橡胶促进剂CBS废水处理的初步试验

发布时间:2021-09-25 19:55:16

第 2 卷第 2 期 南京师范大学学报 ( 工程技术版) Vol. 2 No. 2 ) 2002 年 J OU RNAL OF NANJ IN G NORMAL UN IV ERSIT Y( EN GIN EERIN G AND TECHNOLO GY 2002

橡胶促进剂 CBS 废水处理的初步试验
侯小刚 ,张显球 ,王力友 ,王以清
( 南京师范大学动力工程学院 ,210042 ,南京)

[ 摘要 ]   采用絮凝、 氧化、 絮凝 — 吸附及蒸发浓缩法对高浓度难降解促进剂 CBS 废水进行的初步试验结果表明 ,常用絮凝剂
絮凝、 Fenton 试剂氧化和絮凝 — 吸附处理对 CBS 废水都难以奏效 ,而蒸发浓缩处理 ,COD 从 50 000 mg/ L 降到 3 300 mg/ L ; 去除 率达到 93. 4 % ;色度从 150 倍降到 0 ,表明它是 CBS 废水一种有效的预处理方法.

[ 关键词 ]   促进剂 CBS ,絮凝 ,氧化 ,吸附 ,蒸发 ,废水处理 [ 中图分类号 ] X783. 3 ;  [ 文献标识码 ]B ;  [ 文章编号 ]1672 - 1292 ( 2002) 02 - 0066 - 03

0  引言

促进剂 CBS ( accelerator CBS) 是一种常用的后效性促进剂 ,广泛应用于轮胎 、 、 、 、 胶鞋 胶管 胶带 电缆 等各种橡胶制品中 . 促进剂 CBS 由促进剂 M ( accelerator M) 与环己胺水溶液混合后 , 在搅拌下滴加次氯酸*醒趸 反应制得 ,反应式如下 :

经上述反应首先制得半成品 ,再经过滤 、 水洗 、 干燥而得成品 [ 1 ] . 生产废水主要来源于水洗工序和 过滤母液 ,所排放的废水盐分高 、 COD 浓度高 , 废水主要含多种杂环有机物 , 难降解 , 难生化 , 属于高浓 度难降解有机废水 . 目前 ,尚未见文献报道该类废水的治理研究 ,因此 ,开展该类废水的治理研究 ,开发 其有效治理技术具有重要现实意义 .

1  试验与讨论
1. 1   废水来源与水质

表1  橡胶促进剂 CBS 废水水质
参数 COD 浓度/ ( mg/ L) Cl - / ( mg/ L) 值
50 000 100 000

色度/ 倍
150

试验用水取自南京化工厂促进剂 CBS 废水池 , 其水质见表 1.
1. 2   絮凝法试验

Ξ

pH 8. 5

本试验需要的药品有 : FeSO4 ? H2 O 和 MgSO4 ? H2 O 均为分析纯 , 中国联试化工试剂有限公司生 7 7 产 ; 聚铝 ( PAC) ,工业品 ;Ca ( O H) 2 ,分析纯 ,上海奉贤试剂厂 . 分别取 100 mL 废水于 4 个烧杯中 , 分别投入 0. 02 g 、 05 g 、 1 g 、 15 g 絮凝剂 , 搅匀并加 Ca 0. 0. 0. ( O H) 2 调节 p H 值 ,对絮凝剂 FeSO4 ? H2 O 、 7 聚铝 、 MgSO4 ,p H 分别控制在 9 ~ 10 、~ 8 和 12 左右 , 待形 7 成絮状物后 ,过滤 ,取滤液测定 COD. COD 测定采用重铬酸钾法 ,色度采用稀释倍数法 [ 2 ] . 试验结果见图
1.
Ξ 收稿日期 :2002 - 01 - 19 1

基金项目 : 江苏省教育厅自然科学基金项目 (2000DL Y0002SJ 1) . 作者简介 : 侯小刚 ,1956 - ,南京师范大学动力工程学院院长 ,副教授 ,主要从事热能工程及 “三废” 处理技术的教学与研究 .

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侯小刚 ,等 : 橡胶促进剂 CBS 废水处理的初步试验

絮凝试验结果表明 ,3 种常用絮凝剂中 , FeSO4 的处理效果最 好 ,但 COD 的去除率也只有 22 %左右 . 可以说这 3 种常用絮凝剂 对 CBS 废水的处理效果都较差 , 不适合用来处理促进剂 CBS 废 水. 1. 3  Fenton 试剂氧化试验
Fenton 试剂具有很强的氧化性 , 可以氧化很多有机物 . 其氧 化效果主要与试剂的组成 ( 即 FeSO4 与 H2 O2 的比例) 、 温度 、H 、 p

反应时间有关 . 本试验在 p H = 3 、 温度为 45 ℃、 反应时间为 3 h 的 情况下初步研究 Fenton 试剂的组成对 CBS 废水处理效果的影 响. 各取 100 mL 废 水 分 别 投 加 一 定 量 的 FeSO4 ? 7 H2 O 和 H2 O2 ( 30 %) ,控制 p H 在 3 左右 ,在 45 ℃ 左右 恒温反应 3 h 后 , 加 Ca ( O H) 2 控制 p H 7 ~ 8 , * 20 min 后过滤 . 取滤液测定 COD. 试验结果见表 2. 表 2 说明 Fenton 试剂的组成对废水的处理效果 有一 定 的 影 响 , 当 FeSO4 的 投 加 量 为 1 000 mg/ L , H2 O2 的投加量为 40 mL/ L 时效果较好 , 但 COD 去除

图 1   种常见絮凝剂对 CBS 废水的处理效果 3

表2  Fenton 试剂的组成对废水处理效果的影响
Fenton 试剂的组成 FeSO 4/ g 0. 05 0. 05 0. 1 0. 1 H2O 2/ ( mL) 2 4 2 4

出水 COD/
( mg/ L) 35 646 33 715 34 450 32 303

COD 去除率/ % 28. 7 32. 6 31. 1 35. 4

率也只达到 35. 4 % ,废水 COD 仍高达 32 000 mg/ L 以上 ,对后续处理十分不利 . 1. 4   絮凝 — 吸附处理 表3  絮凝 — 吸附处理结果    800 mL 废水 ( COD = 50 000 mg/ L ) ,加入 0. 4 g 取
FeSO4 絮凝后过滤得滤液 . 各取 100 mL 滤液 , 投加一
吸附剂投加量/ g 出水 COD/ ( mg/ L) COD 去除率/ %
0. 1 33 150 33. 7 定量的颗粒活性炭 ,于磁力搅拌器上轻搅 1 h 后过滤 , 0. 2 32 553 34. 9 取滤液测定 COD. 试验结果见表 3. 0. 3 31 906 36. 2 从絮凝 — 吸附组合工艺处理的试验结果来看 , 处 理效果仍不理想 ,COD 去除率最好也只有 36. 2 % ,出水 COD 仍然很高 ,而且活性炭的价格比*汗 ,再 生困难 ,因此该法亦不可取 .

1. 5   蒸发浓缩处理

从污染物的物化性质来看 , 促进剂 M 和 CBS 是结晶物 , 唯有液态环己胺是液体 , 而其沸点为 134 ℃,因此可以考虑对废水进行常压蒸发浓缩处理 . 取 700 mL 废水于 1 500 mL 的烧瓶中进行蒸 发 ,控制火力使蒸发过程*稳进行 , 依次对短时间 内馏出的液体 ( 蒸馏初期每馏出 50 mL 作一个水 样 ,末期 100 mL 作一个水样) 进行 COD 测定 ,试验 结果见图 2. 图 2 表明最初的馏出液 ( 第一个 50 mL 水样 )
COD 浓度最高 ,约 5 300 mg/ L ,然后就下降到 2 800 mg/ L ,以后略有增加 ,处在 3 000~3 300 mg/ L 范围 内 . 由于环己胺与水在 96. 4 ℃ 处会形成共沸 [ 3 ] , 所 以在蒸馏的最初 ,大部分的环己胺和挥发性有机物 都进入了馏出液 ,COD 浓度是最高的 , 随后由于浓 液中环己胺和挥发性有机物含量的减少 , 馏出液

图2  馏出液 COD 浓度曲线

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南京师范大学学报 ( 工程技术版)                            2 卷第 2 期 ( 2002 年) 第

COD 就很快下降 . 后期由于浓缩液温度会略有上升 , 挥发出来的有机物会略有增加 , 引起馏出液 COD

浓度也略有上升 . 将各样混合均匀得到馏出混合液 ,测试 COD 和色度 ,结果见表 5. 表5  馏出混合液的 COD 与色度 表 5 说明 ,废水经蒸溜后 , 色度及盐分基本上去除 , COD 从 50 000 mg/ L 降到 3 300 mg/ L ,COD 去除率达到 数据名称 原水 馏出混合液 去除率/
93. 4 % ,虽然 COD 浓度尚未达到排放标准 , 但比较 容易
COD/ ( mg/ L) 50 000 3 300 0 12 93. 4 100

%

作下一步处理 . 已开展的生化试验表明蒸馏出水可以采 Cl - / ( mg/ L) 100 000 用生化法进一步处理 . 此外 , 蒸馏得到的结晶渣 , 经厂方 分析主要为促进剂 M 、 与 NaCl ,目前正在进一步做回收利用的研究 . CBS

色度/ 倍

150

~100

2  结论
( 1) 促进剂 CBS 生产废水属高浓度难降解废水 ,常规的絮凝 、 氧化和吸附都难以奏效 . ( 2) 采用蒸发浓缩处理 ,COD 可从 50 000 mg/ L 降到 3 300 mg/ L ,COD 去除率达到 93. 4 % , 色度可

从 150 倍降到 0 ,表明它是 CBS 废水一种有效的预处理方法 .
[ 参考文献 ]
[ 1 ] 武振宇 ,王翠珍 ,张跃 . 硫化促进剂 CBS 合成新工艺 [J ] . 河北化工 . 1997 ( 4) :13~15. [2 ] 国家环保局水和废水监测分析方法编委会 . 水和废水监测分析方法 [ M ] . ( 第三版 ) . 北京 : 中国环境科学出版杜 . 1989. [ 3 ] 张伟 . 环己胺水分超标原因及解决办法 [J ] . 化学工业与工程技术 ,1995 ( 4) :41~43.

Prel iminary Experiments on Accelerator CBS Waste water Treatment
Hou Xiaogang , Zhang Xianqiu , Wang Liyou , Wang Yiqing
(College of Power Engineering , Nanjing Normal University , 210042 , Nanjing , PRC)

Abstract :The experiments on heavy concentration accelerator CBS wastewater have been conducted by adopting flocculation , oxidation , flocculation2adsorption and distillation process. The experimental results showed flocculation wit h FeSO4 , PAC , and tion is very effective. The COD concentration is reduced from 50 000 mg/ L to 3 300 mg/ L and t he total removal efficiencies is up met hod. to 93. 4 % , t he colourity is decreased from 150 to 0. It is suggested t hat t he met hod can become an effective pre2treatment Key words :accelerator CBS , flocculation , oxidation , adsorption , distillation , wastewater treatment MgSO4 and oxidation wit h Fenton agent and flocculation - adsorption ( FeSO4 , activated carbon) are little effective , but distilla2

[ 责任编辑 : 孙德泉 ]

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