焦油化工企業(yè)論文

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1企業(yè)廢水的水質(zhì)特點(diǎn)及危害

1.1廢水的水質(zhì)情況

某企業(yè)主要從事焦炭生產(chǎn)、苯加氫及粗焦油加工，建有完整的污水處理系統(tǒng)和生化處理裝置，綜合生化處理前的水質(zhì)要求為：COD≤3500mg/L、氨氮≤100mg/L；廢水主要源自煤高溫干餾煤氣冷卻、粗苯分離、粗焦油加工和苯加氫等生產(chǎn)過(guò)程，10t/h的廢水中有2t/h是高濃度有機(jī)廢水，由于有機(jī)物含量嚴(yán)重超標(biāo)，可生化性較差，需要經(jīng)過(guò)單獨(dú)的處理，以降低COD和氨氮的含量，確保滿足綜合生化處理的水質(zhì)要求。高濃度有機(jī)廢水的水質(zhì)分析結(jié)果：COD104100mg/L，NH3-N19000mg/L，揮發(fā)酚2600mg/L，CN-110mg/L，硫化物110mg/L，石油類(lèi)400mg/L。

1.2廢水的主要成分及危害

高濃度廢水的組成很復(fù)雜，其中所含氨氮污染物主要以無(wú)機(jī)銨鹽的形式存在，有機(jī)污染物中除了占80%多的酚類(lèi)化合物以外，還含有脂肪族、雜環(huán)類(lèi)和多環(huán)芳烴等化合物；此類(lèi)廢水COD和氨氮的含量太高，其中難降解的物質(zhì)較多，會(huì)對(duì)生化處理系統(tǒng)造成危害。

2實(shí)驗(yàn)方法及技術(shù)原理

2.1實(shí)驗(yàn)用主要試劑和儀器

硫酸汞（HgSO4）、重鉻酸鉀（K2Cr2O7）、六水合硫酸亞鐵銨〔（NH4）2Fe（SO4）2•6H2O〕等均為分析純（上海化學(xué)試劑廠）；濃硫酸（H2SO4）、鹽酸（HCl）、2%穩(wěn)定性二氧化氯溶液（鄭州化學(xué)試劑廠），自制催化劑。UV-1750紫外分光光度計(jì)，日本島津；精密pH計(jì)，北京分析儀器廠；微波閉式CODTNTP消解儀，WXJ-Ⅲ/WMX-Ⅲ-B型，上海分析儀器廠；消解罐、蒸餾瓶、氨吸收瓶，天津玻璃儀器廠；UV光源，天津工業(yè)光源有限公司。

2.2技術(shù)原理

工藝采用ClO2氧化與光催化相結(jié)合（ClO2/UV）方式，即在氧化消解塔中增加波長(zhǎng)為0.01～0.38mm的紫外燈作為催化光源，加入微量催化劑，通過(guò)ClO2進(jìn)行氧化消解，實(shí)現(xiàn)了對(duì)氨氮和有機(jī)物的高效去除。由于ClO2的氧化能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于次氯酸鈉和氯氣，特別是對(duì)苯環(huán)、酚類(lèi)等具有不飽和鍵結(jié)構(gòu)有機(jī)物的氧化消解效果最好〔2〕，所以該企業(yè)高濃度廢水處理選用ClO2/UV工藝方法，具有一舉兩得的效果：一是由于廢水中含有高濃度的無(wú)機(jī)氨氮采用氯折點(diǎn)法去除，這是脫氨氮工藝中常用的方法，尤其是排量較少的廢水脫氨氮有很多工藝無(wú)法實(shí)施，而ClO2脫氨氮?jiǎng)t沒(méi)有限制性條件，只要達(dá)到合適的pH即可；二是ClO2氧化消解有機(jī)污染物比較徹底，對(duì)廢水的pH適應(yīng)范圍比較廣泛，并且ClO2還能與絕大多數(shù)著色官能團(tuán)反應(yīng)，具有良好的脫色作用；另外增設(shè)催化光源和微量催化劑，處理效率較單獨(dú)使用ClO2有很大提高。

2.3工藝流程

工藝流程如圖1所示。

2.4工藝流程簡(jiǎn)介

2.4.1焦油處理

由于廢水焦油含量過(guò)高，必須進(jìn)行除油預(yù)處理，以免造成蒸氨裝置堵塞。工藝選用隔油池、氣浮裝置將廢水中的輕重油以及浮渣，經(jīng)油水分離器去除，處理后的污水流入廢水儲(chǔ)存池。

2.4.2廢水儲(chǔ)池

由于高濃度有機(jī)廢水量較少（2t/h），從實(shí)際情況考慮，采用間歇處理方式，以24h為一個(gè)處理單元（即48t），每天處理約5h，廢水以10t/h的量進(jìn)入處理裝置。

2.4.3蒸氨裝置

蒸氨工藝要求溫度在60~70℃左右，在廢水儲(chǔ)池內(nèi)部安裝蒸汽盤(pán)管，由泵提升至蒸氨塔，進(jìn)行蒸氨處理。蒸氨裝置采用焦油廢水處理廣泛采用的空氣吹脫法去除氨氮，該工藝具有處理裝置簡(jiǎn)單，處理效果穩(wěn)定，投資少和運(yùn)行費(fèi)較低等優(yōu)點(diǎn)。

2.4.4ClO2/UV

多級(jí)氧化消解經(jīng)過(guò)蒸氨之后，廢水溫度在60~70℃左右，正好滿足氧化塔進(jìn)水溫度50~60℃的要求，不需要添加蒸汽加熱裝置，當(dāng)廢水流滿氧化反應(yīng)塔后，啟動(dòng)循環(huán)泵和ClO2發(fā)生器，水泵從塔內(nèi)抽取廢水與ClO2混合后再送到塔內(nèi)，塔內(nèi)裝有陶瓷接觸介質(zhì)，為有機(jī)物和ClO2提供反應(yīng)接觸界面；此外，塔內(nèi)增設(shè)的紫外催化光源，能提高COD和氨氮的去除率〔3〕；并可根據(jù)不同的水質(zhì)情況設(shè)置多級(jí)氧化反應(yīng)塔，使COD和氨氮的含量達(dá)到預(yù)期指標(biāo)。

3實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

用自制催化劑和穩(wěn)定性ClO2溶液為氧化劑，對(duì)廢水進(jìn)行氧化消解，同時(shí)引入紫外催化光源。實(shí)驗(yàn)條件：取廢水250mL，調(diào)節(jié)pH為2，在紫外燈照射下，投加35mL2%的ClO2溶液和3g催化劑，隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)，廢水中有機(jī)物和COD去除情況如圖2所示。方式反洗前后濾料表面油量變化明顯。反沖洗前核桃殼濾料表面黏附較多油類(lèi)、濾料相互黏結(jié)、呈流淌性光澤。反沖洗后核桃殼濾料表面呈現(xiàn)棕色、濾料顆粒分散、濾料表面呈不規(guī)則光澤。

4結(jié)論

（1）軸向動(dòng)態(tài)反沖洗過(guò)濾器對(duì)含聚污水具有較好的油和懸浮物去除效能。出水平均含油質(zhì)量濃度為3.63mg/L，平均懸浮物質(zhì)量濃度為10.3mg/L，油去除率為96.0%，懸浮物去除率為78.1%。（2）軸向動(dòng)態(tài)反沖洗方式反沖洗強(qiáng)度8.8L/（s•m2）的反沖洗過(guò)程，濾料截留油去除率為96.23%，核桃殼濾料油量為0.51mg/g。（3）軸向動(dòng)態(tài)反沖洗方式較常規(guī)水力輔助機(jī)械攪拌反沖洗方式具有較好的濾料反洗再生效果，反洗前后濾料表面油量變化明顯。

作者:郭歌李迎春屈建海王宏力袁琳單位:河南省化工研究所有限責(zé)任公司