一种气田含硫废水超声复合受控氧化回收单质硫的方法_2

文档序号:9465083阅读:来源:国知局
应时间控制在9?15min,其原因是双氧水具有较强的氧化性,在氧化含硫废水的过程中能快速将废水中的硫离子氧化。但是若反应时间太短,双氧水的氧化性不足以完全氧化废水中的硫离子;反之,若时间太长,脱硫效果虽然较好,却会使目标产物的生成量减少,如式(6)?(7)所示:
[0034]S+2H202= SO 32 +H20+2H+(6)
[0035]2S+2H202= S2O32+H20+2H+(7)
[0036]因此本发明控制氧化反应的时间为9?15min。为了使氧化剂和废水能充分反应,且能够有效地将硫离子氧化成单质S,搅拌反应的强度控制在47.7?108.5s \水力条件GT值控制在2.6 X 14?9.7 X 10 4之间,其原因是若搅拌强度太弱,氧化剂和废水中的硫离子不能充分反应;若搅拌强度太大,团聚在一起的单质硫颗粒易被打散,导致单质硫颗粒粒径变小,不易过滤分离,影响单质硫的回收利用。
[0037]本发明的有益效果:本发明采用超声复合双氧水使含硫废水得到受控氧化,解决了现有技术中强氧化剂直接将硫离子氧化成高价硫氧化物而导致中间产物即目标产物单质硫生成量少的问题,且同时尽可能保持高的脱硫率。整个过程需要的设备简单,高效快速,为含硫废水的后续处理提供了技术支撑。
【附图说明】
[0038]图1为本发明所述基于双氧水处理含硫废水工艺流程示意图;
[0039]I 一污水槽2—污水栗3—酸碱液槽
[0040]4 一酸碱液栗5—氧化剂槽6—计量栗
[0041]7—混合管道器8—超声复合搅拌反应器9 一计量栗
[0042]10—纳米粉体槽11一过滤器12—出水口
[0043]13—单质硫回收口14一PLC控制器15—尾气吸收装置
[0044]16—尾气管
【具体实施方式】
[0045]参考图1,下列非限制性实施例用于说明本发明。
[0046]实施例一
[0047]将污水栗2中的S2质量浓度约为2000mg/L的西南气田含硫废水100L栗入混合管道器7中,同时向混合管道器7中栗入酸碱液槽3中1:1的HCl进行充分混合,调节废水[H+]浓度为10 6,将混合管道器7中的混合溶液输送至超声复合搅拌反应器8中。以C (S2) /C(H2O2) = 180的比例向反应器8中栗入氧化剂槽5中的质量分数为30%的双氧水,同时向反应器8中栗入0.8mg/L粉体槽10中尺寸为1nm的纳米粉体二氧化钛,氧化反应9min,氧化过程中在超声场下进行搅拌反应,超声频率为25kHz,声强为20W/cm2,搅拌强度G为47.7s \ GT值为2.6 X 104,既能使气田含硫废水和氧化剂充分反应,又能使生成的单质硫颗粒能聚集在一起,同时控制反应体系ORP值为(30±5)mV,过程中产生的尾气经尾气管16进入尾气吸收装置15进行吸收处理。将反应后的混合溶液输送至过滤器11中进行过滤,过滤后硫离子去除率达90.48%,单质硫回收率为67.46%。
[0048]装置通过PLC控制器进行控制,通过接受超声复合搅拌反应器电流的反馈信号,调节超声频率和声强、反应器的搅拌强度和反应时间,同时通过接受管道中[H+]浓度和ORP值检测仪器的反馈信号自动控制反应过程中[H+]浓度和ORP值,从而控制含硫废水的脱硫效果及单质硫回收率。
[0049]实施例二
[0050]将污水栗2中的S2质量浓度约为2000mg/L的西南气田含硫废水100L栗入混合管道器7中,同时向混合管道器7中栗入酸碱液槽3中1:1的HCl进行充分混合,调节废水[H+]浓度为10 6,将混合管道器7中的混合溶液输送至超声复合搅拌反应器8中。以C (S2) /C(H2O2) = 180的比例向反应器8中栗入氧化剂槽5中的质量分数为30%的双氧水,同时向反应器8中栗入0.8mg/L粉体槽10中尺寸为1nm的纳米粉体二氧化钛,氧化反应9min,氧化过程中在超声场下进行搅拌反应,超声频率为30kHz,声强为30W/cm2,搅拌强度G为47.7s \ GT值为2.6 X 104,既能使气田含硫废水和氧化剂充分反应,又能使生成的单质硫颗粒能聚集在一起,同时控制反应体系ORP值为(30±5)mV,过程中产生的尾气经尾气管16进入尾气吸收装置15进行吸收处理。将反应后的混合溶液输送至过滤器11中进行过滤,过滤后硫离子去除率达92.63%,单质硫回收率为62.24%。
[0051]实施例三
[0052]将污水栗2中的S2质量浓度约为2000mg/L的西南气田含硫废水100L栗入混合管道器7中,同时向混合管道器7中栗入酸碱液槽3中1:1的HCl进行充分混合,调节废水[H+]浓度为10 6,将混合管道器7中的混合溶液输送至超声复合搅拌反应器8中。以C (S2) /C(H2O2) = 300的比例向反应器8中栗入氧化剂槽5中的质量分数为30%的双氧水,同时向反应器8中栗入0.8mg/L粉体槽10中尺寸为1nm的纳米粉体二氧化钛,氧化反应9min,氧化过程中在超声场下进行搅拌反应,超声频率为25kHz,声强为20W/cm2,搅拌强度G为47.7s \ GT值为2.6 X 104,既能使气田含硫废水和氧化剂充分反应,又能使生成的单质硫颗粒能聚集在一起,同时控制反应体系ORP值为(30±5)mV,过程中产生的尾气经尾气管16进入尾气吸收装置15进行吸收处理。将反应后的混合溶液输送至过滤器11中进行过滤,过滤后硫离子去除率达88.64%,单质硫回收率为63.44%。
[0053]实施例四
[0054]将污水栗2中的S2质量浓度约为2000mg/L的西南气田含硫废水100L栗入混合管道器7中,同时向混合管道器7中栗入酸碱液槽3中1:1的HCl进行充分混合,调节废水[H+]浓度为10 6,将混合管道器7中的混合溶液输送至超声复合搅拌反应器8中。以C (S2) /C(H2O2) = 180的比例向反应器8中栗入氧化剂槽5中的质量分数为30%的双氧水,同时向反应器8中栗入0.8mg/L粉体槽10中尺寸为1nm的纳米粉体二氧化钛,氧化反应9min,氧化过程中在超声场下进行搅拌反应,超声频率为25kHz,声强为20W/cm2,搅拌强度G为62.9s \GT值为3.4X104,既能使气田含硫废水和氧化剂充分反应,又能使生成的单质硫颗粒能聚集在一起,同时控制反应体系ORP值为(30±5)mV,过程中产生的尾气经尾气管16进入尾气吸收装置15进行吸收处理。将反应后的混合溶液输送至过滤器11中进行过滤,过滤后硫离子去除率达92.39%,单质硫回收率为71.33%。
[0055]实施例五
[0056]将污水栗2中的S2质量浓度约为2000mg/L的西南气田含硫废水100L栗入混合管道器7中,同时向混合管道器7中栗入酸碱液槽3中1:1的HCl进行充分混合,调节废水[H+]浓度为10 6,将混合管道器7中的混合溶液输送至超声复合搅拌反应器8中。以C (S2) /C(H2O2) = 180的比例向反应器8中栗入氧化剂槽5中的质量分数为30%的双氧水,同时向反应器8中栗入0.8mg/L粉体槽10中尺寸为1nm的纳米粉体二氧化钛,氧化反应9min,氧化过程中在超声场下进行搅拌反应,超声频率为25kHz,声强为20W/cm2,搅拌强度G为108.5s \ GT值为5.9X 104,既能使气田含硫废水和氧化剂充分反应,又能使生成的单质硫颗粒能聚集在一起,同时控制反应体系ORP值为(30±5)mV,过程中产生的尾气经尾气管16进入尾气吸收装置15进行吸收处理。将反应后的混合溶液输送至过滤器11中进行过滤,过滤后硫离子去除率达91.71%,单质硫回收率为68.27%。
[0057]实施例六
[0058]将污水栗2中的S2质量浓度约为2000mg/L的西南气田含硫废水100L栗入混合管道器7中,同时向混合管道器7中栗入酸碱液槽3中1:1的HCl进行充分混合,调节废水[H+]浓度为10 ?,将混合管道器7中的混合溶液输送至超声复合搅拌反应器8中。以C (S2) /C(H2O2) = 180的比例向反应器8中栗入氧化剂槽5中的质量分数为30%的双氧水,同时向反应器8中栗入0.8mg/L粉体槽10中尺寸为1nm的纳米粉体二氧化钛,氧化反应9min,氧化过程中在超声场下进行搅拌反应,超声频率为25kHz,声强为20W/cm2,搅拌强度G为62.9s \GT值为3.4X104,既能使气田含硫废水和氧化剂充分反应,又能使生成的单质硫颗粒能聚集在一起,同时控制反应体系ORP值为(30±5)mV,过程中产生的尾气经尾气管16进入尾气吸收装置15进行吸收处理。将反应后的混合溶液输送至过滤器11中进行过滤,过滤后硫离子去除率达89.84%,单质硫回收率为65.37%。
[0059]实施例七
[0060]将污水栗2中的S2质量浓度约为2000mg/L的西南气田含硫废水100L栗入混合管道器7中,同时向混合管道器7中栗入酸碱液槽3中1:1的HCl进行充分混合,调节废水[H+]浓度为10 7,将混合管道器7中的混合溶液输送至超声复合搅拌反应器8中。以C (S2) /C(H2O2) = 300的比例向反应器8中栗入氧化剂槽5中的质量分数为30%的双氧水,同时向反应器8中栗入0.8mg/L粉体槽10中尺寸为1nm的纳米粉体二氧化钛,氧化反应15min,氧化过程中在超声场下进行搅拌反应,超声频率为25kHz,声强为20W/cm2,搅拌强度
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