CN108751328B - 一种粘胶纤维行业中的酸性水的除臭方法 - Google Patents

一种粘胶纤维行业中的酸性水的除臭方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种粘胶纤维行业中的酸性水的除臭方法，目的是将直接外排的酸性水进行臭味处理，回收利用。主要步骤为：利用活性炭对酸性水中的H2S、CS2、杂质等进行吸附，得到透明、无味儿的可回收的酸性水；双氧水在碱性条件下对活性炭进行解析，解析后的活性炭继续重复吸附过程。本发明不仅可以净化车间空气，还减少了部分废水的排放，节约水资源，提高了企业经济效益。

Description

一种粘胶纤维行业中的酸性水的除臭方法
技术领域
本发明涉及一种粘胶纤维行业中的酸性水的除臭方法，属于粘胶纤维领域中的酸性废水处理领域。
背景技术
面对水资源不断枯竭的现状，世界范围内都提高了在传统污水治理的工艺基础上深化改革更为有效的水体治理方案，其中工业废水是水体污染的主要原因，存在着成分复杂，性质多变等问题，对工业废水进行处理是节约水资源的重中之重。其中粘胶纤维行业生产过程中耗水、耗气量较大，因此最大限度的节能降耗成为粘胶纤维行业的主要任务。经过初级处理后排放的污水的水质指标应达到污水综合排放标准GB8978-1996三级标准：外排污水硫化物含量控制在1.0mg/L以下，COD含量控制在500mg/L以下，锌离子含量控制在5.0mg/L以下。粘胶纤维行业中直接外排的酸性水水量大，主要含有H2S、CS2等硫化物，对H2S、CS2进行处理去除异味即可实现酸性水的回收利用，实现节能减排，使企业保持竞争力。
目前废水中H2S的去除方法主要包括曝气处理法、络合铁法、臭氧氧化法、生化法等，但是这些方法都存在各自的问题，要么工艺复杂，要么有二次污染，而且普遍成本较高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种粘胶纤维行业中的酸性水的除臭方法，可以利用活性炭的比表面积大、吸附能力强的特点，去除超低浓度硫化物(H2S、CS2等)且工艺简单，无二次污染，成本低廉，特别适合大规模工业化生产。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种粘胶纤维行业中的酸性水的除臭方法，包括以下步骤：
(1)收集粘胶纤维行业中的酸性水，其含有H2S和CS2；
(2)采用活性炭作为吸附介质，将活性炭填装于过滤装置内，将酸性水通入过滤装置进行吸附处理；
(3)吸附处理后的液体外排，定期在排水口处的周围环境中取样进行气体含量测定；
(4)若测定的H2S和CS2的含量始终小于等于设定值，直至定量的酸性水处理完，将活性炭于过滤装置内取出，用双氧水对活性炭进行解析，将解析后的活性炭再次用于步骤(2)的吸附处理，重复吸附-解析的过程，若测定的H2S和CS2的含量大于设定值，则选用新的活性炭，重新进行步骤(2)。
本发明的有益效果是：通过对粘胶纤维行业中的酸性水进行除臭研究，可以利用活性炭吸附粘胶纤维行业中的酸性水中H2S，CS2等物质，并降低浑浊度，来达到除臭的目的，并对活性炭进行双氧水解析再生，使其可以循环使用，直到达到其使用寿命。采用这样的处理方法可以回收原本直接外排的酸性水，进行重复使用，不仅净化了车间空气，还实现了节能减排，其工艺简单，非常适合工业化生产。
本发明针对粘胶纤维行业中的酸性水进行除臭研究，主要步骤为：利用活性炭对酸性水中的H2S、CS2、杂质等进行吸附，得到透明、无味儿的可回收的酸性水；双氧水在碱性条件下对活性炭进行解析，解析后的活性炭继续重复吸附-解析过程。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，步骤(1)中，所述粘胶纤维行业中的酸性水中的H2S含量为60-100ppm，CS2含量为30-50ppm。处理前，粘胶纤维行业中的酸性水呈淡黄色、有臭鸡蛋味，这是因为其含有一定量的H2S、CS2而造成的。
采用上述进一步方案的有益效果是本发明使用的活性炭吸附能力强，不仅将酸性水中的H2S、CS2进行吸附，还对水质的混浊度和色度进行了有效的处理，而且物理吸附不产生任何污染物，过程安全环保。
进一步，所述所述粘胶纤维行业中的酸性水通入过滤装置的方式为下进上出，且流速为200-400mL/min。
进一步，步骤(2)中，对应粘胶纤维行业中的酸性水的流速，所述活性炭的用量为700-900g。
采用上述进一步方案的有益效果是活性炭为多孔结构物质,比表面积大，吸附能力强，可以去除超低浓度硫化物且工艺简单，无二次污染，而以一定流速下进上出使酸性水能与活性炭进行充分接触，与上进下出或者横向通过的设置方式相比，吸附效果可提高25％。
进一步，步骤(3)中，每隔1h在排水口处的周围环境中取样进行气体含量测试。
进一步，步骤(3)中，所述气体含量测定方法为检知管测定法，所述设定值为0，在测定的H2S和CS2的含量一直等于0时，解析前处理的酸性水与活性炭的质量比为550:1。当测定的H2S和CS2的含量等于0时，酸性水为无色无味状态。
检知管法是在纺织行业内常用的气体检测方法(具体可参见国家标准GB/T33610.2-2017-纺织品-消臭性能的测定-第2部分：检知管法)。检知管又叫检气管，是据进入的试样量和试剂变色的深浅或变色部分的长短，借助于标准色阶来判断气体含量，在使用时，将其两端锯开，在检出试剂的前后端要装填硅胶或氧化铝胶，检气管的特点是简单、轻便、操作方便，可用于检出有毒或有害气体,如乙炔、氯、汞蒸气、氨、乙烯、硫化氢、氮氧化物、二硫化碳等。
本发明的目的就是去除酸性水的臭味儿，使酸性水中H2S、CS2的浓度控制在人的嗅觉阈以下，由于其下限极低，所以基于本发明的测定方法上测定的H2S、CS2浓度为0(本发明所用检知管测定的气体含量为ppm级，如果处理后的气体含量低于ppm级检知管就测定不出来，在刻度上显示为0)时认为活性炭的吸附完全，处理后的酸性水达到回用或排放标准。
采用上述进一步方案的有益效果是在检知管内通过检测剂与被检测气体的反应而出现颜色变化，来表示所测环境中的气体浓度，这种测定方式具有操作简单、使用范围广泛、检测准确、实时性强和成本低的特点。同时考虑到检测的成本以及活性炭吸附能力的变化曲线，选定每隔1h进行一次气体含量测试，活性炭吸附能力在保持较高水准时，1h内的吸附能力变化不大，这样的间隔时间，也符合工业化生产的需求。控制单次循环的酸性水与活性炭的质量比最佳为550:1，这是处于成本的考虑，结合处理废水回用带来的收益，以及处理过程中，消耗的活性炭以及双氧水来衡量的。
进一步，步骤(4)中，解析用双氧水采用质量分数为32％的双氧水溶液，其比重为1.11g/L。
进一步，步骤(4)中，解析的温度为40-60℃，解析至活性炭在解析液中不在冒泡则解析完成，将活性炭取出烘干后再次用于步骤(2)的吸附处理，解析时控制PH在8-11之间。
进一步，解析时调节PH的试剂为质量分数为30％的NaOH溶液，其比重为1.32g/L。
进一步，步骤(4)中，解析时，双氧水溶液中的H2O2与活性炭质量比控制在1:8-1:10。
采用上述进一步方案的有益效果是采用双氧水对吸附饱和的活性炭解析，过氧化氢在酸性和碱性条件下都是强氧化剂，但双氧水在酸性条件下反应速度很慢，在碱性条件下反应速度大大提高，这是由于过氧化氢在水溶液中电离为H+和HO2 -(过氧氢根离子)，此过程为可逆过程，在碱性条件下OH-可以与H+反应，使双氧水不断电离产生大量的过氧氢根离子，参与氧化硫化物的反应过程(在中性以及微酸性条件下双氧水氧化硫化物为单质硫，在碱性条件下生成硫酸根，解析后活性炭取出烘干，剩余液体调节至中性后排入污水井)。另外过氧化氢本身性质稳定，可长期储存，价格经济，适用于工业化生产。
在本领域中，酸性水是直接外排的，会带来严重的污染和浪费，而现有的一些处理方法，基本上都是直接氧化或者络合，处理成本高，而且会产生各种问题。而在本发明中，是先利用活性炭的吸附，再利用双氧水对活性炭进行解析，处理成本低，工艺简单，符合工业化生产的需求，这是在粘胶纤维行业中由申请人独创的酸性水除臭方式，而且针对吸附和解析的具体过程的具体技术参数，比如酸性水的流向和流速、活性炭的用量、单次循环处理酸性水的量、解析用的试剂及其浓度和用量、解析的时间和温度、解析控制的PH值等，都是申请人在确定酸性水除臭方式的基础上，经过大量的研发试验结合各种生产需要和技术效果而得出的最佳生产条件，这些技术特征现有的技术中均未见相关的报道。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
本发明具体涉及一种粘胶纤维行业中的酸性水的除臭方法，包括以下步骤：
(1)收集粘胶纤维行业中的酸性水，其含有H2S(60-100ppm)和CS2(30-50ppm)，呈淡黄色、有臭鸡蛋味；
(2)采用活性炭作为吸附介质，将活性炭填装于过滤装置内，将酸性水通入过滤装置进行吸附处理；过滤装置可以选择φ50mm、长1m的筒状结构，竖直设置，其内填装700-900g活性炭，酸性水以200-400mL/min的流速由过滤装置的下面进上面出，连续对酸性水中的H2S、CS2、杂质等物质进行连续吸附，得到清澈透明、无色无味的酸性水；
(3)吸附处理后的液体外排，定期在排水口处的周围环境中取样进行气体含量测定；具体可以每隔1h取样进行气体含量测定，测定的方法为检知管测定法；
(4)若测定的H2S和CS2的含量始终小于等于设定值，直至定量的酸性水全部处理完，将活性炭于过滤装置内取出，用双氧水对活性炭进行解析，将解析后的活性炭再次用于步骤(2)的吸附处理，重复吸附-解析的过程；若定量的酸性水全部处理完测定的H2S和CS2的含量大于设定值，则可以认为正在使用的活性炭失去了活性，应该舍弃，而选用新的活性炭，重新进行步骤(2)；
设定值可以根据国家标准中对废水的要求，设定为0；定量的酸性水根据测算，在酸性水与活性炭的质量比为550:1时，兼顾成本及效果，具有较佳的实用性；
解析的具体步骤为：取质量分数为32％的双氧水溶液(比重为1.11g/L)，用质量分数为30％的NaOH溶液(比重为1.32g/L)调节溶液的PH值在8-11之间，将取出的活性炭至于溶液内，溶液中的H2O2与活性炭质量比控制在1:8-1:10，控制温度在40-60℃，解析至活性炭在解析液中不在冒泡则解析完成，将活性炭取出烘干后再次用于步骤(2)的吸附处理。
以下通过具体实施例对本发明技术方案的技术效果进行分析。
实施例1
本发明涉及粘胶纤维行业中的酸性水除臭研究,包括以下步骤：
(1)收集粘胶纤维行业中的酸性水，其含有H2S(60-100ppm)和CS2(30-50ppm)，呈淡黄色、有臭鸡蛋味；
(2)向φ50mm、长1m的过滤装置内填装700g活性炭，酸性水以200mL/min的流速由下进上出，连续对酸性水中的H2S、CS2、杂质等物质进行连续吸附过程，得到清澈透明、无色无味的酸性水；
(3)吸附处理后的液体外排，每隔1h在排水口处的周围环境中取样通过检知管测定法进行气体含量测定；
(4)若测定的H2S和CS2的含量始终等于0，直至质量是活性炭900倍的酸性水全部处理完，将活性炭于过滤装置内取出，用质量分数为32％的双氧水在PH值在8的碱性条件下(具体用质量分数为30％的NaOH溶液调节PH值)对活性炭进行解析，溶液中的H2O2与活性炭质量比控制在1:8，解析温度为40℃，解析至活性炭在解析液中不在冒泡则解析完成，将活性炭取出烘干后再次用于步骤(2)的吸附处理，重复吸附-解析的过程；若测定的H2S和CS2的含量大于设定值，则可以认为正在使用的活性炭失去了活性，应该舍弃，而选用新的活性炭，重新进行步骤(2)。
实施例2
本发明涉及粘胶纤维行业中的酸性水除臭研究,包括以下步骤：
(1)收集粘胶纤维行业中的酸性水，其含有H2S(60-100ppm)和CS2(30-50ppm)，呈淡黄色、有臭鸡蛋味；
(2)向φ50mm、长1m的过滤装置内填装800g活性炭，酸性水以300ml/min的流速由下进上出，连续对酸性水中的H2S、CS2、杂质等物质进行连续吸附过程，得到清澈透明、无色无味的酸性水；
(3)吸附处理后的液体外排，每隔1h在排水口处的周围环境中取样通过检知管测定法进行气体含量测定；
(4)若测定的H2S和CS2的含量始终等于0，直至质量是活性炭800倍的酸性水全部处理完，将活性炭于过滤装置内取出，用质量分数为32％的双氧水在PH值在9的碱性条件下(具体用质量分数为30％的NaOH溶液调节PH值)对活性炭进行解析，溶液中的H2O2与活性炭质量比控制在1:9，解析温度为50℃，解析至活性炭在解析液中不在冒泡则解析完成，将活性炭取出烘干后再次用于步骤(2)的吸附处理，重复吸附-解析的过程；若测定的H2S和CS2的含量大于设定值，则可以认为正在使用的活性炭失去了活性，应该舍弃，而选用新的活性炭，重新进行步骤(2)。
实施例3
本发明涉及粘胶纤维行业中的酸性水除臭研究,包括以下步骤：
(1)收集粘胶纤维行业中的酸性水，其含有H2S(60-100ppm)和CS2(30-50ppm)，呈淡黄色、有臭鸡蛋味；
(2)向φ50mm、长1m的过滤装置内填装700g活性炭，酸性水以400ml/min的流速由下进上出，连续对酸性水中的H2S、CS2、杂质等物质进行连续吸附过程，得到清澈透明、无色无味的酸性水；
(3)吸附处理后的液体外排，每隔1h在排水口处的周围环境中取样通过检知管测定法进行气体含量测定；
(4)若测定的H2S和CS2的含量始终等于0，直至质量是活性炭550倍的酸性水全部处理完，将活性炭于过滤装置内取出，用质量分数为32％的双氧水在PH值在10的碱性条件下(具体用质量分数为30％的NaOH溶液调节PH值)对活性炭进行解析，溶液中的H2O2与活性炭质量比控制在1:10，解析温度为60℃，解析至活性炭在解析液中不在冒泡则解析完成，将活性炭取出烘干后再次用于步骤(2)的吸附处理，重复吸附-解析的过程；若测定的H2S和CS2的含量大于设定值，则可以认为正在使用的活性炭失去了活性，应该舍弃，而选用新的活性炭，重新进行步骤(2)。
实施例4
本发明涉及粘胶纤维行业中的酸性水除臭研究,包括以下步骤：
(1)收集粘胶纤维行业中的酸性水，其含有H2S(60-100ppm)和CS2(30-50ppm)，呈淡黄色、有臭鸡蛋味；
(2)向φ50mm、长1m的过滤装置内填装800g活性炭，酸性水以350ml/min的流速由下进上出，连续对酸性水中的H2S、CS2、杂质等物质进行连续吸附过程，得到清澈透明、无色无味的酸性水；
(3)吸附处理后的液体外排，每隔1h在排水口处的周围环境中取样通过检知管测定法进行气体含量测定；
(4)若测定的H2S和CS2的含量始终等于0，直至质量是活性炭500倍的酸性水全部处理完，将活性炭于过滤装置内取出，用质量分数为32％的双氧水在PH值在11的碱性条件下(具体用质量分数为30％的NaOH溶液调节PH值)对活性炭进行解析，溶液中的H2O2与活性炭质量比控制在1:8，解析温度为45℃，解析至活性炭在解析液中不在冒泡则解析完成，将活性炭取出烘干后再次用于步骤(2)的吸附处理，重复吸附-解析的过程；若测定的H2S和CS2的含量大于设定值，则可以认为正在使用的活性炭失去了活性，应该舍弃，而选用新的活性炭，重新进行步骤(2)。
实施例5
本发明涉及粘胶纤维行业中的酸性水除臭研究,包括以下步骤：
(1)收集粘胶纤维行业中的酸性水，其含有H2S(60-100ppm)和CS2(30-50ppm)，呈淡黄色、有臭鸡蛋味；
(2)向φ50mm、长1m的过滤装置内填装900g活性炭，酸性水以250ml/min的流速由下进上出，连续对酸性水中的H2S、CS2、杂质等物质进行连续吸附过程，得到清澈透明、无色无味的酸性水；
(3)吸附处理后的液体外排，每隔1h在排水口处的周围环境中取样通过检知管测定法进行气体含量测定；
(4)若测定的H2S和CS2的含量始终等于0，直至质量是活性炭200倍的酸性水全部处理完，将活性炭于过滤装置内取出，用质量分数为32％的双氧水在PH值在9的碱性条件下(具体用质量分数为30％的NaOH溶液调节PH值)对活性炭进行解析，溶液中的H2O2与活性炭质量比控制在1:10，解析温度为55℃，解析至活性炭在解析液中不在冒泡则解析完成，将活性炭取出烘干后再次用于步骤(2)的吸附处理，重复吸附-解析的过程；若测定的H2S和CS2的含量大于设定值，则可以认为正在使用的活性炭失去了活性，应该舍弃，而选用新的活性炭，重新进行步骤(2)。
结果对比分析：
采用本发明的工艺净化的酸性水(实施案例1-5)浑浊度控制在0.872NTU以下，基于每小时通入的酸性水与活性炭的不同质量比与不同活性炭吸附-解析循环次数的条件下对应的的化验数据进行横向与纵向比较如下表所示。
Figure BDA0001700405730000101
上表中，比例指单次活性炭吸附时定量通入的酸性水与活性炭的质量比，活性炭用量在700-900g之间，并以酸性水比重为1g/ml折算成质量进行质量比的核算。含量指在排水口处检测到的气体含量，次数是指吸附-解析循环的次数。
本发明进行了质量比分别为：900:1、800:1、550:1、200:1四组实验，进行了横向对比，由实验数据发现随着质量比减小，所测的H2S、CS2含量逐渐减小，同时进行了纵向比较，由实验数据发现随着质量比减小，活性炭循环次数逐渐增多。
将实施例1-5活性炭循环次数及成本进行分析：
1.活性炭循环次数
本发明的目的就是去除酸性水的臭味儿，使酸性水中H2S、CS2的浓度控制在人的嗅觉阈以下，由于其下限极低，所以基于本发明的测定方法上测定的H2S、CS2浓度为0时认为酸性水达到回用或排放标准，由上表可知活性炭循环到第五次时仍有吸附性能，但本发明的活性炭循环次数要结合成本综合考虑。
2.成本
以每吨生产水的成本为4.36元，每吨活性炭的成本2300元，每吨双氧水的成本为1200元，双氧水与活性炭的摩尔比控制在1:8-1:10之间计算，在酸性水与活性炭质量比大于550:1时低于生产水成本，结合质量比为550:1时活性炭循环使用最多，达到3次，所以在酸性水与活性炭质量比为550:1时最佳，节约了生产成本，可以用于大型的工业化生产。
本发明，采用活性炭对粘胶纤维行业中的酸站酸性水除臭研究，对去除酸性水中的H2S和CS2效率高，处理后的酸性水指标符合回用标准。用双氧水解析活性炭的方法，使活性炭达到3次循环使用的效果。活性炭和少量双氧水的费用远远弥补了直接采用生产水生产的运行成本，大大节约生产成本，提高企业经济效益，对酸性水除臭回用减少了废水排放量，减少了工业废水对水体的污染，解决了环保问题。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种粘胶纤维行业中的酸性水的除臭方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)收集粘胶纤维行业中的酸性水，其含有H2S和CS2；
(2)采用活性炭作为吸附介质，将活性炭填装于过滤装置内，将酸性水通入过滤装置进行吸附处理；
(3)吸附处理后的液体外排，定期在排水口处的周围环境中取样进行气体含量测定；
(4)若测定的H2S和CS2的含量始终小于等于设定值，直至定量的酸性水处理完，将活性炭于过滤装置内取出，用双氧水对活性炭进行解析，将解析后的活性炭再次用于步骤(2)的吸附处理，重复吸附-解析的过程；若测定的H2S和CS2的含量大于设定值，则选用新的活性炭，重新进行步骤(2)；解析的温度为40-60℃，解析至活性炭在解析液中不在冒泡则解析完成，将活性炭取出烘干后再次用于步骤(2)的吸附处理，解析时控制pH 在8-11之间。
2.根据权利要求1所述一种粘胶纤维行业中的酸性水的除臭方法，其特征在于，步骤(1)中，所述粘胶纤维行业中的酸性水中的H2S含量为60-100ppm，CS2含量为30-50ppm。
3.根据权利要求1所述一种粘胶纤维行业中的酸性水的除臭方法，其特征在于，步骤(2)中，所述粘胶纤维行业中的酸性水通入过滤装置的方式为下进上出，且流速为200-400mL/min。
4.根据权利要求3所述一种粘胶纤维行业中的酸性水的除臭方法，其特征在于，步骤(2)中，对应粘胶纤维行业中的酸性水的流速，所述活性炭的用量为700-900g。
5.根据权利要求1所述一种粘胶纤维行业中的酸性水的除臭方法，其特征在于，步骤(3)中，每隔1h在排水口处的周围环境中取样进行气体含量测试。
6.根据权利要求5所述一种粘胶纤维行业中的酸性水的除臭方法，其特征在于，步骤(3)中，所述气体含量测定方法为检知管测定法，所述设定值为0，在测定的H2S和CS2的含量一直等于0时，解析前处理的酸性水与活性炭的质量比为550:1。
7.根据权利要求1至6任一项所述一种粘胶纤维行业中的酸性水的除臭方法，其特征在于，步骤(4)中，解析用双氧水采用质量分数为32％的双氧水溶液，其比重为1.11g/L。
8.根据权利要求7所述一种粘胶纤维行业中的酸性水的除臭方法，其特征在于，解析时调节pH 的试剂为质量分数为30％的NaOH溶液，其比重为1.32g/L。
9.根据权利要求7所述一种粘胶纤维行业中的酸性水的除臭方法，其特征在于，步骤(4)中，解析时，双氧水溶液中的H2O2与活性炭质量比控制在1:8-1:10。
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