含煤廢水處理方法范文
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論文摘要:國內大多數火力發電廠的輸煤系統的清掃管理方式可分以下三種:全系統采用水力清掃,全系統采用水力清掃加真空氣力清掃,全系統采用真空氣力清掃加人工清掃。國內多個大、中型火力發電廠的調查情況表明:70%以上的電廠推薦水力清掃,20%以上的電廠推薦水力與真空清掃相結合,只有少部分電廠推薦采用真空氣力清掃加人工清掃,從本人十多年的發電廠的輸煤系統清掃實踐來看,雖然出真空氣力清掃有避免防塵二次污染的優點,但相比之下,水力清掃的管理方式更方便便捷、清掃效率高、對清掃人員要求低,所以還是深受火力發電廠的歡迎,還是目前電廠輸煤系統煤塵清掃的主流方式。所以本文對火力發電廠的輸煤系統和含煤廢水處理從理論和實踐相結合的角度來闡述其管理方式選擇。
論文關鍵詞:火力發電廠;輸煤系統;廢水處理;管理方式
燃煤火力發電廠是那些最早使用工業真空清理系統的用戶,最初的系統是采用風機作為動力,用來清理煤粉塵從而減少火災危害,目前越來越多的火電廠使用定容羅茨真空泵作為動力設備,一般在電廠輸煤區域,使用吸塵車并配合管網的,用來清理輸送機、輸煤廊道、轉運站、碎煤機、取樣間、卸料輸送機等工作場所,移動式吸塵車是比較理想的選擇,這是因為,傳送帶通常超過1英里(1.6KM)長,單一的固定式設備是不現實的,并且多個固定式的價格也非常昂貴。
水力清掃管理系統是指在輸煤系統的各轉運塔、棧橋、碎煤機室、煤倉間等處設置單獨的沖洗母管,并每隔20米左右引出一路支管并接好沖洗器,一般水力清掃水壓力要達到0.7MPa左右清掃效果最佳,當系統中的各轉運站和棧橋需要清掃時,使用沖洗器對積塵部位進行水沖洗,各轉運站均設有積水坑,沖洗水匯入積水坑后,再用污水泵打入煤泥沉淀池,此外,為便于水沖洗,還需對相關的輸煤土建結構進行改善,如:樓板和棧橋面的防滲漏,棧橋與轉運站接口處的過水措施,樓面空洞四周的護沿和擋水檻設置,地面排水坡度的調整,排水溝道的疏通,墻面的防水處理(貼瓷磚或耐水油漆)等等。
火電廠運煤建筑物地面的水力清掃是目前大多數電廠所普遍采用的除塵方式。此種管理和運行方式與真空氣力相比清掃,簡單易行,清掃徹底,但是由此產生的含煤廢水的一系列問題,這種廢水是電廠經常性排放污水中水質條件最差的,由于懸浮物粒徑小甚至呈膠體狀態,難于處理,又必須處理,在有條件時,可考慮將含煤廢水經沉淀處理即排至灰渣泵房前池,送至貯灰場補充除灰水間接起到重復利用的作用,節省處理的投資及運行費用, 據試驗及實測,動態沉淀池的出水懸浮物可達1000MG/L以上,靜止沉淀池的上清水懸浮物可在700 MG/L~800MG/L以下,對于擬排放的含煤廢水,經初沉、混凝沉淀可望達到排放標準,沉淀池的設置以靜止沉淀為宜,靜止沉淀池沉淀時間長,容積的利用率高,去除率無疑較平流沉淀池要高,一般常規電廠每次沖洗水量為150T/次, 若采用平流沉淀池按流量150T/H計,有效容積亦在150立方左右,排除上清水時應特別注意對沉積煤的攪動避免將沉淀煤泥帶走, 如何將煤泥移至煤場,有各種方式,各行業應用較多的為抓斗,亦有推土機、刮泥機、泥渣泵,采用何種方式應慎重,應采用簡便易行的方式,幾個電廠設計曾采用刮泥機配合泥渣泵,因管理不善等原因已拆除,煤泥在沉淀池的沉積厚度不宜過大,超過2米底部即可能板結,特別是含水率低時,抓斗亦難以施展。既應保持一定含水量,又不能沉積太厚。 含煤廢水進行二級過濾處理,一般處理流量較小,若采用一體化凈水器既節約占地,又可以方便操作,電廠含煤廢水的產生主要是由于煤場噴淋防塵產生的滲漏水和輸煤棧橋沖洗產生的沖洗廢水,其廢水的主要特點都是濁度、色度都比較高,導致濁度和色度的大幅度升高的主要原因是廢水中的高濃度的懸浮物,在含煤廢水的處理系統中,處理工藝選擇的關鍵將針對其主要污染因子懸浮物和色度的去除進行設計,設計的處理工藝將保證對懸浮物具有穩定的、很高的去除效率,保證出水水質達到濁度≤10NTU的要求,燃料系統沖洗廢水中,顆粒物的比重一般為2.3g/cm3,含煤廢水經過預沉池的預沉淀后,大顆粒的煤粉顆粒物均能沉淀下來,剩余的煤粉顆粒懸浮物其顆粒的直徑都在50微米以下,根據燃料品種、來源不同、含煤廢水的水量變化以及預沉池的沉淀效果不同,一般電廠含煤廢水初沉后的懸浮物濃度在2000-5000mg/l,根據物理、化學處理的原理,將直流混凝、離心分離、重力分離、動態過濾、污泥濃縮等處理技術有機地組合集成在一體,使污水的多項凈化功能在同一個反應器內快速完成,代替了傳統混凝沉淀加過濾工藝的反應池、沉淀池、濃縮池、攪拌機、刮泥機、過濾器等設備,減少了占地面積,且凈水水質遠遠優于傳統處理工藝出水水質。設備采用旋流離心分離技術,懸浮物的動態過濾新技術,使濾料不易堵塞,吸附的懸浮物微粒易脫落,因此反沖洗的周期長,一般1~1.5個月左右才反沖洗一次,而且反沖洗的運行實現自動控制,另外濾料使用壽命長,無需更換,凈化裝置底部的污泥濃縮區在離心力和重力的作用下,污泥得以沉淀濃縮,污泥濃度高,含水率相對較低(90-94%),排泥實現自動定時排放。凈化裝置的設備本身基本不需要維護和保養,設備運行安全,基本在常壓狀態下運行。
篇2
含鎳廢水來源較為廣泛,一般鍍鎳領域是含鎳廢水的主要來源,在鍍鎳的生產過程中,需要不定時的用清水對鍍件表面進行清理,保證產品的表面質量,此時就會產生大量的含鎳廢水。受到我國技術水平的限制,在早期,對含鎳廢水一般采用先污染后治理的思路,這種方式嚴重影響了自然環境,對生態平衡造成了很大的影響。隨著科學技術的發展,發達國家已經摒棄這種傳統的處理工藝,從含鎳廢水的源頭進行治理,從根本上杜絕了污染環境的情況出現,同時還實現了含鎳廢水的重復利用,不僅減少了含鎳廢水對環境的污染,而且節約了資源?;谖覈幕緡?,在技術手段上還有很長的路要走,在對含鎳廢水的處理上仍停留在先污染的階段。因此,提高對含鎳廢水處理的技術水平,減少重金屬廢水對環境和人類的危害,我們還需要不斷努力。
2對重金屬廢水中含鎳廢水處理技術分析
隨著人們環保意識的不斷增強,那些沒有達到排放指標的廢水已經不能隨意排放,特別是這些重金屬廢水,如果排放到自然環境中,不能很快被分解,對生態環境和生活品質都有著巨大的威脅。為了保護自然環境,從源頭上治理含鎳廢水,下面將介紹幾種對重金屬廢水中含鎳廢水的處理技術,為提高我國的含鎳廢水處理技術做出借鑒和參考。
2.1化學沉淀法
化學沉淀法,因其操作簡便,工序簡單,而且投入資本較少,受到了很多化工廠的青睞。在采用化學沉淀重金屬廢水時,其主要原理是利用加入的試劑使其與廢水中的重金屬元素發生化學反應,生產難溶的沉淀物,再通過過濾等手段將其排除,直到廢水達到指標才能排出或循環使用。一般化學沉淀法只用作前期處理,將廢水中的大部分重金屬離子去除,后面還要結合其他處理手段,才能達到凈化廢水的目的?,F階段,化學沉淀法以氫氧化物沉淀為主,該方法易于控制,成本低,一般用石灰就能滿足使用要求,因為保持pH在10左右,廢水中的重金屬離子的氫氧化物基本不能溶解,這樣就能將其沉淀,一般在沉淀過程中,可以適當加入明礬、有機高分子等物質,可以大大提高沉淀的效果。但是這種方法雖然運用較為廣泛,但是存在很大的問題,在沉淀過程中,會有大量的污泥產生,這樣得到的水肯定不能滿足排放指標,還需要對其進行濃縮處理,這樣就大大增加了處理的難度。
2.2離子交換法
在含鎳廢水處理過程中,離子交換法不僅能大范圍的將鎳離子分離,而且反應速度較快,除鎳效果明顯。其中,離子交換樹脂被得到了廣泛的應用,而且這種交換樹脂很容易得到,成本低廉。利用離子交換樹脂進行工作時,受到多方面環境因素的影響,其中主要的影響因素有pH值、溫度、污染物的濃度和反應的時間等等。
2.3吸附法
所謂吸附法,就是采用吸附工藝和材料對含鎳廢水中的物質進行吸附已達到水排放指標的方法。吸附法在工序設計和操作上,靈活性較大,而且出水率較高。對于某些吸附過程是可逆的,因此可以進行反復使用?;钚蕴课絼?,利用活性炭自身結構組織的特點,對含鎳廢水中的鎳離子進行吸附?;钚蕴康脑牧系拿?,但煤的價格太高,經過科研人員的不斷努力,發現家畜垃圾制成的活性炭比煤提煉出的活性炭吸附效果要好,而且經濟實惠。因此,尋找價格低廉的吸附劑,是目前科研人員的重中之重。此外,生物吸附劑,是目前被公認為最有發展前景的一種吸附方法,但只能適用于低濃度的重金屬廢水。這種吸附方法,試劑來源較為廣泛,而且成本投入較低,吸附效果明顯,目前仍處于研發階段,但不能放棄對該吸附方法的研究,它對重金屬廢水的處理有著非比尋常的意義。
2.4膜分離法
膜分離法,就是利用不同型號的膜對重金屬廢水進行處理,這種處理方式效率高,占有空間少。目前,常用的膜分離方法主要有三種:首先,超濾,即在低壓環境下對重金屬廢水中的膠狀物進行去除的一種技術。超濾膜的孔徑,只能分子直徑小于該孔徑的分子或離子通過,對于大分子物質則不能通過。其次,反滲透,該方法是運用半透膜,施加一定的壓力,這樣會使得溶劑通過半透膜,但是溶質會被阻擋在一側,實現了重金屬廢水分離、進化和濃縮的效果。但是由于重金屬廢水雜質過多,如果利用半透膜進行凈化,會污染半透膜,而且這種方法所需的能量較多,目前在工廠處理重金屬廢水時使用率較低。最后,納濾,該技術操作簡便,而且能耗較低,對除鎳離子的效果明顯,所需的施加壓力在UF和RO之間。
3結語
篇3
關鍵詞:魯奇;煤氣廢水;脫酚;脫氨;酸性氣;萃取
煤氣化是煤化工核心技術之一,被譽為新型煤化工產業的龍頭技術。其中以魯奇加壓煤氣化技術為代表的固定床加壓氣化工藝,因為煤種適應性廣、運行穩定、生產能力大、能耗低、氧耗少、效率高等優點而被國內外廣泛運用。尤其從煤制天然氣中甲烷含量以及投資費用等角度出發,魯奇加壓煤氣化技術在煤制天然氣領域占有重要的地位[1]。
魯奇加壓煤氣化技術產生的煤氣,經洗滌后生產大量的廢水,含有酚、油、CO2、H2S、高COD、高氨氮等,是一種典型的有毒有害、難降解的工業廢水,一直都是國內外工業廢水處理領域的難題。河南省豫西某廠的煤氣廢水在煤氣水分離裝置除油除塵后,先脫酸、再萃取脫酚、然后進行脫氨及溶劑回收,最后送至后續污水生化處理系統。
1 煤氣廢水處理工藝及存在問題
1.1 煤氣廢水處理流程
經除焦油、除塵后的含酚氨煤氣廢水,首先進入脫酸塔與0.5Mpa低壓蒸汽間接加熱,從而汽提脫除CO2、H2S等酸性氣體,經冷凝后送至硫回收,含氨的冷凝液進行回流。脫除酸性氣體的煤氣廢水經冷卻后進入萃取塔,由二異丙基醚(D1PE)萃作為萃取劑進行萃取脫酚。萃取相進入酚塔,經精餾分離出粗酚和溶劑,粗酚作為產品出售,溶劑進入到溶劑回收槽。萃余相進入水塔加堿精餾脫氨,氨氣經側線采出后經冷凝、吸收制成稀氨水送往鍋爐煙氣氨法脫硫裝置;水塔通過加堿精餾,塔頂的溶劑蒸汽經冷凝后進入溶劑回收槽循環使用;塔釜液送入污水生化處理系統。工藝流程如圖1所示。
1.2 存在問題
運行過程中,該工藝主要存在以下幾個問題:
(1)采用先脫酸再萃取流程,使脫酸后的廢水pH值較高(9-10),萃取水質呈堿性,而溶劑萃取理想的pH值為8以下,從而導致脫酚效果不好。
(2)煤氣廢水中含有單元酚和多元酚,二異丙醚對于多元酚萃取效果并不好,而多元酚在生化處理工段屬于難處理物質。
(3)為避免脫酸后煤氣廢水pH過高,從而嚴重影響脫酚效果,故脫酸塔的操作溫度偏低,使得脫酸塔對酸性氣的脫除效率較低,且脫氨在最后進行,使前端過程一直是酸性氣和氨的共存狀態,從而導致管道及設備產生碳銨結晶,影響設備正常運行。
(4)廢水體系屬于發泡體系,運行中塔設備易發生液泛和側采帶液,增加萃取劑的消耗[2]。
2 工藝改進后的煤氣廢水處理流程及存在問題
針對原有煤氣廢水處理工藝出現的問題,將原有的流程進行改變,將脫氨工序提前,即在脫酸塔后增加脫氨塔,使脫氨后的煤氣廢水pH降低,可為后序萃取提酚單元提供較好的萃取環境,提高萃取脫酚效率。
2.1 工藝改進后的煤氣廢水處理流程
煤氣廢水分為兩股分別進入脫酸塔,經塔釜再沸器將酸性氣體及部分游離氨解析出來,解析出來的游離氨用煤氣廢水洗滌,洗滌后的酸性氣從塔頂排出至硫回收。脫酸后的廢水經預熱進入脫氨塔,從脫氨塔塔頂出來的粗氨氣經二次冷凝濃縮制成氨水送至鍋爐車間參與煙氣氨法脫硫。經脫酸脫氨冷卻后的廢水pH為7.0-8.0,在萃取塔中萃取回收酚,萃取相進入酚塔蒸餾,塔頂回收溶劑,塔底得到粗酚產品。萃余相送至水塔中部回收溶劑,塔底廢水送至污水生化處理系統。工藝流程如圖2所示。
2.2 工藝改進后的效果及問題
煤氣廢水處理流程改造后,提高了脫酸塔操作溫度,使脫酸效果得到提高,進而減少了碳銨結晶的形成。脫氨放在萃取脫酚之前,使得脫酸脫氨后的煤氣廢水pH降低,改善了萃取體系環境,提高了萃取脫酚效率。工藝改進后的廢水水質如表1所示。
由表1可見,煤氣廢水處理流程改進后,水質有所提升,但處理效果仍達不到設計值(酚含量
3 煤氣廢水處理流程改造方向和思路
面對改造前后流程中存在的種種問題,該廠須繼續對煤氣廢水處理方法進行優化改造。
(1)華南理工大學提出的單塔加壓側線汽提工藝可同時脫除酸性氣和氨氣,該工藝由賽鼎工程有限公司設計的130t/h煤氣廢水酚氨回收項目,應用于中煤龍化哈爾濱煤化工有限公司,獲得成功,出水總酚質量濃度低于300mg/L,COD低于2500mg/L,酸性氣痕量[3]。
該工藝將煤氣廢水分為兩股進料,一股與循環冷卻水換熱冷卻后,作為冷進料進入污水汽提塔的填料段上部位置,另一股與測線抽出氣換熱后,作為熱進料進入污水汽提塔填料段從下向上數第一層塔盤。冷進料吸收氨氣后與熱進料匯合,與塔釜上升蒸汽熱交換,汽提出的酸性氣體從塔頂排出。從單塔側線采出的混合氣經三級分凝后得到高濃度氨氣。污水汽提塔塔底釜液pH為6-7,經冷卻后送至萃取塔上部進行萃取,萃取相送至酚塔產出粗粉并回收溶劑,萃余相送至水塔汽提,塔頂蒸汽經換熱冷卻后與酚塔回收溶劑和補充的新鮮萃取劑共同進入溶劑循環槽,再被送入萃取塔循環使用。水塔塔底釜液送至后續生化處理。
(2)源于萃取體系在pH低于8時,萃取效果較為理想的思路。有人提出了一種新的煤氣廢水處理方法,即先用二氧化碳氣使煤氣廢水酸性氣飽和,使其pH降低后萃取脫酚,再脫酸、除氨。
華南理工大學也提出了相近思路的煤氣廢水處理流程:煤氣廢水經沉降、除油后,送入飽和塔,與系統內酸性氣進行逆流接觸,用酸性氣對煤氣廢水進行飽和處理,調節煤氣化污水的pH值至7;過量的酸性氣體從飽和塔頂部排出,酸性氣飽和后的煤氣廢水從塔底排出,進入萃取塔脫酚;萃取相(包括酚和萃取劑)進入酚塔,回收萃取劑循環利用;萃余相(包括水、CO2、H2S、NH3、萃取劑和少量酚類)分冷、熱兩股,分別從水塔的上部和中上部進入塔內,同時在塔的中部加入NaOH,以脫除水中的固定氨;水塔塔頂汽提部分進酸性氣分凝罐,部分酸性氣循環回飽和塔;從水塔側線抽出的富氨氣進入三級分凝罐進行提純回收,塔釜凈化水送生化處理[4]。
該工藝為煤氣廢水氨酚脫除回收提供了一個新的思路,在理論上是可行的,但運用到工業裝置上效果會如何,還有待實踐檢驗。
(3)萃取劑的正確選擇,有利于煤氣廢水脫酚效率的提高。目前,較為常見的萃取劑有二異丙基醚(DIPE)和甲基異丁基酮(MIBK)。二異丙基醚對單元酚萃取效率為99.6%,對多元酚為60%;甲基異丁基酮的單元酚萃取效率>96.7%,對多元酚萃取效率80%-88%。大唐國際克什克騰煤制天然氣項目的煤氣廢水脫酚萃取劑由二異丙醚更換為甲基異丁基酮后,處理后的廢水含酚量由原來的700mg/L將至400mg/L,實踐證明,甲基異丁基酮對多元酚的萃取效果更好[5]。
參考文獻
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[2]蔡少華,梁學博,續靜靜.魯奇煤氣化酚氨廢水處理流程存在問題及改進新方向[J].中國化工貿易,2015(26):87.
[3]錢宇,陳禱,高亞樓,等.單塔注堿加壓汽提處理煤氣化污水的方法:中國,200910036542.3[P].2011-05-11.
[4]陳 ,王卓.煤氣化污水酚氨回收技術進展、流程優化及應用[J].煤化工,2013(4):47.
篇4
近些年,由于大氣污染嚴重,因此國家對環境保護工作就越發重視,廢水處理更是我國環保工作項目的重中之重。本文就石灰石濕法煙氣脫硫技術的優點和缺點進行論述,并針對廢水處理技術中存在的問題,與發電廠脫硫廢水的實際相結合,進而提高脫硫廢水的工藝處理水平。
關鍵詞:
脫硫技術;廢水處理;處理工藝
0引言
目前,由于許多大型燃煤電廠的開發建設,向空氣中排放的二氧化硫也越來越多,所以越來越加重了大氣污染狀況。廢水處理的含量指標是國家嚴格控制的指標,必須經過處理達標后方能外排。因此,在脫硫廢水處理的設備和技術上需要進一步創新和提高。
1脫硫廢水工藝現狀分析
石灰石濕法脫硫技術是以石灰石的乳濁液作為吸收劑,進而吸收煙氣中的二氧化硫,此項工藝對負荷變化和煤的種類都有很強的適應能力,所以在大容量機組和高濃度二氧化硫煙氣的脫硫上被廣泛應用。石灰石濕法煙氣脫硫技術工藝具有適應性強、脫硫效率高等優點,但目前的廢水處理工藝還存在嚴重不足,主要問題就是脫硫石膏漿液產生的廢水中有金屬離子和氯離子以及重金屬離子。廢水處理中存在的問題如下:
1.1常見的腐蝕問題
環境溫度的升高使防腐材料的防腐作用降低,還有燃煤電廠煙氣中含有二氧化硫、氯離子、氟離子等污染物以及塔內物質的化學反應等都加重了對金屬的腐蝕作用。
1.2關于廂式壓濾機自身缺陷問題
廂式壓濾機的止推板在加工精度上有一定偏差,推板處還有漏液現象,從而加重了機腳和大梁等部位的腐蝕,并且維修起來較麻煩,降低了其壓濾的效率。
1.3堵塞和結垢
廢水、調節池、反應池、沉淀池、pH調和池、過濾、排放是傳統廢水處理工藝的凈化流程,由于脫硫液的循環利用,使脫硫液中的氯離子和氟離子大量聚集,不但使脫硫液的pH值降低,加重了設備和材料的腐蝕,也增加了硫酸鈣的結垢情況。
2石灰石濕法煙氣脫硫廢水處理工藝
煙氣和脫硫劑是脫硫廢水中雜質的主要來源,脫硫廢水中含有氟化物、CaSO4、CaCl2、鎘離子亞硫酸鹽還有鉛、汞、砷、灰塵等等,脫硫廢水中的超標項目主要有懸浮物、COD、pH值、砷和鉛等。脫硫廢水水質具有含重金屬、水質偏酸性、懸浮物和氯離子濃度高等特點。針對脫硫廢液中含有溶解的重金屬,一般脫硫廢水以化學和物理機械方法中和進而對沉淀的物質進行分離處理。常見的處理工藝流程如下:脫硫廢水→中和箱(加石灰乳)→沉降箱(加硫化物)→絮凝箱(加助凝劑)→濃縮池→出水箱(加氧化劑)→出水泵→排放或復用。對處理后的廢水進行重新利用,就需要改造設備和提升工藝,從而實現脫硫廢水的零排放,從以下七方面進行分析研究。
2.1水質調節
以某電廠監測報告為依據,脫硫廢水處理的進出水質。經處理后的脫硫廢水各污染物的濃度滿足《火電廠石灰石濕法脫硫廢水水質控制指標》的限值要求,并且對進入水槽廢水的水量水質進行均化。
2.2除氟反應
在氫氧化鉻沉淀物生成后,添加鋁酸鈣粉使其發生化學反應,添加氯化鐵使發生絮凝反應,從而使氟的含量降低。
2.3重金屬離子的化學反應
在脫硫廢水中一般含有汞、銅等重金屬離子,反應箱中加入有機硫或Na2S溶液,離子態的重金屬和硫化物發生化學反應,生成細小的絡合物。
2.4澄清及中和反應
脫硫廢水一般都偏酸性,在脫硫廢水進入隔槽時添加石灰漿液,然后不斷攪拌,使pH值由5.4左右升到9以上。廢水處理在除氟后進行澄清,在控制鹽酸度情況下進行中和反應。
2.5濾砂處理
廢水是從下向上進行過濾的,過濾掉水中大的雜質,讓排出的水達到標準。因為從下向上的濾砂處理裝置,始終在底部的砂層設備,使得底部的洗砂污水可以直接進行澄清處理,保證了進入排水槽的為合格凈水,從而進行排放。
2.6脫硫廢水的回收利用
脫硫廢水處理后的廢水含鹽量較大,濃縮機分離后把較干凈的水再送回水箱,在回水泵的工作下送到鍋底沖刷灰渣,形成二次循環利用脫硫廢水。
2.7煙道蒸發處理工藝
在處理脫硫廢水時,在空氣預熱器和靜電除塵器之間的煙道內,利用霧化噴嘴將脫硫廢水噴入,通過高溫煙氣蒸發,廢水形成固體顆粒而被除塵器脫除的煙道蒸發技術能很好地處理掉脫硫廢水。
3結束語
目前,國家實施節能減排戰略和加快培育發展新興產業,擴大污水處理廠的建設規模和服務范圍。我國污水處理建設市場進入快速發展階段,未來我國燃煤工業鍋爐煙氣脫硫技術的發展趨勢是,在現有的基礎上完善和提高、自動化、設計及制造規范化,煙氣脫硫設備將成為我國燃煤工業鍋爐煙一種不可缺少的輔機裝置。
作者:陳繼昌 單位:華潤電力(六枝)有限公司
參考文獻
[1]劉興祥.濕法煙氣脫硫廢水處理工藝分析探討[J].冶金動力,2013,(3):45-47.
篇5
關鍵詞:脫硫廢水處理;渣水系統;化驗
前言
廣東大唐國際潮州發電有限公司現有裝機容量3200MW,一期兩臺600MW機組,二期兩臺1000MW機組。四臺機組均采用美國常凈公司的脫硫設備,采用石灰石-石膏濕法脫硫工藝技術。濕式除渣系統設備由青島四洲公司提供。
1 脫硫廢水處理系統和渣水系統概述
1.1 脫硫廢水處理系統概述
脫硫廢水處理系統包括:廢水處理系統;化學加藥系統;污泥壓縮系統及排污系統。
1.1.1 廢水處理系統
脫硫裝置產生的廢水經由廢水旋流器送至廢水處理系統,進入三聯箱:中和箱、沉降箱、絮凝箱,廢水在經過三聯箱期間采用化學加藥和接觸泥漿連續處理廢水,沉淀出來的固形物在澄清/濃縮器中分離出來,清水達到標準排放。經澄清/濃縮器沉降濃縮的泥漿送至廂式壓濾機脫水外運,設備處理出力27m3/h,如圖1所示。
1.1.2 化學加藥系統物理化學過程
(1)采用石灰漿[Ca(OH)2]進行堿化處理,以沉淀部分重金屬。PH值范圍在9.0~9.5之間較合適。加藥位置中和箱進口管道。(2)采用有機硫化物沉淀重金屬,有機硫化物TMT15可與鎘和汞形成微溶的化合物,以固體形式沉淀出來。加藥位置在于沉降箱進口管道。(3)固體沉淀物的絮凝。為使固體沉淀物形成較大的更易沉降的絮凝物,應向廢水中加入絮凝劑(FeClSO4),形成氫氧化鐵Fe(OH)3絮凝物。加藥位置沉降箱進口管道;為了降低粒子的表面張力,使其形成易于沉降的大粒子絮凝物,廢水中應加入助凝劑。絮凝劑和助凝劑的加入量使出水濁度
1.2 渣水系統
鍋爐除渣系統采用固態連續排渣和封閉循環供水方式,渣水處理系統經過沉淀過濾最后斜板分離處理過程,將渣塊從渣水中分離,渣塊由外包環保公司運走進行后續處理。處理后的澄清渣水回撈渣機循環使用。
2 脫硫廢水處理系統和渣水系統的不足之處
脫硫廢水處理系統處理量為27m3/h,改造前為輸煤煤場、輸煤皮帶做沖洗噴淋用水,雖解決了輸煤上煤卸煤期間現場粉塵超標的現狀,但是因為系統的設計限制脫硫廢水處理最終出水的濁度是100NTU,用肉眼直觀就可判斷出水質不澄清,在用于輸煤噴淋時長期出現噴頭堵塞,造成輸煤車間粉塵超標,嚴重影響到了輸煤系統的文明生產和員工的身體健康。
渣水系統有自身的閉路循環系統,渣水系統的水質要求低且無對外排污口,渣水系統的水損失途徑有渣塊冷卻蒸發、渣塊帶水、濕灰攪拌用水;補充水源有灰庫沖洗回用水、脫水倉沖洗回用水、化學中水補充水。其中化學中水因水質PH波動大長期使用造成管路腐蝕破損,且脫硫吸收塔用水量大中水長期供給于脫硫使用,現已不使用。另外灰庫沖洗水、脫水倉沖洗水由公司工業水網供給,使用量由燃煤中灰分和易結焦性決定的,若燃煤灰分、渣塊少以上兩處沖洗水使用量將減少。一旦出現渣塊溫度高、氣候炎熱等情況渣水蒸發量高時只能使用工業水補充,不利于公司的節能降耗。
3 設想將脫硫廢水引入渣水系統的方案以及脫硫廢水、渣水的化驗
經過脫硫廢水處理后的水收集于出水箱,將出水泵由原供煤場噴淋管道改至渣水系統的初沉池入口作為渣水系統的補充水。渣水系統的沉淀過濾池作為脫硫廢水的二次過濾裝置。脫硫系統的出水水質公司內部規定需小于100NTU,但是當排入渣水系統后將會造成廢水中的石膏顆粒進入渣水系統容易堵塞管道。需化驗脫硫廢水出水水質進行,公司需對設備進行改造,以適合渣水系統的需要。
以表1、2分析得出渣水系統的PH較低且氯離子較多。脫硫廢水的PH較高,進入渣水系統可以改善渣水的PH,防止PH低設備腐蝕;脫硫廢水的濁度高進入渣水系統內會增加清理沉淀池工作量和堵塞管道的危害;另外因為渣水系統未對外排放,長期進行補水-蒸發-補水的循環使得渣水不斷得到濃縮,氯離子不斷增加。脫硫廢水進入渣水,渣水氯離子含量將會增加必會腐蝕設備造成設備老化以及損壞。因此,必須對設備進行改造,否則將會損害設備。
4 脫硫廢水系統、渣水系統改造以及運行方式的改變
4.1 脫硫廢水系統改造內容
(1)脫硫廢水三聯箱底部排污門由原來排至地坑改為排至污泥澄清池。(2)廢水區域地坑泵出口管道原來排至中和箱,現改為排至澄清濃縮池。(3)壓濾水箱的壓濾水泵出口由原來排至出水箱,改造至污泥澄清池。(4)二期廢水旋流器增加在線壓力監視,防止旋流子堵塞,嚴格控制廢水旋流器的運行旋流子數量,限制進入廢水系統的流量。(5)一期、二期廢水旋流子溢流管道原共用一根管道,改造為兩根分別進入中和箱。改造前后如圖1、2所示。
脫硫廢水三聯箱底部排污門由原來排至地坑改為排至污泥澄清池,是提高澄清濃縮池的利用率,將廢水中的顆粒、沉降物、絮凝物從水中分離出來,減少進入渣水系統的固態廢棄物;廢水區域地坑泵出口管道原來排至中和箱,現改為排至澄清濃縮池,是為了減少三聯箱的負荷,防止三聯箱運行過程中加藥量與進水量不匹配造成廢水排放濁度高;壓濾水箱的壓濾水泵出口由原來排至出水箱,改造至污泥澄清池,是為了防止壓濾過程出現壓濾水含固量高,進入澄清濃縮池繼續分離固態廢棄物。一期、二期廢水旋流子溢流管道原共用一根管道,改造為兩根分別進入中和箱,防止脫硫廢水旋流器運行效率低。
4.2 渣水系統改造
脫硫廢水出水箱利用出水泵輸送經過處理的合格脫硫廢水從初沉池進入渣水系統。除渣系統的撈渣機鏈條螺栓由原普通碳素鋼更換為哈氏合金材料;撈渣機撈渣底面有碳素板更換為鑄石板。渣水管道由不銹鋼管道全部更換內襯耐磨鑄鐵管道。脫硫廢水進入渣水系統的沉淀過濾池處理后進入回水池供除渣設備使用,渣水的沉淀過濾池作為二次處理減少來水的濁度,保證渣水輸送通暢。撈渣機鏈條螺栓和底板更換耐腐蝕新材質是為了防止渣水氯離子增加腐蝕設備表面損害設備。
4.3 運行方式改變
三聯箱每天定期排污、加藥箱每天定期溶藥并檢查加藥泵運行情況加藥管是否泄漏。脫硫廢水旋流器旋流子一期采用二運一備、二期采用四運二備,運行壓力嚴格控制在220-240kpa,廢水處理系統三聯箱入口流量控制在20-25t/h,防止廢水攜帶固態物質增加,與加藥量不匹配。渣水系統提高回水泵、渣漿泵、沖洗水泵的運行出來,保證渣水循環量不低,防止固態物質在管道內、設備中沉淀堵塞,從表X中看出中和箱、沉降箱、絮凝箱的體積分別25、25、37.5m3,取最高流量測得經過三聯箱各箱體時間大于30min,符合《DL5046-2006-T火力發電廠廢水治理設計技術規程》要求[1]。渣水系統沉淀過濾池是露天設備,在中雨以上氣象出現,應適度減少脫硫廢水旋流器的進水量以減少脫硫廢水排放量,避免渣水系統出現溢流進入雨水井污染環境的事故發生。
5 改造后的檢驗
改造后運行1年時間,化驗脫硫廢水和渣水的水質情況。
脫硫廢水設備改造后,出水水質濁度明顯下降。而且脫硫廢水的PH值高進入渣水系統后明顯的提高了渣水的PH值,但是帶來了渣水系統中氯離子含量的增加,月平均上漲了27%。另外渣水的月平均濁度也增加,但是上漲的幅度只有7.2%。因為據文獻記載,經過常規處理具有高PH的脫硫廢水直接排入電廠水力排渣系統, 一方面渣水處理系統的過濾作用可以截留脫硫廢水中的雜質以及渣水與脫硫廢水中和反應生成的固體物質,達到去除脫離廢水中雜質的目的[2]。
渣水系統由于更換了具有耐氯腐蝕鋼材,設備運行正常改造前與改造后維護檢修次數未出現變化,但是渣水系統污泥排放量逐漸增加,直接增加了清渣清泥的工作量。另外渣水系統補充工業水量大幅度下降;同時公司增加了兩套煤水處理系統,煤場雨水收集后重新作為煤場噴淋使用,使得公司整體工業水補充量明顯下降。如表5所示。
表5 改造前后的對比
脫硫廢水中的水作為渣水系統水源的補充,減少渣水系統的新鮮水用量,還起到一定的節能作用。以一頓工業水2.5元算,日平均節省697噸約費用1743元,每年可節省63萬元人民幣。另外,檢修費用和維護費用大幅度下降,為公司節約了運行成本。
6 結束語
隨著社會進步,國家對各種污染物的排放標準逐步提高,企業為滿足SO2達標排放,投入大量資金,但是對于脫硫廢水的利用一直沒有找到較為理想的提純工藝和技術導致脫硫廢水無法有效的利用。對脫硫廢水系統和渣水系統進行改造,從設計上實現優化,巧妙的避開了故障頻發點,減少了原來脫硫廢水下游用戶的檢修工作量,節省投資和運行費用,大幅降低了運行維護成本,有效的提升了脫硫廢水系統和濕式除渣系統運行的經濟性和可靠性,具有行業內推廣的實際意義。
參考文獻
篇6
關鍵詞:活性炭(AC) 污水 吸附
一、活性炭的性能介紹
活性炭(AC)是常用的一種非極性吸附劑,它是利用木炭、各種果殼和優質煤等作為原料,通過物理和化學方法對原料進行破碎、過篩、催化劑活化、漂洗、烘干和篩選等一系列工序加工制造而成,水處理用活性炭一般以優質椰子殼、核桃殼、杏殼、桃殼、煤質為原料,經系列生產工藝精制而成,外觀呈黑色顆粒狀,微孔發達,機械強度高,吸附速度快,凈化度高,不易脫粉,在其內部有無數微細孔隙縱橫相通,其孔徑為 1×10-10~1×10-6μm,特別是1×10-10~1×10-9μm 的微孔居多,使活性炭具有巨大的比表面積(可達 1000m2/g).這些物理特性也是活性炭具有強大吸附能力的重要原因,活性炭(AC)因其性能穩定,抗腐蝕,而得以廣泛應用。 使用活性炭進行處理可以簡單、有效、經濟地去除污水中的重金屬離子、有機和無機污染物 ,使水質獲得直接而迅速的改善。
活性炭的吸附形式分為物理吸附和化學吸附。物理吸附時通過分子力的吸附,即通過同偶極之間的作用和氫鍵為主的弱范德華力發生,物理吸附需要活化能,可在低溫條件下進行,而且是可逆的。化學吸附與價鍵力相結合,是一個放熱過程。化學吸附有選擇性,只對某種或幾種特定物質起作用?;瘜W吸附不可逆,比較穩定,不易解吸?;钚蕴课侥芰Φ拇笮〔粌H與本身性質有關,還與被吸附物質的 分子結構、溶解性和離子化程度等有關。
二、活性炭在污水處理中的應用
由于活性炭對水的預處理要求高,而且活性炭的價格昂貴,因此在廢水處理中,活性炭主要用來去除廢水中的微量污染物,已達到深度凈化的目的。
1.活性炭處理含鉻廢水
鉻是電鍍中用量較大的一種金屬原料,在廢水中六價鉻隨PH質的不同分別以不同的形式存在?;钚蕴坑蟹浅0l達的微孔結構和較高的比表面積,具有極強的物理吸附能力,能有效地吸附廢水中的Cr(VI),活性炭的表面存在大量的含氧基團如羥基(-OH)、羧基(-COOH)等,它們都有靜電吸附功能,對Cr(VI)產生化學吸附售后服務。完全可以用于處理電鍍廢水可達到國家排放標準。試驗表明:溶液中Cr(VI)質量濃度為50mg/L,PH=3,吸附時間1.5h時,活性炭的吸附性能和Cr(VI)的支隊率遠達到最佳效果,因此,利用活性炭處理含鉻廢水的過程是活性炭對溶液中Cr(VI)的物理吸附、化學吸附,化學還原等綜合作用的結果?;钚蕴刻幚砗t廢水,吸附性能穩定,處理效率高,操作費用低,有一定的社會效益和經濟效益。
2.活性炭處理含氰廢水
在工業生產中,金銀的濕法提取,化學纖維的生產,煉焦,合成氨,電鍍,煤氣生產等行業均使用氰化物或副產氰化物,因而在生產過程中必然要排放一定數量的含氰廢水?;钚蕴坑糜趦艋瘡U水已有相當長的歷史,應用于處理含氰廢水的文獻報道也越來越多,但由于CN、HCN在活性炭上的吸附容量小,一般為3mgCN/gAC~8mgCN/gAC(因品種而異),在處理成本上不合算。
3.活性炭處理含汞廢水
活性炭有吸附汞和含汞化合物的性能,但吸附能力有限,只適宜于處理含汞量低的廢水。如果含汞的濃度較高,可以先用化學沉淀法處理,處理好含汞月1mg/L,高時可達2~3mg/L,然后再用活性炭做進一步的處理。
4.活性炭處理含甲醇廢水
活性炭可以吸附甲醇,但吸附能力不強,只是易于處理含甲醇量低的廢水。工程運行結果表明,可將混合液的COD從40mg/L降至12mg/L以下,對甲醇的去除率達到93.16%~100%,其出水水質可以滿足會用到鍋爐脫鹽水系統進水的水質要求。
三、活性炭在污水處理中的優越性及前景展望
利用活性炭處理污水有很多優點:一、由于吸附前后被吸附的性質并未變化,如果能采用適當的解吸方法,還能回收水中有價值的物質。如果把粉狀活性炭投入爆氣設備中,炭粉與微生物形成了一種凝聚體,可使處理效果超過一般的二級生物處理法,出水水質接近于三級處理。二、活性炭在廢水處理方面的主要優點是處理程度高、出水水質穩定。與其他方法配合使用可獲得質量很高的出水水質,甚至達到飲用水標準。
在國內外實踐證明,活性炭再生方法的經濟性成為制約該法在環境工程領域更加廣泛應用的主要瓶頸。因此,如何選擇經濟有效的再生方法成為使用活性炭吸附技術的關鍵所在。
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篇7
關鍵詞:焦化 廢水處理 技術
焦化廢水是煤在高溫干餾過程中以及煤氣凈化、化學產品精制過程中形成的廢水,其中含有酚、氨氮、氰、苯、吡啶、吲哚和喹啉等幾十種污染物,成分復雜,污染物濃度高、色度高、毒性大,性質非常穩定,是一種典型的難降解有機廢水。它的超標排放對人類、水產、農作物都構成了很大危害。如何改善和解決焦化廢水對環境的污染問題,已成為擺在人們面前的一個迫切需要解決的課題。
目前焦化廢水一般按常規方法先進行預處理,然后進行生物脫酚二次處理。但是,焦化廢水經上述處理后,外排廢水中氰化物、COD及氨氮等指標仍然很難達標。針對這種狀況,近年來國內外學者開展了大量的研究工作,找到了許多比較有效的焦化廢水治理技術。這些方法大致分為生物法、化學法、物化法和循環利用等4類。
1 生物處理法
生物處理法是利用微生物氧化分解廢水中有機物的方法,常作為焦化廢水處理系統中的二級處理。目前,活性污泥法是一種應用最廣泛的焦化廢水好氧生物處理技術。這種方法是讓生物絮凝體及活性污泥與廢水中的有機物充分接觸;溶解性的有機物被細胞所吸收和吸附,并最終氧化為最終產物(主要是CO2)。非溶解性有機物先被轉化為溶解性有機物,然后被代謝和利用[1]?;玖鞒倘鐖D1所示。
但是采用該技術,出水中的CODCr、BOD5、NH3-N等污染物指標均難于達標,特別是對NH3-N污染物,幾乎沒有降解作用。近年來,人們從微生物、反應器及工藝流程幾方面著手,研究開發了生物強化技術:生物流化床,固定化生物處理技術及生物脫氮技術等。這些技術的發展使得大多數有機物質實現了生物降解處理,出水水質得到了很大改善,使得生物處理技術成為一項很有發展前景的廢水處理技術。合肥鋼鐵集團公司焦化廠、安陽鋼鐵公司焦化廠、昆明焦化制氣廠采用A/O(缺氧/好氧)法生物脫氮工藝,運行結果表明該工藝運行穩定可靠,廢水處理效果良好,但是處理設施規模大,投資費用高。上海寶鋼焦化廠將原有的A/O生物脫氮工藝改為A/OO工藝,污水處理效果優于A/O工藝[2],運行成本有所降低,效果明顯。
總的來看,生物法具有廢水處理量大、處理范圍廣、運行費用相對較低等優點,改進后的新技術使焦化廢水處理達到了工程應用要求,從而使得該技術在國內外廣泛采用。但是生物降解法的稀釋水用量大,處理設施規模大,停留時間長,投資費用較高,對廢水的水質條件要求嚴格,廢水的pH值、溫度、營養、有毒物質濃度、進水有機物濃度、溶解氧量等多種因素都會影響到細菌的生長和出水水質,這也就對操作管理提出了較高要求。
2 化學處理法
2.1催化濕式氧化技術
催化濕式氧化技術是在高溫、高壓條件下,在催化劑作用下,用空氣中的氧將溶于水或在水中懸浮的有機物氧化,最終轉化為無害物質N2和CO2排放。該技術的研究始于20世紀70年代,是在Zimmerman的濕式氧化技術的基礎上發展起來的。在我國,鞍山焦耐院與中科院大連物化所合作,曾經成功地研制出雙組分的高活性催化劑,對高濃度的含氨氮和有機物的焦化廢水具有極佳的處理效果[3]。
濕式催化氧化法具有適用范圍廣、氧化速度快、處理效率高、二次污染低、可回收能量和有用物料等優點。但是,由于其催化劑價格昂貴,處理成本高,且在高溫高壓條件下運行,對工藝設備要求嚴格,投資費用高,國內很少將該法用于廢水處理。
2.2焚燒法
焚燒法治理廢水始于20世紀50年代。該法是將廢水呈霧狀噴入高溫燃燒爐中,使水霧完全汽化,讓廢水中的有機物在爐內氧化,分解成為完全燃燒產物CO2和H2O及少許無機物灰分。
焦化廢水中含有大量NH3-N物質,NH3在燃燒中有NO生成,NO的生成會不會造成二次污染是采用焚燒法處理焦化廢水的一個敏感問題。楊元林[4]等通過研究發現,NH3在非催化氧化條件下主要生成物是N2,不會產生高濃度NO造成二次污染。從而說明,焚燒處理工藝對于處理焦化廠高濃度廢水是一種切實可行的處理方法。然而,盡管焚燒法處理效率高,不造成二次污染,但是其昂貴的處理費用(約為167美元/t [5])使得多數企業望而卻步,在我國應用較少。
2.3 臭氧氧化法
臭氧是一種強氧化劑,能與廢水中大多數有機物,微生物迅速反應,可除去廢水中的酚、氰等污染物,并降低其COD、BOD值,同時還可起到脫色、除臭、殺菌的作用。
臭氧的強氧化性可將廢水中的污染物快速、有效地除去,而且臭氧在水中很快分解為氧,不會造成二次污染,操作管理簡單方便。但是,這種方法也存在投資高、電耗大、處理成本高的缺點。同時若操作不當,臭氧會對周圍生物造成危害。因此,目前臭氧氧化法還主要應用于廢水的深度處理。在美國已開始應用臭氧氧化法處理焦化廢水[6]。
2.4 等離子體處理技術
等離子體技術是利用高壓毫微秒脈沖放電所產生的高能電子(5~20 eV)、紫外線等多效應綜合作用,降解廢水中的有機物質。等離子體處理技術是一種高效、低能耗、使用范圍廣、處理量大的新型環保技術,目前還處于研究階段。有研究表明[7],經等離子體處理的焦化廢水,有機物大分子被破壞成小分子,可生物降解性大大提高,再經活性污泥法處理,出水的酚、氰、COD指標均有大幅下降,具有發展前景。但處理裝置費用較高,有待于進一步研究開發廉價的處理裝置。
2.5 光催化氧化法
光催化氧化法是由光能引起電子和空隙之間的反應,產生具有較強反應活性的電子(空穴對),這些電子(空穴對)遷移到顆粒表面,便可以參與和加速氧化還原反應的進行。光催化氧化法對水中酚類物質及其他有機物都有較高的去除率[8]。高華等[9]在焦化廢水中加入催化劑粉末,在紫外光照射下鼓入空氣,能將焦化廢水中的所有有機毒物和顏色有效去除。在最佳光催化條件下,控制廢水流量為3600 mL/h,就可以使出水COD值由472 mg/L降至100 mg/L以下,且檢測不出多環芳烴。
目前,這種方法還僅停留在理論研究階段。這種水處理方法能有效地去除廢水中的污染物且能耗低,有著很大的發展潛力。但是有時也會產生一些有害的光化學產物,造成二次污染。由于光催化降解是基于體系對光能的吸收,因此,要求體系具有良好的透光性。所以,該方法適用于低濁度、透光性好的體系,可用于焦化廢水的深度處理。
2.6 電化學氧化技術
電化學水處理技術的基本原理是使污染物在電極上發生直接電化學反應或利用電極表面產生的強氧化性活性物質使污染物發生氧化還原轉變。目前的研究表明,電化學氧化法氧化能力強、工藝簡單、不產生二次污染,是一種前景比較廣闊的廢水處理技術。
Chang等[10 ]用PbO2/Ti作為電極降解焦化廢水。結果表明:電解2 h后,COD值從2143 mg/L降到226 mg/L,同時 760 mg/L的NH3-N也被去除。研究還發現,電極材料、氯化物濃度、電流密度、pH值對COD的去除率和電化學反應過程中的電流效率都有顯著影響。
梁鎮海等[11]采用Ti/SnO2+Sb2O3+MnO2/PbO2處理焦化廢水,使酚的去除率達到95.8%,其電催化性能比Pb電極優良,比Pb電極可節省電能33%。
2.7 化學混凝和絮凝
化學混凝和絮凝是用來處理廢水中自然沉淀法難以沉淀去除的細小懸浮物及膠體微粒,以降低廢水的濁度和色度,但對可溶性有機物無效,常用于焦化廢水的深度處理。該法處理費用低,既可以間歇使用也可以連續使用。
混凝法的關鍵在于混凝劑。目前一般采用聚合硫酸鐵作混凝劑,對CODCr的去除效果較好,但對色度、F-的去除效果較差。浙江大學環境研究所盧建航等[12]針對上海寶鋼集團的焦化廢水,開發了一種專用混凝劑。實驗結果發現:混凝劑最佳有效投加量為300 mg/L,最佳混凝pH范圍為6.0~6.5;混凝劑對焦化廢水中的CODCr、F-、色度及總CN都有很高的去除率,去除效果受水質波動的影響較小,混凝pH對各指標的去除效果有較大的影響。
絮凝劑在廢水中與有機膠質微粒進行迅速的混凝、吸附與附聚,可以使焦化廢水深度處理取得更好的效果[13]。馬應歌等[14]在相同條件下用3種常用的聚硅酸鹽類絮凝劑(PASS,PZSS,PFSC)和高鐵酸鈉(Na2FeO4)處理焦化廢水,實驗結果表明,高鐵酸鈉具有優異的脫色功能,優良的COD去除、濁度脫除性能,形成的絮凝體顆粒小、數量少、沉降速度快、且不形成二次污染。
3 物理化學法
3.1 吸附法
吸附法就是采用吸附劑除去污染物的方法。
活性炭具有良好的吸附性能和穩定的化學性質,是最常用的一種吸附劑?;钚蕴课椒ㄟm用于廢水的深度處理。但是,由于活性炭再生系統操作難度大,裝置運行費用高,在焦化廢水處理中未得到推廣使用。上海寶鋼曾于1981年從日本引進了焦化酚氰廢水三級處理工藝,但在二期工程中沒有再建第三級活性炭吸附裝置,以上所述就是原因之一[2]。
山西焦化集團有限公司利用鍋爐粉煤灰處理來自生化的焦化廢水。生化出口廢水經過粉煤灰吸附處理后,污染物的平均去除率為54.7%。處理后的出水,除氨氮外,其它污染物指標均達到國家一級焦化新廠標準,和A/O法相近,但投資費用僅為A/O法的一半[15]。該方法系統投資費、運行費都比較低,以廢治廢,具有良好的經濟效益和和環境效益。但是,同時存在處理后的出水氨氮未能達標和廢渣難處理的缺點。
劉俊峰等[16]采用高溫爐渣過濾,再用南開牌H-103大孔樹脂吸附處理含酚520 mg/L、COD 3200 mg/L的焦化廢水,處理出水酚含量≤0.5 mg/L,COD≤80 mg/L,達到國家排放標準。黃念東等[17]研究了細粒焦渣對焦化廢水的凈化作用。他們對顆粒大小、pH、溶液濾速等各種因素對吸附能力的影響因素作了考察,結果顯示,含酚30 mg/L的液體,在流速為4.5 mL/min,pH為2~2.5,溫度25℃的條件下,酚的去除率為98%。
3.2 利用煙道氣處理焦化廢水
由冶金工業部建筑研究總院和北京國緯達環保公司合作研制開發的“煙道氣處理焦化剩余氨水或全部焦化廢水的方法”已獲得國家專利。該技術將焦化剩余氨水去除焦油和SS后,輸入煙道廢氣中進行充分的物理化學反應,煙道氣的熱量使剩余氨水中的水分全部汽化,氨氣與煙道氣中的SO2反應生成硫銨[18]。
這項專利技術已在江蘇淮鋼集團焦化剩余氨水處理工程中獲得成功應用。監測結果表明,焦化剩余氨水全部被處理,實現了廢水的零排放,又確保了煙道氣達標排放,排入大氣中的氨、酚類、氰化物等主要污染物占剩余氨水中污染物總量的1.0%~4.7%[19]。
該方法以廢治廢,投資省,占地少,運行費用低,處理效果好,環境效益十分顯著,是一項十分值得推廣的方法。但是此法要求焦化的氨量必須與煙道氣所需氨量保持平衡,這就在一定程度上限制了方法的應用范圍。
4 廢水循環利用
將高濃度的焦化廢水脫酚,凈化除去固體沉淀和輕質焦油后,送往焦爐熄焦,實現酚水閉路循環。從而減少了排污,降低了運行等費用[20]。但是此時的污染物轉移問題也值得考慮。
5 結 論
焦化廢水治理技術能否成功應用,主要受3個因素制約:處理效果、投資運行費用以及是否會造成二次污染。目前的各種治理技術還不能完全滿足這三方面的要求。它們各有優缺點,這就需要因地制宜地選擇適合自身特點的技術方法,以及對現有方法的有機結合來取得比較滿意的效果。同時,還要進一步研究開發處理效果更好、投資運行費用更低、無二次污染、易于操作管理的新技術,這樣才能更加適合國情,才會有更廣闊的發展前景。
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關鍵詞:煤化工;排污;廢水處理;新方法
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.14.007
當前,國內對于煤化工廢水的處理更多的是應用生化方法,通過生物分解對其中的苯類、苯酚類等污染物進行降解,不過也有一定的技術限制,比如對其中的吡啶、咔唑類物質就很難有效分解。調查發現,許多煤化工企業對廢水的處理結果并沒有滿足國家一級標準,不管是廢水的濃度是顏色都存在問題,所以,在污水處理過程中要盡可能的減少其CODCr的含量,對氨氣、氮氣等也要盡量降解,使得處理后的污水達到國家標準。
1 煤化工廢水概述
煤化工廢水,是在煤化工生產過程中所產出的有著較多污染物質的廢水,其中包含著許多的有毒物質,比如:含氮、苯酚等污染物。調查發現,煤化工廢水中的氨氮有200~500mg/L,CODCr物質則有5000mg/L,而且其中還有著一定的有機物質,比如:環芳香族化合物,硫化物等,這類物質想要通過自然降解來處理難以取得好的效果,而且有機物的過多排放會造成水流的富營養現象,造成生態平衡的破壞。通過生物方法的降解,只會將萘、吡咯等進行分解,對入咔唑、聯苯類等的處理效果并不好。
2 煤化工廢水的處理方法
煤化工污水在排出之前,都必須經過凈化分解,一般來說對廢水首先采取的是物化預處理,氣浮、隔油就是其中使用較多的方法。氣浮法,是將污水中的油類等物質進行隔離處理,將浮在上部的油類進行處理并盡可能的回收,該種處理方法能夠有效防止污水中的油類對自然水環境的污染,而且還能對曝氣進行必要的處理。當前,大部分的煤化工企業更多的是應用缺氧、好氧生物的去污方法,也被稱作A/O方法。因為,好氧生物在對廢水中的污染物進行處理的過程中并不能有效發揮其除污性能,對其中包含的雜環類物質就很難有效分解。所以,面對當前大部分煤化工企業在廢水處理中的缺陷,必須創新發展廢水處理方法,比如應用PACT法、厭氧生物法等對污染物進行有效處理。
3 好氧生物法
應用好氧生物法對煤化工生產過程中產生的污水進行處理,主要有:PACT法、載體流動床生物膜法。前者主要是應用活性炭等對污水中的有害物進行吸附處理,因為活性炭這一物質的吸附力非常強,能夠為好氧生物儲存足夠的食物來源,而且,好氧生物還能提高其分解性能。這一方法的主要特點是,活性炭能夠循環往復使用,利用濕空氣氧化法能夠使得活性炭再生。
載體流動床生物膜法,也被稱作CBR,它是一種利用特定的結構形式的流動床方法,將產生的污水在選擇的生物單元內過濾處理,其中所包含的生物膜、活性泥等進行有機的結合,將膜內的填充成分再次投入到污泥池之中,而且在其表層會產生呈現出漂浮形式的微生物,并對廢水表層進行生物膜的附著處理。這一技術對于生物活性的組成以及濃度的要求比例相對較高,多數情況下要接近于標準值的兩到四倍,最大可接近8-12g/L,而且也進一步的提升了對廢水的分解效率。
4 厭氧生物法
厭氧生物法,也被稱作UASB方法,對于所排放污水的分解是依靠著污泥床技術來實現的,該方法是要利用特定的水質反應器皿,來構建一套固、液、氣分割系統,其底層是構建在污水反應器上,污水經過管徑進到污水反應器之中,而且經過加壓的方法從下至上的進行一步步的分解處理。其中所包含的厭氧生物將污水中的有害成分進行轉化處理,將甲烷、二氧化碳等排放,而且進到上層的三相分離器具之內。這一技術能夠有效的處理污水中的雜環類等有害物質,使得污水獲得進一步的處理。
5 煤化工廢水的深度降解技術
經過以上方法的處理,是對煤化工污水的初步過濾分解,其中的CODcr濃度已是顯著的降低了,不過污水中仍然含有大量難以處理的有害物存在,其渾濁度仍然非常高,其處理標準仍未滿足國家排污要求。所以,經過初步處理之后還要進行深度分解處理,主要運用到的技術有以下幾種:
5.1 固定化生物技術
該技術對廢水的降解有著非常強的針對性,能夠對其中的特定種類的菌類進行定性處理,使其對污水中的有害物質進行針對性的處理,特別是對吡啶等有著非常好的處理效果,實踐證明,該技術對污水中某些很難得到分解的物質的處理效果有著顯著的改善。
5.2 高級氧化技術
一般來說,對煤化工污水中所包含的有機物的處理是一個極為復雜的過程,其中大部分的構成是酚類,多環芳烴以及含氮有機物等,對這些物質的降解處理難度非常大,在對污水進行初級處理之后,效果并不明顯。而這里提到的高級氧化技術,可以對其中所包含的各類有機物進行深度的分解處理,將水中的HO離子,與其中的有機物自動的結合,并產生水和二氧化碳。同時,還能運用催化法來加以輔助,從而增強水中離子聯合的效果。在初期的處理過程中,也能夠應用到這一方法,可以有效的分解污水中的COD成分,但因為初期對催化劑的使用過多等問題,要求較高的經濟成本,所以這一技術還是主要用在對廢水的二次處理過程之中。
6 結語
隨著國內經濟的迅速發展,對能源的損耗、環境的污染越來越嚴重,人們對環境保護的關注度也是越來越高,許多新的污染處理方法得以應用,對于煤化工的污水處理來說,許多企業都已構建起有效的污水處理系統,當然想要取得更佳的處理效果,還需要投入更多的人力、物力,加強對新技術、新工藝的研發,從企業發展與社會和諧兩方面綜合考量。
參考文獻:
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篇9
水處理技術經濟論文范文一:焦化廢水處理技術
【摘 要】作為一個焦炭的生產和使用大國,我國的焦炭行業得到了迅猛的發展,但是在焦炭生產過程中產生的大量的、成分復雜的焦化廢水嚴重的污染了環境,并威脅著人類的健康,因此焦化廢水的處理一直以來是人們所關注的問題。本文簡單的對焦化廢水作了介紹,分析了其特點及對環境的危害,重點就焦化廢水的處理技術進行了深入的探討,包括生物脫氮技術、活性污泥技術等已發展成熟的技術和催化式氧化法等新型處理技術,最后展望了未來處理焦化廢水的技術發展方向。
【關鍵詞】焦化廢水 處理技術 有機物 污染物
一、引言
中國的焦炭生產量和消費量相對于世界其他國家而言是比較大的,近年來我國焦炭的產量占到全球產量的一半以上,但是伴隨著焦炭的大量生產,焦化廢水也大量產生,對環境的污染也逐漸加劇。在煉焦生產、煤氣回收和焦化產品的回收等過程中,產生的各種類型的廢水統稱為焦化廢水,由于煤源性質各異,煤化產品的回收工藝的不同,焦化廢水的成分復雜,其中酚類化合物為主要成分,此外,有機物還包含有芳香族化合物等,而無機物的主要包括硫化物、硫酸鹽等,因為焦化廢水的氨氮元素的含量很高,有機物所占比例較大,導致生物降解的難度較大,不易處理,使得處理后的焦化廢水的水質不能達到國家的排放標準,如果排放出去,將會嚴重污染環境,甚至威脅到人類的生存健康。所以,必須重視焦化廢水的處理問題,完善已有處理技術,研發新型的處理技術。
二、焦化廢水的處理技術
因為,含有難降解物質的焦化廢水排放到環境中會造成嚴重的污染,所以人們一直以來都致力于焦化廢水處理技術的研究,隨著科學技術的日益發展,目前,對于焦化廢水的處理已研發出多種類型的技術,主要包括生化方法、物化方法、化學法及物理法等,以及各種方法的綜合使用。
(一)生化法――活性污泥法和生物脫氮技術
生化法作為焦化廢水處理中使用范圍最廣而且較為有效的一種方法是通過微生物的氧化分解及吸附作用來將焦化廢水中的有機物除去。隨著不斷的研究和開發,以生化法的作用原理為基礎研發出了活性污泥法、生物脫氮技術等,實現了對焦化廢水中有機物的有效降解。生化法處理廢水的處理量大而且應用廣泛,但是,由于設施的規模較大,花費時間較長,所需費用較高,再加上依賴于廢水的水質條件,所以生化法仍需改進。
1.活性污泥法:在活性污泥法中,起到主要作用的物質為生物絮凝體和活性污泥,二者通過與有機物發生接觸而將可溶解的有機物吸收、吸附,經過氧化做作用最終生成以一氧化碳為主的產物,此外,不具溶解性的有機物在被轉化為可溶解的有機物后被微生物代謝和利用,最終將廢水中的大部分有機物降解,但是,此種處理技術并不能使焦化廢水完全達標,其對廢水中的含氮有機物的降解幾乎為零,所以仍舊有待完善。
2.生物脫氮技術:由于上述的活性污泥廢水處理法并不能將焦化廢水中的化學需氧量(COD)及含氮有機物充分降解,所以以普通生化技術為理論基礎的生物脫氮技術得以研發,其中包括又包括缺氧/好氧(A/O)工藝、厭氧.缺氧/好氧(A2/O)、缺氧/好氧一好氧(A/02)等多種工藝技術,使用生物脫氮技術對焦化廢水進行處理厚,結果表明生物脫氮的各項工藝不僅能脫氮還能將廢水中的許多有機物降解掉,經過處理的焦化廢水基本可符合排放標準。相比較與活性污泥法,生物脫氮技術的除污率明顯提高。但是,生物脫氮技術的各項工藝對于廢水中有機物、無機物等的好氧與厭氧特性的針對性不同,因此有時幾種工藝需結合使用對其進行綜合處理。
(二)物化法處理技術
經生化法處理技術處理后的焦化廢水的含氮有機物等的含量雖明顯減少,但是一些難降解的芳香族化合物依然存在,這些芳香族化合物的難以降解是導致化學需氧量(COD)較高的根本原因,這就需要物化法即物理化學方法的處理,主要是應用其吸附作用和氧化作用,對焦化廢水進行深度的處理,而且這種方法的污染物去除率較高,成本較低,是一種使用較為普遍的焦化廢水深度處理技術。
(三)化學法在焦化廢水處理中的應用
化學法,顧名思義就是利用化學反應來達到除污或改變污染物性質的目的。化學法通過向焦化廢水中加入各種類型的絮凝劑,使絮凝劑與廢水中的污染物發生化學反應,生成利于降解或去除的化學物質,或者是難溶的物質,從而凈化污水?;瘜W沉淀法作為化學法處理廢水中的一種有效方法多用來降解含NH,一N的有機物,有時為了更加有效地去除氨氮有機污染物通常將此法提前在生物處理法之前。
(四)物理法在焦化廢水處理中的應用
物理法相對于其他的焦化廢水處理技術來說原理相對簡單,操作也不是非常復雜,規模也相對較小,主要是通過物理方法將可見的、可以懸浮在焦化廢水中的污染物質進行分離過濾。物理法處理過程中,污染物的化學性質并不發生改變。目前,應用物理原理的主要方法有吸附法、萃取法以及吹脫法等,由于吹脫法的操作更加簡單、易控而且成本相對較低,對含氮物質的去除效果較好,所以使用較普遍,對其的研究改進的投入也較多。但是,吹脫法的針對性較高,只能對含有氨氮元素的污染物進行處理,而且容易對大氣造成污染,技術還有待提高。此外,物理法的缺點是對污水的處理難度較大、處理所需費用較高,相對來說,不是非常適合對焦化廢水的處理。
三、展望
通過對焦化廢水處理技術方法的探討,不難看出,焦化廢水的處理問題一直以來都受到重視,人們不斷地研發處理技術以求降低焦化廢水排放對環境造成的污染程度。物理法、化學法、生化法等各種類型的處理方法中均不斷有新的工藝手段被研發,但是單單一種處理方法并不能將焦化廢水中的污染物有效地去除,必須將多種工藝結合使用,才能達到降解廢水中有機物的目的,所以說,未來焦化廢水等的處理技術必將朝著多種技術工藝結合使用的方向發展,只有這樣,才能使不斷研發的新技術發揮其應有的作用??偠灾S著環境保護要求的日益提高,必須致力于焦化廢水的處理技術的研發,最大程度的減少其對環境的污染。
參考文獻:
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[2]高敏江,李素芹,王習東.納米TiO2/Fe3O4光催化劑的制備及其在焦化廢水處理中的初步應用研究.《水處理技術》.2010年9期
水處理技術經濟論文范文二:淺析水處理技術
摘 要現今隨著社會的不斷發展,人們生活中飲水的質量安全問題也越來越重要,從而對水處理技術也提出了更高的要求。本文根據對現今水處理技術的基本情況進行詳細的分析,對主要的水處理技術進行深入的闡述,從水處理技術當中的重點內容和操作的難點進行全面的分析,力求在實際當中加強此項技術的運用,為城市以及農村地區的飲水安全問題作出微薄的貢獻,也為人民的生活提供更高的保證。
關鍵詞水處理;技術;應用
Abstract: Nowadays, with the continuous development of society, people living drinking water quality safety problem is becoming more and more important, thus the water treatment technology has put forward higher requirements. According to the current water treatment technology the basic situation in detail, the main water treatment technology are expounded from the water treatment technology, the key content and the operation difficulty to undertake comprehensive analysis, in order to strengthen the actual technique, as the city and rural area drinking water safety issues a modest contribution, also for peoples life with higher guarantee.
Key words: water treatment; technology; application
現在,在許多地方,由于常年開發與環境的污染破壞,導致水源被污染的程度比較的嚴重,對當地人民的飲水質量安全造成了較大的威脅。所以,為了保證飲用水的安全,根據國家頒布的生活飲用水的標準,需要對水源進行一系列技術上的處理,使其達到相關的要求和規范,減少水源中存在的高氟、苦咸、高砷以及微生物病害等問題,解決影響人民生和質量和身體健康的質量問題。本文根據對水處理技術進行多角度的詳細分析和探討,對其中存在的實際問題進行深入的剖析,力求這項技術可以在人們的日常生活當中得到更加廣泛的運用,根據對技術特點和操作的詳細分析,得出各種技術分別適用于哪些環境下,并且,針對實際使用和操作當中的情況,對采集到的數據進行詳細的分析,對比得出不同的水處理技術當中的優缺點,幫助水處理技術在實際當中得到更好的應用,為人民的生活質量提供更加優質的保障,也為社會的發展做出積極的貢獻。
一、主要水處理技術的分析
一般的來講,在水處理的技術當中,比較常用的是離子交換技術、膜反滲透技術、電滲析技術、復合多介質過濾技術以及電絮凝技術,在這幾項技術當中,根據實際的使用和操作情況來看,膜反滲透技術存在有運行成本較高的問題,在操作和使用過程當中,會造成成本的增加,不利于解決實際的問題。同時,電滲析技術也存在有同樣的問題,雖然其在理論上面操作的成本不是非常的高,但是在實際工程當中不同的設備,造成的運行費用會比較的高。離子交換技術由于介質更換較為頻繁的緣故,在實際的使用和操作當中會造成管理的復雜和應用上的不便,運行費用則是根據實際情況來確定,不同的介質來源和更換的頻率都會造成其成本的不同。另外兩種技術,電絮凝技術和復合多介質過濾技術,是現今的兩種較新的技術,本文將對這兩種技術進行細致的分析,其中,電絮凝技術集中了電化學技術上的一些優勢,與此同時,此種技術還具有運行操作費用較低、管理較為簡易的優點,而復合多介質過濾技術,克服了其他的離子交換技術上的一系列的缺點,在運行成本和操作使用上面進行了多方面的改進和提高。這兩項技術是當今運用最為廣泛的兩種技術,不僅是因為其可以很好的控制使用的成本,更是因為其管理方面和操作方面的優勢,符合現今水處理技術的選擇原則。一般的來講,水處理技術應當遵循幾個方面的原則,首先,最為重要的一點就是一定要保證飲用水的安全,在進行相關的處理之后一定要達到相應的要求和規范;第二,技術需要安全可靠,需要成熟的技術,設備以及理論方面都較為全面;第三,運行費用要較低、管理要較為方便,不能選擇會造成很大成本的技術和設備,同時也不能選擇管理起來較為麻煩的技術,尤其是在一些較為貧困的地區,更是要對技術的成本進行嚴格的控制,要對技術的繁瑣程度進行嚴格的把握;最后一點,投資需要盡量的節省,在滿足了以上幾點原則之后,需要對技術的投資進行一系列的節省,這一點對于維持經濟發展和保證經濟效益來講,有著較為重大的意義和作用。根據以上的闡述,可以對現今的水處理技術現狀有著一個較為詳細的了解,下文就將對電絮凝技術和復合多介質過濾技術進行深入的剖析,通過采集數據的結果對兩種技術進行多方面的對比,旨在加強水處理技術在實際當中的應用。
二、電絮凝技術原理和流程分析
電絮凝技術是一種電化學技術,它集中了電化學當中的一些優點,使用電能來對化學試劑進行有效的替代,在減少了經濟成本的同時,還能較為有效的去處水源當中的重金屬以及懸浮固體等等物質,對乳化有機物以及其他的污染物質都能進行科學合理的去除,是一項新興的技術,在實際的使用和操作當中已經得到了不斷的完善,效果也得到了多方面的認可。電絮凝技術真正起步于上個世紀末期,但是其理論在上個世紀的初期就已經逐步的建立起來,由于設備的不成熟和實踐較少,所以一直都沒有得到廣泛的運用,一直到上個世紀的末期,才真正的在實際使用當中得到改進和提高?,F今,這項技術已經有了較大的突破,在歐美等國,已是水處理當中使用的主要技術之一,在合理的控制了經濟成本和設備的管理的同時,取得的效果也是比較的顯著。下文將對其主要的技術和操作進行詳細的分析。
電絮凝技術通過對多塊鋼板進行直流加電,從而在鋼板之間產生電場,待處理的水流在進入到鋼板之間的縫隙之后,正在進行通電的鋼板會有一部分被消耗,進入到水源當中,與此同時,電場中的離子和非離子的污染物質,在受到了電場的作用之后,和電場中電離出來的產物進行相互的反應作用,電場中的消耗水也加入到反應中去,各種離子之間相互作用,以最為穩定的形式結合成一些固體顆粒,在水流中逐漸的沉淀出來,達到了凈化水的目的,這就是電絮凝技術的主要工作原理。在電絮凝技術當中,水源由井池進入到均化池當中,均化池的作用是平衡水泵當中的水量,很好的控制其與電絮凝反應器當中的水流量之差,對反應的進行作嚴格的保障。然后,水流進入到反應器當中,一般的來講,是兩個反應器連接在一起,將水從均化池當中抽入至反應器,內部置有鋼板,可以與水中電離出的離子進行反應,可以達到預處理的目的和效果。在反應器的底部,設置有一個傾斜的空腔,這個空腔的作用是將水流當中的較重的顆粒吸引進去,對水流中還存在的一些鐵垢等污染物質,一并進行處理,這些物質由于質量較重,會逐步的沉入到空腔當中,不會隨著水流一起前進。然后,水流會依次經過污泥儲存設備、除沫池、沉淀池以及沙濾池等等,在其中進行進一步的污染物質處理,完成一系列的工藝流程,除去水中的顆粒、塵埃物質以及砂石等等,達到最佳的水處理效果。根據實際當中的使用和操作情況來看,電絮凝技術的效果比較良好,在合理的控制了成本和設備管理的情況下,達到了較好的使用效果。
三、復合多介質過濾技術原理和流程分析
復合多介質過濾處理技術,根據對水源進行一系列的物理處理,符合環保以及能耗低的要求,沒有化學藥劑的使用,在達到水源處理的要求和標準的同時,對成本也進行了較好的控制,整個處理的過程只需要使用較少的逆清洗水,所以,在實際的使用當中也得到了多方面的認可,技術也比較的成熟,應用較為廣泛。在復合多介質過濾處理技術當中,由于一系列現代化全自動處理系統的運用,可以更加方便的對水源情況進行實時的監控,讀讀數和操作起來較為的便捷,可維護性較強,整個的工藝流程較為簡易,同時,費用成本也較低,是一項現代化的技術。
在復合多介質過濾處理技術當中,水源首先進入到加壓泵當中,加壓泵根據流量以及壓力的要求,將水泵入至水處理系統池當中,進行初步的處理,然后水流經過全自動的逆洗介質處理器當中,處理器可以很好的過濾水流中的泥沙以及沉淀物,然后,在過濾完畢之后,水流進入到逆洗的活性炭吸附器中,此過濾器根據椰殼活性炭的使用,對水流當中的異味進行有效的處理,還可以進一步的清除水中的氯化物,除去水中的臭味。然后,水流依次經過除砷裝置、阻垢器、水紫外線消毒進口等等,對水中存在有的砷、鐵、錳等介質進行一些列的處理,除去水中的水垢,對水流進行臭氧分解以及殺毒,進一步的除去水中的污染物質,達到最佳的水處理效果。上述過程即是復合多介質過濾處理技術的主要工藝流程。
四、數據分析和效果對比
根據某地區使用和操作的效果進行詳細的分析,對比采集的數據可以發現,在使用了水處理技術之后,水中的有害物質明顯的下降,對污染物質起到了很好的處理效果,同時,根據電絮凝技術和復合多介質過濾技術的數據對比,可以看出,兩中技術都有各自的優勢所在,先絮凝技術對比多介質過濾處理技術,其使用和操作方面較為成熟、成本較低,同時管理方面比較的方便,設備的使用壽命以及維護程度都比多介質過濾處理技術強,但是,電絮凝技術也有其自身的劣勢所在,其一次性投資較高,對于較為貧困的地區,不是非常的適用。
五、結束語
綜上所述,可以對現今主要的水處理技術有著一個比較詳細的了解,通過對電絮凝技術和多介質過濾處理技術的詳細闡述,可以對相關技術的工作原理和工藝流程有著較為詳細的掌握,加強相關技術在實際中的使用和操作,加強水處理技術的效果,進一步的降低成本,加強管理,以最佳的方式對水源進行處理,為人民的生活提供最優質的保障。
參考文獻
葉銳.淺析水處理技術和工藝流程【J】.水電原理技術,2005.6
篇10
關鍵詞:煤 加壓氣化技術 發展
在現如今國內外以煤為原料的化工產品生產中,大多采取了多種樣式的煤氣化工藝,如粉煤流化床氣化、常壓固定床間歇氣化、粉煤氣流床氣化、碎煤加壓氣化,包括GSP爐、Shell爐、Texaco爐等,各樣式的氣化方法都會有自身的優缺點,對原料煤品質的要求也不盡相同。同時,在技術成熟程度、工藝的先進性方面也有著差異。所以,在實際中我們要根據采用的煤種類、產品結構、技術成熟可靠性及投資來選擇氣化方法。
一、煤加壓氣化技術概述
魯奇氣化爐是當前世界上在眾多加壓煤氣化工藝中再運裝置和業績最多的爐型,當前世界上最成功也是唯一的大型煤制油化工聯合體是坐落于南非的SA-SOL公司,其所應用的煤氣化技術就是來自德國的魯奇加壓氣化技術。該公司現有氣化爐97臺,其中SASOL?、駨S有17臺(13臺MK Ⅲ型、3臺MK Ⅳ型和1臺能力為66000m3/h的MK?、跣停?,SASOL?、驈S和SASOL Ⅲ廠各有40臺內徑為3.8m、能力為41000m3/h的MK Ⅳ型氣化爐,SASOL魯奇氣化爐設備的利用率能夠達到94%。
在國內,魯奇煤氣化爐也有一些成功的應用范例:山西化肥廠改造工程,增建1臺氣化爐;哈爾濱依蘭氣化廠,5臺氣化爐;山西化肥廠一期工程,4臺氣化爐;河南省義馬氣化廠一期,3臺氣化爐;云南解化煤制氨,共14臺氣化爐;山西潞安煤基16萬t合成油示范工程,4臺氣化爐;河南省義馬氣化廠二期工程,2臺氣化爐。目前在建的大唐國際SNG的化工廠、新疆廣匯80萬t二甲醚一期工程,均采用該氣化工藝。
魯奇煤氣化技術所具有優點包括:
1、在融合了術高效的熔渣氣化技術和成熟的移動床加壓氣化技所具有的優點后,可以充分的氣化劣質煤;2、煤爐逆向氣化,煤在爐內停留時間高達1h,反應爐操作溫度和爐出口煤氣溫度低;3、較低的氧耗量,在目前三類氣化方法中氧耗量是最低的;4、該技術的熱效率高于流化床氣化技術的效率;5、最終所得到的總體工藝效率要比其它氣化技術要高;6、在經過之前大量工業化應用驗證的基礎上,該技術安全可靠;7、幾乎全部能夠利用原料煤中的碳,碳轉化率在99.5%以上,不會有無資源的浪費;8、在分離粗氣中的焦油后直接可加工成副產品,也可在氣化爐中進行氣化;9、較小的廢水處理裝置,氣化爐排渣可筑路、無污染;10、投資低,性價比高。
二、氣化爐
煤加壓氣化爐都帶有夾套鍋爐,每臺氣化爐配1臺灰鎖、1臺煤鎖、1臺廢熱鍋爐、1臺洗滌器和1臺灰鎖膨脹冷凝器。
加壓氣化爐爐內設有攪拌裝置,用于氣化強黏結性的煙煤外的大部分煤種。為了能夠有效地氣化有一定黏結性的煤種,在氣化爐爐內上部設置了攪拌器與布煤器,把二者有機的安裝在同一空心轉軸上,其轉速的大小根據氣化用煤的黏結性和氣化爐生產負荷來進行調整,一般為10~20 r/h。煤從煤鎖加入,通過布煤器上2個布煤孔進入爐膛,平均布煤厚度在15~20 mm/r,從煤鎖下料口到煤鎖間的空間,約能儲存0.5h的氣化爐用煤量,可以用來緩沖煤鎖在間歇充、泄壓加煤過程中的氣化爐連續供煤。
在爐內,在布煤器的下面安裝攪拌器,通常情況下會設有上、下2片攪拌槳葉。槳葉深入到煤層的位置與煤的結焦性能有很大的關系,其位置深入到氣化爐的干餾層,以便于破除干餾層形成的焦塊。槳葉的材質可以使用耐熱鋼,可以在其表面堆焊各樣式的硬質合金,提高槳葉的耐磨性能。攪拌器、槳葉、布煤器均是殼體結構,外供鍋爐的給水需要通過布煤器、攪拌器。首先,煤進入攪拌器最下端的槳葉進行冷卻,然后再依次通過冷卻上槳葉、布煤器間的空間返回夾套形成水循環,鍋爐水的冷卻循環方式對布煤攪拌器的正常運行特別重要。因為當攪拌槳葉在高溫區進行工作時,如果水的冷卻循環不正常,將會導致攪拌器及槳葉超溫燒壞造成漏水,從而造成氣化爐運行的中斷。
同時,此種爐型也可不安布煤攪拌器,可以進行氣化不黏結性煤種。整個氣化爐上部傳動機構取消,只保留煤鎖下料口到爐膛的儲煤空間,結構相對來說較為簡單。
爐篦分5層結構,從下到上逐層疊合固定在底座上,頂蓋呈錐形,爐篦材質選用耐磨、耐熱的鉻錳合金鋼鑄造。最底層爐爐篦下面有3個灰刮刀安裝口,氣化原料煤的灰分含量來決定灰刮刀的安裝數量。如果灰分含量較少,則可以安裝1~2把刮刀。如果灰分含量較高,就需要安裝3把刮刀。支承爐篦的止推軸承體上有注油孔,由外部高壓注油泵通過油管注入止推軸承面進行,油需要是耐高溫的過熱缸油。爐篦的傳動采用液壓電動機傳動。液壓傳動具有結構簡單、調速方便、工作平穩等優點,但為液壓傳動提供動力的液壓泵系統設備較多,故障點由此也增加較多。介于氣化爐直徑過大,為使爐篦得到均勻受力,可以使用2臺電動機對稱布置。
灰鎖與煤鎖的上、下錐形閥采用硬質合金密封面,延長煤、灰鎖的運行時間,減少故障率。南非SASOL公司在煤灰鎖上、下錐閥的密封面采用了碳化硅粉末合金技術,使錐形閥壽命延長到18個月以上。
三、工藝流程
加壓氣化裝置由氣化爐及排灰灰鎖和加煤煤鎖組成,氣化爐直接與煤鎖和灰鎖相連。裝置運行時,在經過破碎篩分成5~50 mm的煤后,經過自動操作煤鎖進入到氣化爐。在煤被裝滿之后,隨即對煤鎖進行充壓,從常壓一直充至氣化爐的操作壓力。在向氣化爐加完煤之后,煤鎖卸壓至常壓,隨即開始下一個加煤循環過程。
用來自氣化爐的粗煤氣和來自煤氣冷卻裝置的粗煤氣使煤鎖分兩步充壓;煤鎖卸壓的煤氣收集于煤鎖氣氣柜,并送往燃料氣管網。減壓后,留在煤鎖中的少部分煤氣,用噴射器抽出。通過煤塵旋風分離器和布袋除塵器除去煤塵后排入大氣。
氣化劑-蒸汽、氧氣混合物,通過安裝在氣化爐下部的旋轉爐篦噴入,在燃料區燃燒一部分煤,為吸熱的氣化反應提供所需的熱。在氣化爐上段,剛加進來的煤向下移動,與向上流動的氣流逆流接觸。在此過程中,煤經干餾、干燥和氣化后,殘灰留下,灰由氣化爐中經旋轉爐篦排入灰鎖,再經灰斗排至水力排渣。灰鎖也進行充、卸壓的循環,其中充壓用過熱蒸汽來完成。
氣化爐為帶夾套的Mark?、粜?,每臺氣化爐配1臺灰鎖、1臺煤鎖、1臺洗滌器和1臺廢熱鍋爐。產氣量決定灰鎖與煤鎖裝卸料的頻率。離開氣化爐的煤氣首先進入洗滌冷卻器,煤氣用循環煤氣水加以洗滌并達到飽和狀態。洗滌冷卻器將煤氣溫度降至200℃,再除去可能夾帶的大部分顆粒物。
飽和并冷卻后的煤氣進入廢熱鍋爐,通過生產0.5 MPa低壓蒸汽來回收一部分煤氣中蒸汽的冷凝熱,多余煤氣水送往煤氣水分離裝置。離開氣化工段的粗煤氣在壓力達到2.91 MPa (g)、溫度為181℃的飽和狀況下,經粗煤氣總管進入煤氣冷卻工段。
四、污水處理工藝
煤加壓氣化產生的粗煤氣中含大量粉塵、水蒸氣和碳化的副產物――輕油、焦油、萘、脂肪酸、酚、溶解的氣體和無機鹽類等,溫度也較高。因此,需冷卻和洗滌,以降溫和除去粗煤氣的有害物。在粗煤氣洗滌和冷卻時,這些雜質進入水中,形成氣、液、固三態存在的多成分煤氣水。
煤加壓氣化過程中產生的廢水成分復雜,含焦油、氨、酚、塵等多種雜質,它們在水中含量高。煤種的不同導致各成分的含量也不同,但此種廢水用常規生化、過濾、反滲透等方法無法直接處理,須先將水中塵、油、酚、氨等進行分離、回收,這樣一方面回收廢水中有價物質,帶來一定經濟效益;另一方面也使廢水達到一般廢水處理方法的進水要求。
根據煤加壓氣化工藝特點,廢水處理工藝中,經焦油、粉塵分離后的水大部分返回工藝裝置循環使用,多余水為工藝廢水,再逐步經過酚、氨回收,生化處理等工藝等過程,最終讓廢水達到國家排放標準后排放。
五、結論
煤加壓氣化技術在全世界的廣泛推廣應用,讓其作為一種相對成熟的技術逐漸得到人們的認可,不僅適用于貧煤、長焰煤、無煙煤,甚至是一些型煤也都可以進行處理。與此同時,推廣這種技術還解決了復雜的廢水處理難題,是一項利國利民的好技術。
參考文獻