煤化工廢水處理方法范文
時(shí)間:2023-12-04 17:57:34
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篇1
中圖分類(lèi)號(hào):X784 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2015)41-0124-01
不同于傳統(tǒng)的煤化工,新型煤化工主要是以潔凈能源和化學(xué)品為目標(biāo)產(chǎn)品,主要包括煤制甲醇、煤制二甲醚以及煤制油等。新形勢(shì)下,我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)不斷的呈現(xiàn)出“多煤少油”的特點(diǎn),這為我國(guó)未來(lái)的油氣資源帶來(lái)了很大的補(bǔ)充,同時(shí)也部分替代了傳統(tǒng)的煤化工。那么,新形勢(shì)下的煤化工廢水處理主要包括哪些呢?本文主要從以下幾點(diǎn)展開(kāi)論述。
一、煤化工廢水所具有的特點(diǎn)
煤化工企業(yè)需要大量的用水,所以產(chǎn)生的廢水也比較多,廢水主要來(lái)源于凈化煤氣、煤煉焦和回收化工產(chǎn)品精制等生產(chǎn)過(guò)程。這種廢水大多數(shù)都有相當(dāng)復(fù)雜的成分,但最主要的還是氨與酚類(lèi)物質(zhì),含有相當(dāng)多的有機(jī)污染物,毒性一般都比較大,污染物濃度也很高,在治理上存在一定困難。若未經(jīng)合理處置就進(jìn)行排放,會(huì)對(duì)水域周邊的農(nóng)作物、人、畜等造成嚴(yán)重危害。煤化工廢水中的污染物質(zhì)有300多種, ,其COD約5000mg/L,氨氮200~500mg/L,是一種典型的含難降解有機(jī)物的工業(yè)廢水。廢水中的易降解有機(jī)物主要是苯類(lèi)和酚類(lèi);難降解有機(jī)物包括聯(lián)苯等。
二、當(dāng)代煤化工廢水處理工藝的現(xiàn)狀
目前,在煤化工企業(yè)中,所排放的廢水主要是高濃度的煤氣洗滌廢水,其中含有許多酚、氨氮以及氰化物等有毒有害的物質(zhì),廢水中的 COD 平均在 5000mg/L 左右、氨氮也保持在 200~500mg/L 之間。同時(shí),廢水中含有的多數(shù)有機(jī)污染物,是很難降解的。而現(xiàn)階段煤化工廢水處理工藝也是不夠完善的,其現(xiàn)狀具體表現(xiàn)如下:
2.1 預(yù)處理工藝的現(xiàn)狀
傳統(tǒng)的預(yù)處理方法為隔油法,由于油類(lèi)過(guò)多會(huì)影響到后續(xù)的生化處理效果,而隔油法可以很好地解決這一問(wèn)題,但效果有限,同時(shí)不利于回收利用。
2.2 生化處理工藝的現(xiàn)狀
一般情況下,經(jīng)過(guò)預(yù)處理之后的煤化工廢水,往往通過(guò)缺氧――好氧生物法來(lái)進(jìn)行處理,然而煤化工廢水中由于含有一定的多環(huán)以及雜環(huán)類(lèi)化合物,經(jīng)過(guò)好氧生物工藝處理之后,出水中的氨氮和 COD 指標(biāo)很難穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。
2.3 深度處理工藝的現(xiàn)狀
經(jīng)過(guò)生化處理之后,煤化工廢水中出水的氨氮和 COD 等濃度在一定程度上下降了,然而,受難降解有機(jī)物的影響,導(dǎo)致出水的色度和 COD 等指標(biāo)還是不能達(dá)到有關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)。由此可見(jiàn),深度處理工藝有著必要性。但是,傳統(tǒng)的深度處理方法有限,并且沒(méi)有取得明顯的效果。
三、當(dāng)代煤化工廢水處理工藝的發(fā)展
3.1 對(duì)好氧生物法的改進(jìn)
(1)PACT法:這種方法是將活性炭粉末投放到活性污泥曝氣池中,因?yàn)榛钚蕴繉?duì)溶解氧和有機(jī)物有吸附作用,利用這一特點(diǎn)提供給微生物成長(zhǎng)所需的食物,有機(jī)物的氧化分解能力有所增加。濕空氣氧化法可以對(duì)使用過(guò)的活性炭再生。(2)載體流動(dòng)床生物膜法:也稱(chēng)CBR,這種方法是一種基于特殊結(jié)構(gòu)填料的生物流化床技術(shù),它將同一個(gè)生物單元中的活性污泥法和生物膜法有機(jī)結(jié)合,將特殊載體填料投放到活性污泥池中,這樣懸浮填料表面就會(huì)附著大量微生物,微生物膜就形成了。使得填料表面所附著的微生物能達(dá)到很高的生物量,相比懸浮生長(zhǎng)活性污泥工藝來(lái)說(shuō)池中的生物濃度要提高2-4倍,可達(dá)到8-12g/L,所以也成倍的提高了降解效率。此方法使用的填料是經(jīng)過(guò)獨(dú)特設(shè)計(jì)的,通過(guò)鼓風(fēng)曝氣的擾動(dòng),在反應(yīng)池中填料隨水流浮動(dòng)。煤化工廢水中的氧氣和污染物就與附著生長(zhǎng)的生物群充分接觸,污染物通過(guò)吸附和擴(kuò)散作用進(jìn)入生物膜內(nèi),被生物膜內(nèi)的微生物充分降解,大大提高了整體系統(tǒng)的降解效率。
3.2 深度處理技術(shù)
煤化工廢水經(jīng)過(guò)生化處理后,出水中還會(huì)存在少量難降解的污染物,導(dǎo)致色度和COD濃度不能達(dá)到相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)或者回用標(biāo)準(zhǔn)的要求,需要對(duì)其進(jìn)行深度處理。目前,煤化工廢水深度處理常用的方法有混凝沉淀法, 高級(jí)氧化法等。(1)混凝沉淀法。王俊潔等研究了高效混凝沉淀技術(shù)煤化工廢水SS處理中的應(yīng)用。試驗(yàn)結(jié)果顯示,采用該技術(shù)后,出水濁度可降到3度以下,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)工藝中的混凝沉淀出水的指標(biāo),使得后續(xù)濾池的進(jìn)水負(fù)荷大大減小。(2) 高級(jí)氧化法高級(jí)氧化法是目前煤化工廢水深度處理技術(shù)中應(yīng)用較為廣泛的一種技術(shù),其中應(yīng)用較多的高級(jí)氧化劑主要包括Fenton試劑, 臭氧等。
3.3 厭氧一好氧聯(lián)合生物法
近年來(lái)化工研究者開(kāi)始重視好氧和厭氧的聯(lián)合生物處理法,因?yàn)樵诿夯U水處理中,單獨(dú)的厭氧或者好氧技術(shù)所處理的廢水的達(dá)標(biāo)程度不是令人很滿意。煤化工廢水經(jīng)厭氧酸化處理之后,可以有效提升水中有機(jī)生物的降解能力,這樣就為接下來(lái)的好氧生物處理打下了良好的基礎(chǔ),經(jīng)過(guò)前期的處理后CODcr的去除率最終能過(guò)超過(guò)90%。在煤化工廢水中,有一些比較難降解的有機(jī)物 ,通過(guò)厭氧一好氧聯(lián)合生物法對(duì)這些難降解物的去除率分別能達(dá)到55%、70%和67%,這是一般的好氧處理法所不能達(dá)到的,其只能將這些難降解的有機(jī)物除去20%。
3.4 催化濕式氧化法
催化濕式氧化技術(shù)是在高壓、高溫條件下使用催化劑使得污水中含有的氨、有機(jī)物分別氧化分解成水、二氧化碳等無(wú)害物質(zhì),從而達(dá)到凈化水質(zhì)目的。目前,該方法主要應(yīng)用于以下兩大方面:一是用于處理有毒的工業(yè)廢水;二是用于難降解高濃度有機(jī)廢水的預(yù)處理。該方法具有氧化速度快、適用范圍廣、流程簡(jiǎn)單、處理效率高、二次污染小等優(yōu)點(diǎn)。然而現(xiàn)在市面上催化劑的價(jià)格一般都很昂貴所以這也增加了處理的成本, 除此之外使用這樣方法對(duì)工藝設(shè)備要求將會(huì)非常的苛刻,同時(shí)還要在高溫高壓環(huán)境下進(jìn)行處理,目前在我國(guó)國(guó)內(nèi)很少有廠商使用這種方法來(lái)處理廢水。
四、結(jié)語(yǔ)
隨著水污染問(wèn)題的日益加重,最近幾年各行各業(yè)以及環(huán)保部門(mén)都在努力研究廢水處理的新技術(shù),盡管很多廢水處理的新方法新技術(shù)已經(jīng)在實(shí)際的使用中發(fā)揮出了重大的作用,但是深入研究就不難發(fā)現(xiàn),有一些新的方法本身就有很多的不足之處,其只能在一定范圍內(nèi)使用在超出其使用范圍的條件下它的作用就很難發(fā)揮出來(lái)。
參考文獻(xiàn)
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篇2
關(guān)鍵詞:煤化工;廢水處理;方法;預(yù)處理;生化處理
中圖分類(lèi)號(hào):TE08文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
引言
煤化工廢水來(lái)源于煤化工,企業(yè)排放廢水以高濃度煤氣洗滌廢水為主,含有大量酚、氰、油、氨氮等有毒、有害物質(zhì)且含有酚類(lèi)。綜合廢水中 CODcr一般在 5000m g/L左右、氨氮在 200-500m g/L,廢水所含有機(jī)污染物包括酚類(lèi)、多環(huán)芳香族化合物及含氮、氧、硫的雜環(huán)化合物等,是一種典型的含有難降解的有機(jī)化合物的工業(yè)廢水。廢水中的易降解有機(jī)物主要是酚類(lèi)化合物和苯類(lèi)化合物;砒咯、萘、呋喃、瞇唑類(lèi)屬于可降解類(lèi)有機(jī)物;難降解的有機(jī)物主要有砒啶、咔唑、聯(lián)苯、三聯(lián)苯等。
一、煤化工廢水的特點(diǎn)
在煤化工生產(chǎn)作業(yè)中,大量的廢水會(huì)隨著處理工作排出,以高濃度的煤氣洗滌水為主,其中含有大量有毒有害物質(zhì),包括酚、油、氰化物、氨氮等,廢水中 COD 含量約 5000m g/L,氨氮含量約 200―500m g/L。有機(jī)污染物包括多環(huán)芳香化合物,酚類(lèi)和含氧、氮、硫的雜環(huán)化合物。由于含有多種化合物,因此在具體廢水處理過(guò)程中,降解比較困難,其中難以降解的有機(jī)化合物包括吡啶、聯(lián)苯、三聯(lián)苯等。針對(duì)廢水的以上特點(diǎn),采取適當(dāng)工藝,提高廢水處理效果就顯得十分重要。
二、煤化工廢水處理現(xiàn)狀
目前國(guó)內(nèi)處理煤化工廢水的技術(shù)主要采用生化法,生化法對(duì)廢水中的苯酚類(lèi)及苯類(lèi)物質(zhì)有較好的去除作用,但對(duì)喹啉類(lèi)、吲哚類(lèi)、吡啶類(lèi)、咔唑類(lèi)等一些難降解有機(jī)物處理效果較差,使得煤化工行業(yè)外排水 CODcr 難以達(dá)到一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)煤化工廢水經(jīng)生化處理后又存在色度和濁度很高的特點(diǎn)(因含各種生色團(tuán)和助色團(tuán)的有機(jī)物,如 3-甲基-1,3,6 庚三烯、5-降冰片烯-2-羧酸、2-氯-2-降冰片烯、2-羥基-苯并呋喃、苯酚、1-甲磺?;?4-甲基苯、3-甲基苯并噻吩、萘-1,8-二胺等)。因此,要將此類(lèi)煤氣化廢水處理后達(dá)到回用或排放標(biāo)準(zhǔn),主要進(jìn)一步降低 CODcr、氨氮、色度和濁度等指標(biāo)。
三、新型煤化工廢水處理技術(shù)探究
近年來(lái),不斷有新的方法和技術(shù)用于處理煤化工廢水,但各有利弊。 為了實(shí)現(xiàn)對(duì)廢水的有效處理,降低環(huán)境污染,實(shí)現(xiàn)廢水的達(dá)標(biāo)排放,滿足用水需要,采用合適的方法進(jìn)行處理是必須的。具體來(lái)說(shuō),處理廢水的過(guò)程包括預(yù)處理、生化處理以及深度處理,從而提高處理效果,實(shí)現(xiàn)對(duì)廢水有效利用的目的。
1、預(yù)處理方法
物化預(yù)處理:常用的方法:隔油、氣浮等。過(guò)多的油類(lèi)會(huì)影響后續(xù)生化處理的效果,氣浮法煤化工廢水預(yù)處理的作用是除去其中的油類(lèi)并回收再利用,此外還起到預(yù)曝氣的作用。該方法主要是除去煤化工廢水中的含油物質(zhì)。其作用原理是將空氣通入污水中,并以微小氣泡形式從水中析出成為載體,污水中相對(duì)密度接近于水的微小顆粒狀的污染物質(zhì)(如乳化油)黏附在氣泡上,并隨氣泡上升至水面,從而使污水中的污染物質(zhì)得以從污水中分離出來(lái)。為了提高氣浮效果,有時(shí)需向污水中投加混凝劑。故通常與其它方法聯(lián)合使用。
1.1 隔油法。煤化工廢水,尤其是煤液化工藝排水,其中含有一定濃度的油類(lèi)物質(zhì),它能粘附在菌膠團(tuán)表面.嚴(yán)重影響生化效果。一般生物處理進(jìn)水要求廢水中油的質(zhì)量濃度不超過(guò)50mg/L.最好控制在20m#L以下。煤化工廢水中所含的油類(lèi)以輕質(zhì)油為主.其密度比水小,通常采用隔油法將其從水中分離出來(lái)。
1.2 氣浮法。氣浮法主要用于去除廢水中的油類(lèi)物質(zhì)和懸浮顆粒物,氣浮法的形式比較多,常用的氣浮方法有加壓氣浮、曝氣氣浮、真空氣浮以及電解氣浮和生物氣浮等。
1.3 脫氨。煤氣化廢水中含有高濃度的氨氮以及微量高毒性的氰化物.對(duì)微生物產(chǎn)生抑制作用,目前主要采用蒸汽汽提一蒸氨法去除氨類(lèi)。在堿性條件下,廢水中的氨氮以游離氨的形式存在。當(dāng)大量蒸汽與廢水接觸時(shí)。游離氨被吹脫出來(lái)。析出的可溶性氣體通過(guò)吸收器,氨被磷酸溶液吸收,再將此富氨溶液送人汽提器,使磷酸溶液再生,并回收氨。采用隔油一氣浮一脫酚一蒸氨預(yù)處理工藝,經(jīng)預(yù)處理后。煤氣化廢水中氨氮的質(zhì)量濃度由11 159降為195 mg/L,去除率達(dá)到了98.3%。
2、生化處理方法
預(yù)處理之后進(jìn)行生化處理,一般將缺氧生物法、好氧生物法結(jié)合起來(lái)使用,該方法就是常見(jiàn)的 A/O 工藝。廢水中含有雜環(huán)、多環(huán)類(lèi)化合物,采用好氧生物法處理后,廢水的 COD 指標(biāo)難以穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。為了解決這種工藝存在的不足,經(jīng)過(guò)探索與實(shí)踐,人們?cè)谔幚韽U水中還探索出以下幾種工藝。
2.1 PACT 法,即在活性污泥曝氣池中加入適量活性炭粉末,發(fā)揮其溶解氧、有機(jī)物吸附等作用,為微生物生長(zhǎng)提供食物,加快對(duì)有機(jī)物氧化分解,達(dá)到除去廢水中的雜質(zhì),提高廢水處理效果的目的。
2.2 厭氧生物法,在進(jìn)行廢水處理中,為了提高處理效果,將上流式厭氧污泥床工藝運(yùn)用到處理工作中。反應(yīng)器底部設(shè)置污泥層,廢水自下而上通過(guò)反應(yīng)器,通過(guò)該流程的處理,大部分有機(jī)物被轉(zhuǎn)化為 CO2和 CH 4,從而達(dá)到處理污水的目的。
2.3 流動(dòng)床生物膜法,在同一處理單元中將活性污泥法和生物膜法結(jié)合使用,將特殊載體填料加入活性污泥池中,微生物附著在懸浮填料表面生長(zhǎng),形成微生物膜層,提高降解效率,實(shí)現(xiàn)對(duì)污水的有效處理。第四、曝氣生物濾池法,該方法集生物膜法和活性污泥法的優(yōu)點(diǎn)于一體,實(shí)現(xiàn)了物理過(guò)濾和生化反應(yīng)在同一反應(yīng)池完成,簡(jiǎn)化了流程,方便操作,增強(qiáng)了人們對(duì)廢水處理的滿意度。
3、深度處理方法
經(jīng)過(guò)生化處理后,廢水的COD含量、氨氮濃度得到大大降低,然而,難以降解的有機(jī)物仍然沒(méi)有得到有效處理,廢水濁度、COD 指標(biāo)無(wú)法達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn),需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的處理。具體方法有以下幾種。
3.1 固定化生物技術(shù)。該技術(shù)先進(jìn)、高效,能夠選擇固定優(yōu)勢(shì)菌種,可以有針對(duì)性的處理含有難以降解的有機(jī)物廢水,提高處理效果,滿足達(dá)標(biāo)排放要求。
3.2 混凝沉淀法。在進(jìn)行廢水處理過(guò)程中,為了提高處理水平,加強(qiáng)沉淀效果,需要采用相應(yīng)的混凝劑,例如,鋁鹽、鐵鹽、聚鐵、聚鋁等,并調(diào)節(jié)好 PH 值。通過(guò)采取這些措施,在混凝劑的作用下,廢水中的懸浮物能夠加快聚集、沉淀,實(shí)現(xiàn)固液分離。將廢水中的懸浮有機(jī)物除去,降低廢水濁度,達(dá)到更好的處理效果。
3.3 吸附法。固體表面有吸附溶劑、膠質(zhì)的能力,廢水通過(guò)比表面積很大的吸附劑時(shí),污染物會(huì)被吸附到固體顆粒。該方法處理效果好,但存在不足與缺陷,例如,吸附劑使用量大,費(fèi)用高,容易導(dǎo)致二次污染等。
3.4 高級(jí)氧化技術(shù):由于煤化工廢水中的酚類(lèi)、多環(huán)芳烴、含氮有機(jī)物等難降解的有機(jī)物占多數(shù),嚴(yán)重影響了后續(xù)生化處理的效果。高級(jí)氧化技術(shù)中的催化氧化法可以應(yīng)用在煤化工廢水處理工藝的前段,去除部分 COD 和增強(qiáng)廢水的可生化性,因此該技術(shù)在后續(xù)的深度處理單元中應(yīng)用可以獲得更好的經(jīng)濟(jì)性和降解效果。
三、煤化工廢水處理的方法選擇
為實(shí)現(xiàn)更好的廢水處理效果,必須選擇合適的處理方法。運(yùn)用生物氧化法進(jìn)行廢水處理,出水中含有少量難以降解的有機(jī)化合物,導(dǎo)致 COD 含量偏高,不能滿足達(dá)標(biāo)排放的要求。運(yùn)用吸附法則可以降低 COD 含量,但會(huì)出現(xiàn)吸附劑再生及二次污染等問(wèn)題。因此,為了達(dá)到更好的處理效果,必須注重對(duì)相關(guān)技術(shù)措施的結(jié)合。將缺氧/好氧法與 BAF 法聯(lián)合使用,能夠取得良好的廢水處理效果,該方法也是煤化工廠廢水處理的主要工藝,得到很多處理廠的認(rèn)可,運(yùn)用效果良好。另外,混凝沉淀法與超濾、反滲透雙膜處理技術(shù)結(jié)合使用,能夠?qū)崿F(xiàn)深度處理的目的,達(dá)到對(duì)廢水進(jìn)行回收利用的目的。
結(jié)束語(yǔ)
總而言之,由于環(huán)保政策將逐漸落實(shí),人們環(huán)保意識(shí)在不斷提高,化工廢水處理壓力在不斷增大。因此,根據(jù)廢水的特性,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,不斷尋找高效、價(jià)格合適、環(huán)保等更優(yōu)的技術(shù),將廢水處理后的指標(biāo)進(jìn)一步提高,不僅利國(guó)利民,而且會(huì)更好的服務(wù)于生產(chǎn),意義重大。
參考文獻(xiàn)
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篇3
關(guān)鍵詞: 煤化工;廢水;厭氧;好氧;生化處理
我國(guó)目前針對(duì)煤化工廢水處理所采用的生化法而言,主要的優(yōu)點(diǎn)就在于能夠?qū)τ趶U水中所含的苯物質(zhì)以及苯酚類(lèi)物質(zhì)進(jìn)行有效的清除;但是,這個(gè)辦法也有較為突出的缺點(diǎn):對(duì)于廢水內(nèi)含有的難以進(jìn)行降解的物質(zhì)無(wú)法進(jìn)行有效的清除,比如咔唑類(lèi)等。在對(duì)CODcr進(jìn)行檢測(cè)的時(shí)候,絕大部分的煤化工企業(yè)都難以達(dá)到國(guó)家指定的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。而色度以及混濁度極高也是采用生化法處理的后遺癥,所以,必須使得CODcr以及色濁度進(jìn)一步的降低,才能達(dá)到我國(guó)相關(guān)的排放標(biāo)準(zhǔn)。
1 煤化工廢水處理技術(shù)現(xiàn)狀及水質(zhì)分析
1.1 現(xiàn)狀分析
由于煤化工廢水的成分較為復(fù)雜,且種類(lèi)繁多,使得單純依靠傳統(tǒng)的物理與化學(xué)方法難以達(dá)到預(yù)期的排放效果?,F(xiàn)有的煤化工廢水處理主要分為三個(gè)級(jí)別,一級(jí)處理為預(yù)處理,此處理多采用物理化學(xué)方法,將廢水進(jìn)行初步分類(lèi)并進(jìn)行一定的回收;二級(jí)處理為生化處理,最后則是深度處理。
1.2 水質(zhì)分析
濃度含量比較高的洗滌廢水是煤化工企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的主要廢水,其含有極高的含毒量以及有害物質(zhì)含量。在煤化工企業(yè)產(chǎn)生的綜合廢水內(nèi)部,其含有的氮氨含量大概為200-500mg/L,而CODcr的含量甚至高達(dá)5000mg/L。同時(shí),在廢水中還含有大量有機(jī)污染物,類(lèi)似于酚類(lèi)、多環(huán)芳香類(lèi)化合物,甚至還含有硫等雜環(huán)化合物,這些物質(zhì)都難以進(jìn)行降解。廢水中同時(shí)還含有一定量的可分解有機(jī)化合物以及難以分解的有機(jī)化合物。
2 生化處理法概述
在對(duì)于煤化工生產(chǎn)廢水進(jìn)行相關(guān)處理之前,都必須進(jìn)行一定程度的物化預(yù)處理,而這種預(yù)處理的主要內(nèi)容包括有隔油、氣浮等。所謂的氣浮法指的是將廢水中所含的油類(lèi)物質(zhì)進(jìn)行處理、回收,這樣做的好處在于避免廢水中的油類(lèi)物質(zhì)對(duì)后續(xù)處理造成一定的影響,同時(shí)還起到一定的曝氣作用。
就目前而言,世界上對(duì)預(yù)處理結(jié)束后,一般采用好氧生物法或是缺氧生物法后,再進(jìn)行有關(guān)處理,也就是我們常說(shuō)的AO處理工藝。但是就算通過(guò)這兩種處理方式進(jìn)行再處理后的廢水中,還是不能保證所蘊(yùn)含的CODcr達(dá)標(biāo),因?yàn)樵趶U水內(nèi)部還留有許多的雜環(huán)類(lèi)以及多環(huán)類(lèi)的有機(jī)化合物。
所以,針對(duì)上述問(wèn)題,在最近幾年的研究成果中,有許多新方式可以對(duì)其進(jìn)行有效的清除處理。比如厭氧生物法、載體流動(dòng)床生物膜法、好氧厭氧綜合生物法以及PACT法等。
2.1 對(duì)好氧生物法進(jìn)行改進(jìn)
PACT法指的是將一定量的活性炭放到污泥曝氣池內(nèi)部,通過(guò)活性炭本身的特質(zhì)——對(duì)于溶解氧以及相關(guān)的有機(jī)化合物有一定的吸附作用,我們通過(guò)這一特點(diǎn)對(duì)微生物提供其成長(zhǎng)所需要的食物,同時(shí)也是的有機(jī)化合物相關(guān)氧化能力得到一定程度的提升。而濕空氣法則是還可以對(duì)使用過(guò)了的活性炭獲得再生。
而載體流動(dòng)床生物膜法,我們通常稱(chēng)呼其為CBR,其主要建立在一種特殊性質(zhì)的填料上的化床技術(shù),談可以將相同生物單元內(nèi)的生物膜法以及活性污泥法之間進(jìn)行一定的有機(jī)化結(jié)合,并將一定的特殊形式的填料按照一定比例的投放到污泥池水中,這樣在填料的表面就會(huì)依附一定數(shù)量的微生物,而所謂的微生物膜就自然而然的形成了。相比于生長(zhǎng)的活性污泥技術(shù)來(lái)講,池中的生物濃度相較于平常要高2倍到4倍左右,其濃度甚至高達(dá)8g到12g/L左右,所以也是的降解的效率成倍的提升。
這種方法所使用的填料是通過(guò)一定的分析而單獨(dú)設(shè)計(jì)的,通過(guò)一定的風(fēng)力曝氣進(jìn)行一定的擾動(dòng),使得反應(yīng)池中投入的填料根據(jù)水流的浮動(dòng)而動(dòng)作。而煤化工生產(chǎn)的廢水中的污染物以及氧氣與生物群進(jìn)行一定充分的相互接觸,而污染物便是通過(guò)一定的擴(kuò)散作用以及衣服作用進(jìn)入到生物膜的內(nèi)部,被這一層生物膜內(nèi)數(shù)以?xún)|萬(wàn)計(jì)的微生物降解,這樣就整體降解效率,得到了一個(gè)巨大的提升。
CBR技術(shù)本身的適用面是非常寬廣的,其不僅可以在煤化工生產(chǎn)廢水進(jìn)行處理時(shí)發(fā)揮一定程度的作用,同時(shí)在進(jìn)行后期深層次處理的過(guò)程中,還可以被運(yùn)用到相關(guān)的回收黨員中,其主要的處理工藝如下圖1所示:
圖1 CBR處理示意圖
2.2 好氧厭氧綜合生物法
在最近幾年,相關(guān)化工研究人員開(kāi)始對(duì)厭氧和好氧進(jìn)行相關(guān)的有機(jī)結(jié)合而產(chǎn)生的新的廢氣處理方式——好氧厭氧綜合生物法。因?yàn)樵谶M(jìn)行單獨(dú)的煤化工生產(chǎn)廢氣處理的過(guò)程中,如果單獨(dú)使用好氧技術(shù)或者厭氧技術(shù),所產(chǎn)生的效果并不能令人滿意,如果我們首先進(jìn)行相關(guān)的厭氧廢水處理,使得廢水中所含有的有機(jī)物得到一定程度的降解處理,這樣為后續(xù)將進(jìn)行的好氧生物處理進(jìn)行了一定的鋪墊處理,使得最后的CODcr的有效去除率高達(dá)百分之九十以上。在對(duì)于廢水的縫隙中,在其中還存在一部分難以被降解的有機(jī)化合物,通過(guò)相關(guān)的好氧厭氧綜合生物法,對(duì)于這些有機(jī)物的有效去除率可以高達(dá)百分之七十左右,則是其他任何一種好氧法或者厭氧法都不能達(dá)到的效果。
3 對(duì)煤化工生產(chǎn)廢水進(jìn)行處理
我們通過(guò)上述辦法對(duì)美化工生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的一系列廢水進(jìn)行相關(guān)處理后,CODcr等溶液的濃度已經(jīng)被降低到了一定的程度,但是對(duì)于其中出水范圍內(nèi)的難以被降解物還是極大程度的影響了處理后水的色度、濁度以及相關(guān)的CODcr指標(biāo),所以距離國(guó)家的相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)還有一定的距離。我們必須對(duì)處理后出水再進(jìn)行一次深度的處理,其主要的辦法包括有以下幾種:固定類(lèi)型生物技術(shù)、反滲透、混凝沉淀等相關(guān)膜處理技術(shù)和吸附法催化氧化法。
3.1 固定類(lèi)型生物技術(shù)
所謂的固定類(lèi)型生物技術(shù)指的是二十一世紀(jì)研究出來(lái)的一種新技術(shù),就其本身而言,具有一定的針對(duì)性,這里的針對(duì)性指的是對(duì)廢水的處理范圍,這樣的方法本身能夠?qū)潭▋?yōu)勢(shì)的菌類(lèi)以及可以被馴化的菌類(lèi)進(jìn)行一定的選擇,使其可以針對(duì)性較強(qiáng)的處理廢水中存在的異喹啉等物質(zhì)。與普通的污泥處理方法相比較,這種固定類(lèi)型生物技術(shù)對(duì)于那些難以被降解的有機(jī)化合物的有效去除率要比前者高出5倍到7倍左右。
經(jīng)過(guò)一定馴化的優(yōu)勢(shì)菌種,本身所具備的降解能力較為突出,降解的速度也相對(duì)較快,僅僅需要8個(gè)小時(shí)不到的時(shí)間,就可以將廢水中的難以被降解的有機(jī)物有效清除百分之九十左右。
3.2 混凝沉淀法
因?yàn)樵谒校恍腋∥锟梢宰杂傻某两?,所以這個(gè)辦法就是通過(guò)對(duì)廢水中加入一定劑量的混凝劑,使得這些沉降懸浮物可以再一定重力的作用下自然的下沉,然后再通過(guò)一定的固液分離措施,將這些有機(jī)物進(jìn)行去除處理,
3.3 較為高級(jí)的氧化技術(shù)
有機(jī)化合物本身具備了一定的多樣性、復(fù)雜性,這同時(shí)對(duì)于相應(yīng)的廢水處理工作而言,就帶來(lái)了一定程度的困難性,而在這部分有機(jī)化合物中,大部分都是酚類(lèi)、含有一定氮元素的有機(jī)物,這部分有機(jī)物本身很難被降解,所以對(duì)于相應(yīng)的廢水出來(lái)來(lái)講,是一個(gè)很大的難題,同時(shí)也使得其后續(xù)的處理過(guò)程中,具備了一定的困難程度。而這里提出的高級(jí)氧化技術(shù)就能夠很好的解決這一個(gè)問(wèn)題,其主要是通過(guò)在水中生成一定幾年的自由基HO,而煤化工生產(chǎn)廢水中很大一部分的有機(jī)化合物都被自由基無(wú)差別的進(jìn)行降解,講解的最終產(chǎn)物為co2以及水。而高級(jí)的氧化法可以詳細(xì)的分為催化氧化法、多相濕式催化氧化法以及其他類(lèi)型催化氧化法。
在進(jìn)行煤化工生產(chǎn)廢水相應(yīng)的前期處理過(guò)程中采用合理的催化氧化法,能夠一定程度的增加廢水本身的生化性,同時(shí)還可以對(duì)COD產(chǎn)生有效地去除效果。但是,在進(jìn)行前期的處理應(yīng)用過(guò)程中,相應(yīng)的消耗比一般處理方法要大許多,并且本身的效果也并不算太突出,經(jīng)濟(jì)效益也有一定的去誒按,所以?xún)H將這中辦法在進(jìn)行深度處理時(shí)應(yīng)用。
4 小結(jié)
隨著科技發(fā)展以及廢水處理方式的不斷改革,越來(lái)越多的處理技術(shù)以及方法應(yīng)運(yùn)而生,但這些辦法并不是最完美的處理方法。對(duì)于煤化工生產(chǎn)廢水中所蘊(yùn)含的難以降解的有機(jī)物而言,只是單純的進(jìn)行氧化處理后的水存在COD偏高的現(xiàn)象,使得整體處理效果不佳;吸附法效果雖然不錯(cuò),但是經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)太大,并且會(huì)在處理過(guò)程中出現(xiàn)一定的次污染以及吸附再生等問(wèn)題;氧化法雖然對(duì)于這類(lèi)難以降解的物質(zhì)有較為明顯的處理作用,但是整體消耗較大,所需要費(fèi)用偏高,一般企業(yè)難以負(fù)擔(dān)。而本文推薦的厭氧好氧處理法在成本以及實(shí)際效果方面都有比較突出的優(yōu)勢(shì),但是單純使用此方法在進(jìn)行難以解物質(zhì)含量以及濃度不統(tǒng)一的廢水時(shí),需要輔佐以其他處理法進(jìn)行協(xié)同處理。綜上所述,采用多法合一的綜合處理方式,才能對(duì)煤化工生產(chǎn)廢水進(jìn)行有效的處理,這也是未來(lái)煤化工企業(yè)廢水處理的實(shí)際發(fā)展方向。
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篇4
1水系統(tǒng)概況
內(nèi)蒙古某煤化工項(xiàng)目以褐煤為主原料,采用碎煤加壓氣化技術(shù),通過(guò)一系列煤氣凈化、變換、合成過(guò)程,最終產(chǎn)出合格的甲烷氣。項(xiàng)目補(bǔ)水水源為地表水,各系統(tǒng)給排水線路簡(jiǎn)圖如圖1所示。如圖1所示,全廠水系統(tǒng)主要包括廢水處理與回用單元、循環(huán)水系統(tǒng)、凝結(jié)水處理系統(tǒng)、蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)和蒸發(fā)塘。其中,廢水處理與回用系統(tǒng)包括生化處理、深度處理、膜處理與回用、濃鹽水處理等單元;當(dāng)上述系統(tǒng)中工況不穩(wěn)定或事故時(shí),部分廢水將排入蒸發(fā)塘。
2廢水處理與零排放現(xiàn)狀
在碎煤加壓氣化爐反應(yīng)過(guò)程中,用于制氣的原料煤中有部分成分未完全分解,隨煤氣夾帶出來(lái),在冷卻和洗滌過(guò)程中生成煤氣化廢水,其特點(diǎn)是有機(jī)物含量高、成分復(fù)雜且難生化處理,廢水經(jīng)酚氨回收處理后進(jìn)入廢水處理與回用系統(tǒng),主工藝流程如圖2所示。如圖2所示,來(lái)自酚氨回收工段的煤氣化水、全廠生活及化驗(yàn)污水、初期雨水在調(diào)節(jié)池混合后經(jīng)生化、吸附及曝氣生物濾池(BAF)處理后進(jìn)入膜處理單元,超濾出水作為循環(huán)系統(tǒng)補(bǔ)水、反滲透出水作為生產(chǎn)水分別回用,廢水處理工藝后段設(shè)置了超濾、納濾、反滲透和蒸發(fā)結(jié)晶處理設(shè)施對(duì)反滲透濃水、循環(huán)排污水進(jìn)行除鹽,并得到脫鹽水回用,各主要處理單元的運(yùn)行及廢水回用單元工況如下。
2.1主生化處理單元本項(xiàng)目中,廢水首先經(jīng)水解酸化單元(升流式厭氧污泥床,UASB)及缺氧/好氧(A/O)單元進(jìn)行有機(jī)物降解,COD、總酚變化如圖3所示。圖3所取廢水處理設(shè)施運(yùn)行時(shí)間為2014年6月中旬至7月底,主生化處理單元進(jìn)水COD為1200mg/L-2567mg/L,平均為2020mg/L,總酚為268mg/L-426mg/L,平均為365mg/L;二沉池出水COD為207mg/L-316mg/L,平均為269mg/L,總酚為8mg/L-72mg/L,平均為36mg/L。
2.2廢水回用單元廢水經(jīng)主生化單元、吸附和曝氣生物濾池(BAF)單元處理后,進(jìn)入浸沒(méi)式超濾單元,超濾出水部分作為循環(huán)補(bǔ)水,部分進(jìn)入后段反滲透單元進(jìn)行除鹽,反滲透出水作為生產(chǎn)水補(bǔ)水。超濾產(chǎn)水與部分生產(chǎn)水作為循環(huán)系統(tǒng)的補(bǔ)水,循環(huán)系統(tǒng)典型水質(zhì)如表1所示。循環(huán)系統(tǒng)控制濃縮倍數(shù)為4-5倍,系統(tǒng)排污水和回用段反滲透濃水排入濃鹽水膜濃縮系統(tǒng)的預(yù)處理單元,對(duì)結(jié)垢離子進(jìn)行去除。
2.3濃鹽水膜濃縮單元系統(tǒng)包括預(yù)處理單元、超濾、納濾和反滲透單元,設(shè)計(jì)回收率為70%。各膜系統(tǒng)進(jìn)水水質(zhì)如表2所示。反滲透濃水經(jīng)一級(jí)高壓反滲透處理后回收部分淡水,其濃水與納濾濃水排入蒸發(fā)結(jié)晶單元。
2.4蒸發(fā)結(jié)晶單元蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)采用三效蒸發(fā),第三效蒸發(fā)器排出的濃鹽水通過(guò)旋流分離器和晶種投加進(jìn)行結(jié)晶,通過(guò)離心機(jī)分離結(jié)晶鹽與水。單位蒸汽消耗比設(shè)計(jì)值為0.35。蒸發(fā)系統(tǒng)進(jìn)出水水質(zhì)如表3所示。
3廢水處理與零排放工作分析與建議
現(xiàn)結(jié)合本項(xiàng)目與其他企業(yè)水處理設(shè)施的設(shè)計(jì)和運(yùn)行現(xiàn)狀,對(duì)影響煤化工廢水處理與回用及零排放工作的相關(guān)因素進(jìn)行分析。
3.1水處理工藝及設(shè)施廢水處理系統(tǒng)能否穩(wěn)定運(yùn)行取決于煤氣化廢水進(jìn)水水質(zhì)的穩(wěn)定性和生化處理系統(tǒng)工藝參數(shù)的控制。煤氣化廢水中酚類(lèi)、氨氮和生物有毒及抑制性物質(zhì)多,當(dāng)生化系統(tǒng)受沖擊后,易影響硝化菌的代謝過(guò)程,造成出水氨氮偏高,調(diào)節(jié)工藝的進(jìn)水流量或改變?nèi)莘e負(fù)荷是更為簡(jiǎn)捷、快速和有效的途徑。煤氣化廢水收到酚氨回收工藝的影響,水溫偏高,研究表明溫度超過(guò)35℃,污泥衰老速度增快,造成污泥松散,導(dǎo)致二沉池漂泥,出水有機(jī)物超標(biāo),污泥松散與流失易會(huì)影響硝化菌濃度,致使氨氮去除效率降低。硝化過(guò)程需要較充足的溶解氧,pH宜控制在6.8-7.5,不宜過(guò)高。當(dāng)生化系統(tǒng)參數(shù)控制不滿足要求時(shí),必然影響廢水處理效果。
3.2廢水回用及蒸發(fā)結(jié)晶設(shè)施在煤化工企業(yè)中,多采用膜處理工藝達(dá)到廢水回用目的,且回用水多做為循環(huán)系統(tǒng)補(bǔ)水,由于循環(huán)系統(tǒng)多為開(kāi)放體系,水體易滋生微生物,這對(duì)回用水的處理及循環(huán)水系統(tǒng)參數(shù)控制提出了更高的要求。
3.2.1廢水回用在本項(xiàng)目中,超濾產(chǎn)水做為循環(huán)補(bǔ)水,循環(huán)排污水經(jīng)預(yù)處理、超濾、納濾和反滲透系統(tǒng)進(jìn)行處理。在其他類(lèi)似化工企業(yè)中,循環(huán)水系統(tǒng)曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)嚴(yán)重的生物粘泥滋生問(wèn)題,另研究認(rèn)為濁循環(huán)系統(tǒng)易因廢水中的有機(jī)物而造成循環(huán)水系統(tǒng)的腐蝕,增大了換熱器腐蝕,縮短系統(tǒng)使用壽命。結(jié)合循環(huán)水系統(tǒng)結(jié)垢、腐蝕和微生物滋生控制要求,提出以下觀點(diǎn):(1)充分計(jì)算水平衡及鹽平衡的基礎(chǔ)上,將超濾產(chǎn)水經(jīng)由納濾處理后做為循環(huán)水補(bǔ)水,充分截留進(jìn)入循環(huán)水系統(tǒng)的有機(jī)物及結(jié)垢因子,減輕循環(huán)水系統(tǒng)壓力;對(duì)循環(huán)排污水進(jìn)行水質(zhì)研究,充分應(yīng)用混凝等預(yù)處理手段將水中懸浮物及部分有機(jī)物去除,應(yīng)用超濾、反滲透系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行濃縮是可行的。(2)循環(huán)系統(tǒng)濃縮倍數(shù)不宜過(guò)高,應(yīng)重視換熱器泄露問(wèn)題,特別是酸性氣的泄露問(wèn)題,需建立日常及定期檢測(cè)機(jī)制。(3)在類(lèi)似廢水回用的化工企業(yè)中,當(dāng)循環(huán)水系統(tǒng)異常,出現(xiàn)濁度增大時(shí),旁濾系統(tǒng)往往不能滿足除濁要求,在控制加藥的基礎(chǔ)上,需研究建立固定或移動(dòng)的預(yù)處理水處理裝置,增大循環(huán)水排污量,盡快去除污染因素,避免惡性循環(huán)。
篇5
煤化工行業(yè)的廢水主要包括兩種,一種是工藝廢水、生活污水等,目前主要采取化學(xué)工藝和微生物技術(shù)進(jìn)行處理。另外一種則是高含鹽廢水,其處理流程較為復(fù)雜,目前主要有以下兩種技術(shù)。
1.1膜分離技術(shù)
膜分離技術(shù)是當(dāng)前煤化工產(chǎn)業(yè)治理含鹽廢水的主要手段,具有成本低、效率高、技術(shù)成熟等一系列優(yōu)勢(shì)。膜分離技術(shù)利用的是滲透壓原理,較為典型的技術(shù)是反滲透膜分離技術(shù),分離膜可以將大部分鹽分、有機(jī)物和雜質(zhì)顆粒截留在一側(cè),通過(guò)人工裝置提高壓強(qiáng)、溫度來(lái)提高產(chǎn)水率。高校反滲透膜技術(shù)(HERO)的濃縮凈化產(chǎn)水率可以達(dá)到98%以上,但從技術(shù)本質(zhì)來(lái)說(shuō),需要較長(zhǎng)的處理期,同時(shí)人工進(jìn)行壓力、溫度干預(yù)也容易造成滲透膜的破壞,影響正常使用壽命,這是亟待改進(jìn)的方面;國(guó)際方面主要通過(guò)改良膜技術(shù)的材料成分,如傳統(tǒng)的四氟聚乙烯材料,比常規(guī)的高聚合物材料有更好的疏水性,納濾膜分離技術(shù)可以截留多價(jià)離子等。
1.2熱濃縮技術(shù)
熱濃縮技術(shù)主要依靠熱工設(shè)備提供的熱能,將液體中的固體成分進(jìn)行濃縮,蒸發(fā)出水分,最終實(shí)現(xiàn)分離和凈化。在上世紀(jì)80年代以前,熱濃縮技術(shù)得到了廣泛地應(yīng)用,除了煤化工含鹽廢水領(lǐng)域之外,還包括海水淡化、石油化工等產(chǎn)業(yè)。熱濃縮技術(shù)的工藝原理簡(jiǎn)單,但要實(shí)現(xiàn)高效的濃縮技術(shù)和精華效果,需要投入大量的機(jī)械設(shè)備,能耗成本較高,企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益不高。經(jīng)過(guò)對(duì)多效率蒸發(fā)、機(jī)械壓縮蒸發(fā)等方式的改造,目前主要以多級(jí)串聯(lián)的方式展開(kāi)生產(chǎn)活動(dòng),產(chǎn)水率一般維持在90%左右。對(duì)于煤化工產(chǎn)業(yè)而言,含鹽廢水的處理可以分為兩個(gè)大的步驟,第一是促使廢水溶液產(chǎn)水,第二則是對(duì)于處理后剩余的高濃度鹽液進(jìn)行處理。煤化工含鹽廢水剩余的殘?jiān)ù罅拷Y(jié)晶體、顆粒等有毒物質(zhì),可以通過(guò)焚燒、自然蒸發(fā)、深井灌注等形式消除對(duì)自然環(huán)境的影響。
2高含鹽廢水處理工藝應(yīng)用存在的問(wèn)題和對(duì)策
2.1技術(shù)方面存在的問(wèn)題和對(duì)策
就膜分離技術(shù)而言,在煤化工生產(chǎn)活動(dòng)中面臨的主要問(wèn)題是污染物堵塞,即污水中所含的鹽分、雜質(zhì)、膏狀物、油類(lèi)等物質(zhì)相互融合反應(yīng),形成膠狀物體,在微生物的影響下不斷沉積、依附在滲透膜表面,時(shí)間異常,高鹽分物質(zhì)在多種化學(xué)、物理作用下會(huì)對(duì)滲透膜產(chǎn)生腐蝕作用,縮短正常使用壽命。針對(duì)膜分離技術(shù)出現(xiàn)的問(wèn)題,可以通過(guò)多種方式加以清理,如采用滅菌藥品、殺菌光線等進(jìn)行長(zhǎng)期維護(hù),采用超聲波震蕩技術(shù)來(lái)減少堵塞,也可以通過(guò)人工方式定期更換清理等。針對(duì)熱濃縮工藝而言,企業(yè)要一次性投入大量資金用于建設(shè)熱工設(shè)備,而在進(jìn)行濃縮處理的過(guò)程中,水中高含量的氯離子、鈣離子等會(huì)在設(shè)備內(nèi)部形成鹽垢,導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備存在潛在風(fēng)險(xiǎn);解決這一問(wèn)題的常規(guī)手段是采取沖灰的方式,采用化學(xué)手段降低液體中離子濃度,加速處理過(guò)程。
2.2經(jīng)濟(jì)方面存在的問(wèn)題及對(duì)策
煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是依賴(lài)于不同企業(yè)構(gòu)成的工藝體系,高含鹽廢水處理系統(tǒng)能夠廣泛、長(zhǎng)期、穩(wěn)定地運(yùn)行下去,除了考慮技術(shù)、環(huán)境等要素之外,最重要的是從經(jīng)濟(jì)角度考慮成本問(wèn)題。對(duì)于膜分離技術(shù)而言,本身作為一類(lèi)高科技材料產(chǎn)品需要大量的資金投入,如果縮短其使用壽命,必然會(huì)給企業(yè)造成沉重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān);而采取熱濃縮工藝的設(shè)備單項(xiàng)投資規(guī)模很大,在日后的運(yùn)營(yíng)維護(hù)中也需要大量的人力物力,如果企業(yè)產(chǎn)出無(wú)法滿足,必然無(wú)法長(zhǎng)久的維持。因此,要解決經(jīng)濟(jì)方面存在的問(wèn)題,必須從兩個(gè)方面入手:其一,國(guó)家針對(duì)煤化工產(chǎn)業(yè)給予一定的政策和資金支持,第二,煤化工產(chǎn)業(yè)從自身入手,優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),提高生產(chǎn)效率,增強(qiáng)市場(chǎng)盈利能力。
3結(jié)語(yǔ)
篇6
關(guān)鍵詞:魯奇;煤氣廢水;脫酚;脫氨;酸性氣;萃取
煤氣化是煤化工核心技術(shù)之一,被譽(yù)為新型煤化工產(chǎn)業(yè)的龍頭技術(shù)。其中以魯奇加壓煤氣化技術(shù)為代表的固定床加壓氣化工藝,因?yàn)槊悍N適應(yīng)性廣、運(yùn)行穩(wěn)定、生產(chǎn)能力大、能耗低、氧耗少、效率高等優(yōu)點(diǎn)而被國(guó)內(nèi)外廣泛運(yùn)用。尤其從煤制天然氣中甲烷含量以及投資費(fèi)用等角度出發(fā),魯奇加壓煤氣化技術(shù)在煤制天然氣領(lǐng)域占有重要的地位[1]。
魯奇加壓煤氣化技術(shù)產(chǎn)生的煤氣,經(jīng)洗滌后生產(chǎn)大量的廢水,含有酚、油、CO2、H2S、高COD、高氨氮等,是一種典型的有毒有害、難降解的工業(yè)廢水,一直都是國(guó)內(nèi)外工業(yè)廢水處理領(lǐng)域的難題。河南省豫西某廠的煤氣廢水在煤氣水分離裝置除油除塵后,先脫酸、再萃取脫酚、然后進(jìn)行脫氨及溶劑回收,最后送至后續(xù)污水生化處理系統(tǒng)。
1 煤氣廢水處理工藝及存在問(wèn)題
1.1 煤氣廢水處理流程
經(jīng)除焦油、除塵后的含酚氨煤氣廢水,首先進(jìn)入脫酸塔與0.5Mpa低壓蒸汽間接加熱,從而汽提脫除CO2、H2S等酸性氣體,經(jīng)冷凝后送至硫回收,含氨的冷凝液進(jìn)行回流。脫除酸性氣體的煤氣廢水經(jīng)冷卻后進(jìn)入萃取塔,由二異丙基醚(D1PE)萃作為萃取劑進(jìn)行萃取脫酚。萃取相進(jìn)入酚塔,經(jīng)精餾分離出粗酚和溶劑,粗酚作為產(chǎn)品出售,溶劑進(jìn)入到溶劑回收槽。萃余相進(jìn)入水塔加堿精餾脫氨,氨氣經(jīng)側(cè)線采出后經(jīng)冷凝、吸收制成稀氨水送往鍋爐煙氣氨法脫硫裝置;水塔通過(guò)加堿精餾,塔頂?shù)娜軇┱羝?jīng)冷凝后進(jìn)入溶劑回收槽循環(huán)使用;塔釜液送入污水生化處理系統(tǒng)。工藝流程如圖1所示。
1.2 存在問(wèn)題
運(yùn)行過(guò)程中,該工藝主要存在以下幾個(gè)問(wèn)題:
(1)采用先脫酸再萃取流程,使脫酸后的廢水pH值較高(9-10),萃取水質(zhì)呈堿性,而溶劑萃取理想的pH值為8以下,從而導(dǎo)致脫酚效果不好。
(2)煤氣廢水中含有單元酚和多元酚,二異丙醚對(duì)于多元酚萃取效果并不好,而多元酚在生化處理工段屬于難處理物質(zhì)。
(3)為避免脫酸后煤氣廢水pH過(guò)高,從而嚴(yán)重影響脫酚效果,故脫酸塔的操作溫度偏低,使得脫酸塔對(duì)酸性氣的脫除效率較低,且脫氨在最后進(jìn)行,使前端過(guò)程一直是酸性氣和氨的共存狀態(tài),從而導(dǎo)致管道及設(shè)備產(chǎn)生碳銨結(jié)晶,影響設(shè)備正常運(yùn)行。
(4)廢水體系屬于發(fā)泡體系,運(yùn)行中塔設(shè)備易發(fā)生液泛和側(cè)采帶液,增加萃取劑的消耗[2]。
2 工藝改進(jìn)后的煤氣廢水處理流程及存在問(wèn)題
針對(duì)原有煤氣廢水處理工藝出現(xiàn)的問(wèn)題,將原有的流程進(jìn)行改變,將脫氨工序提前,即在脫酸塔后增加脫氨塔,使脫氨后的煤氣廢水pH降低,可為后序萃取提酚單元提供較好的萃取環(huán)境,提高萃取脫酚效率。
2.1 工藝改進(jìn)后的煤氣廢水處理流程
煤氣廢水分為兩股分別進(jìn)入脫酸塔,經(jīng)塔釜再沸器將酸性氣體及部分游離氨解析出來(lái),解析出來(lái)的游離氨用煤氣廢水洗滌,洗滌后的酸性氣從塔頂排出至硫回收。脫酸后的廢水經(jīng)預(yù)熱進(jìn)入脫氨塔,從脫氨塔塔頂出來(lái)的粗氨氣經(jīng)二次冷凝濃縮制成氨水送至鍋爐車(chē)間參與煙氣氨法脫硫。經(jīng)脫酸脫氨冷卻后的廢水pH為7.0-8.0,在萃取塔中萃取回收酚,萃取相進(jìn)入酚塔蒸餾,塔頂回收溶劑,塔底得到粗酚產(chǎn)品。萃余相送至水塔中部回收溶劑,塔底廢水送至污水生化處理系統(tǒng)。工藝流程如圖2所示。
2.2 工藝改進(jìn)后的效果及問(wèn)題
煤氣廢水處理流程改造后,提高了脫酸塔操作溫度,使脫酸效果得到提高,進(jìn)而減少了碳銨結(jié)晶的形成。脫氨放在萃取脫酚之前,使得脫酸脫氨后的煤氣廢水pH降低,改善了萃取體系環(huán)境,提高了萃取脫酚效率。工藝改進(jìn)后的廢水水質(zhì)如表1所示。
由表1可見(jiàn),煤氣廢水處理流程改進(jìn)后,水質(zhì)有所提升,但處理效果仍達(dá)不到設(shè)計(jì)值(酚含量
3 煤氣廢水處理流程改造方向和思路
面對(duì)改造前后流程中存在的種種問(wèn)題,該廠須繼續(xù)對(duì)煤氣廢水處理方法進(jìn)行優(yōu)化改造。
(1)華南理工大學(xué)提出的單塔加壓側(cè)線汽提工藝可同時(shí)脫除酸性氣和氨氣,該工藝由賽鼎工程有限公司設(shè)計(jì)的130t/h煤氣廢水酚氨回收項(xiàng)目,應(yīng)用于中煤龍化哈爾濱煤化工有限公司,獲得成功,出水總酚質(zhì)量濃度低于300mg/L,COD低于2500mg/L,酸性氣痕量[3]。
該工藝將煤氣廢水分為兩股進(jìn)料,一股與循環(huán)冷卻水換熱冷卻后,作為冷進(jìn)料進(jìn)入污水汽提塔的填料段上部位置,另一股與測(cè)線抽出氣換熱后,作為熱進(jìn)料進(jìn)入污水汽提塔填料段從下向上數(shù)第一層塔盤(pán)。冷進(jìn)料吸收氨氣后與熱進(jìn)料匯合,與塔釜上升蒸汽熱交換,汽提出的酸性氣體從塔頂排出。從單塔側(cè)線采出的混合氣經(jīng)三級(jí)分凝后得到高濃度氨氣。污水汽提塔塔底釜液pH為6-7,經(jīng)冷卻后送至萃取塔上部進(jìn)行萃取,萃取相送至酚塔產(chǎn)出粗粉并回收溶劑,萃余相送至水塔汽提,塔頂蒸汽經(jīng)換熱冷卻后與酚塔回收溶劑和補(bǔ)充的新鮮萃取劑共同進(jìn)入溶劑循環(huán)槽,再被送入萃取塔循環(huán)使用。水塔塔底釜液送至后續(xù)生化處理。
(2)源于萃取體系在pH低于8時(shí),萃取效果較為理想的思路。有人提出了一種新的煤氣廢水處理方法,即先用二氧化碳?xì)馐姑簹鈴U水酸性氣飽和,使其pH降低后萃取脫酚,再脫酸、除氨。
華南理工大學(xué)也提出了相近思路的煤氣廢水處理流程:煤氣廢水經(jīng)沉降、除油后,送入飽和塔,與系統(tǒng)內(nèi)酸性氣進(jìn)行逆流接觸,用酸性氣對(duì)煤氣廢水進(jìn)行飽和處理,調(diào)節(jié)煤氣化污水的pH值至7;過(guò)量的酸性氣體從飽和塔頂部排出,酸性氣飽和后的煤氣廢水從塔底排出,進(jìn)入萃取塔脫酚;萃取相(包括酚和萃取劑)進(jìn)入酚塔,回收萃取劑循環(huán)利用;萃余相(包括水、CO2、H2S、NH3、萃取劑和少量酚類(lèi))分冷、熱兩股,分別從水塔的上部和中上部進(jìn)入塔內(nèi),同時(shí)在塔的中部加入NaOH,以脫除水中的固定氨;水塔塔頂汽提部分進(jìn)酸性氣分凝罐,部分酸性氣循環(huán)回飽和塔;從水塔側(cè)線抽出的富氨氣進(jìn)入三級(jí)分凝罐進(jìn)行提純回收,塔釜凈化水送生化處理[4]。
該工藝為煤氣廢水氨酚脫除回收提供了一個(gè)新的思路,在理論上是可行的,但運(yùn)用到工業(yè)裝置上效果會(huì)如何,還有待實(shí)踐檢驗(yàn)。
(3)萃取劑的正確選擇,有利于煤氣廢水脫酚效率的提高。目前,較為常見(jiàn)的萃取劑有二異丙基醚(DIPE)和甲基異丁基酮(MIBK)。二異丙基醚對(duì)單元酚萃取效率為99.6%,對(duì)多元酚為60%;甲基異丁基酮的單元酚萃取效率>96.7%,對(duì)多元酚萃取效率80%-88%。大唐國(guó)際克什克騰煤制天然氣項(xiàng)目的煤氣廢水脫酚萃取劑由二異丙醚更換為甲基異丁基酮后,處理后的廢水含酚量由原來(lái)的700mg/L將至400mg/L,實(shí)踐證明,甲基異丁基酮對(duì)多元酚的萃取效果更好[5]。
參考文獻(xiàn)
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篇7
[關(guān)鍵詞]低碳源污水;脫氮;除磷;工藝優(yōu)化
中圖分類(lèi)號(hào):X703.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2016)09-0231-02
煤化工是一個(gè)重要的污染源,要發(fā)展煤化工,必須同時(shí)解決由此產(chǎn)生的污染問(wèn)題。煤化工的發(fā)展應(yīng)力求把污染、能耗降到最低限度,控制在生態(tài)、環(huán)境、資源容量可承載能力的范圍內(nèi)。煤化工的發(fā)展決不能以浪費(fèi)資源、犧牲環(huán)境和破壞生態(tài)為代價(jià)。
一、我國(guó)煤化工污染現(xiàn)狀
1、焦化廢氣的污染
焦化污染物是煤炭行業(yè)造成環(huán)境污染的首要污染物,這是因?yàn)榻够a(chǎn)業(yè)依然存在,有許多的焦化污染物質(zhì)嚴(yán)重地污染著環(huán)境,如焦化廢氣等。一般來(lái)說(shuō),焦化廢氣主要是煤的干餾、結(jié)焦等加工過(guò)程中產(chǎn)生的煙氣、廢氣、粉塵、煤塵等,尤其是出焦時(shí)焦炭與空氣燃燒所形成的一氧化氮、一氧化碳和二氧化碳對(duì)環(huán)境污染更為嚴(yán)重。氣體污染物的排污環(huán)節(jié)比較復(fù)雜,并且種類(lèi)很多、毒性很大,非常不利于控制和處理。這些污染氣體在微風(fēng)的環(huán)境中很容易彌散在空中,造成嚴(yán)重的空氣污染,影響自然環(huán)境質(zhì)量的同時(shí),更對(duì)人們的健康造成了影響和損害。
2、焦化廢水的污染
焦化廢水對(duì)于環(huán)境的影響也很大,它主要是在煤炭的焦化以及焦化回收的過(guò)程當(dāng)中產(chǎn)生的廢水、水蒸氣和煤氣一起從焦?fàn)t排除,進(jìn)而形成許多的焦化廢水。這類(lèi)廢水一旦流入江河就會(huì)對(duì)生物的生存造成威脅,如果使用被焦化廢水污染了的水進(jìn)行農(nóng)田灌溉,既會(huì)使農(nóng)作物減產(chǎn)甚至枯死,還會(huì)造成土地鹽堿化。
3、噪聲的污染
一般來(lái)說(shuō),煤炭化工企業(yè)的噪聲污染并不是很?chē)?yán)重,對(duì)于周?chē)用竦纳钜膊粫?huì)產(chǎn)生太大的影響。但是局部的一些高噪聲的設(shè)備卻很常見(jiàn),如果缺乏相應(yīng)的操作和合理的安排,往往會(huì)對(duì)作業(yè)的工人產(chǎn)生一定的影響,長(zhǎng)此以往也會(huì)嚴(yán)重影響煤炭從業(yè)人員的身體健康。
4、焦化廢渣的污染
焦化廢渣主要包括除塵器收回的煤塵等細(xì)小的碎渣,或者是分離過(guò)程中產(chǎn)生的焦油渣等。這些廢渣的成分相當(dāng)復(fù)雜,露天堆置時(shí)一旦遇到下雨或者刮風(fēng),就會(huì)對(duì)空氣、土壤以及水造成污染,給人們的健康帶來(lái)嚴(yán)重的威脅。
二、關(guān)于煤化工污染的治理措施
1、淘汰落后產(chǎn)業(yè)和生產(chǎn)力
要嚴(yán)格執(zhí)行相應(yīng)的產(chǎn)業(yè)政策,淘汰落后產(chǎn)業(yè)和生產(chǎn)力。我國(guó)的各級(jí)政府以及相關(guān)的責(zé)任部門(mén)應(yīng)該對(duì)于落后的產(chǎn)業(yè)和生產(chǎn)力實(shí)行嚴(yán)格的淘汰制度,同時(shí)進(jìn)行嚴(yán)格的執(zhí)法,對(duì)于相應(yīng)的產(chǎn)業(yè)提出必要的產(chǎn)業(yè)政策。環(huán)保部門(mén)應(yīng)該督促執(zhí)行相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn),對(duì)于那些新興起的煤炭行業(yè)給予嚴(yán)格把關(guān),一旦出現(xiàn)污染較大并且缺乏相應(yīng)環(huán)境保護(hù)能力的產(chǎn)業(yè)要實(shí)行淘汰制度,反對(duì)地方保護(hù)主義的出現(xiàn)。
2、強(qiáng)化管理能力
煤炭企業(yè)主管部門(mén)的相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)應(yīng)不斷提高思想認(rèn)識(shí),加強(qiáng)對(duì)企業(yè)的管理。企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)要不斷加強(qiáng)對(duì)焦化污染物處理的重視程度,不能單純地追求經(jīng)濟(jì)利益而放棄環(huán)保。從事環(huán)保工作的人員應(yīng)增強(qiáng)責(zé)任意識(shí),與相關(guān)部門(mén)一起有效推進(jìn)環(huán)境保護(hù),嚴(yán)格落實(shí)進(jìn)行的審查制度。對(duì)廠內(nèi)進(jìn)行設(shè)備的嚴(yán)格審查,對(duì)于一些污染嚴(yán)重的企業(yè)要堅(jiān)決予以關(guān)停。
3、焦化廢水降解與深度處理
焦化廢水中酚類(lèi)物質(zhì)較多,通過(guò)對(duì)酚類(lèi)物質(zhì)的檢測(cè)處理,進(jìn)行濃度轉(zhuǎn)移,并設(shè)計(jì)處理工藝進(jìn)行酚類(lèi)物質(zhì)去除,控制在0.1mg?L-1。酚類(lèi)物質(zhì)的轉(zhuǎn)移能夠降低污染物濃度,并進(jìn)行講降解處理。另外,對(duì)焦化廢水進(jìn)行深度處理,主要是對(duì)殘余污染成分進(jìn)行消除。目前主要應(yīng)用方法為對(duì)COD構(gòu)成研究,并通過(guò)O3/UV催化流床反應(yīng)器,將廢水中各種污染指標(biāo)降低。降低濃度的同時(shí)也對(duì)廢水進(jìn)行消毒處理,實(shí)現(xiàn)廢水回用。
4、厭氧生物處理技術(shù)應(yīng)用
該技術(shù)應(yīng)用能耗較低,且對(duì)焦化廢水中高濃度污染物處理具有較大優(yōu)勢(shì)。厭氧主要針對(duì)發(fā)酵性細(xì)菌、產(chǎn)停產(chǎn)乙酸細(xì)菌等。厭氧過(guò)程同時(shí)能夠?qū)Χ喾N難以降解的物質(zhì)進(jìn)行降解,包括多氯聯(lián)苯等。高氯帶同系物中的脫氯變化需要在厭氧條件完成。厭氧生物處理需要建立在負(fù)荷高以及剩余污泥少等的條件下,厭氧發(fā)硬條件相對(duì)更加嚴(yán)格,為此,啟動(dòng)相對(duì)更加緩慢。采用水解進(jìn)行生物降解,其主要是利用非嚴(yán)格厭氧完成對(duì)有機(jī)物的分級(jí)降解,其中堿性水解菌在水中不具有溶解性特征。能夠?qū)⒋蠓肿游镔|(zhì)進(jìn)一步降解。
5、生物強(qiáng)化技術(shù)應(yīng)用
經(jīng)過(guò)預(yù)處理后的煤化工廠的廢水,還要進(jìn)一步采用生化處理的方法。這種處理方法主要是應(yīng)用好氧生物法處理原理。但是,由于煤化工廠中的廢水中雜環(huán)類(lèi)化合物含量比較高,經(jīng)過(guò)這種生化處理后的廢水,水中的COD和氨氮指標(biāo)有時(shí)會(huì)很高,有時(shí)又很高,難以控制在一個(gè)穩(wěn)定的范圍內(nèi)。因此,近年來(lái)在這方面有了很大的改善,出現(xiàn)了生物炭法和生物流化處理法。其中,生物炭法的操作步驟是:首先在生物進(jìn)化水中加入少量的粉末性活性炭,然后和回流的污泥融合在一起,在曝氣池內(nèi),采用污泥脫水裝置,從污泥濃縮池中排出的剩余污泥,然后對(duì)廢水進(jìn)行處理。在曝氣池內(nèi),因?yàn)榛钚晕勰鄬?duì)粉末活性炭的表面的影響,粉末活性炭因?yàn)楸砻娣e大,吸附能力也很強(qiáng)。這項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)就是可以促進(jìn)活性污泥和粉末活性炭發(fā)生氧化,加快溶解。這樣,就可以有效降低基質(zhì)的濃度,其中,COD的降解去除率也會(huì)相應(yīng)增加。據(jù)了解,在生物炭法系統(tǒng)內(nèi)部,活性炭吸附處理COD的動(dòng)態(tài)吸附容量一般控制在200%左右。生物炭法的優(yōu)勢(shì)是處理生物法無(wú)法自然降解的有毒害的污染物,包括有機(jī)物。
生物炭法在處理煤化工廢水中的高濃度大分子有機(jī)物方面,有著很好的處理效果。生物流化床處理法PAM,這種處理方法的原理是在在特殊的結(jié)構(gòu)填料的基礎(chǔ)上,采用生物流化床技術(shù),在相同的生物處理單元中發(fā)揮作用,然后結(jié)合生物膜內(nèi)法和活性污泥法。這種廢水處理工藝的工作原理是污染物侵入到生物膜的內(nèi)部,微生物的吸附能力較強(qiáng),可以懸浮在懸浮填料表面,形成一層微生物膜層。因?yàn)檫@種微生物的產(chǎn)量很高,可以大量使用,所以使用這種處理方法在反應(yīng)池內(nèi)可以增加生物的濃度,也可以大幅度提高有機(jī)污染物的降解效率。
6、積極推廣清潔及生產(chǎn)技術(shù)
因焦化生產(chǎn)工藝中生產(chǎn)環(huán)節(jié)十分的復(fù)雜,排放出的污染物和廢水特別的多,這就給企業(yè)在處理污染的問(wèn)題上增加了很多的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。若要想從根本上解決問(wèn)題就必須開(kāi)創(chuàng)一條清潔生產(chǎn)之路。研究新的工藝技術(shù),并貫穿于整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中,使排放物得以有效的控制與治理。
把水進(jìn)行循環(huán)的使用,在廢水的處理中,先進(jìn)行過(guò)程處理再進(jìn)行集中處理,建立除鹽水站,增設(shè)旁濾裝置,讓循環(huán)水不再予以污染。建立生活污水處理系統(tǒng),把產(chǎn)生的水用于循環(huán)水的補(bǔ)水、衛(wèi)生用水以及綠化用水,將蒸氨廢水進(jìn)入生化的處理系統(tǒng),熄焦處理后的生物脫酚廢水,使設(shè)備的腐蝕予以減少。
7、加強(qiáng)國(guó)際的合作,并對(duì)污染少、高效率的技術(shù)裝備予以開(kāi)發(fā)
中國(guó)的煤化工產(chǎn)業(yè)的技術(shù)在近幾年有了很大的進(jìn)步,但這些是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,還應(yīng)該對(duì)高效率低污染的技術(shù)設(shè)備予以開(kāi)發(fā),如:可借鑒其他國(guó)家的水平室煉焦?fàn)t的制作方法,并予以改進(jìn),使高效率低污染的煉焦新?tīng)t型得以研制。
總而言之,煤炭行業(yè)的發(fā)展一直都是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分,只有更好地實(shí)現(xiàn)對(duì)于煤炭行業(yè)的污染治理,才能有效地對(duì)環(huán)境進(jìn)行保護(hù),進(jìn)而促進(jìn)煤炭行業(yè)的又好又快發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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篇8
[關(guān)鍵詞]化工廢水;有機(jī)物污染物質(zhì);難以降解;廢水處理技術(shù);混凝沉降法
0引言
隨著化工行業(yè)的發(fā)展,工業(yè)廢水的數(shù)量日益增多,成分也日趨復(fù)雜,對(duì)大量的工業(yè)廢水如不能很好地處理,勢(shì)必導(dǎo)致水體的嚴(yán)重污染,危害環(huán)境[1]?;S在產(chǎn)品加工過(guò)程中會(huì)排放出大量的有毒有害、結(jié)構(gòu)復(fù)雜和生物難以降解的有機(jī)污染物質(zhì),處理過(guò)程中,存在極大的困難,并且治理成本高、過(guò)程復(fù)雜,我國(guó)工業(yè)廢水綜合治理問(wèn)題一直未能從根本上得到解決[2]。因此高效、低成本處理化工廢水的新工藝、新技術(shù)是目前研究的重點(diǎn)內(nèi)容。
1化工廢水概述
在我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)迅速崛起的同時(shí),環(huán)境污染成為行業(yè)面臨的重大難題。我國(guó)大部分水源應(yīng)用在了工業(yè)方面,工業(yè)廢水的排放在污水排放列表中名列前茅。工業(yè)廢水的排放直接或間接地影響了我國(guó)各大江河湖泊的水質(zhì),其中化工廢水的排放約占全國(guó)污水排放量的一半以上。按照污染物的種類(lèi)來(lái)分,化工廢水主要分為3大類(lèi):有機(jī)廢水、無(wú)機(jī)廢水和既含有機(jī)物又含無(wú)機(jī)物的廢水[3]。這些不同種類(lèi)的廢水卻有相同的特征:①水質(zhì)的成分復(fù)雜,含污染物濃度較高?;U水中出現(xiàn)的最常見(jiàn)的污染物質(zhì)是溶劑類(lèi)化合物和有機(jī)高分子化合物。這類(lèi)物質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,很難降解,增加了廢水的COD值。②溫度高?;すに囈话闶窃诟邷叵逻M(jìn)行的,所產(chǎn)生的廢水一般溫度較高,形成水域熱污染。③有毒有刺激性。工業(yè)所排放的有機(jī)物包括苯類(lèi)、有機(jī)氯、硝基化合物、有機(jī)汞、多環(huán)芳烴、醛類(lèi)等致癌物質(zhì),無(wú)機(jī)物含有Hg、Cd、Pb、Gr等重金屬離子,這類(lèi)物質(zhì)對(duì)菌類(lèi)有抑制作用,對(duì)人體有直接危害。④水量、水質(zhì)變化大。在化工生產(chǎn)過(guò)程中,有的是連續(xù)生產(chǎn),也有很多是間歇性生產(chǎn),不同時(shí)間段所排放的廢水種類(lèi)、水量波動(dòng)比較大。⑤水質(zhì)含油污量較高。石油化工廠排放的污水加重了含油物質(zhì)的含量,現(xiàn)很多工業(yè)生產(chǎn)排放的污水都有一層油類(lèi)物質(zhì)漂浮,加重了水質(zhì)的污染程度。⑥富含營(yíng)養(yǎng)化物質(zhì)。工業(yè)廢水常常會(huì)含有N、P等化合物,會(huì)造成水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化,致使魚(yú)類(lèi)大量死亡,使水質(zhì)中的微生物及藻類(lèi)大量繁殖。⑦污染后難恢復(fù)。一般被工業(yè)廢水污染過(guò)的生態(tài)水域,需要長(zhǎng)時(shí)間恢復(fù),對(duì)于被生物富集的重金屬,即使停止污染物排放,仍很難消除污染狀態(tài)?;U水的來(lái)源主要有以下7種途徑:①生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的廢水。這類(lèi)化工廢水一般是由汽提、蒸汽蒸餾、酸(堿)洗等過(guò)程排放出來(lái)的。②清洗生產(chǎn)設(shè)備?;どa(chǎn)所使用的設(shè)備、管道、容器等需要定期定時(shí)清洗,其殘留的化工物料會(huì)隨著清洗水排放,形成廢水。③生產(chǎn)過(guò)程中原料和產(chǎn)品的流失。在化工生產(chǎn)和原料、產(chǎn)品運(yùn)輸?shù)冗^(guò)程中,會(huì)有一部分物料、產(chǎn)品損失,再經(jīng)過(guò)風(fēng)暴雨雪的沖刷,形成廢水。④未反應(yīng)完的原料。在生產(chǎn)過(guò)程中,原料由于自身純度和反應(yīng)條件的限制,化學(xué)反應(yīng)不完全而產(chǎn)生的廢料、廢物。對(duì)于需要經(jīng)過(guò)幾個(gè)步驟來(lái)完成的工藝,原料的損失會(huì)更大。這些未反應(yīng)完全的原料,被循環(huán)或沖刷等過(guò)程進(jìn)入水體,形成廢水。⑤副產(chǎn)物的生成。實(shí)際生產(chǎn)中,難免會(huì)有很多副產(chǎn)品生成,雖然量不是很大,但其成分一般比較復(fù)雜,不容易處理,作為廢液排放。⑥生產(chǎn)管道、設(shè)備等泄露。由于管道或設(shè)備密封不嚴(yán),在化工生產(chǎn)或物料運(yùn)輸過(guò)程中,造成泄露,形成廢液。⑦冷卻水。冷卻完物料,排放冷卻水時(shí)會(huì)帶走少量物料形成污染;在冷卻時(shí),會(huì)在水中投加水質(zhì)穩(wěn)定劑,形成污染;間接冷卻,循環(huán)過(guò)后冷卻水溫度升高,形成熱污染。
2化工廢水主要處理技術(shù)
我國(guó)化工種類(lèi)繁多,化工產(chǎn)品達(dá)萬(wàn)種之多,故化工廢水的污染物質(zhì)也是多種多樣的。我國(guó)目前研究的處理廢水的方法,主要有以下幾大類(lèi):①物理法。物理法是廢水處理中最簡(jiǎn)單的一種方法。主要包括沉淀法、過(guò)濾法、調(diào)節(jié)法、氣浮法等。一般用于處理廢水中的懸浮物及部分膠體。物理法運(yùn)行成本較低,設(shè)備簡(jiǎn)單,效果穩(wěn)定,管理方便,但是只能對(duì)廢水進(jìn)行初步預(yù)處理,對(duì)于可溶性污染物質(zhì)沒(méi)有凈化作用。②化學(xué)法?;瘜W(xué)法主要包括酸堿中和法、電解法、化學(xué)氧化還原法、化學(xué)沉淀法等?;瘜W(xué)法是水處理中常用的一種方法,它利用一些化學(xué)反應(yīng),對(duì)污染物進(jìn)行分解、反應(yīng)、沉淀等,使其對(duì)水體的危害降低。③物理化學(xué)法。物理化學(xué)法比較常用的是萃取法、混凝沉淀法、離子交換法、膜分離法、吸附法等。是先采用物理的方式沉降一些懸浮物小顆粒、膠體類(lèi)物質(zhì),再采用化學(xué)的方法消除一些可溶性污染物質(zhì)。該方法是物理法和化學(xué)法的有機(jī)結(jié)合,對(duì)水處理的效果非常明顯。④生物處理技術(shù)。生物法是利用微生物降解作用進(jìn)行水處理的一種效率高、成本低的廢水處理方法,但是它對(duì)處理的水質(zhì)要求比較高,故一般與其他預(yù)處理技術(shù)聯(lián)合使用。
3常用水處理方法———混凝沉降法
混凝沉降法是目前最常使用的化工廢水處理方法,在很多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。混凝劑的選擇直接決定了混凝效果的好壞,從而影響到水處理的效果?,F(xiàn)階段最常用的混凝劑主要是鋁鹽、鐵鹽等無(wú)機(jī)混凝劑[4]?;炷齽┑姆N類(lèi)多種多樣,按照混凝劑的作用機(jī)制大致可分為3類(lèi):絮凝劑、凝聚劑和助凝劑[5]。按照混凝劑的化學(xué)性質(zhì)劃分,可分為無(wú)機(jī)混凝劑、有機(jī)混凝劑和微生物混凝劑。目前應(yīng)用最廣的是高分子混凝劑,包含有聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵、聚合硫酸鋁鐵等。高分子混凝劑比傳統(tǒng)的無(wú)機(jī)混凝劑分子量大,用量少,且電中和能力強(qiáng),它的多核結(jié)構(gòu)使其具有明顯的吸附作用。因此,高分子無(wú)機(jī)混凝劑的研究一直是水處理的重點(diǎn)課題。混凝法主要有4種作用機(jī)理:①雙電層壓縮。在廢水中加入鹽類(lèi)電解質(zhì),壓縮雙電層,使得分子間的靜電排斥作用減少,兩膠體間距縮短,吸引力增大。當(dāng)加入的藥劑量達(dá)到一定數(shù)值時(shí),微粒的動(dòng)能就能超過(guò)靜電斥能,使得離子在碰撞時(shí)就會(huì)發(fā)生凝聚、沉降[6]。②化學(xué)-架橋作用?;瘜W(xué)-架橋作用是指混凝劑中的粒子與膠體粒子通過(guò)相互橋連作用發(fā)生碰撞時(shí),形成膠粒-聚合物-膠粒式的化學(xué)架橋,這樣就形成了絮凝體。③吸附-電中和。吸附電中和是膠粒表面電荷對(duì)異價(jià)粒子的吸附作用使其脫穩(wěn),從而發(fā)生絮凝作用。④網(wǎng)捕或卷掃式。當(dāng)金屬氧化物或金屬鹽作為絮凝劑時(shí),隨著加入量的增加形成沉淀,這些沉淀對(duì)水中污染物進(jìn)行網(wǎng)捕、卷掃從而混凝沉降。在實(shí)際應(yīng)用中,這4種機(jī)理一般會(huì)同時(shí)使用,只是不同水質(zhì)使用的機(jī)理有主次之分。混凝劑用于處理化工廢水已經(jīng)有很長(zhǎng)一段時(shí)間,現(xiàn)已成為工業(yè)廢水處理的重要環(huán)節(jié)?;炷齽┳畛S糜谌コ龔U水中的固體、膠體顆粒物,降低廢水色度等指標(biāo),也對(duì)重金屬離子及微生物有一定的消除作用。混凝劑可以自成水質(zhì)預(yù)處理系統(tǒng),也可以與其他處理系統(tǒng)組合,一起發(fā)揮去除水質(zhì)中有毒有害物質(zhì)的功效,為水質(zhì)改善作出最大的貢獻(xiàn)。
[參考文獻(xiàn)]
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篇9
高鹽水處理技術(shù)概述
1熱蒸發(fā)技術(shù)
熱蒸發(fā)技術(shù)主要針對(duì)含鹽量在4%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))左右或更高濃度的含鹽廢水進(jìn)行蒸發(fā)濃縮的工藝,其特點(diǎn)主要表現(xiàn)在:①一般使用物理方法進(jìn)行蒸發(fā)濃縮,有時(shí)可見(jiàn)化學(xué)法(焚燒、高級(jí)氧化等);②廢水處理量普遍不大,有的甚至很??;③處理成本和能耗普遍較高;④固廢產(chǎn)生量大,成分復(fù)雜,無(wú)法有效回收再利用等。熱蒸發(fā)技術(shù)主要有多效蒸發(fā)、機(jī)械壓縮再蒸發(fā)、膜蒸餾等技術(shù)。(1)多效蒸發(fā)(MED)技術(shù)多效蒸發(fā)是讓加熱后的鹽水在多個(gè)串聯(lián)的蒸發(fā)器中蒸發(fā),前一個(gè)蒸發(fā)器蒸發(fā)出來(lái)的蒸汽作為下一蒸發(fā)器的熱源并冷凝成為淡水,每一蒸發(fā)器稱(chēng)作“一效”。一般情況下,循環(huán)蒸發(fā)器的串聯(lián)個(gè)數(shù)(效數(shù))在3~4個(gè)。根據(jù)工藝條件的不同,其工藝流程主要有并流法、逆流法、平流法、混流法四種。在廢水處理上,多效蒸發(fā)主要適用于高鹽份、高有機(jī)物含量廢水的單獨(dú)處理,同時(shí)配合膜技術(shù)實(shí)現(xiàn)全范圍的“零排放”工藝。(2)機(jī)械壓縮再蒸發(fā)(MVR)技術(shù)利用高能效蒸汽壓縮機(jī)壓縮蒸發(fā)系統(tǒng)產(chǎn)生的二次蒸汽,提高二次蒸汽的熱焓,并將二次蒸汽導(dǎo)入原蒸發(fā)系統(tǒng)作為熱源循環(huán)使用[4]。該技術(shù)大幅度降低了蒸發(fā)器生蒸汽的消耗量,補(bǔ)充的生蒸汽也僅用于系統(tǒng)熱損失和進(jìn)出料溫差所需熱焓的補(bǔ)充,節(jié)能效果相當(dāng)于十效蒸發(fā)系統(tǒng),是目前國(guó)際上應(yīng)用較為廣泛和先進(jìn)的蒸發(fā)器技術(shù)。(3)膜蒸餾(MD)技術(shù)膜蒸餾是一種以蒸汽壓差為推動(dòng)力的新型分離技術(shù),即通過(guò)冷、熱側(cè)相變過(guò)程,實(shí)現(xiàn)混合物分離或提純。與傳統(tǒng)蒸餾方法和其他膜分離技術(shù)相比,該技術(shù)具有運(yùn)行壓力低、運(yùn)行溫度低、分離效率高等優(yōu)點(diǎn),可充分利用太陽(yáng)能、廢熱和余熱等作為熱源。根據(jù)膜下游側(cè)冷凝方式的不同,膜蒸餾技術(shù)可劃分為接觸式、空氣隙式、氣掃式和真空膜蒸餾四種形式[5]。近些年來(lái),膜蒸餾技術(shù)得到了一定程度的發(fā)展,但仍然存在著與膜分離技術(shù)相同的問(wèn)題,如:膜污染、結(jié)垢堵塞等,應(yīng)用領(lǐng)域還不是很廣泛,可商業(yè)化運(yùn)行的技術(shù)難題仍需進(jìn)一步解決。
2膜分離與熱蒸發(fā)組合技術(shù)
隨著國(guó)家及地方針對(duì)煤化工廢水排放的環(huán)保政策與要求的不斷深化,高鹽水處理的工藝組合技術(shù)得到了較快的發(fā)展與研究,正向多樣化、可協(xié)同處理的成熟路線穩(wěn)步發(fā)展。該組合工藝最大的優(yōu)點(diǎn)在于工藝的選擇性多,水質(zhì)適應(yīng)性好,可根據(jù)脫鹽規(guī)模大小、水質(zhì)要求、地理氣候條件、技術(shù)與安全性、投資來(lái)源與管理體制等實(shí)際條件形成不同的處理方法。該工藝主要采用了石灰石軟化、超濾、反滲透、熱蒸發(fā)組合技術(shù)。其中,石灰石軟化預(yù)處理工藝增加了PAM加藥系統(tǒng)、高效沉淀器、中和池及二次過(guò)濾系統(tǒng),可進(jìn)一步提高析出鹽分的絮凝、沉降與分離,并具有一定程度的CODcr去除能力。超濾與反滲透的工藝組合是目前普遍采用的除鹽技術(shù),處理效果明顯,運(yùn)行較為穩(wěn)定,適用于TDS<6000mg/l的含鹽廢水的再處理、再利用,回用水率可達(dá)70%以上,膜使用壽命可達(dá)3年。外排的濃鹽水可通過(guò)DM(蝶式振動(dòng)膜)裝置進(jìn)行回收再利用,其最大優(yōu)勢(shì)在于膜污染控制效果好、水質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng)、能耗較低,污水回收率最高可達(dá)85%以上,并同時(shí)設(shè)置了機(jī)械壓縮再蒸發(fā)系統(tǒng)和鹽分離器,使鹽水得以完全分離,達(dá)到“近零排放”的處理需求。
篇10
【關(guān)鍵詞】煤化工廢水;預(yù)處理技術(shù);經(jīng)濟(jì)高效;經(jīng)濟(jì)合理;循環(huán)經(jīng)濟(jì);可持續(xù)發(fā)展
0 引言
通常煤制油廢水的CODCr濃度為4000-6500mg/L、氨氮濃度為 180-210mg/L、酚濃度為40-50mg/L 等。煤制油廢水的大量排放及廢水成分復(fù)雜、難以生物降解的特點(diǎn)成為困擾我國(guó)煤制油行業(yè)的一個(gè)重大難題。
1 酸化法
酸化法即將廢水調(diào)節(jié)至酸性,利用酸性條件下產(chǎn)生的質(zhì)子中和廢水中膠體的雙電層,從而使廢水達(dá)到破乳除油降低COD的目的。
煤制油廢水中一般含有大量的表面活性劑,這些活性劑能與廢水中的油類(lèi)等污染物形成一種穩(wěn)定的乳化液。酸性條件下,廢水中的陰離子表面活性劑,如皂類(lèi)、高級(jí)脂肪酸鹽類(lèi)很容易被電性中和而失去穩(wěn)定性,乳化液中原有的平衡狀態(tài)被打破,從而破乳。另外,酸性條件可以使廢液中的乳化劑轉(zhuǎn)變成乳化性能差且不溶于水的脂肪酸類(lèi),從廢水沉降出來(lái),從而達(dá)到破乳、降低COD的目的。
酸化法一般不單獨(dú)使用,而是作為預(yù)處理和其它工藝聯(lián)合應(yīng)用,如:酸化-混凝法、酸化-Fenton法、酸化-SBR法等。酸化法的特點(diǎn)如下:
(1)處理工藝簡(jiǎn)單,占地面積小,基建費(fèi)用低;
(2)操作簡(jiǎn)單,有機(jī)物去除穩(wěn)定且反應(yīng)迅速;
(3)酸性條件下對(duì)構(gòu)筑物腐蝕嚴(yán)重,增加構(gòu)筑物防腐成本;
(4)酸化過(guò)程所用強(qiáng)酸容易對(duì)操作人員造成傷害。
2 酸化-Fenton 法
酸化-Fenton 法是利用Fe2+和H2O2快速反應(yīng)生成的氧化性很強(qiáng)的-OH 來(lái)氧化分解廢水中難生物降解有機(jī)物的一種水處理方法。酸化-Fenton 法的機(jī)理是:過(guò)氧化氫與亞鐵離子反應(yīng)自身分解生成高氧化性的羥基自由基(-OH)和氫氧根離子(OH-)。其基本反應(yīng)作用原理如下:
Fe2++H2O2Fe3++?OH+OH-
Fe3++H2O2Fe2++HO2?+H+
Fe2++?OHFe3++OH-
Fe2++HO2?Fe2++O2+H+
HO2?+H2O2O2+H2O+?OH
RH+?OHR?+H2O
R?+Fe3+R++Fe2+
R++O2ROO+CO2+H2O
利用上述系列反應(yīng),廢水中的有機(jī)物 RH 被最終氧化生成CO2和H2O,從而使廢水中的有機(jī)物得以氧化分解,COD值大大降低。酸化-Fenton法在廢水處理過(guò)程中有如下幾個(gè)特點(diǎn):
(1)Fenton試劑可以降解廢水中的各種有機(jī)物,可有效地氧化降解各種有機(jī)廢水,例如醇、醚、氯酚、除草劑、多聚芳香化合物廢水等,適用范圍廣泛;
(2)Fenton試劑為環(huán)境友好材料,在處理過(guò)程中生成H2O、CO2、O2和氫氧化鐵,無(wú)二次污染;
(3)Fenton試劑對(duì)有機(jī)污染物降解徹底、快速,多用于廢水的深度處理;
(4)酸化-Fenton法通過(guò)自由基反應(yīng)可提高有機(jī)污染物的可生化性,可為后續(xù)的生物降解提供有利的條件;
(5)酸化-Fenton法也存在處理費(fèi)用較高的問(wèn)題。
3 鹽析法
鹽析法的原理是壓縮油粒與水面界面處雙電層,使油粒脫穩(wěn)。但該法由于操作簡(jiǎn)單,費(fèi)用較低,所以使用較多,作為初級(jí)處理應(yīng)用廣泛。
目前,通常把鹽析和反滲透相結(jié)合處理乳化油廢水,取得很好效果,其要點(diǎn)是在含油廢水中加入 1%-4.5%的聚鋁或水溶性鹽,在 pH 值 2-5 范圍內(nèi)混合均勻,靜止 0.5-1h,油分上浮,除去漂浮油,過(guò)濾,此時(shí)油分去除率高達(dá) 99%。而后用反滲透處理含鋁鹽或鐵鹽的水溶液,鹽幾乎 100%去除。透過(guò)水可以循環(huán)使用,濃縮水在油水分離中循環(huán)。該方法不產(chǎn)生污泥、不排放濃鹽水且處理費(fèi)用比較低。
4 吸附法
吸附法是利用吸附劑吸附廢水中某種或幾種污染物,從而使廢水得到凈化的方法。根據(jù)固體表面吸附力的不同,吸附可分為物理吸附、化學(xué)吸附和離子交換吸附三種類(lèi)型。物理吸附是指吸附劑與吸附物質(zhì)之間是通過(guò)分子間引力(范華力)而產(chǎn)生的吸附。化學(xué)吸附是指吸附劑與被吸附物質(zhì)之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng),依靠所生成化學(xué)鍵引起的吸附。吸附階段主要有顆粒外部擴(kuò)散階段、孔隙擴(kuò)散階段和吸附反應(yīng)階段。
吸附劑是決定高效能的吸附處理過(guò)程的關(guān)鍵因素,理論上一切固體都具有吸附能力,但是只有多孔物質(zhì)或磨得極細(xì)的物質(zhì)才能作為吸附劑。常用吸附劑主要有活性炭、吸附樹(shù)脂、腐植酸類(lèi)吸附劑、改性淀粉類(lèi)吸附劑、改性纖維素類(lèi)吸附劑等。在廢水處理中,吸附法多利用吸附劑的多孔性和高比表面積,將廢水中的溶解油以及其它溶解性有機(jī)物吸附在吸附劑的表面,達(dá)到油水分離的目的。活性炭中的泥炭可用于去除廢水中的乳化油,所以在處理含乳化液廢水中可作為破乳劑。有機(jī)吸附劑可分為天然改性和人工合成兩類(lèi)。有機(jī)吸附劑一般比無(wú)機(jī)吸附能力強(qiáng),二者可單獨(dú)使用也可以混合使用。吸附劑的再生方法主要有加熱再生法、藥劑再生法、化學(xué)再生法、濕式氧化再生法和生物再生法等。加熱再生法處理活性炭時(shí),炭的損失率高,而且再生成本也較高。藥劑再生法不但處理成本高而且易造成二次污染。因此,化學(xué)再生法、生物再生法和濕式氧化再生法是今后活性炭再生方法的發(fā)展方向。
5 氣浮法
氣浮法也稱(chēng)“浮選法”,其原理是設(shè)法使水中產(chǎn)生大量的微氣泡,以形成水、氣、及被去除物質(zhì)的三相混合體,在界面張力、氣泡上升浮力和靜水壓力差等多種力的共同作用下,促進(jìn)微細(xì)氣泡粘附在被去除的微小油滴上后,因粘合體密度小于水而上浮到水面,從而使水中油粒被分離去除。氣浮法在煤化工廢水預(yù)處理中的作用是除去其中的油類(lèi)并回收再利用,此外對(duì)后續(xù)的生化處理還起到預(yù)曝氣的作用。
6 化學(xué)混凝法
化學(xué)混凝法是向廢水中加入混凝劑,使之水解產(chǎn)生氫氧化物膠體及水合配離子,中和廢水中有機(jī)物表面所帶的電荷,并使這些帶電物質(zhì)發(fā)生凝集?;炷ㄒ话阕鳛轭A(yù)處理或后處理配合生物降解法使用。
6.1 混凝劑和助凝劑
水處理混凝劑應(yīng)具有價(jià)廉易得、使用方便、混凝效果好且對(duì)人體健康無(wú)害的特點(diǎn)?;炷齽┲饕譄o(wú)機(jī)鹽類(lèi)混凝劑和高分子混凝劑兩大類(lèi)。無(wú)機(jī)鹽類(lèi)混凝劑目前主要有鐵鹽和鋁鹽。鋁鹽中主要有硫酸鋁、明礬及硫酸鋁和硫酸鉀的復(fù)鹽。無(wú)機(jī)鐵鹽中主要有硫酸鐵和氯化鐵等。
高分子混凝劑主要包括無(wú)機(jī)和有機(jī)兩類(lèi)。聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵是使用較廣泛的無(wú)機(jī)高分子混凝劑。人工合成的聚合氯化鋁對(duì)各種水質(zhì)適應(yīng)性較強(qiáng),適用的pH值范圍較廣,對(duì)低溫水效果也較好,形成的絮凝體粒大而重,投量約為硫酸鋁的1/2-1/3。目前,無(wú)機(jī)高分子混凝劑成為混凝劑開(kāi)發(fā)的一個(gè)熱點(diǎn),如聚合硅酸鐵(PFSiC)、聚合硅酸鋁(PASiC)等新型混凝劑,與聚合鋁相比,其效能可提高10%-30%,且價(jià)格相對(duì)較低,應(yīng)用前景廣闊。有機(jī)高分子混凝劑有天然和人工合成兩種,它們都具有巨大的線性分子,每一大分子有許多鏈節(jié)組成,鏈節(jié)間以共價(jià)鍵結(jié)合。
6.2 混凝反應(yīng)的機(jī)理
水的混凝涉及很多因素至今仍未完全清楚,比如水中雜質(zhì)的成分和濃度、水溫、pH值、堿度以及絮凝劑種類(lèi)和用量等都會(huì)影響混凝的效果。水中投加鋁鹽或鐵鹽絮凝劑后發(fā)生了水解和聚合反應(yīng),水解和聚合的產(chǎn)物與水中膠體污染物進(jìn)行上述四種作用生成了粗大絮凝體。同種膠體顆粒表面帶有同種電荷,這些膠體會(huì)受到靜電作用而相互排斥,排斥力和排斥能的大小隨著顆粒間的距離和電荷數(shù)量而變化。顆粒間排斥能越大就越難靠近,也就越不利于絮凝沉淀。加入電解質(zhì)后,水中的電解質(zhì)離子可以和部分顆粒表面電荷發(fā)生中和反應(yīng),從而減小擴(kuò)散層厚度并降低排斥能,形成絮凝體。目前得到廣泛認(rèn)同的混凝機(jī)理包括:壓縮雙電層、吸附電中和作用、吸附架橋作用和網(wǎng)捕作用。
7 結(jié)束語(yǔ)
總之,隨著煤制油行業(yè)的不斷發(fā)展,煤制油廢水的排放量越來(lái)越大,同時(shí)煤制油廢水難于處理,給環(huán)境帶來(lái)了很大的壓力。因此,研究煤制油廢水的處理工藝使之達(dá)標(biāo)排放對(duì)于保護(hù)水環(huán)境和人體健康具有重要意義。
【參考文獻(xiàn)】