焦化废水处理技术浅析(精选17篇)
1.焦化废水处理技术浅析 篇一
焦化废水处理技术研究进展
介绍了焦化废水的.来源、组成、危害及处理现状,分析了当前几种先进的焦化废水处理技术,并详细叙述了超临界水氧化技术处理焦化废水的研究进展.
作 者:杜新 张荣 毕继诚 Du Xin Zhang Rong Bi Jicheng 作者单位:杜新,Du Xin(中国科学院山西煤炭化学研究所煤转化国家重点实验室,山西,太原,030001;中国科学院研究生院,北京,100049)
张荣,毕继诚,Zhang Rong,Bi Jicheng(中国科学院山西煤炭化学研究所煤转化国家重点实验室,山西,太原,030001)
刊 名:太原科技英文刊名:TAIYUAN SCIENCE & TECHNOLOGY年,卷(期):“”(11)分类号:X784关键词:焦化废水 处理技术 超临界水氧化
2.焦化废水处理技术浅析 篇二
焦化废水很难进行生物降解, 废水可生化性较差, 氰化物、芳香族化合物、杂环化合物难以生物降解, 再加之高浓度氨氮对微生物活性的强烈抑制作用, 生物脱氮效果不明显。
现今, 焦化废水通常具有两级处理系统, 第一级是从高浓度污水中回收利用污染物, 该流程的工艺包括氨气蒸馏、脱酚、冷水脱氰等。第二级是对酚氰污水进行无害化处理, 主要运用活性污泥法, 辅以强化生物处理技术。深度处理的高昂成本令许多焦化厂无力承担, 很多焦化厂经过两级处理后就直接排放了。焦化废水的处理技术多种多样, 但生化法依然是主流。国内焦化厂在进行蒸氨、脱酚处理时, 近八成企业都以A/O技术为主, 包括A2/O、A/O2等核心工艺。但这些处理方法还是很难对氰化物、COD、氨氮等有毒物质进行彻底的降解, 焦化废水仍达不到国家排放标准。在生化处理方面, 国内外的技术工艺大体相同, 但国外在二级处理之前采用更加复杂的预处理工艺, 严格控制进入生态循环系统的排放物, 防止有毒污染物影响水体, 在生化处理后还具有第三极净化系统。
2 焦化废水处理技术的研究进展
目前, 废水处理技术以物理化学法、生化法、化学降解法为主, 由于焦化废水的污染物含量较高、处理规模庞大, 很多处理技术仍处于实验探究阶段, 还没有投入实际应用。
2.1 物理化学法
物理化学法是根据各类污染物特性运用物理化学原理对特定污染物进行针对性处理, 设备维护方便、去除率高等优点, 在国内外得到了广泛应用。
2.1.1 絮凝法
絮凝法借助胶体性质出去污染物, 絮凝剂发生水花反应, 生成氢氧根, 胶体分子所带电荷与污染物的电荷极性相反, 发生中和反应, 将污染物包裹并沉淀, 净化了废水。絮凝法对废水中的COD有很好的处理效果, 并能有效降低废水色度, 处理成本低廉, 间歇使用和连续使用皆可, 可用于焦化废水深度处理。絮凝法的参数最优值决定于絮凝剂含量和水体PH值。硫酸铁是使用最广泛的絮凝剂, 聚丙烯酰胺作为助凝剂。铁盐絮凝剂对COD和浊度的处理能达到良好效果, 但无法有效降低色度。以聚合氯化铝作为絮凝剂, 色度去除率达到85%左右。目前, 各科研单位和企业正着力于研发高效絮凝剂和技术联用方案。
2.1.2 烟道气处理法
江苏淮钢集团已申请发明专利“烟道气处理焦化废水方法”, 并在氨水处理中收到了良好效果。该方法主要讲废水中的有机污染物变为固化状态, 与废水分离, 废水水分汽化, 实现焦化废水零排放, 借助脱硫技术又保证了烟道气的排放要求。工艺流程图如图一所示:
2.1.3 萃取法
焦化废水的各组分在萃取剂中的溶解度不同, 这使得各组分能够实现分离。该方法能够对废水中的酚类化合物进行提取, 工艺流程图如图2所示。但是, 一般的萃取剂分配系数低、损耗大、二次污染严重, 目前新近研发的络合离心萃取剂和膜萃取技术具有较好的实用价值和环境友好性。
2.2 生物处理方法
该方法以活性微生物讲解为基础, 使得废水污染物发生氧化反应, 转化为可被微生物吸收的小分子, 进而达到净化目的。其处理量大, 应用范围广, 成本较低。
2.2.1 曝气法
属于好氧微生物处理技术, 在曝气池中, 活性污泥中的微生物与污染物充分接触, 不溶性或难溶性污染物降解为可溶性有机物, 经由微生物细胞的吸附作用, 转化为微生物体的营养物质, 产物主要为二氧化碳, 无二次污染。其流程图如下:
2.2.2 生物流化床技术
生物流化床间距活性污泥法的高效率和生物处理发的高耐受度, 对酚类废水具有上佳的处理效果。生物流化床在焦炭或活性炭表面生长和吸附生物薄膜, 废水自下向上流动, 载体颗粒始终处于流动状态, 保证有害物质能够及时得到排除。
2.3 化学处理法
2.3.1 焚烧法
焚烧法始于上世纪中叶, 将雾状废水喷入高温燃烧炉, 有机污染物分解为CO2、H2O和无机物残留物。焚烧法对高浓度废水有很好的处理效果, 二次污染小, 但成本很高, 国内很少有厂家采用。
2.3.2 臭氧法
臭氧具有很强的氧化能力, 能够把有害物质氧化为无害物质, 除臭、脱色、杀菌。多余臭氧分解为氧气分子, 无污染。该方法也存在明显弊端, 工艺操作非常严格, 且投入高、耗能大, 臭氧泄漏还会对外界环境产生影响。美国主要将臭氧法应用于深度处理。
2.3.3 电化学法
一些污染物能够发生电化学反应, 电解过程能把活性氧化物转化为无害化合物。该方法能耗很大。为了提升反应效果, 降低能耗, 近年来出现了金刚石膜电极、离子膜辅助电催化、Fenton协同电催化等技术。
参考文献
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3.焦化废水处理技术浅析 篇三
关键词:焦化污水;生化处理;污泥解体
中图分类号:X784 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2014)26-0001-02
在人类所生活的这个环境中,水是重要的组成部分,并且人类的生存、发展等都离不开水。人类赖以生存的水资源仅占总水量的0.3%,然而随着农业、工业的快速发展,赖以生存的水体受到严重的污染,对人体健康以及社会的可持续性发展造成严重危害。焦化污水是氮含量较高、毒性较强的一种有机工业污水,会使水体造成大程度的污染,具有较强的毒性。因此,面对焦化污水产生的危害,需要利用现有的技术对污泥进行解体,以降低焦化污水污染的程度。
1 焦化污水的概况
1.1 焦化污水的来源、组成
所谓的焦化污水是煤在高温干馏、净化以及产品加工的过程中形成的,焦化污水的来源有以下几个方面:①来自于剩余氨水,氨水主要是由炼焦过程的水分以及形成的化合物组合而成的,是氨氮污染物的主要来源之一;②化工产品工艺排放的污水,主要是该工艺各个阶段的分离水、定期排放的污水等;③焦油车间的废水,根据有机物沸点的不同,利用蒸馏法将其逐步分离,在酸碱条件下,对其进行清洗之后,将粗苯、吡啶等物质分离出来,然后通过排出的含油、酸的高浓度废水混入在水体中形成焦化污水;④焦化污水来源于古马隆废水,古马隆主要是从酚、吡啶以及油类等物质中提取出来的,再通过蒸馏、酸洗、中和等一系列过程及工艺,排出酚、吡啶以及油类等物质的污水,也就是古马隆废水。根据焦化污水的来源可知,其组成范围广且复杂,具有较高的浓度以及毒性。
1.2 焦化污水的危害
由焦化污水的高浓度以及高毒性可见焦化污水能够对人类、水生生物以及农业产生较大的危害。
首先,焦化污水对人类产生的危害。①焦化污水中含所含有的酚类化合物如果与皮肤、粘膜等进行接触,就会引起人体的一系列不适反应,如腹痛、呕吐、血便等各种不同的症状,如果进入人体的含量较高,则会致人死亡;摄入的含量较少时,则属于轻微的中毒,会有头晕、头痛等不良反应的发生。②如果经常与煤焦油、沥青等进行接触的人,则引发皮肤癌、肺癌的几率就会大大增加,主要是因为这些物质里面含有许多致癌以及致使基因突变的物质。由此可见,焦化污水会对人体健康产生较大的危害。
其次,焦化污水对水生生物产生危害。焦化污水进入水体的同时会携带大量的有机废物,不仅会消耗水中溶解的氧,还会恶化水体的质量。除此之外,焦化污水中的有毒物质进入水体会导致鱼类及其它生物的死亡,因食物链的关系,会将这些毒素转移到人类体中,又因存在能量金字塔,富集在人类体中的有毒物质的浓度会更高。污水中的氮磷物质的大量富集,会使水体发生富营养化。
最后,焦化污水对农业产生危害。焦化污水含有的大量有毒、有害物质,在未经处理的情况下直接进行灌溉,会使农作物减产、枯死;焦化污水中的油类物质会将土壤的空隙阻塞,不利于土壤的呼吸;含有的高浓度盐会使土壤发生盐碱化的现象。长时间下去,不利于农作物的种植,最终危害到农业生产,危害人类的生存。
2 焦化污水的生化处理及污泥解体
2.1 焦化污水生化处理工艺
污水的生化处理主要是根据微生物的新陈代谢作用将污水中的污染物进行相应的转化,使污水得以净化的处理方式。生化处理净化焦化污水的过程主要分为三个步骤:①去除污水中含有的微生物,并对其进行吸附;②微生物的新陈代谢作用净化污水的功能;③污泥絮凝体形成与絮凝体的沉降。其中净化污水的最后一个过程能够评价该处理方式的效果,而且在这一工艺进行的过程中,为了能够有效的保证整个生化系统正常、平稳的运行,需要时刻保证污泥的沉降性能。
2.2 焦化污水生化处理的特点
该处理工艺在对污水进行处理的过程中,不需要在高温高压的条件下进行,温度过高会使酶的活性丧失,只有在相对温和的条件以及酶催化的条件下,就可以高效的将污水中的微生物进行转化与转移,这一过程只需在生化反应器中进行即可。因此,对焦化污水的生化处理费用低;不用加入化学药剂,一方面降低了污水处理的成本,另一方面也避免了化学药品对水质造成的二次污染;该生化处理工艺使用的水质范围较大,没有明确的使用局限性。除此之外,该生化处理方法不仅能够高效的去除污水中的有机、有毒物质,还能够净化水体,提高水体的透明度,提高水体的质量。
2.3 污泥解体
使污水生化处理系统出现污泥解体的现象有多种,简单的概括为两类:①在一定的环境条件下,菌胶团分泌的高粘性物质使其得到的结合水比例极高,压缩性能恶化使得比重减轻的污泥因粘度不足,发生污泥解体的现象。②活性污泥中的丝状菌生成的菌丝体之间相互接触,能够形成框架结构,阻止污泥絮体的沉降,进而导致污泥解体现象的发生。污泥解体最本质的特征是水体中上下水质都处于混浊的状态。
利用生化处理方式处理焦化污水的过程中会出现污泥解体的现象。此时主要表现为污泥的体积膨胀,不易使污泥沉淀,最后净化后的水质较混浊,处理效果极差。
3 影响污泥解体的因素及防治
3.1 CODGr、氨氮的浓度对污泥解体产生的影响以及防治
好氧活性污泥能够形成一种具有良好沉降性能的特殊生物膜,基于此种特点,该方式已经成为生物技术研究的一项热点及重点。但是进水负荷过高,会影响好氧污泥的解体。焦化污水中含有的CODGr、氨氮类有机物,因其含量高、浓度大,抑制微生物的活性,降低菌胶团的结合程度,导致污泥解体现象的发生。
根据一系列的实验得知,降低焦化污水的进水量,或者使进水速度和缓均匀,能够有效降低生化系统中的CODGr、氨氮类有机物的负荷,还需添加一些食适于微生物生长的营养物质如葡萄糖、磷盐等,以此使微生物的抗冲击能力有所提高。与此同时,还需为生化系统提供足够的氧气,使微生物较快地恢复活性。
3.2 温度对污泥解体产生的影响以及防治
众所周知,温度能够影响微生物的活性,因此温度是影响细菌的重要条件。温度过低,营养物质的运输就会受到阻碍,微生物因得不到营养物质,新陈代谢的速度就会大大降低,导致大量粘性较高的糖类物质聚集在一起,使污泥解体;温度过高,细菌难以承受高温,就会大量死亡。同理,在生化处理系统中,温度也会对亚硝酸菌以及硝酸菌产生严重的影响。因此,需要将温度控制在合理的范围内,才能使微生物维持在正常的生长状态,以提高其对焦化污水处理的效果。
通过一系列的实验得知,当温度逐渐从上升到时,CODGr的去除率能够由31%上升至80.2%,氨氮的转化率也能够由以前的19.4%上升至44.9%,最后的出水水质也较高,如果温度持续升高,那么CODGr的去除率不但不会上升,反而会有所下降,氨氮的转化率也是如此,因此,在生化处理系统中对焦化污水进行处理时,需要控制好系统的处理温度,使其达到最佳的状态。
4 结 语
焦化污水是氮含量较高、毒性较强的一种有机工业污水,对人类以及生物、农业等造成的危害深远,对其进行生化处理已经成为一种必然趋势,处理过程中出现的污泥解体现象对水质净化产生了一定的影响。通过对污水排水量的控制降低CODGr、氨氮类有机物浓度,控制系统的温度能够有效改善这一状况,为净化水质,降低水体污染发挥了巨大的作用。
参考文献:
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4.焦化废水处理技术浅析 篇四
生物脱氮新技术在焦化废水处理中的应用
阐述了几种焦化废水生物脱氮技术,重点介绍了厌氧氨氧化、SHARON-ANAMMOX组合工艺及其处理焦化废水的实验室研究.
作 者:单明军 吕艳丽 张海灵 Shan Mingjun LU Yanli Zhang Hailing 作者单位:鞍山科技大学环境工程系刊 名:冶金能源 ISTIC PKU英文刊名:ENERGY FOR METALLURGICAL INDUSTRY年,卷(期):24(4)分类号:X7关键词:焦化废水 厌氧氨氧化 生物脱氮
5.影响焦化废水处理的因素探讨 篇五
从水力停留时间、pH值、碱度、进水COD负荷等方面对影响焦化废水处理因素进行分析.
作 者:徐春来 董祥 XU Chun-lai DONG Xiang 作者单位:徐春来,XU Chun-lai(太原理工大学环境科学与工程学院,山西太原,030024)
董祥,DONG Xiang(太原市供水设计研究院,山西太原,030024)
6.焦化废水处理技术浅析 篇六
焦化废水曝气生物滤池深度处理试验研究
研究了氧化剂(H2O2)投加量对焦化废水曝气生物滤池深度处理效果的影响,同时考察了气水比、回流比对系统深度处理焦化废水的影响,研究得出:最佳氧化剂投加量(以H2O2/CODCr质量比计)、最佳气水比、最佳回流比分别为3:1,(2~3):1,0.5:1,此时有机污染物(CODCr)、氨氮(NH3-N)平均总去除率分别为49.35%,91.32%,并且运行稳定可靠.
作 者:刘晓慧 杨云龙 杨学 LIU Xiao-hui YANG Yun-long YANG Xue 作者单位:太原理工大学,山西,太原,030024刊 名:山西建筑英文刊名:SHANXI ARCHITECTURE年,卷(期):200935(17)分类号:X703关键词:焦化废水 曝气生物滤池 氨氮 化学需氧量 气水比
7.焦化废水处理技术浅析 篇七
本工作针对冷焦废水参数快速变化、油-水-焦相互乳化和废水废气交织的特点,开发了多级降温冷凝—梯级污染物分离—组分机械纯化的集成冷焦废水封闭分离与利用工艺,可有效解决冷焦废水污染问题[5]。
1 技术原理
针对冷焦废水处理系统的流量及组成波动剧烈、压力由高到低周期性变化、间隙操作、废水与废气交织等非稳态的特点,设计出多级降温冷凝-梯级污染物分离-组分机械纯化的集成工艺,实现冷焦废水的“封闭循环”处理。
将冷焦废水系统中油-石油焦粉-水-VOC多相多组分混合物分离为油、水和焦3部分,并分别再生至回收或循环利用的纯度,实现废水治理与废气治理耦合,即采用一套废水处理装置,同时解决冷焦废水和冷焦废气治理两个问题,实现油、石油焦粉和水3种物质的富集、净化和回收利用。
2 技术介绍
2.1 废水水质
冷焦废水取自1 Mt/a规模的冷焦废水系统。石油焦化装置产生的冷焦废水是油、石油焦粉、水和VOC组成的液-固-液-气多组分多相混合物,体积流量为200 m3/h。该混合物因反复流动剪切而乳化,形成油包水和水包油的乳化液滴。石油焦粉多孔,吸附乳化油滴,乳化油滴又黏附石油焦粉,形成油-水-焦三相乳化颗粒。油相与水相之间的密度差为0.06 g/cm3,难于在常温下分离,由于油、石油焦粉和水之间的相互乳化,油滴与水之间密度差变小,更难分离。
2.2 分析方法
石油焦粉粒度和含油浓度采用Q/RCD-302-2000重量法[6]测定。
采用美国贝克曼库尔克公司的Beckman Coulter LS13320型激光粒度测试仪,按照ISO13320《激光衍射粒度分析标准》测定冷焦废水中石油焦粉和油滴的粒度。
2.3 工艺流程
石油焦化冷焦废水封闭分离工艺流程见图1。
1加热炉;2焦炭塔;3辅助脱硫罐;4调节罐;5固液分离装置;6液液分离器;7冷却器;8贮水罐;9污油罐;10分馏塔
首先,在封闭循环处理工艺中,采用固液分离装置将冷焦废水中质量分数为0.01%~2.00%的石油焦粉从液相中分离出来。由于石油焦粉吸附富集了较多的硫化物,可带压直接输送至燃烧炉,或先输送至密闭焦池中暂存,需要时通过气流将石油焦粉输送至燃烧炉,在利用热能的同时,将燃烧炉中产生的SO2回收制成工业硫酸,实现石油焦粉的密闭处理。
采用液液分离器将来自固液分离装置的液相,分成油相和水相。油相带压输送至污油罐中,夹带的少量水在贮水罐中可通过重力沉降分离,集中于下层底部,由水相排出口排出,通过管路返回至输送泵进口,实现循环处理。污油罐中的油相大多为炼油用的重油,需要时可用泵送至焦炭塔进行回炼,实现油相的密闭回收和油循环回炼。水相通过密闭的冷却器冷却,达到炼油工程要求的温度后,进入贮水罐,需要时再泵送至焦炭塔进行水冷焦作业,实现水相的密闭循环。
2.4 治理结果
2000年2月建成投产的我国第一套大型现代化石油焦化装置,产生冷焦废水1 Mt/a。将其冷焦废水系统采用封闭循环技术进行改造,于2004年6月顺利投运,一次开车成功,焦炭塔排出的冷焦废水各组分循环利用率达100%。作业区域空气质量达到国家作业环境工业卫生GB14554—93《恶臭污染物排放标准》。冷焦废水封闭分离成套技术的主要设备外观见图3和图4。
2.4.1 油和石油焦粉的富集回炼
含油质量浓度为82~86 mg/L的冷焦废水经过富集后,油相质量分数达99%,富集的油作为焦炭塔急冷油循环使用,不能富集的油随水循环。在忽略石油焦粉吸附油的情况下,油被100%再生,循环使用率100%;将冷焦废水的石油焦粉收集起来,定期清运至焦炭堆场,形成焦炭产品,石油焦粉回收使用率可达100%。
2.4.2 水再生循环及其效果
体积流量为200 m3/h的冷焦废水中油质量浓度从82~86 mg/L降至5~6 mg/L,脱油参数见表1。废水100%再生,再生后100%回用。
2.4.3 VOC封闭处理与资源回收
通过降温冷凝、液液分离、重力沉降、空气冷却过程回收了VOC中的油品和水汽,空气污染得到显著改善,冷焦废水原有的恶臭完全消失,空气中H2S质量浓度从改造前的大于10 mg/m3降至改造后的小于2 mg/m3。
3 与国内外技术比较
目前,国内外针对冷焦废水处理的技术有:美国Foster Wheeler、Lummmus、Kellogg、Scaltech、Conocophilips公司采用的用切焦水稀释冷焦废水,混合废水化合物理组合方法;中国石化工程建设公司(SEI)采用的切焦水和冷焦废水混合处理“不密闭半循环”技术;以及本项目组采用的冷焦废水“封闭循环”处理技术。上述3种技术的应用效益相关指标比较见表2,以美国境内投资比例和总投资进行估算得出表中数据。由表2可见,与其他两种处理技术相比,冷焦废水封闭分离与利用技术在污染物处理、设备投资、经济和社会效益等方面都具有显著优势。
4 结论
a)石油焦化冷焦废水封闭分离与利用系统自投入正常生产以来,运行平稳,具有不易堵塞、降温效果好、水处理工艺流程灵活可调、可进行实时监控操作和污油密闭回收等优点,能有效消除空气污染,具有显著的环境效益和社会效益。
b)对主要设备正常运转状态进行监测,结果表明,1 Mt/a石油焦化装置冷焦废水封闭分离与利用系统在资源回收、环境协调方面都显著优于原敞开式工艺。
c)该技术实现了石油焦化装置的清洁环保生产和可持续发展要求,提高了石油炼制行业应对石油重质化、劣质化的能力,具有良好的应用推广前景。
参考文献
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8.溶剂脱酚装置处理焦化废水的应用 篇八
关键词: 溶剂脱酚; 焦化废水; 废水处理
中图分类号: X 703 文献标志码: A
Abstract: The solvent extraction for phenol removal is an efficient process for treating wastewater,which can get good performance as the pretreatment for the following treating unit of the wastewater from coke plant.The phenol from the coke plant wastewater can be recycled with this process.It not only protects the environment,but also gains economic benefit.The performance and operation status are described in this paper.The phenol removal process of the unit and the operation parameters are also introduced.The results show that it is feasible to treat the coke plant wastewater with the unit for phenol removal using solvent extraction.It can be adopted in more coke plants for treating the wastewater.
Key words: phenol solvent extraction; coke plant wastewater; wastewater treatment
焦化厂产生的废水中含有酚、氰化氢、氰化物、硫氰化物、油、硫化氢、吡啶、苯、萘等多种物质,其中以酚的含量为最多,因此,通常简称酚水[1].酚具有生物毒性,如果浓度过高,对生化处理的微生物有抑制作用,直接影响废水处理效果.根据GB 16171—2012《炼焦化学工业污染物排放标准》[2]自2015年1月1日起,现有企业需执行的水污染物排放标准中挥发酚的含量限值为0.30 mg·L-1,部分特殊地区的排放限值为0.10 mg·L-1.随着环保要求的日益严格,对焦化废水的脱酚要求也随之提高.
1 焦化废水脱酚工艺
含酚废水的来源很广泛,除了焦化厂所产生的废水外,炼油厂、酚醛树脂厂、制药厂等都会产生组分不同、浓度不一的含酚废水.含酚废水的处理方法也很多,通常可分为三大类[3]:① 物理法:主要有焚烧法、溶剂萃取法、吸附法、膜分离法;② 高级氧化法:主要有Fenton试剂法、湿式空气催化氧化法、光催化氧化法、电催化氧化法、超声波化学氧化法;③ 生物法:主要有活性污泥法、生物膜法、生物滤池法、生物流化床法.
焦化废水脱酚工艺主要有以下几种方法.
1.1 蒸汽循环法
蒸汽循环法属于物理法脱酚,主要是利用蒸汽将废水中的酚蒸吹出来,通过NaOH碱液喷洒吸收酚生成酚钠盐C6H5ONa.酚钠盐溶于水,形成酚盐溶液,大部分循环,小部分作为产品切出.蒸汽循环法脱酚具有装置较少、工艺简单、易于操作等特点,在我国一些大型焦化厂很早就有应用.例如武钢焦化厂蒸汽脱酚装置1959年开工,脱酚效率可达70%~80%,但是由于运行一段时间后,脱酚效率降低到50%以下,且电能和蒸汽耗量大,维修困难,检修周期长,1970年后装置停产[4].现阶段已很少有焦化厂使用蒸汽循环法脱酚.
1.2 溶剂萃取法
溶剂萃取法也属于物理法脱酚,是利用酚在不同溶剂中的溶解度不同,使用与水互不相溶的有机溶剂从废水中萃取出酚的方法.溶剂萃取法是目前成熟的处理工艺,具有操作范围广、再生容易、处理效果好等特点,而且可有效回收酚类物质[5].在工程实际中应用较为广泛.
1.3 生化法
生化处理主要是利用水中的微生物将酚分解,由于酚对微生物有抑制作用,因此生化处理法对酚的浓度有比较严格的要求.孙艳等[5]从焦化废水中分离出能够降解酚的细菌,经驯化培养后,其苯酚的耐受能力达915 mg·L-1.
1.4 吸附法
吸附法采用吸附剂将废水中的酚吸附脱除.最常用的吸附剂为活性炭.活性炭吸附可有效去除废水中大量的悬浮物和部分有害物质,在pH为2~3时,可使酚的去除率达95%以上[7].由于吸附后的活性炭再生比较困难,虽然可回兑至炼焦煤中,送去焦炉炼焦,但其作为脱酚方法应用较少.
2 溶剂脱酚工艺
溶剂脱酚装置属于焦化厂污水处理中一个工段,用来处理大量含酚废水.该装置通常放置于蒸氨装置之前,能够有效降低焦化废水中的含酚量,有利于后续工段对废水的进一步处理.根据焦化厂的实际情况,萃取剂通常采用粗苯或重苯.粗苯或重苯是焦化厂的中间产品,价廉易得,与水不溶,分配系数高,是比较理想的脱酚萃取剂.
溶剂脱酚工艺流程通常为来源焦化废水与萃取剂逆向接触,酚从废水中萃取出来,富含酚的萃取剂通过NaOH溶液碱洗后生成酚钠盐,萃取剂经过碱洗再生后循环使用.富集的酚钠盐溶液送去后续酚盐精制装置处理.
国内焦化厂通常采用的溶剂脱酚工艺都是振动萃取脱酚,即主要的萃取设备为脉冲萃取塔,碱洗设备为碱洗塔.脉冲萃取塔的筛板上下往复运动,进行脉冲振动.振幅大小是影响分散相颗粒分散的重要因素,振幅过大会引起轻相上升甚至引起液泛,频率和振幅选取不当会造成油水分离效果不好,形成乳化[4].宝钢于1981年从日本引进焦化酚氰废水三级处理工艺装备,即萃取脱酚—蒸氨—生化处理—活性炭吸附[7].其中溶剂脱酚装置采用的是非振动萃取脱酚,萃取塔内部不产生振动,碱洗系统为分离槽.与振动萃取脱酚相比,萃取温度低,设备运行稳定,操作条件更易控制,分离槽串联碱洗效果好.因此宝钢化工一、二、三、四期均采用此溶剂脱酚工艺.
溶剂脱酚装置的原料氨水来自于氨水大槽,是由炼焦的剩余氨水及煤气净化、化学产品精制产生的高浓度工艺排水汇总产生.混合氨水水量及水质如表1所示.
溶剂脱酚由氨水处理系统、循环油系统、碱洗系统、废油再生系统组成.图1为溶剂脱酚装置流程.
2.1 氨水处理系统
原料氨水通过管道输送至溶剂脱酚装置.首先,原料氨水经过陶瓷过滤器去除焦油等杂质;其次,通过氨水冷却器将原料氨水冷却到所需温度(由70℃冷却至40~50℃);然后,原料氨水进入萃取塔,萃取塔上段为焦油萃取段,用少量的循环油与氨水逆向接触将残存的焦油再次去除,萃取塔下段为酚萃取段,通过循环油萃取氨水中的酚;最后,萃取酚后的氨水从萃取塔底部自流至处理氨水槽,然后用泵送至后续处理装置.
2.2 循环油系统
循环油(粗苯或轻苯)从轻油槽补充进入贫油槽.贫油槽中的贫油(不含酚或含少量酚的循环油)通过贫油泵分别送入油再生系统和萃取塔的上下段.由萃取塔上段出来的废油进入油再生系统,下段出来的富油(含酚循环油)通过脱硫塔脱水和脱硫后进入碱洗系统.富油经过碱洗后成为贫油进入贫油槽循环使用.
脱硫段的脱硫液是酚盐,其反应式为
H2O+C6H5ONaNaOH+C6H5OH
2NaOH+H2SNa2S+2H2O
2.3 碱洗系统
来自循环油系统的富油进入碱洗系统,富油先经过管道混合器与NaOH接触反应,然后进入分离槽内与NaOH进一步反应生成酚钠盐.为了保证碱洗效果,每个分离槽通过酚盐泵都有一定量的内循环.循环油通过混合泵输送并依次最少经过3个串联的分离槽,最后利用循环油与碱液的密度差进行分离并根据控制要求排出酚盐,送至后续的酚盐精制装置.
其中酚与碱液的反应式为
C6H5OH+NaOHC6H5ONa+H2O
2.4 废油再生系统
再生的废油种类为:① 贫油泵送出的1%循环油;② 萃取塔焦油萃取段的废油;③ 萃取塔酚萃取段排出的乳化物;④ 分离槽排出的乳化物;⑤ 放空轻油槽中的油.将这5种废油收集在废苯槽中,通过废苯泵将废油送入溶剂回收塔,采用蒸汽蒸馏的方法再生,塔顶的苯蒸气经冷凝和油水分离后进入循环油系统,塔底的重馏分物质送至外装置处理.
溶剂脱酚装置的特点为:① 采用固定筛板塔代替脉冲筛板塔作为萃取塔;② 萃取塔上段设焦油提取段,用少量粗苯(或轻苯)除去氨水中的焦油;③ 碱洗前设置脱硫塔,除去富油中H2S等杂质;④ 碱洗采用富油与NaOH和酚盐混合水溶液四段混合、分离的连续碱洗流程;⑤ 用分离槽代替碱洗塔,操作比较方便,没有频繁的切换碱洗塔及更换新鲜碱液的操作,便于操作管理.
3 溶剂脱酚改造
宝钢四期溶剂脱酚装置在三期原有的溶剂脱酚装置内进行扩容改造,使得氨水处理能力由70 m3·h-1扩容到140 m3·h-1.改造后的溶剂脱酚装置于2011年底全部投产,顺利通过功能考核.改造前、现阶段溶剂脱酚装置的相关运行数据分别如表2、3所示.
通过比较改造前、后溶剂脱酚装置的运行数据可看出,改造前由于原料氨水含酚量较高,同时处理量较小,导致处理后氨水含酚量在30~60 mg·L-1之间波动,脱酚效率在95%~97%.游离碱含量偏低,产品粗酚盐溶液的含酚量较高.改造后由于装置处理量变大,原料进水氨水含酚量稳定在1 200 mg·L-1以下,处理后氨水含酚量可控制在20 mg·L-1以下,脱酚效率保证在98%以上.这为后续的水处理工段创造了有利条件.
表4为改造后溶剂脱酚装置主要指标.两年多的实际运行表明,改造后的溶剂脱酚装置达到设计要求的处理能力140 m3·h-1,脱酚效率大于90%.与改造前的装置相比,各项指标均没有下降.改造后两座萃取塔并联,七台分离槽分为两系并联,每系三台串联,剩余一台作为公共备用分离槽.萃取效果和碱洗效果均达到要求.
溶剂脱酚装置的运行成本为每t废水17.84元,装置产出的粗酚盐溶液作为原料输送至后续的精酚装置生产苯酚产品,苯酚产品的价格为12 770元·t-1.粗酚盐的外购价格为865.8元·t-1,企业内部边际贡献为5 979元·t-1,具有较好的经济效益.
4 结 论
焦化厂产生的大量含酚焦化废水,对环境有极大的危害,其中的有害物质酚是一种宝贵的化工原料.使用溶剂萃取法处理焦化废水,不仅能够将酚从焦化废水中脱除,而且可回收废水中的酚,具有良好的经济效益和环保效益,并且有利于后续蒸氨操作以及酚氰废水的处理.在环保要求越来越严格的今天,该方法具有良好的推广价值.
参考文献:
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9.焦化废水处理技术浅析 篇九
SBR用于焦化废水生物处理的试验研究
采用SBR工艺对焦化废水的有机物降解和生物脱氮进行了研究.试验结果表明,焦化废水的生物脱氮是以短程硝化/反硝化的途径存在的,而且在好氧阶段存在同时硝化/反硝化(SND)过程.好氧阶段的反硝化效率约占整个反应周期脱氮效率的37.0%.SBR反应器对NH3-N的去除效率在95.8%~99.2%,COD的`去除率在85.3%~92.6%.由于出水中NO2-N的积累,NO2-N对COD浓度贡献值得关注.
作 者:陈雪松 许惠英 李成平Chen Xuesong Xu Huiying LI Chengping 作者单位:浙江树人大学生物与环境工程学院,杭州,310012刊 名:环境污染治理技术与设备 ISTIC PKU英文刊名:TECHNIQUES AND EQUIPMENT FOR ENVIRONMENTAL POLLUTION CONTROL年,卷(期):20056(6)分类号:X703.1关键词:SBR 焦化废水 短程硝化/反硝化 同时硝化/反硝化(SND)
10.焦化废水处理技术浅析 篇十
Fenton试剂氧化-混凝深度处理焦化废水的试验
摘要:以COD、总氰化物为指标,考察了Fenton试剂氧化法去除焦化废水中难降解有机物、氰化物的条件,并将自制的.PFAS用于混凝处理,小试结果表明,经过Fenton试剂氧化-混凝技术深度处理的焦化废水,可达到辽宁省污水综合排放标准要求,方法具有实用性.作 者:田亚赛 孙国军 兴虹 Tian Yasai Sun Guojun Xing Hong 作者单位:辽宁科技学院,生物医药与化学工程学院,辽宁,本溪,117004期 刊:辽宁科技学院学报 Journal:JOURNAL OF LIAONING INSTITUTE OF SCIENCE AND TECHNOLOGY年,卷(期):,12(2)分类号:X757关键词:Fenton试剂 混凝 焦化废水 深度处理
11.焦化废水处理技术浅析 篇十一
1 焦化设备管理中状态监测与故障诊断技术的分析
1.1 设备故障诊断技术的概述
设备故障诊断技术是一种新型技术, 其原理是将诊断对象中出现的故障参数和标准状态中的参数进行对比, 将对比出的结果进行分析, 来判断故障发生情况及磨损情况。在设备监测和故障诊断技术处理过程中, 一般经历三个阶段, 首先是发现异常现象, 其次是判断性能, 最后是彻底丧失运行功能,
设备监测和故障诊断技术有一个特殊的功能, 就是可以根据不同的异常现象, 来诊断现故障原因, 这样就可以为设备管理提供可靠的依据, 进行及时的维修。焦化设备管理中, 会经过事后维修、计划检修、预防三个过程来完成设备管理, 三个阶段各有不同, 如事后维修, 是在发现故障后, 经过一般的处理来实施维修, 这种方式只适合于不连续的生产过程中, 并且这种方式需要准备一个或多个备用设备, 但在关键岗位中不适合采取这一方式;计划检修, 就是采取有计划有目的的检修, 这一过程适用于维修力度比较大, 维修成本比较高的紧急设备维修;预防维修是一个关键性和适用性最强的维修方式, 预防就可以减少故障的发生, 比较适合与那些设备不足、关键零部件的部位。通过总结我们发现, 预防维修是最适应焦化设备维修的方式, 也是最经济实用维修技术。
1.2 焦化设备管理中设备故障的分析
根据焦化生产特点, 在实际中, 也采取了不同的技术对设备故障进行分析, 一些大型的设备, 如焦炉车辆和煤气鼓风机等设备, 这些设备, 在焦化生产中处于重要部位, 且都需要连续工作, 所以, 在设备维修方式上我们采取的是预防维修和计划维修相结合的方式, 可以降低维修成本, 也不耽误焦化生产。
焦化生产过程, 其故障分为两大类, 一是功能停止型故障, 另一种是功能性低下故障。根据设备故障诊断技术的工作原理来判断, 新型设备所产生的故障大多是初期磨损或跑合期故障, 但是这一故障不易发觉, 因为磨损的速度比较快, 运行时间短, 设备在磨损后会很快趋于稳定的状态, 所以对于新型设备需要采取特殊的措施来减少磨损的损量, 如采取合理的负荷、合理的转速及润滑措施, 可减少磨损, 防止故障发生。
1.3 焦化设备管理中设备故障的诊断
对于焦化设备的故障诊断, 前期和中期可以采取状态监测和设备诊断的技术, 这样可以及时的掌控故障发生的时间、部位和故障程度, 及时采取预防措施来避免故障的发生。在后期, 就会出现磨损严重, 故障增加等问题, 就会增加维修费用, 加大维修难度, 故此在后期应采取大修这一措施, 及时将故障排除, 并做好预防措施, 来降低生产成本。然而, 故障的发生和设备的使用时间是无法固定不变的, 这就给维修照成的很大困难, 因为故障的发生时动态性的突发事件, 而维修则是静态的计划事件, 二者间的矛盾是无法得到解决的, 这样当故障发生后就会出现全线停产的现象。所以, 在维修和检修过程中, 需要掌握故障发生的动态原理, 分析故障发生的全部信息, 才能有效地减少设备事故发生, 防患于未然。
2 案例分析
2.1 故障监测及诊断技术在焦化公司设备上的应用
2.1.1检测的步骤
(1) 确定检测点, 找出每一台设备中的敏感检测部位, 可以准确的放映出工作状态的合适位置。
(2) 设置合理的检测时间, 将不同部位设置不同的检修时间, 固定检修时间的间隔。
(3) 正确的采集数据, 利用特殊的检测仪器获取故障信息, 使得故障信息准确无误。
(4) 根据获得的故障信息, 合理的进行数据分析。
(5) 根据所得数据, 分析故障发生的原因, 制定合理的措施。
(6) 总结, 分析评价设备好坏。
第二、可以利用远红外测温仪检测技术, 将其放置在供电设备及其电器控制系统上, 这样就可以将检测的重点确定, 直接去检测供电配电的电器设备当中, 可以确定故障发生的区域, 预防故障的发生。
2.2 具体故障分析
在焦化生产中, 腐蚀磨损问题时最为严重的, 尤其是塔和槽。因为在焦化生产中, 所用的各种介质, 都会对塔和槽造成严重的磨损和腐蚀, 且有些设备还必须连续生产, 这就给设备照成了很大的损耗, 在维修过程中由不得采取焊补得措施, 这就给维修工作带来很大的麻烦。例如, 在对焦化生产中使用的氨水槽进行检测时, 可以采取了HCC-16型测厚仪, HCC-16型测厚仪可以对更新后的氨水槽进行现场检查, 在每一个槽中, 分别设定固定的监测点, 对每部位的检测数据进行对比和分析, 发槽壁的腐蚀度不大, 再加上外受压力的数据, 可以发现无需对槽内进行处理, 只需更换一个槽盖就可以正常运行了, 仅此一项就可以为生产成本节约20玩万元的生产费用。
3 结论
总之, 通过以上的分析, 我们发现, 利用设备故障诊断技术, 可以实施预知维修, 提高焦化生产中设备管理的整体水平。设备故障诊断技术可以保障企业生产的安全性, 再加上监测措施, 完全可以达到生产的可靠性和经济性发展, 最大限度的发挥设备的效能。
摘要:在工程领域中, 随着技术的不断更新, 设备监测和故障诊断技术也不断的衍生, 这几年, 又有新的技术得到了扩展, 如设备故障诊断技术、故障修复技术和设备润滑技术等技术已经成为工程领域中的重要技术。设备监测和故障诊断技术可以将工程领域中的各种故障监测出来, 可以及时的进行维护, 这样就减少了故障发生的概率, 使得工程领域得到很好地运行和发展, 这样就提高了生产效率和产品质量, 也降低了生产成本。
关键词:焦化设备,状态监测,故障诊断技术
参考文献
[1]范虹.工作振型分析在焦化冷鼓设备故障诊断中的应用[J].山西科技, 2012, 3:42-43[1]范虹.工作振型分析在焦化冷鼓设备故障诊断中的应用[J].山西科技, 2012, 3:42-43
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[4]陈岚, 周晓谋, 薛冲.煤矿堆取料机自动控制系统的故障诊断设计[J].煤矿机械, 2010, 2:119-121[4]陈岚, 周晓谋, 薛冲.煤矿堆取料机自动控制系统的故障诊断设计[J].煤矿机械, 2010, 2:119-121
12.焦化废水处理技术浅析 篇十二
A2/O2工艺在焦化废水处理改造工程中的应用
摘要:介绍了A2/O2工艺在临钢焦化厂焦化废水改造中的`应用,详述了工艺方案及工艺参数的确定.针对A2/O2工艺的难点,在工艺布置、工艺流程的选择、新设备的选用、自动化控制措施等方面进行了一些技术创新.生物脱氮工艺出水指标为:挥发酚0.024mg/L,氰0.123mg/L,COD 136.7mg/L,NH3-N 8.026mg/L,油类0.669mg/L;焦化厂总排水指标为:挥发酚0.067mg/L,氰 0.015mg/L,COD 84.9mg/L,NH3-N 6.592mg/L,油类0.545mg/L,分别达到了相应的国家标准,对原有的焦化废水处理普通活性污泥工艺改造有一定的借鉴意义.作 者:贾惠强 Jia Huiqiang 作者单位:太钢集团临汾钢铁有限公司焦化厂,临汾,041000期 刊:煤化工 ISTIC Journal:COAL CHEMICAL INDUSTRY年,卷(期):,36(4)分类号:X784关键词:焦化废水 A2/O2工艺 工艺方案
13.焦化废水处理技术浅析 篇十三
发布时间:2010-3-17 12:00:51 中国污水处理工程网
前言:
焦化污水又称酚氰废水,其中除了含有大量的酚、氰、氨氮外,还有少量的如吲哚、苯并芘(a)、萘、茚等,这些微量有机物中有的已被确认为致癌物质,且不易被生物降解,这种高浓度有毒废水正是焦化厂污水处理的重点。
一、废水的来源、水量及水质
根据焦化厂煤制气生产工艺的特点,废水主要来自煤中的水份,水同煤中挥发份一起进入煤气排送工序,煤气在冷却过程中,水和焦油形成混合冷凝液,经气液分离器和初冷器的水封排出到氨水机械化澄清槽,经澄清分离出焦油和氨水,氨水进入剩余氨水中间槽,多余的氨水送去蒸氨,形成蒸氨废水;粗苯工序在生产粗苯时形成粗笨分离水;全厂所有煤气水封直接排水;储配站煤气冷凝水;生活污水及其他废水。废水总量约为1000m3/d。工厂主要污染源的废水水量及水质见表1:(84孔/日)
污染源 蒸氨废水 2~3
400~1200
15~40
500~1200 水量(m3/h)
水质 酚(mg/l)
氰(mg/l)
氨氮(mg/l)CODcr
(mg/l)500015000 粗笨分离水 煤气水封水 ~2 1
20~120 1200~1700
5~80 10~30
10~50 500~600
500~5000 50006000 储配冷凝水 0.5 m3/d
40~70
10~30
15000~20000 5000
12000 生活污水
~
~
~3~4 〈1 〈1 〈100 60~200 表中未列出其他废水的量;工厂部分工业净废水直接外排。工厂制气车间根据生产需要,年开车率很低,且其产生的废水中污染物浓度较低,为节省能耗,工厂将这类低浓度废水循环使用。
二、污水处理工艺流程
工厂污水处理流程根据其装置及各构筑物的功能,可分为四个部分:预处理、生化处理、后处理、污泥干化。(1)预处理
预处理保证污水水质和水量不产生大的波动,在进入生化曝气池前降低污水中的油类物质和氰化物,避免生化处理装置受油污染及高负荷冲击。预处理流程为:污水经吸水井、隔油池、二级气浮、调节池、调温池,最终进入生化曝气池。分析结果表明:重力平流式隔油池除油效率平均在60%左右,最高达88%;Ⅰ级气浮除油率达90%以上,经预处理除油后,污水中的矿物油含量小于10 mg/l,满足了生化曝气对污水中矿物油含量的要求;污水中的氰化物在Ⅰ、Ⅱ级气浮中与加入的混凝剂(聚合硫酸铁)中的Fe作用生成电离度很小的络合物[Fe(CN)6]4-、[Fe(CN)6]3+,Ⅰ级气浮的氰化物去除率高达80%。气浮设备还能去除部分COD,但去除率不高,平均在35%左右,最低只有10%,大量COD需要靠生化去除。污水的温度一方面靠调温池中的直接蒸汽来保证,另一方面靠热空气来保证。直接蒸汽在给污水升温的同时蒸去了污水中部分挥发性物质,如氨、挥发酚等。污水经二级增温以后,在寒冷季节,曝气池中污水温度能控制在25~35℃范围内。污水在经过上述预处理以后,水质基本能达到本工艺的生化要求,各项指标分别为:挥发酚〈300 mg/l;氰化物〈5 mg/l;氨氮500〈mg/l ;COD〈2000mg/l;温度25~35℃。(2)生化处理 ①原理
经预处理后的焦化污水与部分生活污水在曝气池前配水井中充分均匀混合后,进入生化曝气池,按r=1:5的回流比,与处理后污水混合回流至生化曝气池的前段。污水生化采用反硝化--硝化工艺。该工艺利用亚硝酸细菌、硝酸细菌、反硝化细菌分别对氨氮、挥发酚、氰化物的氧化分解原理可用下面几式表示: NH4+-N+O2+HCO3-→C5H7O2+H2O+NO3-+H2CO3 NO2-+3H+→0.5N2+ H2O+OH-NO3-+5H+→0.5N2+2H2O+OH-
HCN+ H2O→CH2O=NH→HCONH2+ H2O→HCOOH+ NH2→CO2+ H2O ②工况
污水处理量:42m3/h 罗茨风机风量:88.6 m3/min 回流比:r=1:5 曝气池底部布置有高充氧效率的软管,经曝气后,池中溶解氧含量>3mg/l,能充分满足硝化段好氧细菌对溶解氧的要求。本工艺的反硝化细菌、硝化细菌对温度的要求高于一般细菌,属中温菌,在31--36℃范围内,细菌表现出较强的活性,各项污染物出水浓度均能达标(其它条件正常情况下)。超过这一温度范围,出水水质恶化,细菌由生化膜上脱落死亡,水质发黑且严重超标。工厂采用蒸气及热空气两种方法确保31-36℃的温度范围。曝气池中的PH值由纯碱来调节,工艺设计时,前置反硝化段生成部分碱供硝化段消耗,纯碱投加在硝化段进口底部,随着池内污水的湍流,池内PH值得以很好地调节,保证了微生物生存所需的酸碱度,纯碱投加量视池中PH值而定。微生物生长、繁殖条件除温度、PH值外,还必须有营养物质磷元素,工厂用投加NaH2PO4的方法来补充污水中磷元素的不足,磷的投加量不宜过大,否则导致池内微生物疯长、脱落,造成池内污泥量过多,增加风机负荷,浪费动力消耗。经测算,磷的投加量为15Kg/日,每天24小时均匀投加。从每天池底排泥情况看,剩余污泥量尚可。③处理效果 污水处理投运几年来,设施(备)运行较为稳定,A--O工艺运行正常。几年来,各类污染物处理率逐年好转,出水达标由稳定三级逐步向稳定二级过渡,目前部分指标已达一级标准。99年上半年,部分指标达到或优于二级综合排放标准,见表(2)。处理后的达标污水部分回用熄焦,部分排入城市污水管网,出水标准执行污水综合排放标准GB8978-1996表四。(3)后处理
曝气池出水送Ⅲ级气浮设备进一步作除色、除氰处理,以达到更好的排放水质。(4)污泥处理
Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级气浮的浮渣、气浮槽底沉积的焦油以及曝气池所排剩余污泥,都汇集于污泥贮槽,再用液下泵送至污泥浓缩池,在污泥浓缩池里,污泥靠重力沉降自然分 层,污泥浓缩2~3天后,撇出上层液体,将含水量99%的污泥排至污泥干化场(144m2)。在干化场内,一部分水分通过过滤层渗入底部渗管内汇集于窨井中,再与污泥浓缩池撇出的上层液体一起回到集水井中;一部分水分在晾晒过程中自然蒸发。失去水分的污泥称为干污泥。干污泥的处理是运至工厂的煤场配煤焚烧。干污泥年产量约为5吨。(5)污水处理工艺流程示意图
三、经验教训和存在问题
酚氰废水是焦化行业较难处理的 一种废水,对此,国内外研究、探索出了多种处理方法,但鲜有成功的范例。为此,工厂在广泛比较的基础上采用了“A--O生物膜加三级气浮”的污水处理工艺。从近几年的运行情况及分析数据看,工厂污水处理运行较为成功。参考《焦化环保简报》95.3,工厂正常生产情况下,污水处理出水中各项指标处理率及排放浓度均优于国内同行业厂家的污水处理。因此,就工厂的情况,本人认为,处理好焦化污水可以从以下几点着手:
(1)要从源头抓起,有效控制污染源的质和量,确保其稳定有序地排放。
(2)强化生产过程控制,积极提倡清洁生产,减轻末端治理的负担。在生产过程中要严格执行各项管理制度,制止“三违”现象,避免高浓度重污染的非正常污水排入污水处理。(3)重视预处理,降低污水中各污染物浓度,以免对生化曝气池产生冲击,确保生化处理正常运行。
(4)大力挖潜,降低出水各项指标,减少浪费和成本消耗;从现有工艺入手,向管理要效益。目前,工厂污水处理成本仅为2.6元/吨废水。
焦化厂A--O生物膜加三级气浮的污水处理工艺运行得较为成功,各项出水指标完全达到或优于市环保局规定的污水综合排放标准GB8978-1996表四中三级标准。如何进一步出水中氨氮含量、稳定出水水质,仍然是工厂污水处理今后一段时期内的主要任务。
附99年1~6月份工厂污水处理月平均数据统计(表2)
挥发酚 进水
出水 去除率
氰化物 进水
出水 去除率
氨氮 进水 出水 去除率
CODcr 进水 出水 去除率
一 二 105 157 0.13 0.16 99.9% 99.9% 3.32 3.23 0.34 0.39 90% 88% 118 200 73 87 38% 56.5% 1065 1382 169 212 84%
85%
三 四 123 144 0.4 0.07 99.7% 99.9% 2.3 3.84 0.35 0.37 85% 90.4% 141 150 85 66.6 40% 55.6% 1156 1273 210 201 82%
84.2%
五 六 120 122 0.06 0.07 99.9% 99.9% 3.43 2.7 0.13 0.11 96% 96% 114 133 33 28.8 71% 78.3% 1105 1133 197 163 82.3%
14.浅谈焦化废水深度处理制纯水 篇十四
焦化废水是一种有毒害的、高浓度难降解的有机工业废水, 其成分十分复杂, 包括数十种无机和有机化合物。其来源主要有三个:一是剩余氨水, 它是在煤干馏及煤气冷却中产生出来的废水, 是焦化废水的主要来源;二是在煤气净化过程中产生出来的废水;三是在焦油、粗苯等精制过程中及其它场合产生的废水。
1 焦化废水处理技术研究现状
目前焦化废水一般进行两级处理, 第一级处理为预处理, 把废水中部分不易降解的有机物去除, 并调节水质水量, 除油、氨等有害物质, 包括格栅、调节池、蒸酚等。第二级处理主要是利用微生物、电化学等方法进一步降解废水中的各种有机物, 包括生物处理技术、电化学处理技术等。二级处理是焦化废水的主要处理方式, 国内焦化企业普遍采用生物处理技术。
1.1 生物处理
生物处理技术相对其他废水处理工艺来说较为成熟, 应用也较为广泛, 主要包括生物脱氮技术、生物膜技术等。
(1) 国内焦化企业对生物脱氮技术研究主要集中在A1-A2-O工艺。A1-A2-O工艺是在A-O工艺的基础上改进来的, 通过对各段供氧量的不同形成厌氧-缺氧-好氧反应区。厌氧阶段水中难降解有机物通过水解酸化作用由大分子分解为易降解的小分子, 减轻后续反硝化-硝化反应负荷, 提高废水的可生化性, 并为后续反应提供碳源。缺氧条件下, 反硝化菌利用废水中的有机物将NO3-N和NO2-N还原为N2释放至空气。好氧条件下, 有机物进一步被降解, 有机氮被硝化, 同时P随着聚磷菌的过量摄取而降低。A1-A2-O工艺处理焦化废水可以有效降解水中各种污染物质, 运行稳定, 操作方便, 得到各焦化厂的普遍认同。 (2) 生物膜技术是指用天然或合成材料为载体, 在其表面形成有利于污染物降解的由细菌类微生物、原生和后生动物类的微型动物等组成的生物膜。按照废水和滤料的接触方式不同分为润壁型生物膜法、浸没型生物膜法和流动床型生物膜法。
生物膜过滤可以取代传统生化处理技术中的二次沉淀池, 降低投建成本。生物膜技术产生污泥即脱落的生物膜, 产生量少, 周期长, 可以减少剩余污泥的处理费用。耐冲击负荷, 可适应高浓度废水, 对难降解有机物也有较高降解效率。生物膜法可与多种其他污水处理技术结合, 进一步提高硝化能力。
1.2 电化学处理
电化学技术因可以产生强氧化性且无二次污染, 逐渐受到关注, 焦化废水处理方面常见的报道有电解氧化法和电Fenton法。
电解氧化法主要针对焦化废水中酚的降解, 梁镇海等用Ti/Sn02+Sb203+Mn02/Pb02电极电解氧化处理焦化废水, 酚的转化率达到了95.8%。
电Fenton法属于高级氧化技术, 起源于Fenton法。电Fenton法用电化学法产生的Fe+2和H2O2作为Fenton试剂, 可以提高H2O2的利用率, 防止Fe+2生成中间产物Fe3+的络合物, 影响矿化反应的进行。
2 深度处理技术
2.1 排水现状
焦化厂炼制焦炭产生的焦化废水CODcr浓度高达3000-4000mg/L, 酚类浓度500-900mg/L、氰化物浓度15mg/L、石油类浓度55-75mg/L、氨浓度200-300mg/L, 色度高达几千倍以上。
唐山市汇丰炼焦制气厂焦化废水经处理后出水水质达到GB16171-2012《炼焦化学工业污染物排放标准》的直接排放标准, 并优于该标准, 各项出水指标如下 (单位:mg/L) :CODcr≤80, 氨氮≤10, 挥发酚≤0.3, 总氮≤20, BOD5≤20, SS≤50, 石油类≤2.5, 总磷≤1.0, 氰化物≤0.2, 硫化物≤0.50, p H6.0-9.0, 色度20-30倍。
该公司污水处理为双系, A系B系, 总进水量80m3/h, 生化处理采用A/A1/O1/A2/O2+生物流化床循环生物脱氮工艺。焦化废水经过1#2#厌氧池A、1#2#缺氧池A1、1#2#好氧池O1及1#2#二沉池、缺氧池A2和好氧池O2, 期间反复经历厌氧、缺氧和好氧区, 进行彻底的反硝化—硝化反应, 不仅使COD、氨氮和各类难降解有机物得到大幅降解, 聚磷菌还可以过量吞噬P, 使P含量也得到降低。废水进入HOKTOC生物流化床时大分子有机物已经在上一步分解为小分子有机物, 在流化床内进一步进行硝化脱氮。两者组合在一起能够彻底有效地降解焦化工艺废水中的有毒有害物质, 降低废水中的氨氮、COD、色度等含量。
2.2 制纯水技术选择
深度处理单元的进水为生化处理的出水, 深度处理后预计作为锅炉补充水, 因此, 应满足锅炉用水质量标准, 根据《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量》GB/T 12145-1999要求, 深度处理出水水质指标:硬度≈20mmol/L;电导率≤0.2μs/cm;Si02≤20μg/l。
深度处理较为成熟的技术有膜法、活性炭吸附法等。
膜法是通过膜上微孔拦截大于膜孔直径的分子, 将小于膜孔直径的分子过滤在膜外的一种物理过滤方式, 从而达到去除废水中有机物的效果。该工艺对有机物去除率较高, 但是投资、运行和维护费用高, 且透水率较低容易造成浓水累积。
活性炭吸附法是利用活性炭表面与水中有机物发生吸附反应, 降低水中污染物浓度的一种物化方法。该工艺较为成熟, 反应速度较快, 且活性炭可再生, 运行费用低。
结合该厂原有污水处理流程, 深度处理可采用:生化处理进水—活性炭过滤器—反渗透—混床—出水。选用的处理设备耐腐蚀性强, 设备组成简单, 管理方便, 运行可靠, 出水水质稳定。
活性炭过滤器采用生物法可再生活性炭, 微生物和活性炭的吸附功能对COD、石油类、氰化物等均有较好去除作用, 去除率均达85%以上, 预计出水CODcr≤6mg/L, 含油量≤0.1mg/L。活性炭过滤器也作为反渗透膜的预处理, 降低有机物浓度, 降低反渗透压力, 出水水质符合反渗透膜进水水质要求。
废水进入反渗透膜后, 在一定压力下, 废水中大部分有机物、胶体、细菌等留在膜内, 作为浓水汇集后排出, 大部分水分子和少量离子透过反渗透膜形成出水。
反渗透膜出水中含有少量的离子, 需要进一步用混床进行深度除盐。混床即混合离子交换器, 其主要原理是首先将交换器中的阴阳离子交换树脂转换为H型和0H型, 然后将阴阳离子混合均匀进行离子交换除盐。交换器中的树脂可通过交换清洗再生, 混床反应非常彻底, 无中间产物和二次污染物生成, 水质良好, 出水稳定。预计最终出水电导率 (μs/cm25℃) <0.2, 二氧化硅 (mg/L) <0.02。
近年来, 政府制定各项政策措施, 提倡全面落实科学发展观, 建设资源节约型、清洁生产型、环境友好型企业, 为实现水资源再生利用起到了极大的促进作用。为响应国家号召, 唐山市汇丰炼焦制气厂开工建设干熄焦工程, 加大中水回用宣传力度, 并筹划建设焦化废水深度处理制纯水工程, 经不同程度处理后用于化产工段循环水补充水、煤厂抑尘、锅炉用水等。污水深度处理工程建成后, 对于节约水资源, 净化当地环境有着重要的作用, 将产生明显的社会效益、经济效益和环境效益。
摘要:生产排放废水处理进行回用既是国家政策的要求, 也是企业自身发展的需要。本文对焦化废水的深度处理制纯水方案做初步探讨。
关键词:焦化废水,深度处理,高效微生物
参考文献
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[2]许海燕, 等.超声、电解弓Fenton试剂处理焦化废水的试验研究[J].业水处理, 2004, 24 (2) :43-45.
15.焦化废水处理技术浅析 篇十五
为了探索高效菌应用于工程中降解高浓度焦化废水的有效方法,投加HENGJIE高效混合菌制剂和作为载体的粉末活性炭于OAO2工艺中,进行中试试验.试验结果表明:此方法可以很好地固定高效菌,对未经稀释的高浓度焦化废水进行直接处理.在水里停留时间为84 h,进水COD浓度平均值为5435.7 mg/L时,出水COD浓度为369.3 mg/L,COD去除率为93.17%;进水NH3-N浓度平均值为67.80 mg/L,出水NH3-N浓度为1.04 mg/L,NH3-N去除率为98.18%.色度为100~200倍.除COD与色度外,其他检测项目均可达到一级排放标准.菌剂一次投加,投菌量小,操作简单,适合工程应用.
作 者:张洪起 李立敏 李柳 徐军富 ZHANG Hong-qi LI Li-min LI Liu XU Jun-fu 作者单位:张洪起,ZHANG Hong-qi(河北工业大学,教务处,天津,300130)
李立敏,LI Li-min(河北工业大学,教务处,天津,300130;石家庄焦化集团有限责任公司,河北,050031)
李柳,LI Liu(石家庄焦化集团有限责任公司,河北,050031)
徐军富,XU Jun-fu(宁波恒洁水处理工程有限公司,浙江,315800)
刊 名:河北工业大学学报 ISTIC PKU英文刊名:JOURNAL OF HEBEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 年,卷(期): 35(6) 分类号:X703 关键词:粉末活性炭 高效菌 焦化废水 O1AO2工艺
16.焦化废水处理技术浅析 篇十六
聚合氯化铝处理焦化废水的试验研究
摘要:焦化废水成分复杂,本文利用聚合氯化铝作为混凝荆处理焦化废水,在投加量一定的条件下通过实验分析碱化度和pH值对混凝效果及残留铝量的影响.作 者:武永爱 WU Yong-ai 作者单位:山东工业职业学院,山东,淄博,256414 期 刊:天津化工 Journal:TIANJIN CHEMICAL INDUSTRY 年,卷(期):2010, 24(3) 分类号:X785 关键词:焦化废水 聚合氯化铝 混凝效果 残留铝量17.焦化废水处理技术浅析 篇十七
臭氧是一种强氧化剂, 与有机物反应时速度快, 使用方便, 不产生二次污染。但单独的臭氧氧化法氧化效率低、处理成本昂贵, 且其氧化反应具有选择性, 在臭氧氧化过程中加入催化效果好、寿命长、重复利用率高的催化剂是解决这一问题的有效方法之一。为此, 近年来发展了旨在提高臭氧氧化效率的臭氧催化氧化技术, 臭氧催化氧化作为高效率的水处理手段, 尤其适用于处理难降解有机物[4,5,6,7,8,9]。本文主要介绍臭氧催化氧化深度处理焦化废水的实验结果。
1 实验部分
1.1 实验用水水质
水样取自某钢铁厂焦化公司生化外排水。该废水经过O/A/O生化处理和混凝沉淀, 水质参数见表1。
*污水综合排放标准 (GB16171-2012)
1.2 分析方法
COD去除率的计算公式:
式中, Rt, COD表示t时刻的COD去除率;COD0表示初始水样中的COD值, mg/L;CODt表示t时刻的COD值, mg/L;下标t表示时间, h色度采用稀释倍数法测定;p H:PHS-3B精密p H计;NH3-N:氨氮分析仪 (5B-6DH) ;电导率:EC-215电导率分析仪;COD:UV-2450紫外分光光度计;BOD5:
1.3 实验装置及步骤
实验采用自制反应器如图1所示, 臭氧发生器以空气为气源, 臭氧发生器的臭氧产量10g/h, 臭氧浓度10 g/m3~15g/m3, 臭氧的输出压力为0.05Mpa, 压缩空气流量1.5m3/h。采用连续投加方式将臭氧通入反应器.反应器底部采用曝气头均匀布气, 尾气通过碘化钾溶液吸收。实验时装置连续运行, 采取间歇取样方式, 反应器内用水保持在2L左右, 在反应过程中, 每隔10min取样, 进行COD检测。以COD去除率作为评价指标, 考察静态条件下催化剂类型、投加量、反应时间对臭氧催化氧化反应效果的影响。
1臭氧发生器2干燥剂3流量计4微孔曝气头5反应器6 KI吸收瓶7排空
2 结果与讨论
2.1 催化剂类型对COD去除率的影响
实验选用4种自制催化剂, 分别为5%Ni (NO3) 2、Cu (NO3) 2、Fe (NO3) 3、和6%三者硝酸盐混合溶液浸泡后的铝球。臭氧发生器各参数保持不变, 室温条件下, p H=7.5, 取2L的废水于反应器中, 加入6g催化剂, 通入臭氧后, 分别于10、20、30、40、50min后取样, 测定臭氧催化氧化对废水COD的去除效果。
从图2中可看出, 随着催化氧化反应时间的增加, COD去除率增加。当臭氧催化氧化反应时间为50min时, 以Cu (NO3) 2、Ni (NO3) 2、三者混合浸泡后的铝球为催化剂的处理效果相当, 废水COD的去除率最高达到66%。其它催化剂废水COD的去除率45%左右。由此可以推断Cu系催化剂具有最好的催化效果, 这与催化剂相关研究的结果相吻合。
2.2 催化剂用量对COD去除率的影响
臭氧发生器各参数保持不变。室温条件下, p H=7.5, 取2L的废水于反应器中, 分别加入6g、7g、8g催化剂, 通入臭氧后, 每隔10min取样, 测定臭氧对废水COD的去除效果。
从图3中可知, 在反应时间为10min, 催化剂用量为6g时, COD去除率仅为20.66%。催化剂用量为8g时, COD去除率为37.68%, 不同催化剂用量对臭氧催化氧化反应有很明显的影响。随着反应时间的增加, 催化剂用量对臭氧催化氧化反应的影响逐渐减小, 催化剂用量为6g时, COD去除率最高达到64.23%, 催化剂用量为7g时, COD去除率最高达到65.14%, 催化剂用量为8g时, COD去除率最高达到68.63%。随着催化剂用量的增加, COD去除率同时升高, 说明催化反应的活性点增多, 吸附臭氧和反应物的量也相应增多。
2.3 反应时间对COD去除率的影响
臭氧发生器各参数保持不变, 室温条件下, p H=7.5, 取2L的废水于反应器中, 加入8g催化剂, 通入臭氧后, 分别于10、20、30、40、50、60、90min后取样, 测定臭氧催化氧化对废水COD的去除效果。
由图4可知, 随着催化氧化反应时间的增加, COD去除率增加, 50min时COD去除率为67.2%。此后废水COD去除率小幅增加, 90min时COD去除率为73.78%。综合考虑处理效果及处理成本等因素, 确定该实验最佳反应时间为50min, 此时不但处理成本较低, 也可以满足排放标准要求。
3 结语
3.1臭氧催化氧化工艺用于焦化废水深度处理可行, 采用自制的催化剂及其臭氧催化氧化反应器对焦化生化外排水进行深度处理, 对COD有很好的去除效果。
3.2通过单因素实验确定:静态条件下臭氧催化氧化处理焦化生化外排水时, 最佳反应条件:p H值为7~8, 臭氧流量10g/h, 臭氧浓度10 g/m3~15g/m3, 臭氧的输出压力为0.05Mpa, 压缩空气流量1.5m3/h, 催化剂8g, 反应时间约50min, COD去除率达到68.63%, 且出水水质满足《炼焦化学工业污染物排放标准》 (GB16171-2012) 。
3.3本次试验是在单因素条件下进行分析的。但在实际处理中会有多种因素对实验结果造成影响, 因此要结合实际, 考虑多因素条件下臭氧催化氧化处理印染废水的效果。
参考文献
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