前言:中文期刊网精心挑选了处理酚类废水的常用方法范文供你参考和学习,希望我们的参考范文能激发你的文章创作灵感,欢迎阅读。
处理酚类废水的常用方法范文1
【关键词】含酚废水处理技术;研究进展
酚类化合物属于芳烃类化合物,主要来源于焦化石油、化工等工业生产中。含酚废水主要包括苯酚、对硝基苯酚和氯酚等有毒有害污染物,是一种典型的难降解有机废水。这种废水若不经处理任意排放,会对人体、水体、鱼类以及农作物带来严重危害。因此,美国卫生机构规定饮用水中酚的含量必须低于1mg/L,而我国工业废水排放标准亦规定工业废水中酚含量不得高于5mg/L[1]。鉴于含酚废水的严重不良影响,大力开展含酚废水的治理研究,不断改进含酚废水的处理技术,是保护环境和造福人类的重要任务。为提高含酚度水处理效果,现将一些含酚废水的处理工艺的现状与进展分述如下。
1物理法
1.1吸附法
吸附法是利用吸附剂的多孔性质将废水中的酚类物质吸附,处理效果好、可回收有用物料,并且可以重复利用某些吸附剂。常用的吸附剂有活性炭、吸附树脂、沸石以及粘土矿物等。表1比较了两种新型吸附剂吸附处理方法。
1.2掺Al-TiO2改性膨润土处理法
膨润土是一种以蒙脱石为主要成分的天然非金属矿物,具有良好的阳离子交换性、吸附性和膨胀性[2],对于含酚废水有很好的去除效果。陈仕稳等将AlCl3掺杂在TiO2上,制成掺Al-TiO2改性剂,并利用其在微波辐射条件下改性膨润土,使得改性后的膨润土对含酚废水的处理效果更好,并且发现:当含酚废水的初始浓度为200mg/L时,TiO2和AlCl3的用量分别为14mmol/10g和2mmol/10g,微波辐射时间为8min,辐射功率为260W,pH值为8.5,膨润土的量为2g/L,此时的去除率最高,高达84%以上。
2化学法
2.1BiVO4光催化降解法BiVO4由Bi(NO3)3•5H2O和NaVO3•2H2O为原料,采用水热法合成的。孙立等采用BiVO4作为催化剂,对光催化降解含酚废水有很大的作用。其研究发现:当模拟含酚废水用量为30mL时,温度为160℃,BiVO4的加入量为0.03g,H2O2用量为5.4mL,光照时间为1.0h时,此时光催化降解含酚废水的效率最高。另外,实验表明对含酚废水的降解效果影响最大为BiVO4催化剂的用量。2.2电解法在电解反应中,中间产物或者终极产物会有很高的化学活性,对处理含酚废水有较显著的效果。表2对比了两种电解法在处理含酚废水时的差异。
3生物化学法
3.1菹草和豆瓣菜去除法
菹草和豆瓣菜去除法属于生物处理法,相对于物理化学法来说,生物法的处理量比较大,且没有二次污染,在对于含酚废水的无害化处理中具有很大的潜力。董晓丽等人在对菹草和豆瓣菜去除含酚废水的研究中发现:在温度为8℃,处理时间为2h,菹草重量为0.5g时,菹草对含酚废水的处理效果最好,去除率达到78.69%;当温度为28℃,处理时间为2h,豆瓣菜重量为0.5g时,豆瓣菜对含酚废水的处理效果最好,去除率达到82.86%。然而,菹草和豆瓣菜对低浓度的含酚废水去除效果好,高浓度则不然。
3.2固定化白腐真菌处理法
白腐真菌是一类腐生的丝状真菌,主要是从腐烂的木桩,枯枝上分离出来的,由于其分泌的胞外木质素降解酶具有非特异性和无需底物诱导的独特性能,使得它对许多结构不同、高毒性、高分子难降解环境污染物具有很好的处理效果,利用白腐真菌处理含酚废水成本低,效果好,且不会造成二次污染。当含酚废水浓度为250mg/L以下,pH值为6.5,温度为30℃,白腐真菌以木屑为载体时,此时去除率最高,达到89.97%。
4结语
由上可知,对于不同浓度的含酚废水,可以采用不同的处理方法,有时候采取联合工艺会取得更佳的处理效果。针对一些高浓度的含酚废水,可以对其先进行预处理,降低酚的浓度后再进行去除或者回收。但是,在追求高效去除酚工艺的同时,还应考虑环境问题以及经济效益,总之,我们要研究一些效率高、成本低、对环境无害、能够回收利用酚的处理工艺,只有这样才能在含酚废水的处理工艺中走的更远。
参考文献:
[1]张威,张文卿.国内外含酚废水处理技术的研究与进展[J].环境保护和循环经济,2008(2):29-31.
处理酚类废水的常用方法范文2
关键词:煤化工;废水处理;方法;预处理;生化处理
中图分类号:TE08文献标识码: A
引言
煤化工废水来源于煤化工,企业排放废水以高浓度煤气洗涤废水为主,含有大量酚、氰、油、氨氮等有毒、有害物质且含有酚类。综合废水中 CODcr一般在 5000m g/L左右、氨氮在 200-500m g/L,废水所含有机污染物包括酚类、多环芳香族化合物及含氮、氧、硫的杂环化合物等,是一种典型的含有难降解的有机化合物的工业废水。废水中的易降解有机物主要是酚类化合物和苯类化合物;砒咯、萘、呋喃、眯唑类属于可降解类有机物;难降解的有机物主要有砒啶、咔唑、联苯、三联苯等。
一、煤化工废水的特点
在煤化工生产作业中,大量的废水会随着处理工作排出,以高浓度的煤气洗涤水为主,其中含有大量有毒有害物质,包括酚、油、氰化物、氨氮等,废水中 COD 含量约 5000m g/L,氨氮含量约 200―500m g/L。有机污染物包括多环芳香化合物,酚类和含氧、氮、硫的杂环化合物。由于含有多种化合物,因此在具体废水处理过程中,降解比较困难,其中难以降解的有机化合物包括吡啶、联苯、三联苯等。针对废水的以上特点,采取适当工艺,提高废水处理效果就显得十分重要。
二、煤化工废水处理现状
目前国内处理煤化工废水的技术主要采用生化法,生化法对废水中的苯酚类及苯类物质有较好的去除作用,但对喹啉类、吲哚类、吡啶类、咔唑类等一些难降解有机物处理效果较差,使得煤化工行业外排水 CODcr 难以达到一级标准。同时煤化工废水经生化处理后又存在色度和浊度很高的特点(因含各种生色团和助色团的有机物,如 3-甲基-1,3,6 庚三烯、5-降冰片烯-2-羧酸、2-氯-2-降冰片烯、2-羟基-苯并呋喃、苯酚、1-甲磺酰基-4-甲基苯、3-甲基苯并噻吩、萘-1,8-二胺等)。因此,要将此类煤气化废水处理后达到回用或排放标准,主要进一步降低 CODcr、氨氮、色度和浊度等指标。
三、新型煤化工废水处理技术探究
近年来,不断有新的方法和技术用于处理煤化工废水,但各有利弊。 为了实现对废水的有效处理,降低环境污染,实现废水的达标排放,满足用水需要,采用合适的方法进行处理是必须的。具体来说,处理废水的过程包括预处理、生化处理以及深度处理,从而提高处理效果,实现对废水有效利用的目的。
1、预处理方法
物化预处理:常用的方法:隔油、气浮等。过多的油类会影响后续生化处理的效果,气浮法煤化工废水预处理的作用是除去其中的油类并回收再利用,此外还起到预曝气的作用。该方法主要是除去煤化工废水中的含油物质。其作用原理是将空气通入污水中,并以微小气泡形式从水中析出成为载体,污水中相对密度接近于水的微小颗粒状的污染物质(如乳化油)黏附在气泡上,并随气泡上升至水面,从而使污水中的污染物质得以从污水中分离出来。为了提高气浮效果,有时需向污水中投加混凝剂。故通常与其它方法联合使用。
1.1 隔油法。煤化工废水,尤其是煤液化工艺排水,其中含有一定浓度的油类物质,它能粘附在菌胶团表面.严重影响生化效果。一般生物处理进水要求废水中油的质量浓度不超过50mg/L.最好控制在20m#L以下。煤化工废水中所含的油类以轻质油为主.其密度比水小,通常采用隔油法将其从水中分离出来。
1.2 气浮法。气浮法主要用于去除废水中的油类物质和悬浮颗粒物,气浮法的形式比较多,常用的气浮方法有加压气浮、曝气气浮、真空气浮以及电解气浮和生物气浮等。
1.3 脱氨。煤气化废水中含有高浓度的氨氮以及微量高毒性的氰化物.对微生物产生抑制作用,目前主要采用蒸汽汽提一蒸氨法去除氨类。在碱性条件下,废水中的氨氮以游离氨的形式存在。当大量蒸汽与废水接触时。游离氨被吹脱出来。析出的可溶性气体通过吸收器,氨被磷酸溶液吸收,再将此富氨溶液送人汽提器,使磷酸溶液再生,并回收氨。采用隔油一气浮一脱酚一蒸氨预处理工艺,经预处理后。煤气化废水中氨氮的质量浓度由11 159降为195 mg/L,去除率达到了98.3%。
2、生化处理方法
预处理之后进行生化处理,一般将缺氧生物法、好氧生物法结合起来使用,该方法就是常见的 A/O 工艺。废水中含有杂环、多环类化合物,采用好氧生物法处理后,废水的 COD 指标难以稳定达标。为了解决这种工艺存在的不足,经过探索与实践,人们在处理废水中还探索出以下几种工艺。
2.1 PACT 法,即在活性污泥曝气池中加入适量活性炭粉末,发挥其溶解氧、有机物吸附等作用,为微生物生长提供食物,加快对有机物氧化分解,达到除去废水中的杂质,提高废水处理效果的目的。
2.2 厌氧生物法,在进行废水处理中,为了提高处理效果,将上流式厌氧污泥床工艺运用到处理工作中。反应器底部设置污泥层,废水自下而上通过反应器,通过该流程的处理,大部分有机物被转化为 CO2和 CH 4,从而达到处理污水的目的。
2.3 流动床生物膜法,在同一处理单元中将活性污泥法和生物膜法结合使用,将特殊载体填料加入活性污泥池中,微生物附着在悬浮填料表面生长,形成微生物膜层,提高降解效率,实现对污水的有效处理。第四、曝气生物滤池法,该方法集生物膜法和活性污泥法的优点于一体,实现了物理过滤和生化反应在同一反应池完成,简化了流程,方便操作,增强了人们对废水处理的满意度。
3、深度处理方法
经过生化处理后,废水的COD含量、氨氮浓度得到大大降低,然而,难以降解的有机物仍然没有得到有效处理,废水浊度、COD 指标无法达到排放标准,需要对其进行进一步的处理。具体方法有以下几种。
3.1 固定化生物技术。该技术先进、高效,能够选择固定优势菌种,可以有针对性的处理含有难以降解的有机物废水,提高处理效果,满足达标排放要求。
3.2 混凝沉淀法。在进行废水处理过程中,为了提高处理水平,加强沉淀效果,需要采用相应的混凝剂,例如,铝盐、铁盐、聚铁、聚铝等,并调节好 PH 值。通过采取这些措施,在混凝剂的作用下,废水中的悬浮物能够加快聚集、沉淀,实现固液分离。将废水中的悬浮有机物除去,降低废水浊度,达到更好的处理效果。
3.3 吸附法。固体表面有吸附溶剂、胶质的能力,废水通过比表面积很大的吸附剂时,污染物会被吸附到固体颗粒。该方法处理效果好,但存在不足与缺陷,例如,吸附剂使用量大,费用高,容易导致二次污染等。
3.4 高级氧化技术:由于煤化工废水中的酚类、多环芳烃、含氮有机物等难降解的有机物占多数,严重影响了后续生化处理的效果。高级氧化技术中的催化氧化法可以应用在煤化工废水处理工艺的前段,去除部分 COD 和增强废水的可生化性,因此该技术在后续的深度处理单元中应用可以获得更好的经济性和降解效果。
三、煤化工废水处理的方法选择
为实现更好的废水处理效果,必须选择合适的处理方法。运用生物氧化法进行废水处理,出水中含有少量难以降解的有机化合物,导致 COD 含量偏高,不能满足达标排放的要求。运用吸附法则可以降低 COD 含量,但会出现吸附剂再生及二次污染等问题。因此,为了达到更好的处理效果,必须注重对相关技术措施的结合。将缺氧/好氧法与 BAF 法联合使用,能够取得良好的废水处理效果,该方法也是煤化工厂废水处理的主要工艺,得到很多处理厂的认可,运用效果良好。另外,混凝沉淀法与超滤、反渗透双膜处理技术结合使用,能够实现深度处理的目的,达到对废水进行回收利用的目的。
结束语
总而言之,由于环保政策将逐渐落实,人们环保意识在不断提高,化工废水处理压力在不断增大。因此,根据废水的特性,随着科学技术的发展,不断寻找高效、价格合适、环保等更优的技术,将废水处理后的指标进一步提高,不仅利国利民,而且会更好的服务于生产,意义重大。
参考文献
[1]马中学,杨军.煤化工技术的发展与新型煤化工技术[J].甘肃石油和化工,2007,12(4):1-5.
[2]古丽琴,王中慧.煤化工环境保护[M].北京:化学工业出版社.2009.
[3]郝志明,郑伟,余关龙.煤制油高浓度废水处理工程设计[J].工业用水与废水。2010.41(3):76―79.
处理酚类废水的常用方法范文3
关键词:油田开发 废水处理 工艺
随着石油开采的不断深入,油田进入石油开采的中后期,需要注入油层的水量逐年增加,采出液中的含水率也随之增大。因此,采出的废水经处理后再回注到地下已成为减少环境污染、保障油田可持续开发、提高油田经济效益的一个重要途径。然而混合注入的水源如果不进行严格的处理或处理不当,就会形成严重的“结垢——腐蚀——伤害油层,油层伤害——进一步腐蚀斗更严重的结垢”互为因果的恶性循环,导致水处理设备、管网、井筒更严重的结垢和腐蚀,地层堵塞也会日趋严重。
一、油田废水主要来源及其特点
油田废水的来源主要有三种:油田采出水、洗盐废水和洗井废水。其中,油田采出水是主要的废水污染源。由于各油田采出水水质情况不同,而且同一地区不同区块的水质也有一定的差异,所以不同油区、不同时期废水的成分也差别很大。由于采出水在地下时,与高温高压的油层相接触,溶进了盐类、原油、悬浮物、有害气体和有机物等,采出原油经脱水处理时,还要加入破乳剂和漂白剂。因而,油田废水中一般含有一定量的原油,无机离子,硫化物,有机酚,氰,细菌,固体颗粒以及水站原油处理中所投加的破乳剂,絮凝剂和杀菌剂等化学药剂,所以成分极为复杂。如不经处理,既无法达到采出水回注要求,也不能满足排放的水质指标,因此必须对采油废水进行有效的处理。
石油的开发通过钻井、采油等生产过程将产生大量废水,主要有采油废水、钻井废水和洗井废水。在油田开采中常采用人工注水的方法来保持油层压力,从地层中随原油一起出来的含有原油的废水称为采油废水。这部分废水不仅携带有原油,而且在高温高压的油层中还溶进了地层中的各种盐类和气体;在采油过程中,又从地层中携带出许多悬浮固体;在油气集输过程中,掺进一些化学药剂。因此,采油废水是含有多种杂质的废水。在钻井过程中,由于起下钻作业时泥浆的流失、泥浆循环系统的渗漏、冲洗地面设备及钻井工具上的泥浆和油污而形成的废水,称为钻井废水。钻井废水的成分与钻井泥浆的使用有密切关系。使用PAM泥浆时,废水中的悬浮物、酚、铅、油超标;使用普通泥浆,含油量超标,悬浮物、酚、铬个别超标;钻探深井时,油、酚、铬、悬浮物超标率增大。油田注水井进行反冲洗,以清除滤网上沉积的固体和生物膜,就产生了洗井废水。
二、油田废水常用处理方法
油田废水经处理后,根据回注地层、热釆锅炉给水和外排等不同出路对水质要求也不同。我国采油废水的处理净化水90%以上用于回注(包括稠油的热采锅炉给水),外排较少。废水处理主要控制指标是油类和悬浮固体含量。另外,水中含氧量高也会加速对管线及设备的腐蚀,同时还为腐生菌的繁殖提供了条件,腐蚀反应物和腐生菌都会造成油层堵塞,从而增大管线、设备的维护及水质处理的成本和工作量。为更好地进行注水油田开发,世界各国对注入水的水质都提出了严格的要求,尤其在机械杂质含量、总含铁量、细菌含量、含氧量、pH值等方面。故必须对水质进行处理。油田废水处理方法有物理法、化学法、物化法和生物法。
1.物理法
1.1过滤
油田通常采用石英砂、无烟煤等滤料,使废水中的部分原油和固体颗粒被截留。废水过滤有以下三种作用:一是协同作用,油与悬浮物粘成一体,在悬浮物被去除的同时,附着的油随之除去;二是粗粒化作用,石英砂滤料使油珠变大吸附在悬浮物上;三是石英砂本身对油具有一定的截留作用。过滤过程开始时,一般来说,油滴颗粒越大越容易截住;油滴颗粒越小,截住机会越小,但是,随着操作运行时间的推移,被截留住的油滴越来越多,而且又不断地展开在过滤介质表面,逐步形成一层油膜,废水必须先通过这层油膜才能到达介质的表面,使得油滴的去除被限制在介质表面上,油膜的存在形成了微细油滴的聚集中心,增加了油滴碰撞接触的机会,大大提高了分油效率,这一阶段称为过滤的成熟阶段,此阶段所需的时间与水中含油量及水温等因素有关。随着这层油膜厚度的增加,过滤阻力也急剧增加,有可能出现油膜被突破的危险,这就会使过滤效率随之下降,此时就要进行反冲洗,以清除介质表面的杂质及微小粘结的油泥。如果含油废水中的悬浮固定杂质过多,将会大大缩短过滤介质堵塞时间,促使过滤过程过早中断,所以,过滤法常是油废水处理的终端手段,即作为精分离用。
1.2气浮法
气浮法是将空气注入水中,用泵将油水混合物与空气混匀、加压,并由缓冲罐导向浮选池。在浮选池内高压降至常压,释放的气泡附着了悬浮的油粒和固体,从而减轻了悬浮颗粒的密度,使油向上运动,并在浮选池表面被撇除。利用油水相对密度差进行气浮分离是该技术的关键。气浮时间越长,分离浮油的效果越好。对于油田废水,原油的上浮规律符合斯托克斯(Stokes)公式。
2.化学法
主要是混凝沉淀法。油田含油废水中10μm以下的乳化油通常占含油量的10%,是一种水包油型乳化油。细小油珠外边包着一层水化膜且具有一定量的负电荷,水中还具有一定量的环烷酸等分散剂,使该乳化物呈稳定状态。要想达到油水分离的目的,首先要破乳,使滴颗粒径变大,发生凝集。常用混凝剂有硫酸亚铁(FeS04)、聚合氯化铝[(AlCl3)m]等。混凝沉淀法是废水处理中常用的方法,通过向废水中投加混凝课剂,使细小悬浮颗粒和胶体微粒聚集成较粗大的颗粒而沉淀,得以与水相分离,使废水得到净化,它可以降低废水的浊度和色度,去除多种高分子有机物及某些重金属和放射性物质。
3.生物法
目前油田应用较多的方法有活性污泥法、生物转盘法、氧化塘法及厌氧生物处理法等。其中氧化塘法是利用天然或人工池塘的自净作用治理废水的一种方法,在我国土地宽阔的边远地区,例如新疆油田,这种方法被广泛采用。将污染环境中的污染物转化成无害物质,使环境恢复到污染前的状态。研究培养在含油废水中具有生存能力强、适应性强、能高效降解多种有机物质的菌种是其处理的关键。
参考文献
[1]张翼等编著. 石油石化工业污水分析与处理[M]. 石油工业出版社,2006.7:90-92.
处理酚类废水的常用方法范文4
关键词:煤化工企业 工业污水 治理
前言
煤化工是我国化学工业的重要组成部分。煤化工科学发展的途径就是以科学发展观为指导,以改革开放为动力,以可持续发展为基石,以提高科技创新能力为手段,以市场为导向,统筹考虑我国煤炭、石油、天然气、煤层气、焦炉气等化石资源以及可再生资源的科学合理、高效利用方向,使我国形成石油化工与煤化工相结合、具有各自优势的产品领域,相辅相成,在整体上形成符合我国国情,科学合理的原料结构、产品结构、技术结构和企业结构,增强国际竞争力,加速推进化学工业现代化。煤化工是资源消耗型行业,传统的煤化工是高能耗、高排放和高污染的行业。发展现代煤化工要以节能降耗、减排治污为突破口转变发展方式,进行战略性结构调整,努力提高可持续发展能力,把煤化工建设成为资源节约型、环境友好型行业。采取以环境和资源可承受能力为基础的高效率、低能耗、低污染、低排放的经济发展方式,是现代煤化工惟一可接受的可持续发展道路。资源和环境的承载能力是煤化工发展的制约因素。可以说,煤化工环保问题,归根到底是发展方式问题。要解决煤化工的环保问题,首先要解决工业生产中污水排放治理的问题,所以做到工业污水零排放是煤化工企业追求的目标。
1 煤化工废水的基本特点
煤化工企业排放废水以高浓度煤气洗涤废水为主,含有大量酚、氰化物、油、氨氮等有毒、有害物质。废水中COD一般在5000mg/l左右、氨氮在200~500mg/l,废水所含有机污染物包括酚类、多环芳香族化合物及含氮、氧、硫的杂环化合物等,是一种典型的含有难降解的有机化合物的工业废水。废水中的易降解有机物主要是酚类化合物和苯类化合物;砒咯、萘、呋喃、眯唑类属于可降解类有机物;难降解的有机物主要有砒啶、咔唑、联苯、三联苯等。
2煤化工废水的处理方法
2.1 预处理
预处理常用的方法:隔油、气浮等。 因过多的油类会影响后续生化处理的效果,气浮法在煤化工废水预处理中的作用是除去其中的油类并回收再利用,此外对后续的生化处理还起到预曝气的作用。
2.2 生化处理
对于预处理后的煤化工废水,一般采用缺氧-好氧生物法处理(A/O工艺或A2/O工艺),但由于煤化工废水中的多环和杂环类化合物,好氧生物法处理后出水中的COD和氨氮指标难以稳定达标。因此,近年来出现了一些新的生物处理技术,如生物炭法(PACT)、生物流化床处理法(PAM)等。
2.3 深度处理
煤化工废水经生化处理后,出水的COD、氨氮等浓度虽有极大的下降,但由于难降解有机物的存在使得出水的COD、色度等指标仍未达到排放标准。因此,生化处理后的出水仍需进一步的处理。深度处理的方法主要有混凝沉淀、固定化生物技术、吸附法催化氧化法及反渗透等膜处理技术。
2.4 混凝沉淀
混凝沉淀法是在生产中通常加入混凝剂如铝盐、铁盐、聚铝、聚铁和聚丙烯酰胺等来强化沉淀效果调节好适当的pH值,使废水中的悬浮物质在混凝剂的作用下聚集进而在重力作用下下沉,以达到固液分离的过程。其目的是除去悬浮的有机物。该方法可有效降低废水中的浊度
2.5 吸附法
由于固体表面有吸附水中溶质及胶质的能力,当废水通过比表面积很大的固体颗粒时,水中的污染物被吸附到固体颗粒(吸附剂)上,从而去除污染物质。该方法可取得较好的效果,但存在吸附剂用量大,费用高产生二次污染等问题,一般应用于出水处。
2.6 高级氧化技术
由于煤化工废水中的有机物复杂多样,其中酚类、多环芳烃、含氮有机物等难降解的有机物占多数,这些难降解有机物的存在严重影响了后续生化处理的效果。高级氧化技术是在废水中产生大量的自由基HO.,自由基能够无选择性地将废水中的有机污染物降解为二氧化碳和水。高级氧化技术可以分为均相催化氧化法、光催化氧化法、多相湿式催化氧化法以及其他催化氧化法。
3 先进技术在煤化工企业废水治理中的应用及效果
焦化废水一直是工业废水处理上的一道难题,这是由于焦化废水中含有较高的COD、酚、氰、氨、氮等物质元素,属于有毒有害、难降解的高浓度有机废水。按照行业惯例,煤化工行业很难实现工业废水零排放。有些企业提出采用“减量化、再利用、资源化”的循环经济模式,高起点打造绿色环保煤化工园区。为此,实现工业废水的综合利用,成为中润需要破解的第一道难题。针对焦化废水中硬度、有机物、含盐量较高的特点,我们公司研究采用了目前世界先进的“连续微滤+反渗透”双膜技术,对废水进行物化处理。经过反复试验,又将污水处理技术延伸到“超滤+纳滤”双膜法处理,成功突破了技术难关。
“通过污水深度处理系统,最终实现了水资源的综合利用,每年减少外购新鲜水量约252万吨。”,该项目在处理工业焦化废水上具备国内领先水平,还申请了国家专利。同时,不断引进国内外先进技术和生产工艺,通过大力推进上下游产业一体化、上下游产品链式联接及延伸、副产品回收复用和蒸汽、水资源的梯级利用,形成了资源互利互用、产业链条循环闭合的园区循环发展的绿色煤化工产业格局。一系列具有国际领先水平的节能减排自主创新项目、工艺、技术在这里得到应用。
4总结
我国贫油、少气、多煤的能源结构决定了现阶段煤仍然是我国的主要能源形式,煤化工业可从煤中提取多种产品,这大大提高了煤的综合利用价值,而相关废水工艺技术的使用是煤化工产业走上循环经济道路必要保障手段,使该产业与生态环境实现共赢。
参考文献
[1] 查传正等.煤化工生产废水处理工程实例[J].化工矿物与加工,2006,(3).
[2] 刘丽娟等.煤化工精馏废水预处理方法研究[J].天津化工,2007,(3).
[3] 丁士兵.煤化工废水治理技术探讨[D].2008年全国石油石化企业节能减排技术交流会论文集,2008.
[4] 江铁男等.煤化工技术的发展与环保[J].黑龙江环境通报,2001,(1).
处理酚类废水的常用方法范文5
关键词:功能微粒,P(4VP)/SiO2 吸附 苯酚
酚类化合物作为化学工业的基本原料,广泛应用于工业制造中。由于酚类物质具有致癌、致畸、致突变的潜在毒性,当其污染水体和土壤后,威胁人类健康。因此,对于含酚废水的处理,已经成为水处理方面亟待解决的问题之一[1]。苯酚是一种重要的苯系中间体,主要用于生产酚醛树脂、己内酰胺、双酚 A、己二酸、苯胺、水杨酸等,此外还可用作溶剂和消毒剂。环境中的苯酚主要来源于工厂排出的废气和废水。此外,还有一些日常生活用品也排除酚类物质。苯酚可以通过呼吸道,消化道及皮肤三种途径进入人体[2,3]。苯酚的是我国优先控制的水污染物之一,不断开拓出处理含酚工业废水的新方法与新材料,对于环境保护具有重要意义。
在处理含酚废水时,首先应考虑将其加以回收利用;对浓度较低、无回收价值的废水则必须进行无害化处理,做到达标排放,以实现经济效益与环境效益的统一。现在国内外处理含酚废水常用的方法主要是吸附与降解两种方法。对含酚废水进行吸附处理时,通常用活性炭、膨润土、蒙脱土、浮石、硅土、分子筛等无机多孔材料进行吸附[3-5]。然而,传统的吸附材料吸附效率比较低,材料后处理工艺复杂,回收困难,重复使用率低,并且不具有选择性。另外对含酚废水进行降解处理时,还可采用生物细菌、光照或催化剂(包括酶催化)进行降解处理[6-8]。生物降解处理废水时所需要的细菌培养过程与处理过程中条件要求苛刻,而且操作费用高,不易推广大面积使用,而一般的催化剂催化降解同样存在着效率低等缺点。
因此,发展更加有效的技术手段,研究制备更加高效的吸附材料,是提高酚类废水治理效率的有效途径。分子印迹聚合物对模板分子不仅具有优良的结合性能,而且具有特异的识别选择性,利用酚类物质印迹聚合物作为固体吸附剂来进行固相萃取,吸附分离废水中的酚类物质,将在环境保护领域具有广阔的应用前景。
一、实验部分
1.原料仪器
硅胶(96~120μm,青岛海洋化工有限公司), 试剂级;γ-氯丙基三甲氧基硅烷(南京永超化工有限公司),分析纯; 4-乙烯吡啶 (百灵威公司), 分析纯; 其它试剂均为市售分析纯试剂。
2.功能微粒PAM/SiO2的制备与表征
2.1功能微粒P(4VP) /SiO2的制备
复合载体P(4VP)/SiO2的制备过程为: 取一定量的硅胶置于5%的盐酸水溶液中,60℃下搅拌活化4h;称取活化后的硅胶10g加入到400mL乙醇与水的混合溶剂(体积比为1:1)中,并加入10mL的KH570,在50℃下反应24h,抽滤后的产物用乙醇反复洗涤,分离后的产物经鼓风干燥,制得经KH-570表面改性的硅胶微粒(MPS-SiO2)。在四口圆底烧瓶中加入16gMPS-SiO2、80mL4-乙烯基吡啶(置于冰箱中冷藏保存)和320mL无水乙醇。在氮气的保护下将混合物升温至70℃。后往圆底烧瓶中加入1.58g的偶氮二异丁腈,引发聚合反应,反应7h。抽滤,然后干燥保存。
2.2复合载体的表征
红外光谱的表征: 使用KBr压片法,对表面未化学改性的硅胶、氯丙基化后的硅胶及偶联4-乙烯吡啶后的硅胶,分别测定它们的红外光谱。
接枝率的测定:采用热失重仪测定4-乙烯吡啶的接枝率。
3.静态法考察吸附材料P(4VP)/SiO2对苯酚吸附及洗脱性能
3.1苯酚吸附动力学曲线的测定
配制50ml浓度为10g·L-1的苯酚溶液置于锥形瓶中,加入0.2g的P(4VP)/SiO2,振荡,每1h取出来进行紫外分光光度测量,记下吸光值。根据标准曲线,计算吸附容量,绘制吸附容量对时间的关系曲线,即吸附动力学曲线。
3.2苯酚等温吸附线的测定
分别配制浓度系列变化的苯酚溶液置于锥形瓶中,再加入质量约为0.2g的P(4VP)/SiO2,恒温振荡一定时间,使吸附达平衡,紫外分光光度法测定苯酚溶液的平衡浓度,按式1.1计算P(4VP)/SiO2对苯酚的平衡吸附容量,绘制平衡吸附容量对平衡浓度的关系曲线,即吸附材料P(4VP)/SiO2对苯酚的等温吸附线。
3.3考察pH对P(4VP)/SiO2吸附性能的影响
用移液管移取若干份50mL浓度为10g·L-1的苯酚溶液,使用盐酸调节溶液的pH,再加入质量约为0.1g的吸附材料P(4VP)/SiO2,然后恒温振荡,一定时间后取出,紫外分光光度法测定溶液的平衡浓度,按式1.1计算出不同pH下吸附材料对苯酚的平衡吸附容量,绘制吸附容量对pH的关系曲线。
二、结果与讨论
1.功能微粒的红外谱图
从图1可以看出在2960 cm-1处出现了C-H键的不对称伸缩振动吸收峰,还出现了1730cm-1处羰基C=O的伸缩振动吸收峰,以及1297cm-1处的酯基C-O-C的伸缩振动峰,表明γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷与硅胶表面的硅羟基发生了反应,即硅胶表面实现了被KH-570的化学改性修饰,在1596、1558和1415cm-1是吡啶环振动的特征吸收峰,其中1596cm-1是C-N键伸缩振动峰,1558和1415cm-1是C-C键伸缩振动峰,另外还在664cm-1处出现了吡啶环的单取代特征吸收峰,这些峰的出现都表明形成了接枝微粒P(4VP)/ SiO2。
2.P(4VP)/SiO2的热失重分析
通过热失重实验表明:P4VP/SiO2在287℃开始分解,到525℃完全分解,功能微粒失重率为23%,即硅胶表面P4VP的接枝率为23%。
3.P4VP/SiO2对苯酚的吸附动力学曲线
从图2可以看出,吸附材料P(4VP)/SiO2对苯酚的吸附在6小时达到了平衡,吸附容量为0.5g·g-1。吸附材料P(4VP)/SiO2对苯酚的吸附作用力主要为:胺基N原子与苯酚羟基上的氢之间、胺基N原子上的氢与苯酚羟基上的氧之间的氢键相互作用力以及质子化状态的胺基与酚氧负离子之间的静电相互作用力,当接枝在硅胶上的水溶性大分子P(4VP)充分地在水溶液中溶胀扩张时,氢键作用便有利于苯酚结合到作用位点,从而有上述的吸附动力学行为。
4.P(4VP)/SiO2对苯酚的等温吸附
从等温吸附规律中可以看出来,当苯酚的平衡浓度达到一定值时,平衡吸附容量几乎不再发生变化,即吸附达到饱和,P(4VP)/SiO2对苯酚的最佳吸附容量为7g·L-1。
5.pH对吸附材料P(4VP)/SiO2吸附性能的影响
pH对吸附容量影响较大,吸附容量随着pH的增大先升高后降低,在pH为5时,吸附容量最大。这是由于P(4VP)大分子与苯酚之间存在着氢键相互作用与静电相互作用。在强酸性溶液中,P(4VP)大分子链上的胺基N原子大部分处于质子化状态,此时氢键很难形成,主要凭借静电相互作用进行作用,所以吸附能力弱,随着溶液pH的增大,氢键越来越容易形成,吸附容量增大。pH超过7继续增大时,胺基N原子与苯酚羟基上的氢之间的氢键不能形成,所以吸附容量逐渐降低。
6.吸附材料P(4VP)/SiO2的重复使用性能
使用次数对P(4VP)/SiO2的吸附容量影响不大,使用5次以后吸附容量基本不变。说明用盐酸可以破坏胺基N原子上的氢与苯酚羟基上的氧之间的氢键,碱性溶液降低了胺基与电负性的甲苯之间的静电相互作用力,使吸附材料得到再生,即P(4VP)/SiO2具有很好的重复使用性能。
三、结论
采用“接枝于”法,将4-乙烯基吡啶接枝在微米级硅胶微粒表面而制得接枝微粒P(4VP)/SiO2是一种具有重要应用价值的复合型功能微粒。它对废水中的苯酚具有很好的吸附性。P(4VP)/SiO2 对于苯酚的吸附在6h达到平衡,最大吸附量为0.51g·g-1,最佳吸附浓度为7g·L-1。
参考文献
[1]高超,王启山.吸附法处理含酚废水的研究进展[J].水处理技术,2011,37(1):1-4.
[2]张文军,王旭,李强.含酚废水处理技术的研究进展[J].工业用水与废水2011,42(1):5-7.
[3]赵天亮,陈芳媛,宁平,等.工业含酚废水治理进展及前景[J].环境科学与术,2008,31(1):64-66.
[4]贾保军,张东,张爱丽等.电化学多相催化工艺处理苯酚废水的研究[J].工业水处理, 2008,28(5): 38-41.
[5]张会平,钟辉,叶李艺.苯酚在活性炭上的吸附与脱附研究[J].化工科技,1999,7(4):35-38.
[6]E Sabio, M L G Martin, A Ramiro, et al. Influence of regeneration temperature on the phenols adsorption on activated carbon [J].Colloid Interface Science,2001,24(2):37-41.
处理酚类废水的常用方法范文6
关键词:高级氧化处理;焦化废水处理技术;氰化物处理
中图分类号: X703 文献标识码: A
引言
目前焦化废水一般按常规方法先进行预处理,然后进行生物脱酚二次处理。但是,焦化废水经上述处理后,外排废水中氰化物、COD及氨氮等指标仍然很难达标。
一、焦化废水处理新技术
按照GB 16171-2012 炼焦化学工业污染物排放标准,A/O 法活性污泥工艺基本能达到国家间接排放标准。2015年1月1日开始,国家将执行新标准,要求将更严格,现有 A/O 工艺已经不能达到国家间接排放标准。只有采用新技术改造,才能保证生化外送水符合 GB 16171-2012 炼焦化学工业污染物排放标准。
(一)微电解技术
微电解技术是目前处理高浓度有机废水的一种理想工艺,该工艺用于高盐、难降解、高色度废水的处理不但能大幅度地降低COD 和色度,还可大大提高废水的可生化性。该技术是在不通电的情况下,利用微电解设备中填充的微电解填料产生“原电池”效应对废水进行处理。“原电池”以废水做电解质,通过放电形成电流对废水进行电解氧化和还原处理,以达到降解有机污染物的目的。在处理过程中产生的 Fe2+、Fe3+等能与废水中的许多组分发生氧化还原反应,比如能破坏有色废水中的有色物质的发色基团或助色基团,甚至断链,达到降解脱色的作用;生成的 Fe2+进一步氧化成 Fe3+,它们的水合物具有较强的吸附絮凝活性,特别是在加碱调 pH 后生成氢氧化亚铁和氢氧化铁胶体絮凝剂,它们的絮凝能力远远高于一般药剂水解得到的氢氧化铁胶体,能大量絮凝水体中分散的微小颗粒、金属粒子及有机大分子。其工作原理基于电化学、氧化-还原、物理以及絮凝沉淀的共同作用。该工艺具有适用范围广、处理效果好、成本低廉、处理时间短、操作维护方便、电力消耗低等优点,可广泛应用于工业废水的预处理和深度处理中。
(二)臭氧氧化法
臭氧具有极强的氧化性,能与许多有机物发生反应,将复杂的有机物转化成简单有机物,使污染物的极性、生物降解性和毒性等发生改变。用臭氧氧化法处理焦化废水可以同时脱除废水中的酚、氰化物及其他有机物。臭氧的强氧化性可快速、有效地除去废水中的污染物,而且臭氧本身在水中很快分解为氧,不会造成二次污染,操作管理简单方便。但是,这种方法也存在投资高、处理成本高的缺点。
(三)光催化氧化法
这是一种新兴的废水处理技术。其氧化机理为:由光能产生具有较强反应活性的电子――空穴对,这些电子-空穴对迁移到颗粒表面,便可以参与和加速氧化还原反应的进行。这种电子-空穴对与 O2和 H2O 作用的产物具有极强的氧化性,可以将废水中的有机物完全降解为无污染的小分子无机物。光催化材料具有可重复利用、无二次污染的优点,对几乎所有的有机污染物都可实现完全降解,是目前环保和材料领域研究的热点。
(四)催化氧化法+膜分离技术
该处理工艺由预处理、生化处理、深度处理等系统组成,工艺流程为 A/O芬顿试剂混凝沉淀池超滤膜组件反渗透膜组件。深度处理部分包括芬顿催化氧化、混凝沉淀、超滤膜组件及反渗透膜组件,A/O工艺回流沉淀池出水进入芬顿催化氧化装置,充分利用芬顿试剂能够氧化有机物,特别适用于生物难降解或一般化学氧化难以奏效的有机废水的氧化处理特性,再利用形成大量的铁沉淀的吸附絮凝作用,去除废水中另外一部分有机物,同时大大降低废水的色度,对生化处理后的出水采取这样的措施,目的就是保护超滤组件,使其尽可能降低膜表面的污染程度,提高膜的通量。超滤是以压力为推动力,利用孔径0.01~0.1μm的滤膜对水进行过滤的方法,可分离水中0.005~10μm、分子量大于500的大分子化合物和胶体,能去除水中胶体、细菌和部分有机物等。对反渗透膜组件而言,超滤起到了保护反渗透膜组件的作用。反渗透是以压力为驱动力,并利用反渗透膜只能透过水而不能透过溶质的选择性而使水溶液中水和溶质分离的技术,反渗透膜组件产水可满足生产净循环水补充水的水质要求。
(五)臭氧氧化法和膜分离技术
该处理工艺由预处理、生化处理、深度处理等系统组成。工艺流程为A/OMBR臭氧接触氧化活性炭吸附反渗透膜组件。深度处理部分包括臭氧接触氧化、活性炭吸附及反渗透膜组件。臭氧的氧化性很强,对水中的有机物有强烈的氧化降解作用,降低废水中的COD,还对脱色有一定的效果。臭氧的处理作用就是保护反渗透膜组件,使其尽可能降低膜表面的污染程度,起到保安过滤器的作用。其作用是去除没有被消耗或多余的臭氧,同时还能去除部分溶解性的COD,对脱色有一定的作用。反渗透是以压力为驱动力,并利用反渗透膜只能透过水而不能透过溶质的选择性而使水溶液中水和溶质分离的技术。
二、处理存在问题
我厂废水处理系统主要处理蒸氨废水与生活污水。
(一)原水水质
由于进水包括蒸氨系统的废水与生活废水,当蒸氨系统检修、停产或是蒸氨工艺条件发生变化时,其组成和水量波动较大,水质的变化直接影响到生化系统食微比发生变化。食微比增加,部分有机物微生物代谢不了;长期的食微比减少,会导致污泥老化,两个极端情况都会导致生化处理效果降低。
(二)预处理加药
为了提高预处理的效果,一般在除油池的进口需投加絮凝剂和助凝剂以除去水中的胶体及悬浮物质,同时也降低了进厌氧段的COD负荷。不同的混凝剂对废水水温、pH及水中悬浮物浓度的适应性不相同,混凝效果也不相同。因此针对废水水温、pH值等因素选择高效的混凝剂至关重要。
(三)水温
无论是好氧菌、厌氧菌还是兼性菌都有最合适的温度范围。温度影响着微生物酶的活性。由于蒸氨系统的换热器受废水含油、循环冷却水温度等各方面的影响,存在着调节池进水水温有时偏高的现象,夏季有时持续高达50℃左右。冬天温度对系统的影响相对较小,即使调节池进水水温高,经过添加稀释水,好氧池与环境换热,消泡水的喷洒后好氧池温度也能维持在36~38℃。但是夏季时,由于环境温度高,好氧池内的溶解氧自身带入了大量的热量,导致好氧池内温度比厌氧池、缺氧池温度高2~4℃,这种情况下若调节池进水水温偏高,将导致污泥活性急剧恶化。
我公司在废水深度处理工艺上采用组合高级臭氧氧化法――臭氧/活性炭氧化法,处理效果显著。
在焦化废水及LNG生产废水中,目前已知最严重的污染物有酚类、多环芳烃、氨氮、吡啶、硫代氰酸盐、氰化物、煤焦油等,污染物多为有机物和有毒物质。从现场运行的臭氧化法处理焦化废水的实践表明,臭氧处理酚是有效的,生物处理工段出来的废水中酚浓度可以由1.6~5.9mg/L降到0.005mg/L以下;氰化物浓度可以由30mg/L降至0.3mg/ L以下。
三、焦化废水处理技术进展
(一)吸附法
吸附法就是利用一些具有高效吸附性的物质,来吸去污染物中的有害物质,从而达到净化废水的效果,在焦化废水处理技术中,比较常用的吸附物质有活性炭、粉煤灰、矿渣等等。
焦化废水处理技术中比较常用的吸附剂是活性炭,它具有很好的吸附性能,而且它的化学性质相对稳定。但是活性炭吸附法也有他的缺点,首先活性炭一旦使用之后,很难再生,操作设备以及运行费用相对较高,所以很难再焦化厂大量推广使用。利用粉煤炭吸附剂结合次氯酸钙混合后进行焦化废水处理,能有效的脱去废水中的NH3-N,降低氨氮的质量浓度。这种处理方法除氨氮物质以外,其他的污染物质去除都能达到相关的标准。此技术方式的运行设备投资比较低,而且能以废治废,经济效益与环境效益良好,具有相对优势。但是用此方法处理后的的废水,废水中的氨氮质量不符合国家标准,废渣难以彻底处理。
(二)等离子体处理技术分析
这种处理技术是一种利用物理上的脉冲放电现象,通过放电产生高能电子以及紫外线灯,把焦化废水中的有机物质降解到标准值。此技术方法是一种耗能低、效率高、处理量大的新型环保技术,使用范围很广。此技术能有效的破坏有机物的分子结构,提高可生物的降解性,然后经过活性污泥处理法,大大降低废水中的各个污染物质的含量,具有广阔的发展情景,目前仍然处于研究阶段,需要进一步的研究、改进,以便更好地处理废水。
(三)烟道气处理技术
烟道气处理技术是一种具有良好的环境效益的处理废水的技术,该技术将焦化剩余氨水中的杂质处理掉以后,输入煤道废气,使之进行物化反应,从而达到减少氨气质量的效果。在处理过程中,能把焦化废水中剩余的氨水全部处理掉,使处理之后的废水中的氨水达到废水处理的标准。它不仅投资少、运行费用抵,而且占地少,环境效益好。此技术要求焦化废水中氨量必须与烟道中所需要的氨量含量大致相同,正是由于这种原因,限制了此处理技术的进一步发展。
结语
针对不同的难降解有机废水,同行业在选择臭氧氧化组合工艺时可根据自身的水质等情况选择合适的臭氧高级氧化技术,提高臭氧的利用效率和氧化能力,降低运行成本,改善水的处理效果,使废水达标排放。依靠臭氧氧化在废水处理中的优势,臭氧氧化技术在酚氰废水等难降解有机废水处理中必将拥有广阔的发展前景。
参考文献:
[1]刘璞,张垒,王丽娜,刘尚超,付本全.臭氧氧化深度处理焦化废水的实验研究[J]. 广州化工,2014,19:67-68+73.