混凝法预处理煤气化废水实验研究

第6期(总第163期)煤化工No.6(Total No. 163)2012年12月Coal Chemical IndustryDec.2012混凝法预处理煤气化废水实验研究史作磊,孟冬,闫卫林， 胡晓瑜(青岛科技大学,山东青 岛266042)摘要采用絮凝沉降的方法，以硫酸为破乳剂,聚合氯化铝作无机絮凝剂,搭配使用有机絮凝剂聚丙烯酰胺，将煤气化废水进行预处理，显著降低了固体悬浮物含量和含油量。经加热蒸氨处理后，除油率达到85. 5%.ss质量浓度降到25.9 mg/L,为生化处理提供了一个较清洁的环境。因脱酚率不高,后续生化处理需配合采用酚氨回收工艺。关键词煤气化废水 ,混凝法,预处理文章编号:1005 -9598(2012)- 06 0030-03中图分类号 :X784文献标识码:A煤气化废水中所含污染物成分受煤质和气化工1.2测试方法与原料数据艺的压力、温度等因素的影响较大,煤气废水中除含(1)煤矿水中悬浮物(SS)的测定:按照MT/T805-有原煤中存在的物质外,还含有煤转化的中间产物和1999标准测试;终产物,以及生产过程中加人的其他化学物质等。这些(2)重量法测油含量:按照6GB--T8570. 6-1988废水的特点是污染物浓度高、固体颗粒多,在生化处标准测试;理时,经常出现很多黏稠的煤焦油化合物黏附在管道(3)酚含量测定:采用溴标准分析方法;和塔盘上的现象,增加了塔操作的负荷;难降解有机(4)气化废水数据为:pH值8.6,sS质量浓度250 .物含量大、酚含量多、含油量大,会直接杀死细菌,不mg/L.油质量浓度820 mg/L,总酚质量浓度4 460 og/L。利于微生物生长,不能直接进行生化处理。本研究选1.3 实验方法择混合絮凝的方法预先处理煤气化废水，深人探讨降1.3.1选择硫酸作破乳剂[1低废水中的固体悬浮物含量和含油量的方法,为改善取50mL废水,加入到150m.烧杯中,在室温25生化处理环境,达到更佳的处理效果,起到指导作用。C、200r/min条件下搅拌,分别加人不同体积的硫酸(1+1),在2min内加完,搅拌5min后,静置0.5h,过1实验滤,分析滤液悬浮物sS含量。1.3.2絮凝剂的选择1.1 仪器与试剂(1)无机絮凝剂的选择[2川1:取100 m原料,经100电动显示搅拌棒,76-1型;恒温水浴锅,B- 260目筛网过滤后,加硫酸(1+1)1 ml, 调节废水的pH值型;pH计,PHS-3C型。为7左右，分别滴加适量的2 g/L的PAC、PAFS .PPS,硫酸( 1+1,即按浓硫酸和蒸馏水1:1的体积比配使得溶液中絮凝剂质量浓度分别为50 mg/L、100制)、30 C~60 C石油醚均为分析纯、聚合氯化铝mg/L、200 mg/L和250 mg/L。(PAC)、聚合硫酸铝铁(PAPS)、聚合硫酸铝(PFS)、阳离(2)有机絮凝剂的选择%:原料经100目筛网过子聚丙烯酰胺(CPAM、阳离子度30%)、阴离子聚丙烯滤后,调节废水pH值为7左右,滴加PAC的质量浓度酰胺(APAM、相对分子量1 200万).两性聚丙烯酰胺为100 mg/L,加完后保持150 r/min搅动3 min,滴加均为工业品。0. 2 g/L CPAM.0. 2 g/L APAM,O.2g/L两性PAM各3mLc收稿日期:2012-08-01作者简介:史作磊( 1985- ),男,山东济宁,在读硕士研究生. 2010年本科毕业于中国煤化工艺专业,研究方向为清洁化工工艺学, E-mail: shizuolei2013@163. com。TYHCNMHG.2012年12月史作磊等:混凝法预处理煤气化废水实验研究-31-1.3.3蒸氨处理从图2可以看到，在投药量相同或相近的情况废水经PAC+APAM搭配絮凝处理后，取出250 mL下,采用无机絮凝剂PAC的絮凝效果较好,并且当投滤液,在60 C水浴下蒸氨处理,一直蒸发至气体pH加质量浓度为100 mg/L时,效果最佳,超过此剂量，值约为7为止(把pH试纸放入气体中,取出润湿后再效果反而变差。其原因可能是在此浓度下,PAC起到测pH值)，然后继续加水定容至250mL。选择加入很好的脱稳、吸附架桥和沉淀网捕的作用,若浓度太PAC，保持其质量浓度50mg/l，再次滴加0.2g/L、大时,胶粒表面会被高分子覆盖,无法通过桥联作用CPAM,并且探索CPAM的最低浓度。而发生絮凝,反而会起到稳定作用,不易絮凝下来[2)。2.3 有机絮凝剂的选择2结果分析与讨论有机絮凝剂与无机絮凝剂相比，具有用量少、絮2.1 破乳剂的选择凝快、不易受到水的pH值和温度及共存盐类的影响破乳剂的加人能够调节溶液的pH值，使絮凝处且易于脱水等优点,但又具有成本高、抗剪切能力差理更容易进行,不同的破乳剂具有不同的效果(I,考等缺点,实际工作中,经常选择无机絮凝剂与有机絮虑到原料成本.本实验采用硫酸(1+1 )作为破乳剂,考凝剂合理搭配使用5。不同有机絮凝剂与处理能力的察了不同pH值下的处理效果(见图1)。.关系见表1。置200表1不同有机絮凝剂与处理能力的关系的180絮凝剂Ss质量浓度除油脱酚率/mgLl/%160&140PAC82368.0PAC+APAM3(四12费10045678PAC+CPAM5610.4PAC+两性PAM513. 6pH值图1不同pH值下破乳效果由表1可以看出,虽然脱酚效果均不显著,但使从图1可以看出,加入硫酸(1+1 )破乳剂后,随着用APAM搭配无机絮凝剂PAC的方法,Ss和除油率效pH值的减小,滤液中ss含量开始大幅下降,但越过果较好。因为单独使用无机絮凝剂形成的矾花较小,pH=7中性点之后,下降趋势变缓。考虑原料成本和处而且溶液中细小的矾花很难聚沉,复配使用无机絮凝理效果两个因素,本实验选择使用硫酸(1+1),调节剂和有机絮凝剂，形成的矾花不易破碎且絮体较密pH值为7左右。集,而且处理后的上清液清澈透光。2.2无机絮 凝剂的选择当APAM的质量浓度分别为0. 5 ng/L、1.0mg/L、无机絮凝剂的种类很多,在不同的体系中有不同3. 0mg/L、5. 0 mg/L.10.0 mg/L时,分析絮凝处理后滤的处理效果。通过实验考察了几种无机絮凝剂在不同液中的含油量，得到不同质量浓度APAM与除油率的浓度下的使用效果，不同絮凝剂质量浓度对处理后关系(见图3)。.ss含量的影响见图2。结合表1和图3,得出实验结果:在APAM的质量浓度保持在3.0mg/L时,除油率基本达到64%.但是，140p70 rE 120* 60.K 100-量50[武80-40 |专50100150200 250[2 16无机絮凝剂质量浓度/g.L"中国煤化工-■-PAC 一●一-PAFS --PFS图2不同无机絮凝剂质量浓度对 ss含量的影响图3MYHCNMH G.-32-煤化工2012年第6期也可以看到,无论使用何种有机絮凝剂,废水的脱酚率始终保持在15%以下，说明只通过简单的絮凝处3结论理,很难降低废水中的酚含量。当煤气化废水在pH值小于7时,可以有效地破2.4蒸氨处理乳,选择pH值约为7时,就基本可以满足絮凝沉降的将经过一次絮凝处理的煤气化废水,通过水浴加要求;无机絮凝剂和有机絮凝剂搭配使用,效果较好，热进行蒸氨处理,再加入最低质量浓度为50 mg/L的并且经过蒸氨处理,再次经PAC+CPAM絮凝处理后,提PAC,因为经PAC+CPAM处理后的溶液中，胶体和悬浮高了除油率,有效地降低了废水中有机物含量,最终颗粒多带负电荷,此时常使用阳离子中和颗粒所带的ss质量浓度仅为25. 9mg/L,含油质量浓度为118. 9电荷,使胶体和含油的悬浮物再次脱稳絮凝,从而带mg/L;对于煤气化废水絮凝处理,脱酚率均在15%以动一些含酚类的小颗粒的有机物有效沉降,提高了除下,效果并不显著。因此,絮凝沉降可以作为预处理手油率，通过实验考察了CPAM 的质量浓度对除油率的段,与酚氨回收工艺及生物处理联合起来,才能对煤影响(见图4)。气化废水进行深度处理。37参考文献:34 F[1]赵雅芝,薛大明.混凝法处理含油污水的研究[J].环85[境保护科学.1996, 22(1):58-60.送7572上[2]马青山,贾瑟 ,孙丽珉.絮凝化学和絮凝剂[M].北39 t京:中国环境科学出版社, 1988:49-63.0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0[3]杨春. 聚合硫酸铝铁的制备与性能评定[J].安徽工CPAM质量浓度/mg.心+业大学学报, 2007, 24<2) :156-158.圉4蒸氨后 CPAM质量浓度对除油率的影响[4] Wang SB, Boyjoo Y, Choueib A. A Comparative Studyof Dye Renoval Using Fly Ash Treated by Different由图4可以看到，当保持加人的CPAM质量浓度Methods[J]. Chemosphere, 2005, 60(10):1 401- 1 407.为1. 0 mg/L.时,除油率有一个最佳值85. 5%,此时测[5]曹福.混凝-气浮处理含油乳化液废水的试验研究出ss质量浓度可降为25. 9 mg/L。[D].武汉:武汉科技大学, 2004:7-34.Coagulation Pretreatment of Coal Gasification WastewaterShi Zuolei, Meng Dong, Yan Weilin and Hu Xiaoyu(Qingdao University of Science and Technology, Qingdao Shandong 266042, China)Abstract The method of focculation and sttling was used in the study. To pretreat the coal gasification wastewaterwith sufuric acid as the demulifer polymeric aluninum chloride as the inorganic coagulant and polyacrylamide as theorganic coagulant, the suspended solids and oil content were signifcantly reduced. The oil removal rate was up to 85.5%and ss content fell to 25.9 mg/L after ammonia ditillation via waler bath heating, which provided a cleaner environmentfor the downstream biochemical treatment. As its phenol renoval rate was not high, the biochemical treatment should beincorporated with a phenol ammonia recovery process.Key words coal gasifcation wastewater, coagulation method, pretreatment欢迎订阅欢迎投稿欢迎刊登广告中国煤化ImonadYHCNMH G.