二甲基二硫是醫(yī)藥、精細(xì)化工的重要中間體。該產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)雖生產(chǎn)多年，但廢水處理問(wèn)題一直未得到解決。受某新建二甲基二硫生產(chǎn)裝置的企業(yè)委托，開(kāi)發(fā)該產(chǎn)品生產(chǎn)廢水的處理技術(shù)，以使廢水處理裝置與生產(chǎn)裝置同時(shí)開(kāi)車(chē)。

通過(guò)試驗(yàn)研究，提出了酸化水解—氧化絮凝的廢水處理工藝路線，可同時(shí)回收Na2S、Na2SO4、硫磺。經(jīng)處理后的廢水COD小于150mg/L，回收產(chǎn)品價(jià)值大于處理成本，可以獲得一定的經(jīng)濟(jì)效益。

1 試驗(yàn)部分

1.1 廢水水量及水質(zhì)

二甲基二硫是以硫酸二甲酯、硫化鈉及硫磺粉為原料，在—定條件下合成而得，反應(yīng)式如下:

Na2S + S—Na2S2 (1)

Na2S2 + (CH3)2SO4—(CH3)2S2+Na2SO4 (2)

每生產(chǎn)1t二甲基二硫產(chǎn)生廢水6.9m3(8.7t)，其水質(zhì)如表1所示。

由表1可以看出，廢水COD高達(dá)110～143g/L，總硫質(zhì)量濃度為50～71g/L，但TOC質(zhì)量濃度僅為252mg/L，廢水中COD主要是硫化物造成的。另外，對(duì)廢水進(jìn)行多次BOD5測(cè)定和搖床可生化性測(cè)試，其耗氧量均接近于零，這表明該廢水屬不可生化性廢水，不能采用生化法處理。

1.2酸解一級(jí)處理試驗(yàn)

1.2.1原理二甲基二硫生產(chǎn)廢水的COD、顏色及惡臭，主要為硫化物與多硫化物所致。硫化物與多硫化物在一定條件下與酸反應(yīng)，可以生成H2S與硫磺，反應(yīng)式如下:

S2- + 2H+ — H2S↑ (3)

SX2- + 2H+ — H2S↑+(X-1)S↓ (4)

根據(jù)上述原理，將廢水中的硫化物與多硫化物在酸性條件下轉(zhuǎn)化為H2S與硫磺，再利用蒸發(fā)、過(guò)濾等手段將H2S和硫磺從廢水中分離出來(lái)，達(dá)到去除COD、脫色、除臭的目的。

1.2.2 試驗(yàn)方法

將廢水水樣裝入反應(yīng)器中，在攪拌、引風(fēng)條件下，緩慢加入硫酸，然后加熱升溫，待達(dá)到反應(yīng)溫度后，開(kāi)始計(jì)反應(yīng)時(shí)間。反應(yīng)結(jié)束后，待溫度降到60～80℃，進(jìn)行熱過(guò)濾，回收硫磺。濾液冷卻結(jié)晶，然后在約15℃下過(guò)濾，回收芒硝，反應(yīng)產(chǎn)生的H2S用NaOH溶液吸收，生成的Na2S溶液返回生產(chǎn)工藝。

將處理水樣體積由300mL增加到600mL與1200mL，在酸解試驗(yàn)所確定的最適條件下對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)。

1.3 氧化絮凝二級(jí)處理試驗(yàn)

廢水經(jīng)酸解一級(jí)處理回收Na2S、硫磺、芒硝后，水量約減少一半，COD由140g/L降至1000～2000mg/L，還需進(jìn)行二級(jí)處理，以使出水COD降至150mg/L以下。根據(jù)廢水水量、水質(zhì)情況及探索試驗(yàn)結(jié)果，選擇了氧化—絮凝二級(jí)處理方法。

以Fe2+為催化劑，用H2O2進(jìn)行氧化處理，然后再利用廢水中的鐵離子，通過(guò)調(diào)節(jié)水樣pH進(jìn)行絮凝處理�？疾鞆U水pH、Fe2+、H2O2投加量、進(jìn)水COD及反應(yīng)時(shí)間對(duì)處理效果的影響。

2 結(jié)果與討論

2.1 酸解一級(jí)處理

2.1.1 pH對(duì)處理效果的影響

在反應(yīng)時(shí)間1h、反應(yīng)溫度100～120℃的條件下，pH對(duì)COD去除率的影響見(jiàn)圖1。

由圖1可以看出，廢水COD的去除率隨pH降 低而明顯提高。當(dāng)pH小于等于5時(shí)，COD去除率大于90%;當(dāng)pH小于等于3時(shí)，COD去除率大于95%;當(dāng)pH小于等1時(shí)，COD去除率為98.5%左右。試驗(yàn)確定，酸解一級(jí)處理的最適pH為1左右。

2.1.2 反應(yīng)時(shí)間對(duì)處理效果的影響

在反應(yīng)溫度100～120℃，pH為1的條件下，反應(yīng)時(shí)間對(duì)COD去除率的影響見(jiàn)圖2。

由圖2可見(jiàn)，反應(yīng)時(shí)間為0.5h，COD去除率可達(dá)98%以上；反應(yīng)時(shí)間為l.5h，COD去除率可達(dá)99%以上，隨反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)COD去除率有所提高，但反應(yīng)時(shí)間超過(guò)1h后，COD去除率增長(zhǎng)平緩。試驗(yàn)確定，酸解一級(jí)處理的適宜反應(yīng)時(shí)間為1h。

2.1.3 試驗(yàn)結(jié)果的驗(yàn)證

在pH為1、反應(yīng)時(shí)間為1h、反應(yīng)溫度為100～120℃、處理水樣體積為600mL與1200mL，對(duì)適宜反應(yīng)條件與處理效果進(jìn)行的驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果列于表2。具體參見(jiàn)http://wlmqsb.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

由表2可見(jiàn)，在試驗(yàn)條件下，處理水樣體積由300mL增加到1200mL，COD去除率保持在98.8%～99.3%，出水S2-質(zhì)量濃度均小于0.5mg/L，放大后的廢水處理效果沒(méi)有什么變化。

詳情請(qǐng)下載附件：二甲基二硫生產(chǎn)廢水處理辦法