們采用微濾膜過濾來去除。

3 工藝流程

通過上述對廢水水質進行的分析，擬采用如下的工藝流程：

圖1

4 工藝描述

首先，廢水通過篩網去除漂浮物等雜質，然后自流進入調節池，調節池起到收集廢水和調節水質、水量的作用。調節池中水通過提升泵按每小時10m3的流量抽入反應沉淀池，在沉淀池的前段進行鼓風曝氣，通過曝氣，大量的CO2氣體進入水體。從而與水中的次氯酸鈣、氫氧化鈣、氧化鈣發生反應生成CaCO3的沉淀，通過沉淀得以去除，沉淀物質排到儲泥池。沉淀池出水再進入氣浮設備，在氣浮的前段通過投加HCl進行pH的調節，使廢水的pH在6～9之間。通過氣浮能很好地去除對十二烷基苯磺酸鈉、烷基磺酸鈉、脂肪醇硫酸鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚、環氧乙烷和環氧丙烷、三聚磷酸鈉等這些表面活性劑和大量的SS，從而可以大量地降低廢水的濁度，有利于后續構筑物的處理。此處的氣浮是電氣浮，電氣浮出水進入保安過濾器系統作為超濾膜的預處理，廢水經過保安過濾器的預處理后進入膜處理單元，為了減少投資和運行成本，我們選用超濾作為膜處理系統。廢水經過超濾膜處理后，甲基膦酸二甲酯、甲基膦酸鹽、甲膦酸異丙酯、甲膦酸乙酯、二異丙胺基乙磺酸、二乙醇基硫醚、2-氯乙烯基二氯胂、氯乙烯胂酸、二羥二乙硫醚、芥子亞砜、芥子砜、s-（2-二異丙基氨乙基）-甲基硫代膦酸乙酯這些物質得以去除。清液可以回用于消防等，濃水回流至調節池，再循環處理。沉淀物質排到儲泥池，為了整套污水處理系統便于建成移動式的。這里的污泥脫水系統選用占地較小的疊螺脫水機，污泥通過疊螺脫水系統后成較干的泥餅，可以打包放置，后交有資質單位進行處理。

5 結語

本文通過針對廢水中各污染物的特點，制定了相應的工藝；又對相應的設備進行精心的選擇，設計出了一套可以移動式的污水處理系統。針對廢水堿度高、可生化性差并且有含有少量的毒性的特點，采用沉淀、電氣浮及超濾相結合的處理工藝可使系統處理后的水回用于消防。

［1］顧國維.水污染治理技術研究［M］.上海:同濟大學出版社，1997.

［2］王湛.膜分離技術基礎［M］.北京：化學工業出版社，2000.