看大神如何提高治理含硫废水的效率

北极星环保网讯:在石油天然气开采、炼制、化工、冶金等行业生产过程中均会产生大量的含硫废水, 含硫废水中的硫化物具有毒性大、腐蚀性强等特点, 会严重破坏金属设备管线,  给城市、工业污水系统及油气田开发带来巨大的经济损失.含硫废水还会溢出对神经系统具有强烈毒害作用且具有刺激性气味的H2S气体, 既危害人体健康,  又对环境造成极大污染.因此, 研究如何高效简单地治理此类废水成为人们关注的焦点.

目前, 国内外常采用混凝沉淀法、汽提法、氧化法等处理含硫废水,  而氧化法因快速直接且易于操作故在含硫废水处理方面倍受青睐.常用的氧化法通常是将硫化物直接氧化为高价态硫氧酸根,  但硫氧酸根易被硫酸盐还原菌再次还原成硫化物造成二次污染, 若将硫化物直接转化成单质硫回收, 既能解决环境污染问题, 又能实现废水的资源化利用.目前,  能将废水中硫化物转化成单质硫的方法多为生物法和电化学法, 而关于以单质硫为目标产物的化学氧化法的报道极少.由于生物法多适用于低浓度含硫废水,  且由微生物体内排出的微小硫颗粒在水中呈胶体状态, 难以自然沉淀;电化学法生成的单质硫会在阳极表面沉积, 需要定期将单质硫从电极上除去,  以免影响电池的正常工作;化学氧化法能处理高浓度的含硫废水且生成的单质硫通过过滤即可获得.因此, 本研究选用过氧化氢为氧化剂,  通过控制反应体系氧化还原电位(ORP), 以实现将含硫废水中的硫化物定向氧化为单质硫的目标;同时,  研究氧化过程中单质硫的晶体结构和微观形貌并探讨单质硫颗粒增大的主要原因, 以期为实现硫化物定向氧化和单质硫资源化回收利用奠定理论基础.

2 材料与方法

2.1 实验材料

实验采用Na2S˙9H2O配成质量浓度为2000 mg˙L-1的模拟含硫废水,  实验中所用30%过氧化氢、聚丙烯酰胺、丙三醇、氢氧化钠、硫代硫酸钠、碘、盐酸等试剂均为分析纯.

2.2 实验装置与仪器

实验采用自制的氧化脱硫装置(图 1), 主要包括反应器和尾气吸收装置两个部分, 整个反应在密闭条件下进行,  并通过尾气吸收装置吸收反应过程中产生的H2S气体.实验所用仪器包括雷磁PHS-3E型pH计、雷磁213-10型铂电极、78-1型磁力加热搅拌器、SHB-Ⅲ型循环水式多用真空泵.

图 1氧化脱硫装置(1.酸式滴定管2.铁架台3.三口圆底烧瓶4.磁力加热搅拌器5.pH计/铂电极6.尾气吸收瓶)

2.3 实验方法

取200 mL含硫废水于250 mL三口烧瓶中, 加入过氧化氢9 mL˙L-1, 通过酸式滴定管加酸调节废水初始pH为6, 在50  r˙min-1的转速下搅拌反应10 min, 并在反应过程中通过控制加酸量控制反应体系ORP, 反应结束后用0.45μm微孔滤膜过滤,  分别对滤液中可溶性产物及固相产物进行测定.在不同反应时间下对液相中单质硫进行扫描电镜分析和粒径测试.

2.4 分析方法

反应后滤液中SO42-采用重量法(GB11899—1989)测定, S2O32-采用滴定法测定, 体系ORP采用雷磁铂电极测定, 固相产物晶体结构采用X  Pert PRO MPD型X射线衍射仪分析, 微观形貌采用JSM-7500F型扫描电镜分析,  颗粒粒径采用PALS/90PLUS型Zeta电位及粒度分析仪测量.氧化产物收率计算公式如下：

(1)

式中, Cx、C0分别代表氧化产物中硫元素的含量和原水中硫化物浓度(mg˙L-1).

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