气化废水的处理技术探索

第38卷第3期安徽化工2012年6月ANHUI CHEMICAL INDUSTRYn302357气化废水的处理技术探索谢群(中石化安庆分公司化肥部安徽安庆246001)摘要对气化装置废水进行采样分析,了解现有废水处理效果。取样后,在实验室中进行各种实验分析影响处理因子后,制定废水处理方案,对气化装置废水处理和利用进行初步探索。关键词:气化装置废水;实验;处理方案;探索dol:103969isn.1008-553X20203.021中图分类号:X703文献标识码:A文章编号:1008-553X(2012)03-0057-041概述31混凝实验本公司气化装置采用壳牌技术生产合成气,煤中的用100mL量筒取6个水样至6个1000mL烧杯碳在高温下部分氧化反应生成以CO和H2为主的气中投入不同浓度的混凝剂将水样置于ZR46型混凝体。气化装置的废水经混凝沉淀,部分清水内部循环剩实验搅拌器下。混凝实验搅拌器以500min的速度搅拌余少量的水进行两级氧化处理。气化废水氨氮含量低,30s,150rmin的速度搅拌5min,l80rmin的速度搅拌悬浮物含量高,尤其是对于粒径极小的粉煤灰,极难去10min。搅拌过程中注意观察并记录“矾花”形成的过除此外还含有少量的重金属。废水中的CN通过两级程。搅拌过程完成后停机静沉15min,观察并记录“矾氧化去除但因处理能力有限,处理后废水难以达标。为花”沉淀的过程。取上清液约100mL置于6个洗净的了使气化废水处理后的水质达到回用指标结合现有工125mL烧杯中,并分别用浊度仪测出剩余浊度。艺条件,开发合适的处理工艺。32氧化实验2实验部分用500mL量筒取水样至500mL烧杯中,投入不同21实验用水浓度的氧化剂,将水样置于ZR4-6型混凝实验搅拌器实验用水为气化废水沉淀池进出口及污水预处理下,混凝实验搅拌器以150mmin的速度搅拌5mn后停装置第二反应池出口的水。机取水样100mL,测定其COD22水质分析方法4结果与讨论采用电感耦合等离子直读光谱仪(lCP)、X荧光光41水质分析谱和常规的碱度、硫酸根、氯离子pH等测定方法氨氮现场采样,采样点分别为气化废水沉淀池进口气化含量采用凯氏定氮法测量化学需氧量采用国家标准法废水沉淀池出口以及第二反应池出口,具体的水质分析(CBI19|4-89)测量。数据见表1。表2是对气化废水金属离子的全分析,表33实验方法是气化废水重点考查的几个水质指标的分析。表1气化废水沉淀池进出口水质分析结果时向取样点电导率氨氮(mg/L)(mg/L)(mg/L)(mg/L)沉淀池进口428.108964152768.2225414042080007-02沉淀池出口526212.1428407141.98788155431.367660二反应池出口34412022562249825756813.720410484由表1分析数据可知,气化废水中的悬浮物含量较化学氧化法处理。碱度较高,其 Langumiur指数大于高,需经适当的混凝沉淀处理;COD含量较高,可采用2.0TH中国煤化工用于工艺用水需进CNMHG收稿日期:2012-03-05作者简介:谢群(1%65-),男,1988年毕业于抚顺石油学院环境工程专业,工程师现从事煤化工安全环保技术工作,13966626242,056-5376894,总第177期2012年第3期(第38卷)安徽化工表2气化废水水质分析数据单位:mgL指标沉淀池进口1296<0.051.6580051634<0.05005005<0051.524沉淀池出口00520.99<0.050.05<005<0051306第二反应池出日0.328005161640.0514040.05<0.05<005<0051.091指标MgPPb沉淀池进口18111.154<005<005358006<0.050.1沉淀池出口20562703<005005309.9-0.050073<0.050.218第二反应池出口1.871220050567394000058000168表3水质分析数据COD(mN/L)油量(m/)CN(mg硫化物(mgl调节池0939第二反应池出口l.10.572含氰废水出口行除盐处理后的气化废水的COD和浊度均有很大程度的降低,基42混凝实验本满足回用要求针对水样,进行初步的混凝筛选实验(2)复合氧化剂的比例对处理效果的影响421pH对原废水浊度的影响对复合氧化剂的比例D1D2)在pH值为3.0时对气化废水的浊度在pH值为1-1的范围内呈现凸COD的降解效果进行初步优化,由此可确定Dl和D2形提高或降低pH值均可使水的浊度降低但在酸性的用量比例为1:5。范围内,气化废水的浊度随着pH值下降的幅度明显高(3)复合氧化剂的反应时间对处理效果的影响于碱性水的范围。在pH值为30时,研究了复合氧化剂的反应时间4.2.2不同混凝剂对气化废水浊度的影响对COD的降解效果。结果表明,在60min前COD变化(1)有机高分子絮凝剂PAM较大,60min后COD变化不大。综合考虑取反应时间在不同pH值条件下,与不加PAM相比,加人PAM为6min对气化废水的浊度影响不大。(4)与NaCO氧化效果的比较(2)无机聚合铝盐PAC结合对氧化出水进行混凝处理,比较了复合氧化剂在不同pH值条件下,与不加PAC相比加人PAC和NaCO氧化的效果。复合氧化剂的处理效果要明显对气化废水的浊度影响不大好于 NaClo氧化处理的效果。(3)硅藻土43.2复合氧化-混凝处理在不同pH值条件下,与不加硅藻土相比,加入硅(1)在pH值为100时随着氧化沉淀剂的浓度增藻土有助于降低气化废水的浊度,但降低得有限。加,气化废水的浊度降低得越多,处理效果越明显4)复合混凝处理(2)不投加氧化沉淀剂,仅调节pH至10.0,沉降将不同混凝剂复合后对气化废水进行处理,复合混20mn后浊度下降不明显凝剂对气化废水的处理效果随着沉降时间的延长而变(3)在pH值为30时,随着氧化沉淀剂的浓度增好,在12小时后浊度均小于70mgL,甚至小于40mgL。加,气化废水的浊度降低得越多处理效果越明显(5)停留时间对处理效果的影响44混凝氧化的工艺试验确定气化废水放置一段时间后,再用混凝剂进行处理,44.!前期试验总结对气化废水均有明显的处理效果,浊度均小于40mg/L(1)同样的药剂在处理过程中,其处理效果相差比43氧化实验较大中国煤化工的存放时间太长有关43.1复合氧化剂处理系,日CNMHG(1)pH值对复合氧化剂处理效果的影响2)气化度水仅加5xmg.化沉淀剂后变成均相实验表明,pH值为3左右时经过复合氧化剂处理黑色溶液(可能由于是其与氰根等物质络合显色),浊度谢群:气化废水的处理技术探索为1190NUT,过滤后溶液仍为黑色。COD浊度(3)气化废水加碱调节pH值时,用NaOH或Ca④用硫酸调节气化废水的pH值至3.0后进行曝(OH)2后均呈现浅绿色,但用Ca(OH)2有利于沉淀。气2小时,再加入6g/L的NaCo进行再氧化后,测其(4)氧化沉淀剂的作用明显比无机混凝剂、有机混COD浊度。凝剂的处理效果要好得多。⑤用硫酸调节气化废水的pH值至30后进行曝5)先加氧化沉淀剂后加Ca(OH)2的工艺与先加气2小时,再加入20mg/L的氧化沉淀剂和125gL的Ca(OH)2后加氧化沉淀剂的反应现象不一样,且碱不加Ca(OH)2,搅拌20min,沉降30mn后,取上清液,加人到一定的量不会沉降。前者沉淀后上清液为无色沉淀6g的NaCO进行再氧化后测其COD浊度为黑色;后者上清液为浅绿色沉淀也为浅绿色实验表明,对气化废水的处理效果为:⑤>③>①(6)调酸后加氧化沉淀剂后不变色,再加Ca(OH)2>④>②,其中⑤、③、①的效果明显好于④和②,且后沉降,上清液的浊度为45,如不加酸调则上清液浊度COD和浊度均较小,仅C、碱度较高,无法直接回用为75,说明酸性条件更有利于氧化作用。(2)药剂投加顺序对其处理效果的影响。考虑到氧因此,为了保证气化废水的处理效果,于11月9日化沉淀剂与Ca(OH2加入的先后顺序,因此对药剂加重新取水样,将取来的水样先进行曝气处理,以对其中入顺序进行了研究。的有机物进行初步的空气氧化(消除存放时间对处理效在气化废水中先加入025gCa(OH)2,水样变为乳果的影响),再进行混凝氧化处理并用Ca(OH)2调节白色,再加30mg/L的氧化沉淀剂,沉降快,溶液呈浅绿H值,同时起到沉淀的作用色,且有小悬浮颗粒。44.2氧化沉淀-再氧化工艺研究在气化废水中,先加入30mg的氧化沉淀剂,再加氧化沉淀剂主要为以无机铁盐为主的复合氧化组入025gCa(OH),溶液不沉降;追加Ca(OH)2,沉降效分,与气化废水中的微粒形成沉淀,同时与Ca(OH)2调果好沉降快且澄清;追加10mgL的氧化沉淀剂,形成节pH值而产生沉淀,因而污泥主要组成为钙盐、铁盐、颗粒悬浮,不沉降。部分氧化的有机物的钙铁盐等,对环境影响小,可直接因此确定了先加Ca(OH)2调节pH值后再加氧化填埋。沉淀剂的加药顺序。将上述氧化沉淀混凝后的上清液进行NaCo再氧(3)处理工艺的确定。将气化废水进行曝气2小化处理,随着NaCO浓度的增加,出水COD指标下降,时,再加人20mp/L的氧化沉淀剂和1.25L的ca(OH)当NCO(10%)的浓度达到6g/后,出水的COD小于2,在反应澄清池中沉降30min后澄清出水,加人6gl00mg/L。的NaCO进行再氧化。44.3曝气-氧化沉淀-再氧化工艺研究4.5膜法处理工艺(1)几种处理工艺的比较。由于前述的氧化沉淀将上述工艺处理的出水用硫酸调节pH值至再氧化工艺对浊度和COD的去除效果高,但COD仍较7.0~75之间,经保安过滤器和一级RO反渗透膜处理,高,从减少氧化剂的用量曝气对水中的有机物有氧化得到的水质如下:作用等方面来考虑,采用曝气-氧化沉淀-再氧化工pH值:70-7.5;Ca2-:30-50mgL;Mg2:0;C:30-60艺,并与其他处理工艺进行比较,以确定最佳的工艺处mg/l;碱度:20-40mg/L;电导率:80-120sm理路线。具体五种工艺路线如下46气化废水处理回用于循环水试验①在气化废水中加入10mgL的氧化沉淀剂和考虑到循环水系统的补充水量较大,按照气化废水1.25gL的Ca(OH),搅拌20mn,沉降30mn后,取上清处理的工艺流程其出水与长江水按1:1进行混合,作液,加入6g/L的 NaCIO(10%)进行再氧化后,测其为循环冷却水的补充水具体水质见表4COD、浊度。采用有机磷系缓蚀阻垢处理方案,投加NKS-480②将气化废水进行曝气2小时,再加入6gL的缓蚀阻纠60m(T业品计)同时为了考虑NKS480NClO进行再氧化后,测其COD、浊度。和氧中国煤化工验过程中每3天加入③将气化废水进行曝气2小时,再加入2m的5mCNMHG氧化沉淀剂和125g/的Ca(OH为,搅拌20min,沉降30min试验过程中,控制浓缩倍数在40-5.5之间,经过后取上清液加入6g/的NaCO进行再氧化后,测其10天的动态模拟试验,TP-316L不锈钢的腐蚀速率均60总第177期2012年第3期(第38卷)安徽化工表4水质分析数据序号单位测定值pH电导率Ca2(以CaCO3计)104总碱度(以CaCO3计)mmoU/L64氯离子小于《中华人民共和国国家标准工业循环冷却水处理NKS-480的缓蚀阻垢效果的影响小设计规范》(GB50050-2007)规定的铜及其合金不锈5总结钢的腐蚀率小于0005mm/a的要求;TP-316L不锈钢的综合以上工艺路线的研究结合膜处理的长周期和污垢沉积率为5,72,小于《设计规范》规定的污垢沉积率安全运行考虑确定气化废水的处理流程,见图1。小于20mm的要求;氧化杀菌剂优氯净的加入对亚硫酸钠气化夏水气反应地补充水图1气化废水处理工艺流程图将气化废水进行曝气2小时,再加入氧化沉淀剂和2]三废处理工程技术手册一废水卷M北京:化学工业出版a(OH)2,在反应澄清池中沉降30min后,澄清出水,加NaCO在氧化池中再氧化,出水经过双膜法水处理,作B]水和废水标准检验法M北京:中国建筑工业出版社,198为循环冷却水的补充水,达到回用水的要求。[4]水和废水监测分析方法M北京:中国环境科学出版社,1989参考文献5]周彤污水回用决策与技术M北京:化学工业出版社,2002]王量均吴孟周石油化工废水处理设计手册北京国化肥油改煤工程污水预处理装置工艺技术规程安庆:20050石化出版社,1996Gasification Wastewater Treatment Technology to ExploreXIE Q(Sinopec Anqing Branch Fertilizer, Anqing 246001, China)Abstract: In this paper, the gasification plant wastewatersamp)inalvsis to understand the effect of thexistingwastewater treatment. After sampling a variety of experiment中国煤化工 the impact of treatmentfactors, the development of wastewater treatment program to gaCNMH Gtment and the use ofpreliminary explorationKey words: gasification plant wastewater; experimental; treatmentam: explore