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摘 要:甲烷氯化物是氯气深加工后生成的主要产品,在氯气深加工过程中,还会产生含有氯化物的废弃液体,这些废弃液体既不能进入精馏生产系统中,又不能直接进入废水处理装置中,必须对其进行有效的处理应用。本文主要介绍了甲烷氯化物的特性、制备及用途,对甲烷氯化物生产废水治理方法进行了研究,并提出了治理思路。
关键词:甲烷氯化物 废水治理 处理技术
随着我国可持续发展战略的逐步实施,对自然资源合理利用和企业的环境保护都提出了更高的要求,在氯气深加工过程中,管道排放和清洗设备中所泄漏的含有甲烷氯化物的废弃液体成分非常复杂,主要有炭黑、泥渣、酸碱等,对于这些废弃液体必须采取一定的治理方法和治理手段进行处理,在处理过程中,还应采取有效的回收方法进行回收再利用,因此,我们有必要根据甲烷氯化物生产废水治理过程中的技术可行性和经济合理性进行研究,从而找到更好的治理思路。
一、甲烷氯化物系列物质的特性、制备及用途
甲烷氯化物是一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷的总称,通过介绍甲烷氯化物系列物质的特性、制备及用途,可以为甲烷氯化物生产废水治理方法的提出以及甲烷氯化物生产废水治理后的工程应用提供技术上的支撑和理论上的指导。
1.一氯甲烷
一氯甲烷CH3Cl,又称甲基氯,是无色易液化的有毒气体,属有机卤化物,有乙醚得的气味和甜味,可由甲烷与氯取代反应产生,加压液化后需贮存在钢瓶中;有可燃性,与空气形成爆炸性混合物,爆炸极限为8.1%~17.2%(体积),加热或遇火生成光气。一氯甲烷的制备方法主要有两种:一是甲醇氯化法,,此法又分液相法和气相法,其中以液相法为主,即甲醇气体和盐酸在氯化锌水溶液中,于130-140℃下反应生成氯甲烷,再经水洗、冷却、压缩、冷凝,得成品;二是甲烷热氯化法,即由甲烷直接氯化而成,然后从生成的各种氯化物中分离,得成品,此法生产流程与二氯甲烷生产相似。一氯甲烷主要用于生产甲基氯硅烷、四甲基铅、甲基纤维素等,也用于生产农药以及化学工业中的溶剂[1]。
2.二氯甲烷
二氯甲烷CH2Cl2,又称二氯亚甲基,是无色易挥发的有毒液体,有刺激性芳香气味,不易燃烧,与空气形成爆炸混合物,爆炸极限为6.2%~15.0%(体积),在热和潮湿的条件下可释放出光气。二氯甲烷的制备方法主要有两种:一是天然气氯化法,即天然气与氯气反应,经水吸收氯化氢副产盐酸后,用碱液除去残余微量的氯化氢,再经干燥、压缩、冷凝、蒸馏,得成品;二是氯甲烷氯化法,即氯甲烷与氯气在4000kW光照下进行反应,生成二氯甲烷,经碱洗、雎缩、冷凝、干燥和精馏,得成品,主要副产是三氯甲烷。二氯甲烷主要用于生产电影胶片、聚碳酸酯等,也用于制作冷冻剂、脱模剂、脱漆剂以及树脂和橡胶的溶剂。
3.三氯甲烷
三氯甲烷CHCl3,又称氯仿,是无色易挥发的剧毒液体,故需保存在密封的棕色瓶中,味甜,有麻醉性和致癌可能性,在光的作用下,能够被空气氧化为氯化氢和剧毒的光气。三氯甲烷的制备方法,目前广泛采用的是甲烷法和甲醛法,还可以在高温下用铁和水还原四氯化碳制取。[2]。
4.四氯甲烷
四氯甲烷CCl4,又称四氯化碳,是无色易挥发的液体,有三氯甲烷的微甜气味,四氯化碳与水互不相溶,在五百度以上时可以与水作用,产生有毒光气和盐酸,与火焰或炽热物接触能分解成氯化氢、二氧化碳、氯气和光气。四氯甲烷的制备方法主要有两种:一是甲烷热氯化法,即甲烷与氯气混合,在400-430℃下发生热氯化反应,制得粗品和副产盐酸,粗品经中和、干燥、蒸馏提纯,得成品;二是二硫化碳法,即氯气和二硫化碳以铁作催化剂在90-100℃下反应,反应产物经分馏、中和、精馏,得成品,该法投资少,产品易提纯,但成本高,设备腐蚀严重。四氯甲烷曾用途广泛,但因其有毒,很多用途已被二氯甲烷等所替代。
二、甲烷氯化物生产废水治理方法的提出及应用
甲烷氯化物生产废水主要来源于废酸废碱、地面冲洗水以及焚烧系统吸收下来的含酸废水,针对废水特性的可能处理方法,尤其是甲烷氯化物系列的可能去除方法,可能适宜的处理技术主要有汽提技术、吸附技术。
1.汽提技术
汽提技术是根据污染物在废水中溶解度不同的特点,利用通入的惰性气体将污染物排除。目前被推广和采用的汽提技术主要是溢流筛板气提塔,因为国际上对PVC树脂产品中残留氯乙烯含量有了新的要求(应小于1.0ppm),而传统的汽提槽和筛板穿流已经不能满足这一新的要求。最新的溢流筛板气提塔技术加入了间隙脉冲喷淋环节,使溢流筛板不再需要周期煮塔,也不需要加消泡剂,产品质量有了保证[3]。
2.吸附技术
吸附技术是根据固体表面的分子因受力不均而具有剩余的表面能的特点,利用物体对固体表面进行撞击而使污染物吸附在固体表面上。吸附的类型包括物理吸附、化学吸附以及离子吸附三种,目前在废水处理中应用的吸附剂有白土、硅藻土、活化煤、活性炭等,工业废水中主要以活性炭作为吸附剂,活性炭的吸附类型以物理吸附为主,化学吸附为辅,其中活性炭纤维更是近年来采用的一种新的吸附材料。
综上所述,当前所采用的废水处理技术存在着一定的局限性,还不能完全达到甲烷氯化物生产废水治理的要求,我们通过对甲烷氯化物系列物质的特性、制备及用途的分析,为甲烷氯化物生产废水治理方法的提出以及甲烷氯化物生产废水治理后的工程应用提供技术上的支撑和理论上的指导,但是,作为废水处理项目,我们还需要进一步加强对甲烷氯化物废水处理技术的研究,这对减少污染物排放、保护生态环境有着重要的现实意义。
参考文献:
[1]杨兴学.甲烷氯化物有机废水处理技术及应用[J].价值工程,2011,3(6):12-14.
[2]曾爱斌.混凝法去除甲烷氯化物生产废水中的四氯化碳[J].给水排水,2006,3(7):13-14.
[3]蒋洪军.甲烷氯化物生产废水治理方法研究[D].四川大学,2004.
[4]何成达.四环素类抗生素生产废水处理技术进展[J].环境科学与管理,2006,7(3):20-22.
关键词:甲烷氯化物 废水治理 处理技术
随着我国可持续发展战略的逐步实施,对自然资源合理利用和企业的环境保护都提出了更高的要求,在氯气深加工过程中,管道排放和清洗设备中所泄漏的含有甲烷氯化物的废弃液体成分非常复杂,主要有炭黑、泥渣、酸碱等,对于这些废弃液体必须采取一定的治理方法和治理手段进行处理,在处理过程中,还应采取有效的回收方法进行回收再利用,因此,我们有必要根据甲烷氯化物生产废水治理过程中的技术可行性和经济合理性进行研究,从而找到更好的治理思路。
一、甲烷氯化物系列物质的特性、制备及用途
甲烷氯化物是一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷的总称,通过介绍甲烷氯化物系列物质的特性、制备及用途,可以为甲烷氯化物生产废水治理方法的提出以及甲烷氯化物生产废水治理后的工程应用提供技术上的支撑和理论上的指导。
1.一氯甲烷
一氯甲烷CH3Cl,又称甲基氯,是无色易液化的有毒气体,属有机卤化物,有乙醚得的气味和甜味,可由甲烷与氯取代反应产生,加压液化后需贮存在钢瓶中;有可燃性,与空气形成爆炸性混合物,爆炸极限为8.1%~17.2%(体积),加热或遇火生成光气。一氯甲烷的制备方法主要有两种:一是甲醇氯化法,,此法又分液相法和气相法,其中以液相法为主,即甲醇气体和盐酸在氯化锌水溶液中,于130-140℃下反应生成氯甲烷,再经水洗、冷却、压缩、冷凝,得成品;二是甲烷热氯化法,即由甲烷直接氯化而成,然后从生成的各种氯化物中分离,得成品,此法生产流程与二氯甲烷生产相似。一氯甲烷主要用于生产甲基氯硅烷、四甲基铅、甲基纤维素等,也用于生产农药以及化学工业中的溶剂[1]。
2.二氯甲烷
二氯甲烷CH2Cl2,又称二氯亚甲基,是无色易挥发的有毒液体,有刺激性芳香气味,不易燃烧,与空气形成爆炸混合物,爆炸极限为6.2%~15.0%(体积),在热和潮湿的条件下可释放出光气。二氯甲烷的制备方法主要有两种:一是天然气氯化法,即天然气与氯气反应,经水吸收氯化氢副产盐酸后,用碱液除去残余微量的氯化氢,再经干燥、压缩、冷凝、蒸馏,得成品;二是氯甲烷氯化法,即氯甲烷与氯气在4000kW光照下进行反应,生成二氯甲烷,经碱洗、雎缩、冷凝、干燥和精馏,得成品,主要副产是三氯甲烷。二氯甲烷主要用于生产电影胶片、聚碳酸酯等,也用于制作冷冻剂、脱模剂、脱漆剂以及树脂和橡胶的溶剂。
3.三氯甲烷
三氯甲烷CHCl3,又称氯仿,是无色易挥发的剧毒液体,故需保存在密封的棕色瓶中,味甜,有麻醉性和致癌可能性,在光的作用下,能够被空气氧化为氯化氢和剧毒的光气。三氯甲烷的制备方法,目前广泛采用的是甲烷法和甲醛法,还可以在高温下用铁和水还原四氯化碳制取。[2]。
4.四氯甲烷
四氯甲烷CCl4,又称四氯化碳,是无色易挥发的液体,有三氯甲烷的微甜气味,四氯化碳与水互不相溶,在五百度以上时可以与水作用,产生有毒光气和盐酸,与火焰或炽热物接触能分解成氯化氢、二氧化碳、氯气和光气。四氯甲烷的制备方法主要有两种:一是甲烷热氯化法,即甲烷与氯气混合,在400-430℃下发生热氯化反应,制得粗品和副产盐酸,粗品经中和、干燥、蒸馏提纯,得成品;二是二硫化碳法,即氯气和二硫化碳以铁作催化剂在90-100℃下反应,反应产物经分馏、中和、精馏,得成品,该法投资少,产品易提纯,但成本高,设备腐蚀严重。四氯甲烷曾用途广泛,但因其有毒,很多用途已被二氯甲烷等所替代。
二、甲烷氯化物生产废水治理方法的提出及应用
甲烷氯化物生产废水主要来源于废酸废碱、地面冲洗水以及焚烧系统吸收下来的含酸废水,针对废水特性的可能处理方法,尤其是甲烷氯化物系列的可能去除方法,可能适宜的处理技术主要有汽提技术、吸附技术。
1.汽提技术
汽提技术是根据污染物在废水中溶解度不同的特点,利用通入的惰性气体将污染物排除。目前被推广和采用的汽提技术主要是溢流筛板气提塔,因为国际上对PVC树脂产品中残留氯乙烯含量有了新的要求(应小于1.0ppm),而传统的汽提槽和筛板穿流已经不能满足这一新的要求。最新的溢流筛板气提塔技术加入了间隙脉冲喷淋环节,使溢流筛板不再需要周期煮塔,也不需要加消泡剂,产品质量有了保证[3]。
2.吸附技术
吸附技术是根据固体表面的分子因受力不均而具有剩余的表面能的特点,利用物体对固体表面进行撞击而使污染物吸附在固体表面上。吸附的类型包括物理吸附、化学吸附以及离子吸附三种,目前在废水处理中应用的吸附剂有白土、硅藻土、活化煤、活性炭等,工业废水中主要以活性炭作为吸附剂,活性炭的吸附类型以物理吸附为主,化学吸附为辅,其中活性炭纤维更是近年来采用的一种新的吸附材料。
综上所述,当前所采用的废水处理技术存在着一定的局限性,还不能完全达到甲烷氯化物生产废水治理的要求,我们通过对甲烷氯化物系列物质的特性、制备及用途的分析,为甲烷氯化物生产废水治理方法的提出以及甲烷氯化物生产废水治理后的工程应用提供技术上的支撑和理论上的指导,但是,作为废水处理项目,我们还需要进一步加强对甲烷氯化物废水处理技术的研究,这对减少污染物排放、保护生态环境有着重要的现实意义。
参考文献:
[1]杨兴学.甲烷氯化物有机废水处理技术及应用[J].价值工程,2011,3(6):12-14.
[2]曾爱斌.混凝法去除甲烷氯化物生产废水中的四氯化碳[J].给水排水,2006,3(7):13-14.
[3]蒋洪军.甲烷氯化物生产废水治理方法研究[D].四川大学,2004.
[4]何成达.四环素类抗生素生产废水处理技术进展[J].环境科学与管理,2006,7(3):20-22.