橡胶
促进剂CBS(N一环己基一2一苯并噻唑次磺酰
胺,英文名accelerator CBS),是一种常用的后效性
促进剂,广泛应用于轮胎、胶鞋、胶管、胶带、电缆等橡胶制品中。
促进剂CBS由
促进剂M(accelerator M)与环己
胺水溶液混合后,在搅拌下滴加次氯酸钠进行氧化反应制得,反应式如下:

经上述反应首先制得半箴品,再经过滤、水洗、干燥而得成品⋯ 。生产废水主要来源于水洗工序和过滤母液,所排放的废水盐分高、COD浓度高,废水中含多种杂环有机物,难降解,难生化,属于高浓度难降解有机废水。目前,该类废水的治理缺乏有效治理技术。本文采用蒸馏一吸附组合工艺对
促进剂CBS废水进行了反复试验研究,取得了满意结果。
1 试验部分
1.1 废水来源与水质
试验用水取自南京化工厂橡胶
促进剂CBS车间废水池,CBS废水水质的各项指标分别为:P(COD)为40000~50 000 mg/L,P(C1一)为100 000 mg/L,色度
150倍,pH值为9~10。
1.2 主要器材
分析天平、烧瓶、冷凝管、可调电炉、烘箱、pH计等。活性炭为上海活性炭厂生产的果壳类破片状活性炭。
1.3 试验方法
蒸馏:取700 mL(重760 g)废水于1 500 mL的烧瓶中进行蒸发,控制火力使蒸发过程平稳进行,馏出蒸汽冷凝后作为出水进行COD和色度测定,浓缩液进行冷却结晶处理。废水COD测定采用重铬酸钾法,色度采用稀释倍数法[2]。
吸附:各取100 mL溜出液,调节pH值,分别加入1,0g活性炭,振荡15min后取样测定COD。动态吸附采用小型玻璃柱( =32 m/n,H=400 ran1),加入80g活性炭做成活性炭吸附柱。进水调节pH值后从高位瓶以一定的流速流经吸附柱,控制废水在柱中的停留时间1 h左右,测定出水的COD浓度。
2 试验结果与讨论
2.1 废水的蒸馏处理
2.1.1 蒸馏方法的选择
从
促进剂CBS及其生产
原料的物化性能(见表1)来看,引起污染的主要物质
促进剂M和CBS都能结晶析出,唯有环己
胺是液体,而其沸点为134% ,因此可以考虑对废水进行常压蒸馏处理,经过反复试验,表明该法十分有效。


由图2可知,调整废水中pH值对蒸馏处理的效果影响显著。当pH值从原水时的10左右降到7.5以下时,馏出液的p(COD)也降到最低,去除率上升到最高,达97%以上。原因在于加入硫酸后,酸与环己
胺发生中和反应,生成盐类物质而大大减少了废水中的挥发性物质。实际蒸馏时可将pH值控制在7~7.5,溜出液的pH值经测定在7.5~8之间。这样设备不需要防腐,而且少量挥发出来的环己
胺对设备还具有缓蚀效应。
2.1.4 蒸汽喷射热泵蒸馏
实际应用时若采用简单蒸馏,有3个缺点:① 热耗很高,面临一个成本问题;② 南京化工厂提供的蒸汽为0.8 MPa的饱和蒸汽,而CBS废水的沸点较低
(实测为110 c【=),用此新鲜蒸汽加热,温差过大易引起液泛现象,影响分离效果;③ 顶部蒸汽冷凝需消耗大量冷却水,带走大量的冷凝潜热。有一种改进的
工艺是采用蒸汽压缩式热泵蒸馏技术,其流程见图3。将馏出蒸汽(称引射蒸汽)引射至蒸汽喷射压缩器中与工作蒸汽混合后,经扩压管进行绝热压缩,使混合蒸汽的压力提高到高于蒸馏压力,而后进入蒸馏釜重新作为蒸馏热源。采用蒸汽喷射热泵蒸馏与简单蒸馏相比,可使新鲜蒸汽消耗量减少,同时不用另外设置冷凝器,节省了冷却水的消耗量,经计算可降低40%的费用。


3 运行费用估算
3.1 热泵蒸馏费用估算
蒸汽喷射压缩式热泵蒸馏系统,主要设备是蒸馏釜、蒸汽喷射压缩器和预热器。这些设备结构简单,不需防腐,设备投资成本较低。蒸汽喷射器元转动部件,运行操作方便。其运行费用主要是加热所需的蒸汽,按每吨蒸汽(0.8 MPa)55元计算,CBS废水处理约30元/ 。
3.2 活性炭吸附费用估算
活性炭吸附处理废水的主要费用为活性炭材料和再生费用,按活性炭5000元/t、平均使用寿命3 a左右估算,活性炭可累计处理CBS废水3 500 m3/t,即CBS废水处理约为2元/m3。
3.3 蒸馏一吸附法处理CBS废水费用的估算
综合以上两点,蒸汽热泵蒸馏后再用活性炭吸附处理橡胶
促进剂CBS废水,总的运行费用约为32元/m3,具有一定的经济性。
4 结 论
a.
促进剂CBS生产废水是一种高浓度难降解有机废水,采用蒸馏一吸附组合工艺对其进行处理十分有效,lD(COD)可从40 000 mg/L降到150 mg/L,COD总去除率达到99.6%,色度从150降到0,脱色率达到100% ,出水达到国家二级排放标准(GB8978-1996)。
b.pH值对蒸馏处理的效果影响显著。当pH值<5.5时,处理效果最好,主要是由于易挥发的环己
胺与酸反应生成盐的缘故。
c.弱酸性条件下活性炭吸附效果好,动态吸附试验表明,当满足p(COD)<150 mg/L时,每吨活性炭可处理废水106m3左右。
d.该工艺设备简单,投资省,特别是对馏出蒸气综合利用后,运行费用明显降低,估计CBS废水处理约32元/m3,可以说在尚未出现更好治理技术之前,该工艺具有一定的实际应用前景。