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简介:介绍了化工废水中的五种油以及煤气化废水,焦炭废水,蓝碳生产废水中的三种碳化工废水,并讨论了静态沉降法,气浮法,过滤法和粗滤法。制粒用于油脂化工含油废水的工艺,化学破乳过程,吸附过程等的可行性总结了除油技术的技术和经济优势。
关键词:煤化学,废水,除油,讨论
中国的淡水资源稀缺,人均占有量仅为世界平均水平的四分之一,分布不均,特别是水资源和煤炭储量呈反向分布,目前,水资源是发展的主要动力因此,废水处理和回用技术应积极发展并用于煤炭化学和工业化过程中-通常不及时引入和开发。与中国大型煤气化技术相比,支持废水处理技术滞后。
煤化工废水是一种高度浓缩的有机废水,其污染物组成极其复杂且含有许多难熔物质,其中含有油,酚,氰化物,硫化物和其他污染物。其中,油类污染物不是我国宁愿控制的污染物,而是煤化工废水处理中的难污染物,如果处理不好,将影响后续处理单元的正常运行。
1煤的化学废物中存在石油
煤化工废水主要来自于煤的热处理,气体净化和精炼化工产品。其中,煤化工废水中的油主要是焦油,焦油的存在取决于水的性质,具有乳化剂,水及其自身的性质,主要基于浮油,分散油,乳化油,溶解油等五种物理类型。油和油固体。状态存在。
1.1?地毯
煤化工废水中的油通常以浮油的形式存在,其粒径较大,一般> 100微米·m,占油含量的70%至95%,可通过停顿有效分离。断奶。
1.2分散油
分散的油以小油滴的形式悬浮并分散在废水中,油滴的粒径在25至100μm.m之间,如果油表面有电荷或外部机械力,油滴更稳定,相反,分散相的油滴不稳定。长时间放置后,它们会聚集并形成较大的珍珠,这些珍珠会漂浮在水面上。它也更容易删除。
1.3乳化油
由于存在表面活性剂,最初的非极性疏水性油滴变成带负电荷的凝胶核。由于极性和表面能的影响,带负电荷的油滴核吸收水中的带正电荷的离子或极性水分子,形成胶体单电双层结构。这些油珠被一层具有一定厚度的弹性双层覆盖,并以相同的性电荷排斥,从而防止了油滴彼此碰撞以及防止油滴长时间在水中稳定。粒度在0.1至25μm之间,并且在水中呈乳状或乳化。
1.4溶解油
粒径小于几纳米的超细油滴以分子或化学形式分散在水相中,油和水形成一个非常稳定的均匀系统,无法使用常规物理方法将其除去。由于油在水中的溶解度非常低(5?15 mg / l),因此在水中的比例仅为约0.5%。
1.5含油固体煤化工废水中含有天然乳化剂(主要是分散在废水中的固体,如煤粉和焦炭粉),可以形成油包水(W / O)乳液,从而形成固体焦油乳液。稳定性固态焦油乳液与煤粉和焦油粉的粒径密切相关,粒径越小,乳液越稳定,油水分离就越困难。这意味着天然乳化剂的粒径越小,形成的界面膜越牢固。
2含油废水介绍
2.1煤气化废水由于不同的气化过程和不同的煤炭质量,煤气化废水中污染物的含量和类型也有所不同。例如,来自鲁奇(Lurgi)炉的加压气化废水非常特殊,它是一种有害成分极高且极其复杂的废水,其中包含焦油,煤/粉尘,酸性气体(CO2,H2S),酸(苯酚,脂肪酸,氰化物),碱性物质(氨,吡啶,胺),重金属,盐和某些化合物(某些化合物的相互作用)产生的化合物(硫氰酸盐,多硫化物等)[1]。
在表1中,您将找到Lurgi炉中加压废气水质的分析指标。
2.2可乐废水
焦化废水主要来自焦化和气体净化过程以及化学产品的精制过程,其中氨蒸馏中产生的剩余氨水是主要来源。焦炭废水中所含污染物包括苯酚,多环芳族化合物和杂环化合物,其中含有氮,氧和硫。这是一种典型的难处理有机化合物工业废水。焦炭废水中的难熔有机化合物主要是酚和苯化合物。
焦炭废水的水质因各个工厂的工艺流程和生产方法的巨大差异而有所不同。在表2中,您将找到焦炉废水质量的一般分析。
2.3用于生产蓝炭的废水[2]
蓝炭的生产是在中等煤温下干馏过程的一部分,在干馏过程和气体净化过程中产生的废水被称为蓝炭生产中的废水。蓝碳生产废水是一种高COD,高酚,高氨氮,难降解的有机废水,比焦炭废水高。蓝碳生产废水的COD约高十倍,苯酚和氨氮的浓度高废水也比焦炭废水高得多,因此用于生产蓝碳的废水更难处理。
600,000吨/蓝色的木炭生产装置是一种非过量的水系统。系统中耗散的水量较大,部分是由于蒸发,飞散等,部分是由于淬灭后蓝木炭的吸收。蓝木炭的排放水来自于气体洗涤水系统(即串联水,气体洗涤水系统中使用的部分水由焦炭淬火系统和环保工艺使用。
3废水处理技术
3.1静态核算方法静态沉降方法是使用Stokes原理,其中油和水的密度之差和油和水的不相容性用于分离处于一个静态状态的油珠,悬浮固体和水。分散在化学烃中的轻质油珠在浮力的作用下缓慢漂浮并分层,而分散在化学烃中的重油珠在重力作用下缓慢沉降并分层,并且油珠游动或下沉的速度取决于颗粒大小,密度油和水之间的差异以及液体的粘度。例如,如果温度为30至40度,则焦油和水的相对密度差异很大,但是粘度Δt也很大,因此不应选择此温度。如果温度太高,很难给重焦油加水,因此通常选择70?80℃。
静态沉降过程可容纳任何浓度的含化学废水,同时去除大量污染物(例如焦油(主要是浮油,粗分散的油)和悬浮固体),尽管静态时间长且所需的储罐容量很大该过程简单,易用,是目前常用的一种预脱脂方法,例如,一家化工厂处理用于煤气化的洗涤水时,例如使用静态沉淀池进行处理,其余时间约为100小时处理过的焦油含量约为100 mg / l。
3.2空中游泳气浮过程利用油-水悬浮液中释放的大量微气泡(10至120μm),并依靠其表面张力来封闭分散在吸水剂中的微小油滴。气泡的浮力持续增加并浮动,最终达到分离的目的。气泡的出现增加了水和颗粒之间的密度差,并且粒径也大于原油小滴的直径,因此增加速率显着增加。即,如果将气泡(或多个气泡)附着在油滴上,则可以提高油滴的垂直上升率,从而去除直径小于50μm.m的油滴。气浮工艺的特点是处理能力大,原则上可以去除直径大于25μm的油粒(主要是浮油和分散油),该方法比较成熟,已经被广泛采用。常用于处理油田废水和石化废水。但是,处理煤制化学含油废水时要小心,因为气浮法更适合油密度小于0.94的含油废水和石油化工废水。煤中含有大量密度大于1的重焦油,废水中的灰尘,重焦油和轻焦油与气泡混合,无法做到这一点,无法有效分离三相。此外,煤化工废水中还含有易挥发的苯酚,氨和其他物质,这些物质很容易通过气浮法逸出,对现场的作业环境造成严重影响。
3.3过滤方法
过滤过程是使废水通过具有特定颗粒介质的穿孔或过滤层的设备,并利用其拦截,筛分,惯性碰撞和其他功能在废水中产生油(主要是浮油,分散油)。油和部分乳化)。由于化学化工废水具有一定的粉尘和粘度,因此从煤中去除化学废水时使用过滤的关键是使用合适的过滤材料和反冲洗方法。例如,顶层使用双重介质过滤器,下层使用1.6至2.5 m的焦炭(密度0.7),下层使用0.8至1.2 m的细砂(密度1)。含油废水进入过滤器的上部并进入过滤器的上部,首先通过焦炭再通过细砂进行过滤。过滤器截取的面积不超过15 m3 /(m2·h)。过滤器通常配备2套,在线过滤1次,反冲洗1次,反冲洗周期主要由床的阻力下降决定,通常每15小时清洗一次,首先使床中的空气疏松,然后再进行过滤。过滤速度为5冲洗和再生所有水大约需要30分钟。
3.4粗粒法
粗粒化过程是利用油和水相对于聚结材料的亲和力之差的性质,油颗粒被材料捕获并捕获在材料表面上形成油膜。油膜增加到一定厚度,水力和浮力增加。在动作过程中,油膜掉落并融合成较大的油粒,这增加了油粒与较大油粒的珠从水中的分离。实现粗粒化的主要方法有两种:润湿聚结和碰撞聚结。
润湿聚结理论基于亲脂性粗粒物料,亲脂性粗粒物料对液体的润湿程度不同,并且两相在接触表面上的润湿角不同。同一表面的润湿角之差大于70°时,两相即可分离。如果含油废水流过由亲脂性材料制成的粗粒床,则分散的油滴会润湿并附着在材料表面,从而使材料表面几乎完全被油包围,然后最终流过的油滴更容易附着在上面的油滴融合并膨胀形成油膜。由于浮力和水的逆流作用,油膜开始脱落并更新了材料的表面。由剥离的油膜在水相中形成的液滴仍然比聚结前形成更大的油滴,从而实现了粗粒化。含油废水聚结脱脂材料包括聚乙烯,聚丙烯塑料聚结板等。碰撞聚结理论基于疏油材料。不管它是由颗粒状还是纤维状的粗颗粒材料制成的粗颗粒床,腔体都会形成连续的通道,如无数的小直径小管缠绕在一起。如果含油废水流经床层,则由于粗粒材料是疏油的,两个或多个油滴会同时碰撞或与管壁碰撞,因此动量足以将它们合并成更大的油滴,从而达到扩大的目的
聚结和脱脂材料包括碳钢和不锈钢聚结板。
粗粒化在化学化工废水中的应用具有广阔的发展前景,可作为乳化废水的处理和回收方法。该技术的关键是粗粒填充材料。材料的形状主要为纤维状和颗粒状[3]。粗粒工艺对煤中化学废水的粉尘含量提出了很高的要求,粉尘含量高时会堵塞粗粒物料,影响粗粒效率和耐久性,因此粗粒的预处理是非常关键
3.5化学破乳法化学破乳法是一种广泛使用的破乳法,其中由于天然乳化剂在油和水表面上的作用,破乳剂主要用于改变油水界面的性质或膜强度。吸附在油水界面的物理或化学反应,从而降低了水中油滴的表面张力并降低了界面膜的强度,从而使乳状滴凝结并融化,最终破坏了乳液并改善了油水分离效率。常用的无机乳化剂是硫酸铝,硫酸铁(II),氯化铁(III),聚氯化铝,聚氯化铝等,而常用的有机乳化剂是聚醚型,聚酰胺型,聚丙烯酸型等。乳化剂不同为了增强絮凝作用,经常将两种或更多种破乳剂组合使用。化学破乳过程必须充分考虑其化学破乳剂对氨蒸馏,萃取和去除苯酚的后续过程的影响,以及使用破乳剂的成本。
例如,进行物理脱脂(油含量<300 mg / l,主要是乳化油,溶解油,油性固体和细分散油)后,带有乳化剂的废水进入破乳剂和计量混合器:水= 1:添加了反向乳化剂破乳后,废水通过沉淀分离器,废水中的油或胶体颗粒失去稳定的排斥力和吸引力,最终失去形成薄片的稳定性,达到3000(体积比)的比例。通过化学桥接形成大量的明矾花,这些明矾逐渐沉降在沉淀分离罐的底部以形成沉淀物,并通过排渣口排出,从而分离出废水中的残留油和有害污染物完成。
3.6吸附法
吸附过程使用多孔吸附剂以物理方式(范德华力)和化学方式确定废水(包括5种物理状态的油,包括浮油,分散油,乳化油,溶解油和油固体)中的油含量(化学键)。交换(静电力)和其他吸附作用以实现油水分离。常用的吸附剂包括活性炭(活性焦炭),活性粘土,磁铁矿,矿渣,纤维,聚合物和吸附树脂。
随着廉价,高效且影响深远的吸附剂的发展,吸附过程已逐渐发展成为一种有前途的从煤中去除化学废水的方法。活化过程是一种新型的活性炭吸附剂。活性焦的技术指标见表4。活性炭比活性炭具有更少的微孔和更多的中孔,其孔径分布主要集中在4至20 nm处,其孔径分布对应于化工废水中高分子难降解有机污染物的分子直径。容量更大;与活性炭相比,活性炭对煤化学废水中有机污染物的吸附能力强,CODCr的静态吸附能力≥500 mg / g,价格低廉,仅为1/20至1 /活性炭和颗粒状活性成分焦炭在生化罐中作为载体的价格的十分之一,它比常规过滤介质具有更强的吸附能力,并且具有更快的膜悬表面,可促进微生物的生长并提高生物降解效率,该功能适合用作生物载体,在活性焦炭吸附和生物氧化之间具有协同作用,该功能显着提高了生化单元的加工效率。
活性焦炭吸附脱脂的缺点是难以回收焦油,焦油不适用于高浓度含油废水,而不适用于低浓度含油废水的深度处理。
4.结论油脂污染物是化学废水预处理的难点和重点,因此对于油脂化学含油废水,一方面有必要提高传统技术的处理能力,另一方面有必要提高新技术的经济可行性,以进行综合处理。不同的技术,以及结合了技术和经济优势的处理技术。因此,处理油脂化学含油废水的优良技术不仅可以降低废水中的焦油含量,而且可以回收废水中的焦油资源,从而提高了油脂化学含油废水的资源利用率和安全性。
资料来源:肥料设计
作者:比科与军事