用CWL-N萃取设备处理含酚废水
酚类物质实际上是一大类相似化合物的总称。通常来讲,包括苯酚的取代物、多元酚、氯酚、硝基酚及苯氧基酸等。由于它是重要的化工原料或中间体,也是许多工矿企业生产的副产物。因此含酚废水来源十分广泛,例如:煤气与炼焦工业的煤气厂、焦化厂、炼油厂;冶金、机械、玻璃制造、陶瓷等工业的煤气发生站;石油工业的煤油厂;页岩干馏厂、林产化工厂、木材防腐厂、木材干馏厂、木材纤维厂;以及采用酚为原料的生产树脂、塑料、合成纤维、染料、医药、香料、农药、炸药、玻璃纤维、油漆、消毒剂、浮选剂的工厂等等。由于生产工艺、原料性质、设备条件及管理水平等因素的差异,含酚废水的水量、水质也随之变化,一般来说,废水除含酚外,还含有油、氰化物、硫化物、悬浮物、氨氮等。
本论文研究对象主要为煤气化过程产生的含酚废水,也称煤气废水。我国大多数煤气厂采用的气化原料是原煤,直接燃烧仅发挥其30%的效能,为了充分利用能源,煤转化技术的研究和开发日益受到关注,目前主要的工艺有煤焦化制气工艺、鲁奇加压气化工艺、shell气化工艺和texaco气化工艺,近年来也有发展应用流化床气化工艺以及两段炉气化工艺制取城市民用煤气,以下主要介绍煤气废水的来源和特征。(用CWL-N萃取设备处理含酚废水)
1.1煤气废水的来源
在煤焦化工艺中,焦碳是煤在高温达1000℃时缺氧情况下热解而制成的。原煤中挥发组分从煤中逸出,集聚在煤气管道中经循环稀氨水喷淋下来,由此产生大量成分复杂、含高浓度酚类化合物的废水,此外在煤气净化过程中也产生少量废水,这些废水统称为焦化废水。
在煤加压气化工艺中,造气炉出口一般都有循环水冷却喷淋系统,以降低煤气温度,同时把煤气携带的有机杂质、未分解的气化剂和焦油冷凝下来,并将煤气中的灰份洗涤下来,因此产生大量煤气含酚废水。一般煤气废水来源主要有以下三个方面:(1)原料煤中自带的水份在气化过程中蒸发出来,在喷淋冷却时冷凝下来:(2)作为气化剂的蒸汽在气化段未参与气化反应而在喷淋冷却时重新冷凝下来;(3)在煤制气过程中各种化学反应生成的水份。(用CWL-N萃取设备处理含酚废水)
以某加压气化炉为例,该工艺以蒸汽一氧气为气化剂,褐煤在20~30kg/cm²压力和1100~1400℃温度下干馏气化,初产气冷却净化后供给民用或工业用户。煤气在冷却净化过程中产生大量含酚废水,其中主要是冷凝水。粗煤气直接喷淋冷却,再经多级间接冷却,煤气所含的饱和水份逐步在冷却降温过程中冷却下来,这些冷凝水汇入喷淋冷却系统循环使用,多余水量经油水分离器除油后输送至脱酚蒸氨回收车间,然后作下一步的无害化处理。
无论是煤的焦化还是气化工艺,产生的含酚废水水量因采用的工艺和原料煤种不同而各有差异,表2.1列举了部分燃料气化过程产生的废水量。为了保证系统水量平衡以及喷淋冷却水的水质符合工艺要求,大部分废水循环利用,然而仍有部分需要外排,这样就不可避免产生大量需要处理的含酚废水。(用CWL-N萃取设备处理含酚废水)
1.2煤气废水的组成特征
某加压气化工艺中,气化1吨煤约产出1.0m³废水,其中主要是蒸汽冷凝水和煤本身所含有的水份,因此,不同煤��所含水份不同,气化废水的量也不同。如沈北褐煤含水量为20.7%一22.2%,云南开远小龙潭褐煤含水量则高达35.6%,而官地贫煤仅为0.3%。一般来说,气化1吨煤产生的废水量大致在0.8--I.lm,范围内,其气化废水组成见表2.2
由于煤气化废水实质上都是从煤气饱和水份中冷凝下来的,因此,废水中溶解或悬浮有煤气中的多种成分,且废水中污染物成分受煤质和气化工艺的压力、温度等因素的影响幅度较大,但水质组分大致呈深褐色,有一定粘度,多泡沫,呈中性偏碱,有浓烈的酚氨嗅味。如表2.3所示,煤气废水中除含有原煤中存在的物质外,还含有煤转化的中间产物和终产物,以及生产过程中加入的其他化学物质等。这些废水的共同特点是污染物浓度高,难降解有机物含量大,组成复杂,生物毒性大。(用CWL-N萃取设备处理含酚废水)
从表2.3中可以看出,各种煤气废水中的污染物浓度很高,含有大量的酚、氨、硫化物、氰化物和焦油,以及众多的杂环化合物和多环芳烃。其水质、水量取决于所采用的工艺和生产操作条件,而且煤的级别越低,水质越恶劣。由于酚类物质是其中的主要组成部分,浓度较高,因此,对于煤气废水的处理,主要就是针对酚类物质的去除和回收。
1.2含酚废水的危害
酚及其衍生物是工业废水中常见的高毒性、难降解的有机物,对一切生物个体均有毒害作用,下面简单列举对人体、水生生物及农业的危害。
(1)对人体的危害:酚类化合物属于原型质毒物,它可通过皮肤及乳膜的接触而吸入或经口腔浸入生物体内,与细胞原浆中蛋白质接触时发生化学反应,形成不溶性蛋白质而使细胞失去活力。酚向深部渗透,可引起深部组织损伤、坏死,甚至全身中毒。苯酚及其它低级酚对皮肤会产生过敏性。人体长期饮用被酚污染的水会引起头晕、贫血及各种神经系统疾病。
(2)对水生物的危害:含酚废水对给水水源、水生生物能产生严重影响。水中含酚类物质加.002m/L时,在水体加氯任务处理过程中会产生酚臭;浓度大于0.005m/L时的水就不能饮用;浓度大于0.1m/L时,水中的鱼肉有酚味不能食用;浓度大于1m/L时,对鱼的生殖、繁殖各项活动会造成严重影响;而当水中酚类含量大于10m/L时,鱼类等水生生物不能生存。(用CWL-N萃取设备处理含酚废水)
(3)对农业的危害:含酚废水对农作物也会产生较大影响。低浓度含酚废水灌溉农田会使一些农作物中含有酚类物质,不能食用;高浓度含酚废水灌溉农田会引起农作物的死亡。此外,含酚废水的任意排放可经水流冲刷及水体渗透进入农田,影响农作物的正常生长。
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