焦油化工企业论文

1企业废水的水质特点及危害

1.1废水的水质情况

某企业主要从事焦炭生产、苯加氢及粗焦油加工，建有完整的污水处理系统和生化处理装置，综合生化处理前的水质要求为：COD≤3500mg/L、氨氮≤100mg/L；废水主要源自煤高温干馏煤气冷却、粗苯分离、粗焦油加工和苯加氢等生产过程，10t/h的废水中有2t/h是高浓度有机废水，由于有机物含量严重超标，可生化性较差，需要经过单独的处理，以降低COD和氨氮的含量，确保满足综合生化处理的水质要求。高浓度有机废水的水质分析结果：COD104100mg/L，NH3-N19000mg/L，挥发酚2600mg/L，CN-110mg/L，硫化物110mg/L，石油类400mg/L。

1.2废水的主要成分及危害

高浓度废水的组成很复杂，其中所含氨氮污染物主要以无机铵盐的形式存在，有机污染物中除了占80%多的酚类化合物以外，还含有脂肪族、杂环类和多环芳烃等化合物；此类废水COD和氨氮的含量太高，其中难降解的物质较多，会对生化处理系统造成危害。

2实验方法及技术原理

2.1实验用主要试剂和仪器

硫酸汞（HgSO4）、重铬酸钾（K2Cr2O7）、六水合硫酸亚铁铵〔（NH4）2Fe（SO4）2•6H2O〕等均为分析纯（上海化学试剂厂）；浓硫酸（H2SO4）、盐酸（HCl）、2%稳定性二氧化氯溶液（郑州化学试剂厂），自制催化剂。UV-1750紫外分光光度计，日本岛津；精密pH计，北京分析仪器厂；微波闭式CODTNTP消解仪，WXJ-Ⅲ/WMX-Ⅲ-B型，上海分析仪器厂；消解罐、蒸馏瓶、氨吸收瓶，天津玻璃仪器厂；UV光源，天津工业光源有限公司。

2.2技术原理

工艺采用ClO2氧化与光催化相结合（ClO2/UV）方式，即在氧化消解塔中增加波长为0.01～0.38mm的紫外灯作为催化光源，加入微量催化剂，通过ClO2进行氧化消解，实现了对氨氮和有机物的高效去除。由于ClO2的氧化能力远远高于次氯酸钠和氯气，特别是对苯环、酚类等具有不饱和键结构有机物的氧化消解效果最好〔2〕，所以该企业高浓度废水处理选用ClO2/UV工艺方法，具有一举两得的效果：一是由于废水中含有高浓度的无机氨氮采用氯折点法去除，这是脱氨氮工艺中常用的方法，尤其是排量较少的废水脱氨氮有很多工艺无法实施，而ClO2脱氨氮则没有限制性条件，只要达到合适的pH即可；二是ClO2氧化消解有机污染物比较彻底，对废水的pH适应范围比较广泛，并且ClO2还能与绝大多数着色官能团反应，具有良好的脱色作用；另外增设催化光源和微量催化剂，处理效率较单独使用ClO2有很大提高。

2.3工艺流程

工艺流程如图1所示。

2.4工艺流程简介

2.4.1焦油处理

由于废水焦油含量过高，必须进行除油预处理，以免造成蒸氨装置堵塞。工艺选用隔油池、气浮装置将废水中的轻重油以及浮渣，经油水分离器去除，处理后的污水流入废水储存池。

2.4.2废水储池

由于高浓度有机废水量较少（2t/h），从实际情况考虑，采用间歇处理方式，以24h为一个处理单元（即48t），每天处理约5h，废水以10t/h的量进入处理装置。

2.4.3蒸氨装置

蒸氨工艺要求温度在60~70℃左右，在废水储池内部安装蒸汽盘管，由泵提升至蒸氨塔，进行蒸氨处理。蒸氨装置采用焦油废水处理广泛采用的空气吹脱法去除氨氮，该工艺具有处理装置简单，处理效果稳定，投资少和运行费较低等优点。

2.4.4ClO2/UV

多级氧化消解经过蒸氨之后，废水温度在60~70℃左右，正好满足氧化塔进水温度50~60℃的要求，不需要添加蒸汽加热装置，当废水流满氧化反应塔后，启动循环泵和ClO2发生器，水泵从塔内抽取废水与ClO2混合后再送到塔内，塔内装有陶瓷接触介质，为有机物和ClO2提供反应接触界面；此外，塔内增设的紫外催化光源，能提高COD和氨氮的去除率〔3〕；并可根据不同的水质情况设置多级氧化反应塔，使COD和氨氮的含量达到预期指标。

3实验结果与讨论

用自制催化剂和稳定性ClO2溶液为氧化剂，对废水进行氧化消解，同时引入紫外催化光源。实验条件：取废水250mL，调节pH为2，在紫外灯照射下，投加35mL2%的ClO2溶液和3g催化剂，随着反应时间的延长，废水中有机物和COD去除情况如图2所示。方式反洗前后滤料表面油量变化明显。反冲洗前核桃壳滤料表面黏附较多油类、滤料相互黏结、呈流淌性光泽。反冲洗后核桃壳滤料表面呈现棕色、滤料颗粒分散、滤料表面呈不规则光泽。

4结论

（1）轴向动态反冲洗过滤器对含聚污水具有较好的油和悬浮物去除效能。出水平均含油质量浓度为3.63mg/L，平均悬浮物质量浓度为10.3mg/L，油去除率为96.0%，悬浮物去除率为78.1%。（2）轴向动态反冲洗方式反冲洗强度8.8L/（s•m2）的反冲洗过程，滤料截留油去除率为96.23%，核桃壳滤料油量为0.51mg/g。（3）轴向动态反冲洗方式较常规水力辅助机械搅拌反冲洗方式具有较好的滤料反洗再生效果，反洗前后滤料表面油量变化明显。

作者:郭歌李迎春屈建海王宏力袁琳单位:河南省化工研究所有限责任公司