一种除氯药剂及利用其对污酸废水进行除氯的方法和应用技术

本发明专利技术属于废水废液处理与回用技术领域，尤其涉及一种除氯药剂及利用其对污酸废水进行除氯的方法和应用。本发明专利技术首先将污酸废水加热到一定温度，然后加入适量除氯药剂，继续加热搅拌一定时间即可实现污酸废水中氯离子的高效去除，反应过程中产生的氯气用碱液吸收。本发明专利技术从反应原理上区别于现有技术，利用氧化还原的原理，借助于除氯药剂自身或者反应过程中间产物的高氧化电位，将污酸废水中的氯离子氧化成氯气，由于氯气不溶于酸性溶液而挥发。本发明专利技术处理后的污酸废水中的氯离子浓度低至20mg/L以下，使污酸废水中氯离子浓度达到回用要求，不仅解决了污酸废水中氯离子去除的难题，而且对设备要求低，并实现了污酸废水中氯的资源化回收。

A kind of chlorine removal agent and its application in the removal of chlorine from waste acid wastewater

【技术实现步骤摘要】
一种除氯药剂及利用其对污酸废水进行除氯的方法和应用
本专利技术属于废水废液处理与回用
，尤其涉及一种除氯药剂及利用其对污酸废水进行除氯的方法和应用。
技术介绍
污酸废水主要来源于硫酸、有色金属冶炼等行业的烟气净化工序，具有产生量大、酸度高(硫酸含量达到5-20％)的特点，不仅含有重金属，而且含有高浓度氟、氯，是一类极难处理的废水，尤其该类废水中氯离子浓度可达数千至数万ppm，脱除极为困难。为了实现废物资源化利用，减少废物排放对环境造成的伤害，近年来研究者开展了污酸废水资源化治理与回用新技术的研究，即，将污酸废水中的杂质去除，除杂后的酸性溶液回收进行资源化利用。目前用于这类废水中氯脱除的方法有两种。一种是利用冶炼过程产生的含一定量零价铜的废铜渣和硫酸铜为脱氯剂，脱氯剂与氯离子反应生成氯化亚铜沉淀，从而实现氯离子的脱除，但该方法脱氯效果有限(除氯效率仅60％左右)，达不到污酸废水回用的要求，而且废铜渣价格较高，导致该方法成本高昂。另一种方法是将污酸废水进行蒸发浓缩，浓缩到硫酸浓度达到50％以上后，使用热空气将氯离子以氯化氢(HCl)气体的形式吹脱去除，实现污酸废水中氯离子的脱除，尽管该方法的脱氯效率能达到90％以上、残留氯离子浓度可达到300mg/L以下的水平，但该方法也存在明显缺点，主要体现在：(1)浓缩后污酸废水中硫酸浓度升高数倍至数十倍，浓缩设备和管道腐蚀严重，因此，该方法需要特殊材料的设备和管道，设备建造成本高，而且高浓缩倍数条件下运行，导致设备和管道结垢极为严重，存在爆炸事故隐患；(2)污酸废水浓缩过程中消耗大量的热能，运行成本极高；(3)浓缩和吹脱过程中，污酸废水中的氟化氢与氯化氢同时挥发出来进入冷凝液，由于冷凝液同时含氟化氢与氯化氢，不仅无法资源化利用，而且达标处理极为困难，费用极高。鉴于上述技术缺陷，污酸废水氯离子的去除仍然存在着很大的技术瓶颈，极大限制了污酸废水资源化治理与回用技术的顺利推进。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述
技术介绍
中的技术问题，提供成本低、对设备要求低、能够达到很好的除氯效果且能够实现氯的资源化利用的一种除氯药剂及利用其对污酸废水进行除氯的方法。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种除氯药剂，包括过硫酸及其盐类化合物。本专利技术的有益效果是：本专利技术从反应原理上区别于现有除氯技术(沉淀和浓缩吹脱)，利用氧化还原的原理，借助于污酸废水强酸性条件下氯离子还原电位低，利用过硫酸及其盐类自身或者反应过程中间产物的高氧化电位自由基，将酸性溶液中的氯离子氧化成氯气，达到对污酸废水的除氯目的。本专利技术的除氯药剂价格低，易获得，使用方便，使用后基本不改变原溶液的酸度，还可根据不同来源的废水，选择与之兼容的药剂，基本不引入干扰离子。本专利技术的除氯药剂避免了目前污酸废水浓缩过程中的设备、管道腐蚀问题以及设备、管道结垢问题。避免了浓缩-吹脱法产生难以处理的含氟化氢、氯化氢冷凝液的问题。在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。进一步，所述过硫酸及其盐类化合物为过二硫酸钠、过二硫酸钾、过二硫酸铵、过一硫酸氢钠和过一硫酸氢钾中的一种或多种。采用上述进一步方案的有益效果是，上述确定化合物或化合物之间的组合能够使得除氯药剂的除氯效果更好。进一步，所述过硫酸及其盐类化合物为过二硫酸。采用上述进一步方案的有益效果是，采用过二硫酸可避免药剂投加导致钠离子、钾离子或者铵根离子进入污酸废水，从而避免二次污染，而且能够有效的去除氯离子。进一步，还包括硫酸亚铁、硫酸铜、硫酸锌、硫酸银、硫酸锰、高锰酸钾、高铁酸钾、重铬酸钾、过氧化氢和臭氧中的一种或多种。采用上述进一步方案的有益效果是，硫酸亚铁、硫酸铜、硫酸锌、硫酸银、硫酸锰、高锰酸钾、高铁酸钾、重铬酸钾、过氧化氢和臭氧的加入，能够协同加快污酸废水中氯离子的氧化速率，而且还可以根据需要补充相应的金属离子，使得除氯药剂的功能多样化。本专利技术还提供一种利用上述除氯药剂对污酸废水进行除氯的方法，包括如下步骤：取污酸废水，加热，再加入所述除氯药剂，搅拌，并收集氯气。本专利技术的有益效果是：本专利技术从反应原理上区别于现有除氯技术(沉淀和浓缩吹脱)，利用氧化还原的原理，借助于除氯药剂自身或者反应过程中间产物的高氧化电位，将酸性溶液中的氯离子氧化成氯气，再利用氯气不溶于酸性溶液的特性而实现溶液中氯离子的脱除，不需要另外的吹脱设备，只需要通过收集器将氯气收集并且通入到含有碱液的容器中，就可以将氯气吸收，制成次氯酸钠、次氯酸钙等产品，不仅避免了氯气直接排放到空气中，而且实现氯的资源化利用。而且除氯药剂价格低，易获得，使用方便，使用后基本不改变原溶液的酸度，还可根据不同来源的废水，选择与之兼容的药剂，基本不引入干扰离子。本专利技术可以将强酸性体系中的氯离子浓度去除至20mg/L以下，使酸性溶液中氯离子浓度达到回用要求，不仅解决了原位去除污酸废水中氯离子的难题，而且氯气的吸收可以实现废水中氯的回收与资源化利用，具有良好的经济与环境效益。在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。进一步，所述污酸废水加热至30～100℃；所述除氯药剂的加入量与所述污酸废水中氯离子的摩尔质量的比为(0.1～10)：1；搅拌的频率为50～270r/min,搅拌的时间为5～1440min。采用上述进一步方案的有益效果是，所述除氯药剂在加热条件下，活化的速率和程度得到很大提升，能更快、更彻底地产生高氧化电位的羟基自由基和硫酸根自由基，为氯离子提供更好的氧化条件；而且高温条件可以降低氯气在废水中的溶解度，从而降低废水中氯离子的残留浓度。除氯药剂与污酸废水中氯离子的摩尔质量比保证了除氯药剂与氯离子的充分反应。确定搅拌频率、搅拌时间和加热至确定的搅拌温度，使得除氯药剂的反应有充足的时间，从而保证除氯药剂与污酸废水的反应更加彻底。进一步，所述收集是通过碱液将所述氯气吸收，所述碱液与所述氯气的体积比为(0.25～4)：1，所述碱液的浓度为100～300g/L。采用上述进一步方案的有益效果是，碱液的浓度为10～300g/L是指每1升体积的水溶液含100～300克的溶质，保证了碱液对氯气的充分吸收。进一步，所述碱液为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙水溶液或氨水中的一种。采用上述进一步方案的有益效果是，确定碱液成本更低，效果更好。进一步，搅拌的方式为机械搅拌、磁力搅拌或旋转混合中的一种。采用上述进一步方案的有益效果是，增加了本专利技术选择的多样性。进一步，所述搅拌加热的加热方式为水蒸气加热或电加热中的一种。采用上述进一步方案的有益效果是，增加了搅拌时保持搅拌温度的多种选择的方式。本专利技术还提供一种上述氯药剂在冶金行业的应用，所述除氯药剂能够对冶金废液和冶金料液进行除氯操作。本专利技术的有益效果是，本除氯剂加入到冶金废液或冶金料液中，可以有效的对冶金废液或冶金料液中的氯离子进行去除，有效减缓了冶金废液和冶金料液的污染问题。并且能够将氯离子转化为氯气，只需要通过收集器将氯气收集并且通入到含有碱液的容器中，就可以将氯气吸收，避免了氯气的直接排放到空气中。实现了回收与资源化利用，具有良好的经济与环境效益。具体实施方式以下对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。实施例1、一种对污酸废水进行除氯的方法，包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种除氯药剂，其特征在于，包括过硫酸及其盐类化合物。

【技术特征摘要】
1.一种除氯药剂，其特征在于，包括过硫酸及其盐类化合物。2.根据权利要求1所述的除氯药剂，其特征在于，所述过硫酸及其盐类化合物为过二硫酸钠、过二硫酸钾、过二硫酸铵、过一硫酸氢钠和过一硫酸氢钾中的任意一种或多种的混合物。3.根据权利要求1所述的除氯药剂，其特征在于，所述过硫酸及其盐类化合物为过二硫酸。4.根据权利要求1至3任一项所述的除氯药剂，其特征在于，还包括硫酸亚铁、硫酸铜、硫酸锌、硫酸银、硫酸锰、高锰酸钾、高铁酸钾、重铬酸钾、过氧化氢和臭氧中的任意一种或多种的混合物。5.一种利用权利要求1至4任一项所述的除氯药剂对污酸废水进行除氯的方法，其特征在于，包括如下步骤：取污酸废水，加热，再加入所述除氯药剂，搅拌，并收集氯气。6.根据权利要求5所述的对污酸废水进行除氯的方法，其特征在于，所述污酸废水加热至30...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭先佳，胡星云，孔令昊，
申请(专利权)人：中国科学院生态环境研究中心，
类型：发明
国别省市：北京,11