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时间:2018-07-08
《煤化学环境工程毕业论文--焦化洗涤废水工艺设计》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、1 绪论1.1 选题背景焦化废水是煤制焦炭、煤气净化及焦化产品回收过程中产生的高浓度有机废水。焦化废水主要包括煤气的初冷阶段煤气冷凝水、煤气终冷水、煤气洗涤水和煤气发生站的煤气洗涤水、精苯分离水、气柜废水、焦炉水封水及其它场合产生的污水[1]。焦化废水主要污染物质有:COD、BOD、氰化物、氨氮、悬浮物、苯酚及苯系化合物等,焦化废水其中各组分基本含量及排放标准见表1.1所示。表1.1 焦化废水各组分基本含量及排放标准污染物BODCOD挥发酚氰化物氨氮悬浮物含量mg/L120300900200502
2、50Ⅰ级标准201000.50.51570由表1.1可见,焦化废水成分多,组分复杂、浓度高、毒性大、难降解。废水中含有数十种无机和有机化合物,其中无机化合物主要是大量铵盐、硫、硫化物、氰化物等;有机化合物除酚外,还有联苯、吡啶、吲哚和喹啉等有机污染物[2]。污染物色度高,属较难生化降解的高浓度有机工业废水。焦化废水中COD,NH3-N和挥发酚等污染物浓度高,这些污染物会对人类、水产及农作物都有极大危害。1.2 处理焦化废水目的及意义当前,全球都面临着水资源短缺、水质恶化的严峻形势,水污染问题成为当
3、今世界面临的重要环境问题之一。我国人均水资源占有量仅为0.24万m3,只有世界上人均占有量的1/4,属世界十二个贫水国家之一[3],所以加强对新污染源的控制,改善老污染源处理条件,才能从根本上改变我国水质恶化的现状。焦化废水的处理一直是国内外污水处理领域的一大难题,几十年来尚未出现突破性的研究成果。废水中污染物组成复杂,含有挥发酚、多环芳烃和氧硫氮等杂环化合物,属较难生化降解的高浓度有机工业废水。目前,焦化废水一般要经过预处理、二级处理和深度处理后才可能达标排放。焦化废水的预处理技术有[4]:厌氧
4、酸化法、气浮法、混凝沉淀法等;二级处理方法很多,有生物化学法、物理法、化学法、以及物理-化学法等;焦化废水深度处理技术有化学氧化法、折点氯化法、絮凝沉淀辅以加氯法、吸附过滤辅以离子交换法等。但目前最常用的方法是焦化废水经隔油池、二级气浮池除油后进行多段曝气生物处理,再经氧化塘或吸附法深度处理后外排。第40页共50页1.3 焦化废水的处理方法目前,焦化废水的处理方法主要有物化法、生化法、物化-生化法等,以下将对几种方法进行比对分析。1.3.1 物化法(1) 吸附法吸附法处理废水,就是利用多孔性吸附剂
5、吸附废水中的一种或几种溶质,使废水得到净化。常用吸附剂有活性炭、磺化煤、矿渣、硅藻土等[5]。该法操作简单,工艺流程短,适合处理排放量较小的废水。其缺点是吸附剂的吸附效果不太好,用量大,更换劳动强度大,处理后产生大量废渣。(2) 化学沉淀法化学沉淀法是将要去除的离子变为难溶的、难解离的化合物的过程。化学沉淀法的处理对象主要是重金属离子、两性元素、碱土金属及某些非金属元素。该方法加入沉淀剂的同时,容易引入新的污染成分,并且对于大部分有物污染物无能为力,通常作为辅助处理方法。(3) 混凝沉淀法混凝法是
6、向废水中加入混凝剂并使之水解产生水合配离子及氢氧化物胶体,中和废水中某些物质表面所带的电荷,使这些带电物质发生凝集。混凝法的关键在于混凝剂,目前国内焦化厂家一般采用聚合硫酸铁(PFS),助凝剂为聚丙烯酰胺(PAM)[6]。近年来,新型复合混凝剂在焦化废水的处理中的应用得到广泛的研究,例如开发的聚硅酸盐即是一类新型无机高分子复合絮凝剂,是在聚硅酸(即活化硅酸)及传统的铝盐、铁盐等絮凝剂的基础上发展起来的聚硅酸与金属盐的复合产物[7]。混凝法是目前应用较多的方法,成本低,效果明显,但是尚不能彻底处理焦
7、化废水。(4) Fenton试剂法Fenton试剂是由H2O2和Fe2+混合得到的一种强氧化剂,由于H2O2与Fe2+作用能产生氧化能力很强的·OH自由基[8,9],其组合能氧化焦化废水中多种有机物[10],在处理难生物降解或一般化学氧化难以奏效的有机废水时,具有反应迅速、温度和压力等反应条件缓和且无二次污染等优点[11]。(5) 蒸氨法第40页共50页焦化废水中氨氮主要来源于熄焦水和剩余氨水,蒸氨法就是通过蒸汽加热焦化废水,使废水中氨氮挥发后收集,可大大降低水中氨的浓度。该法能够回收部分氨气,其
8、不足之处是蒸汽用量大,能耗高,蒸氨后剩余氨水仍高达300mg/L,不能满足排放标准,后工序往往采用生化处理。(6) 焚烧法焚烧法处理焦化废水是采用高温焚烧方式使焦化废水变成CO2和水蒸气,及少许无机物灰分。该法有助于对焦化废水有多数难降解的物质进行彻底消除,COD去除率高达99.5%。缺点是焚烧过程需要喷洒燃油,设备投资及运行成本高,随着油价上涨,国家不提倡采用焚烧法治理焦化废水。(7) 膜分离法 膜分离法是利用特殊的半渗透膜分离水中离子和分子的技术,主要包括反渗透(RO)、纳滤(
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