化工安全作业 焦化废水处理主要工艺研究进展

化工环境科学与平安技术 综述 课题 焦化废水处理主要工艺探讨 院系 化学工程与工艺 班级 姓名 学号 日期 2012.12.25 焦化废水处理主要工艺探讨 摘要 焦化废水是煤制焦炭、煤气净化及焦化产品同收过程中产生的废水，受原煤性质、炼焦工艺、焦化产品回收等诸多因素的影响，其成分困难多变，属于难处理的工业废水。因此焦化废水的处理难度大，已引起国内外人士的关注，始终是国内外废水处理领域的一大难题。本文阐述了焦化废水的处理主要工艺的发展,一般可分为物理方法、化学方法、生物方法。以上各种方法各有其本身特点和适用的条件。 关键词焦化废水 物理方法 化学方法 生物方法 一 焦化废水的来源及水质特点 焦化废水CODcr, NH,一N浓度较高，有机物成分困难，组分种类繁多，且污染物浓度高，主要有酚类化合物、多环芳香族化合物，含氮、氧、硫的杂环化合物及脂肪族化合物，属难生物降解有机废水，其主要来源有剩余氨水或经蒸氨后的废水，该污水含酚约600一 1200 mg/L, CODcr约3000 mg/L，含NH,约200一 300 mg/L煤气终冷循环水排污水或经黄血盐脱氰后污水。为保证煤气的终冷温度和减轻蒸馏设备的腐蚀，终冷循环水须部分用新水更换，而排出肯定量的含酚、氰化物污水，该污水含酚约150mg/L, CODcr约1500 mg/L,氰化物约80- 150 mg/L,油约200 mg/L，并有少量的硫化物;化工产品分别水，该废水主要含芳烃类、酸、碱、盐等;生产车间跑、冒、滴、漏产生的污水，该污水较为困难，主要为芳烃酸、碱污水，CODcr含量高。 二 物理方法 一 超声空化效应法 1．超声空化效应对焦化废水中的大多数有机物有较好的降解作用。饱和气体的存在与否、废水的初始pH值、废水中有机物CODcr的初始浓度和超声波的声能密度是影响其降解效果的主要因素，而温度对有机物降解效果的影响较小。当CODcr初始浓度为807mg/L和初始pH值为8.17的焦化废水，在温度为25℃的条件下，经声能密度为0. 220 W/ cm3的超声波辐照并进行同时曝气作用240min后，废水中CODcr的降解率为76.89 2.自由基清除剂正丁醇对焦化废水中有机物的超声降解有明显的抑制作用，因此认为，废水中有机物超声降解的作用机理可能是由超声空化效应在水中产生的OH自由基使废水中的有机物被氧化的过程，有机物的超声降解过程遵循表观一级反应动力学规律。 （二）铁炭微电解法 采纳曝气铁炭微电解工艺对焦化废水进行了深度处理在活性炭、铁屑和NaCI投加量分别为l0 g/L, 30 g/L和200 m g /L的条件下反应240 min、出水COD去除率在30一40;酸性条件可以进一步提高COD去除率;微电解可以去除原生化出水中的难降解有机物，出水物质的分子量主要集中于2000 Da以下，以脂类和烃类化合物为主；出水的可生化性有了大幅度提高，BOD5/COD由0. 08增加到0. 53试验结果表明，铁炭微电解是深度处理焦化废水的一种有效工艺。详细如下 1.在活性炭、铁屑和N aC l投加量分别为10g/l30 g/l和200mg/l的条件下，不调整原焦化废水生化出水的Ph值，反应240 m in出水COD去除率为30一40。 2.短时间内曝气和不曝气对于铁炭微电解反应处理焦化废水生化出水没有明显的影响;随着反应时间增加，曝气充氧条件下更有利于提高微电解反应的效果。 3.较低的Ph条件有利于铁炭微电解反应进行，在水样初始ph为4的条件下进行微电解反应，出水无色无味，COD值在100 mg/l左右。 4.铁炭微电解反应能够去除或变更原焦化废水生化出水的难降解有毒污染物，出水以小分子的脂类和烷烃类化合物为主分子量2000 D a;BOD5 /COD由原水的0. 08上升至0. 53可生化性明显提高。对微电解出水进行生物处理，可使出水质进一步提高。 （三）强化活性炭吸附法 1.混凝沉淀对于焦化厂生化出水中的有机成分表现出了良好的去除效果，在以氯化铁作为混凝剂时，其最佳投加量为62 mg/ L时，出水COD可以降低到100 mg/L以下，达到国家污水一级排放标准和冷却水回用标准。而在进行较大水样混凝试验时，处理费用远低于一般工厂的用水费用，是有效益的中水回用技术。 2.活性炭吸附处理焦化厂生化出水，出水COD可以达到100 mg/ L以下，但费用较高。运用煤质炭的性价比最高，目_煤质炭Ⅰ明显优于煤质炭II。 3.材质相同的炭型由于活化方式等生产工艺的不同，其吸附性能也不同，因此在实际应用之前应对炭型进行筛选，确定最相宜的炭型以提高处理效果和降低成本，4项性能指标可以精确评价炭型的吸附性能。 4.混凝沉淀作为预处理手段，不但降低了活性炭的有机负荷量，而目_提高了对进水中有机成分的吸附容量。混凝沉淀活性炭吸附技术处理焦化厂生化出水能达到国家相关标准，可以作为个别生产或生活用水重复运用，降低处理费用。 5.长期运用混凝强化活性炭吸附工艺时，活性炭塔供应了微生物生长的良好环境，大部分已吸附的POPS及其他有机物有可能被降解达到生物活性炭的功能，大幅度降低活性炭消耗量，进一步降低处理费用。 三 化学方法 （一） Fenton法 所谓Fenton试剂就是H2O2与Fe2的混合物。虽然Fenton法在废水处理领域已被广泛采纳，但其降解有机物的机理还不非常明确，现在普遍接受的就是自由基理论，即Fenton试剂通过催化分解产生轻基自由基.OH进攻有机物分子RH ，并使其矿化为CO2和H2O。 Fenton试剂参加有机物的氧化降解过程为链式反应，其中.OH的产生为链的引发，而其他自由基和反应中间体构成了链的节点，各种自由基之间或自由基与其他物质的相勺_作用使自由基被消耗，反应链终止。 F en ton反应的优点是不须要特制的反应系统，也不分解产生新的有害物质，仅仅须要催化剂Fe2。反应产物F e3对环境无害，而且可与OH一反形成FeOH3沉淀，可使部分污染物沉淀下来。 1.一般Fenton法 单独采纳Fenton试剂处理废水。Fenton法可作为焦化废水的预处理方式以提高废水的可生化性，也可作为一种深度处理方式来提高出水水质。 谢成等采纳Fenton法对广东韶关钢铁公司焦化厂废水进行预处理，结果表明，在反应温度为30C,nFe2nH2O2120的条件下，酚、苯系物、石油烃、含氮杂环有机物和多环芳烃在反应10 min后相应的去除率分别达到93.7 、9