化工廢水處理.ppt

項目三化工廢水處理 資源環(huán)境系朱明華 水污染控制技術(shù) 課件 一 啟發(fā)引導 根據(jù)含油廢水的來源 物理性質(zhì) 化學性質(zhì)及基本特點 設計出去除污染物的方法 二 要點講解1 含油廢水的來源與性質(zhì) 水污染控制技術(shù) 課件 來源含油廢水的來源非常廣泛 除了石油開采及加工工業(yè)排出大量含油廢水外 還有固體燃料熱加工 紡織工業(yè)中的洗毛廢水 輕工業(yè)中的制革廢水 鐵路及交通運輸業(yè) 屠宰及食品加工以及機械工業(yè)中車削工藝中的乳化液等 其中石油工業(yè)及固體燃料熱加工工業(yè)排出的含油廢水為其主要來源 水污染控制技術(shù) 課件 石油工業(yè)含油廢水主要來自石油開采 石油煉制及石油化工等過程 石油開采過程中的廢水主要來自帶水原油的分離水 鉆井提鉆時的設備沖洗水 井場及油罐區(qū)的地面降水等 石油煉制 石油化工含油廢水主要來自生產(chǎn)裝置的油水分離過程以及油品 設備的洗滌 沖洗過程 固體燃料熱加工工業(yè)排出的焦化含油廢水 主要來自焦爐氣的冷凝水 洗煤氣水和各種貯罐的排水等 水污染控制技術(shù) 課件 2 狀態(tài)含油廢水中的油類污染物 其比重一般都小于1 但焦化廠或煤氣發(fā)生站排出的重質(zhì)焦油的比重可高達1 1 油通常有三種狀態(tài) 1 呈懸浮狀態(tài)的可浮油如把含油廢水放在桶中靜沉 有些油滴就會慢慢浮升到水面上 這些油滴的粒徑較大 可以依靠油水比重差而從水中分離出來 對于石油煉廠廢水而言 這種狀態(tài)的油一般占廢水中含油量的60 80 左右 2 呈乳化狀態(tài)的乳化油這些非常細小的油滴 即使靜沉幾小時 甚至更長時間 仍然懸浮在水中 這種狀態(tài)的油滴不能用靜沉法從廢水中分離出來 這是由于乳化油油滴表面上有一層由乳化劑形成的穩(wěn)定薄膜 阻礙油滴合并 如果能消除乳化劑的作用 乳化油即可轉(zhuǎn)化為可浮油 這叫破乳 乳化油經(jīng)過破乳之后 就能用沉淀法來分離 3 呈溶解狀態(tài)的溶解油 油品在水中的溶解度非常低 通常只有幾個毫克每升 水污染控制技術(shù) 課件 3 對環(huán)境的危害油污染的危害主要表現(xiàn)在對生態(tài)系統(tǒng) 植物 土壤 水體的嚴重影響 油田含油廢水浸入土壤孔隙間形成油膜 產(chǎn)生堵塞作用 致使空氣 水分及肥料均不能滲入土中 破壞土層結(jié)構(gòu) 不利于農(nóng)作物的生長 甚至使農(nóng)作物枯死 為此 我國在1985年頒布的 B5084 1985 農(nóng)田灌溉水質(zhì)標準 規(guī)定 在一 二類灌區(qū)對水質(zhì)的要求 石油類含量均不得大于10mg L 含油廢水 特別是可浮油 排入水體后將在水面上產(chǎn)生油膜 阻礙大氣中的氧向水體轉(zhuǎn)移 使水生生物處于嚴重缺氧狀態(tài)而死亡 在灘涂還會影響?zhàn)B殖和利用 有資料表明 向水面排放一噸油品 即可形成5 106m2的油膜 含油廢水排人城市溝道 對溝道 附屬設備及城市污水處理廠都會造成不良影響 采用生物處理法時 一般規(guī)定石油和焦油的含量不超過50mg L 2 基本原理及工藝設備 水污染控制技術(shù) 課件 上浮基本原理利用不同物質(zhì)的密度差 當密度大于水的密度時 會出現(xiàn)上浮現(xiàn)象 隔油池 水污染控制技術(shù) 課件 隔油池 利用水比油輕的特性 將油分離于水面并撇清 主要用于去除浮油或破乳后的乳化油 平流式隔油池 API 平行板式隔油池 PPI 波紋斜板隔油池 CPI 壓力差自動撇油裝置 水污染控制技術(shù) 課件 1 平流式隔油池流經(jīng)隔油池的過程中 流速降低 相對密度小于1 0而粒徑較大的油品雜質(zhì)得以上上浮水面上 相對密度大于1 0的雜質(zhì)則沉于池底 在出水一側(cè)的水面上設集油管 當水面浮油達到一定的厚度時 轉(zhuǎn)動集油管 使切口進入水面油層之下 浮油即溢入管內(nèi) 并導流到池外 水污染控制技術(shù) 課件 水污染控制技術(shù) 課件 2 斜板隔油池在平流式隔油池內(nèi)安裝傾斜的平行板 便變成了平行板式隔油池 水污染控制技術(shù) 課件 水污染控制技術(shù) 課件 3 簡易格油池這類格油池類似于下水道 被阻隔在水面上的浮油定期從井口由人工撇除 乳化油及破乳方法 水污染控制技術(shù) 課件 當油和水相混 又有乳化劑存在 乳化劑會在油滴與水滴表面上形成一層穩(wěn)定的薄膜 這時油和水就不會分層 而呈一種不透明的乳狀液 當分散相是油滴時 稱水包油乳狀液 當分散相是水滴時 則稱為油包水乳狀液 乳狀液的類型取決于乳化劑 水污染控制技術(shù) 課件 1 乳化油的形成乳化油的主要來源 由于生產(chǎn)工藝的需要而制成的 如機械加工中車床切削用的冷卻液 是人為制成的乳化液 以洗滌劑清洗受油污染的機械零件 油槽車等而產(chǎn)生乳化油廢水 含油 可浮油 廢水在溝道與含乳化劑的廢水相混合 受水流攪動而形成 在含油廢水產(chǎn)生的地點立即用隔油池進行油水分離 可以避免油分乳化 而且還可以就地回收油品 降低含油廢水的處理費用 例如 石油煉制廠減壓塔塔頂冷凝器流出的含油廢水 立即進行隔油回收 得到的浮油實際上就是塔頂餾分 經(jīng)過簡單的脫水 就是一種中間產(chǎn)品 如果隔油后 廢水中仍含有乳化油 可就地破乳 此時 廢水的成分比較單純 比較容易收到較好的效果 水污染控制技術(shù) 課件 2 破乳方法簡介破乳的方法有多種 但基本原理一樣 即破壞液滴界面上的穩(wěn)定薄膜 使油 水得以分離 破乳途徑有下述6種 1 投加換型乳化劑 例如 氯化鈣可以使鈉皂為乳化劑的水包油乳狀液轉(zhuǎn)換為以鈣皂為乳化劑的油包水乳狀液 在轉(zhuǎn)型過程中存在著一個由鈉皂占優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為鈣皂占優(yōu)勢的轉(zhuǎn)化點 這時的乳狀液非常不穩(wěn)定 油 水可能形成分層 因此控制 換型劑 的用量 即可達到破乳的目的 這一轉(zhuǎn)化點用量應由實驗確定 2 投加鹽類 酸類可使乳化劑失去乳化作用 3 投加某種本身不能成為乳化劑的表面活性劑例如異戊醇 從兩相界面上擠掉乳化劑使其失去乳化作用 水污染控制技術(shù) 課件 4 攪拌 震蕩 轉(zhuǎn)動通過劇烈的攪拌 震蕩或轉(zhuǎn)動 使乳化的液滴猛烈相碰撞而合并 5 過濾如以粉末為乳化劑的乳狀液 可以用過濾法攔截被固體粉末包圍的油滴 6 改變溫度改變?nèi)榛旱臏囟?加熱或冷凍 來破壞乳狀液的穩(wěn)定 破乳方法的選擇是以試驗為依據(jù) 某些石油工業(yè)的含油廢水 當廢水溫度升到65 75 時 可達到破乳的效果 相當多的乳狀液 必須投加化學破乳劑 目前所用的化學破乳劑通常是鈣 鎂 鐵 鋁的鹽類或無機酸 有的含油廢水亦可用堿 NaOH 進行破乳 水處理中常用的混凝劑也是較好的破乳劑 它不僅有破壞乳化劑的作用 而且還對廢水中的其它雜質(zhì)起到混凝的作用 3 混凝基本原理及設備去除目標 應用 膠體及部分細小的懸浮物 1nm 0 1 m 有時認為在1 m 一般給水廠的主體處理工藝 工業(yè)廢水的預處理 中間處理 終處理 城市污水處理廠的污泥調(diào)理 水污染控制技術(shù) 課件 膠體的性質(zhì) 光學特性 指膠體在水溶液中能引起光的反射 布朗運動 膠體為常見的分散體系之一 表面性質(zhì) 分散體系的分散度越大 膠體顆粒的比表面積越大 具有的表面自由能越大 使膠體可以產(chǎn)生特殊的吸附能力和溶解現(xiàn)象 動電現(xiàn)象 膠體具有帶電性 在電場力作用下 膠體微粒向一個電極方向移動的現(xiàn)象 水污染控制技術(shù) 課件 膠體的結(jié)構(gòu) 雙電層結(jié)構(gòu) 中心稱為膠核 表面選擇性吸附一層帶同號電荷的離子 成為膠體的電位離子 由于電位離子的靜電引力 在其周圍又吸附了大量的異號離子 形成了所謂的 雙電層 水污染控制技術(shù) 課件 電位離子 反離子 擴散層 膠團邊界 滑動面 膠粒 吸附層 膠核 電位 電位 膠體的結(jié)構(gòu) 水污染控制技術(shù) 課件 膠體的性質(zhì) DLVO理論 固液分散體系的穩(wěn)定化理論 膠體的穩(wěn)定性和凝聚可由兩膠粒間的相互作用和距離來評價 范德華引力 EA 1 d6 靜電斥力 ER 1 d2 水污染控制技術(shù) 課件 水的混凝機理與過程 鋁鹽在水中的化學反應Al2 SO4 3 18H2O為例的過程 1 水解過程配位水分子發(fā)生水解 Al H2O 6 3 Al OH H2O 5 2 H 其結(jié)果是 價數(shù)降低 pH降低 最終產(chǎn)生 Al OH 3沉淀 2 縮聚反應 OH 發(fā)生架橋 產(chǎn)生高價聚合離子 多核羥基絡合物 其結(jié)果是 電荷升高 聚合度增大產(chǎn)物包括 未水解的水合鋁離子單核羥基絡合物多核羥基絡合物氫氧化鋁沉淀 水污染控制技術(shù) 課件 水的混凝機理與過程 混凝機理壓縮雙電層 電解質(zhì)加入 與反離子同電荷離子 壓縮雙電層 電位 穩(wěn)定性 凝聚 吸附 電性中和 膠核表面直接吸附帶異號電荷的聚合離子 高分子物質(zhì) 膠粒等 來降低 電位 吸附架橋 高分子物質(zhì)和膠粒 以及膠粒與膠粒之間的架橋 水污染控制技術(shù) 課件 水的混凝機理與過程 網(wǎng)捕或卷掃 金屬氫氧化物在形成過程中對膠粒的網(wǎng)捕小膠粒與大礬花發(fā)生接觸凝聚 不同pH條件下鋁鹽的混凝機理 水污染控制技術(shù) 課件 混凝劑 水污染控制技術(shù) 課件 混凝過程 混凝過程 1 凝聚 coagulation 2 絮凝 flocculation 劇烈攪拌 瞬間完成 在混合設備中完成高聚合物的吸附架橋脫穩(wěn)膠粒 生長成大礬花d 0 6 1 2mm 水污染控制技術(shù) 課件 帶電荷的水解離子或高價離子壓縮雙電層或吸附電中和 電位 脫穩(wěn) 凝聚 生長成約d 10 藥劑的溶解與投加 濕投法 水污染控制技術(shù) 課件 混凝過程 作用 使藥劑能快速 均勻地分散到廢水中 快速 是因混凝劑在廢水中發(fā)生水解反應的速度很快 需要盡量造成急速擾動以生成大量細小絮體 并不要求生成大顆粒 均勻 是為了化學反應能在廢水中各部分得到均衡發(fā)展 水力條件要求 攪拌時間 10 30s 工業(yè)應用常取2min 混合 水污染控制技術(shù) 課件 混凝過程 混合方式 管道混合 水泵混合 機械混合 水污染控制技術(shù) 課件 混合方式 水污染控制技術(shù) 課件 混凝過程 絮凝反應 使混合形成的小絮凝體經(jīng)過充分碰撞接觸 形成大而致密的絮體 作用 水力條件 反應設備應有一定的停留時間和適當?shù)臄嚢鑿姸?使小絮體有一適宜的相互碰撞機會 攪拌強度太大或太小 會對反應池的絮凝效果產(chǎn)生影響 水污染控制技術(shù) 課件 混凝過程 水力攪拌反應池 絮凝設備 機械攪拌反應池 隔板反應池折板反應池穿孔旋流反應池旋流式反應池 水污染控制技術(shù) 課件 水力攪拌反應池 折板反應池 折板反應池 水污染控制技術(shù) 課件 機械攪拌反應池 水污染控制技術(shù) 課件 澄清池 懸浮泥渣型 懸浮澄清池脈沖澄清池泥渣循環(huán)型 機械加速澄清池水力循環(huán)加速澄清池目前常用的是機械加速澄清池 水污染控制技術(shù) 課件 機械加速澄清池 水污染控制技術(shù) 課件 三 案例介紹 水污染控制技術(shù) 課件 750萬噸燃料型煉油廠生產(chǎn)廢水 生活污水處理 工藝流程為 中和 平流隔油 斜板隔油 加壓溶氣浮選 生物接觸氧化 過濾 氧化塘 水污染控制技術(shù) 課件 水污染控制技術(shù) 課件 一 啟發(fā)引導 根據(jù)色度比較大的廢水中形成顏色的物質(zhì)和性質(zhì) 理解處理色度大的廢水的應用需求 水污染控制技術(shù) 課件 化學吸附 化學鍵力 不可逆 利用具有吸附能力的多孔性物質(zhì)去除水體中微量溶解性雜質(zhì) 吸附的分類 二 要點講解1 吸附吸附本質(zhì) 物理和化學吸附的區(qū)別 吸附等溫式 吸附平衡 V 廢水容積 L W 吸附劑投加量 g C 平衡時水中剩余的吸附質(zhì)濃度 g L C0 原水中吸附質(zhì)濃度 g L 弗蘭德利希 Freundlich 吸附等溫式 越小 吸附性能越好 朗格謬爾吸附等溫式 式中 Nm 單分子層覆蓋的飽和值 與溫度無關(guān) q 平衡吸附量 mg g k 吸附系數(shù) C 吸附質(zhì)的濃度 g L 吸附劑 活性炭是由形狀扁平的石墨型微晶體構(gòu)成的 處于微晶體邊緣的炭原子 由于共價鍵不飽和而易與其他元素如氧 氫等結(jié)合形成各種含氧官能團 使活性炭具有一些極性 目前對活性炭含有官能團 又稱表面氧化物 的研究還不夠充分 但已證實的有 OH基 COOH基等 吸附操作方式 操作方式 靜態(tài)操作 廢水不流動 動態(tài)操作 廢水流動 固定床 移動床 流化床 活性炭的再生 吸附飽和后的吸附劑 經(jīng)再生后可重復使用再生的目的 就是在吸附劑本身結(jié)構(gòu)不發(fā)生或極少發(fā)生變化的情況下 用某種方法將吸附質(zhì)從吸附劑的細孔中除去 以便能夠重復使用 再生方法 加熱再生法 常見高溫加熱再生 藥劑再生法 有機溶劑 無機溶劑 2 化學氧化還原概述 氧化還原的基礎無機物 有機物 氧化還原法分類 失去電子過程 氧化過程 失去電子的物質(zhì) 還原劑得到電子過程 還原過程 得到電子的物質(zhì) 氧化劑 氧化 加氧或去氫反應 或生成CO2 H2O還原 加氫或去氧反應 水污染控制技術(shù) 課件 氧化法 氯氧化法 1 投加藥劑 漂白粉 次氯酸鈉 液氯等 氯在水中瞬間水解 2 實例 含氰廢水處理第一階段 局部氧化法 該式在任何pH下 反應都很快 但生成的CNCl揮發(fā)性物質(zhì) 毒性和HCN差不多 在酸性下穩(wěn)定 需進一步分解它 該反應需pH控制在12 13 時間 10 15分 pH 9 5時 反應不完全 主要用途 氰化物 硫化物 酚 醛 油類的氧化去除以及脫色 脫臭 殺菌等 Cl2 H2O HOCl HClHOCl H OCl pH 9時 OCl 接近100 CN OCl H2O CNCl 有毒 2OH CNCl 2OH CNO 氰酸根 毒性小 Cl H2O 水污染控制技術(shù) 課件 氧化法 3 第二階段 完全氧化法 雖然CNO 毒性小 僅為氰的千分之一 但易水解生成NH3 因此從水體安全出發(fā) 還應徹底處理 pH應在6 7 考慮重金屬氫氧化物的沉淀去除 可控制在7 5 8 時間30分 2NaCNO 3HOCl H2O 2CO2 N2 2NaCl HCl H2O 水污染控制技術(shù) 課件 臭氧氧化法 物理化學性質(zhì)強氧化劑 氧化還原電位與pH有關(guān) 在酸性溶液中為2 07V 僅次于氟 3 06 在堿性溶液中為1 24V 在水中的溶解度較低 只有3 7mg L 25 臭氧化空氣中臭氧只占0 6 1 2 會自行分解為氧氣 水中的分解速度比在空氣中的快 如水中的臭氧濃度為3mg L時 在常溫常壓下 其半衰期僅5 30分 有毒氣體 對肺功能有影響 工作場所規(guī)定的最大允許濃度為0 1mg L 具有腐蝕性 除金和鉑以外 臭氧化空氣對所有的金屬材料都有腐蝕 一般采用不銹鋼材料 對非金屬材料也有強烈的腐蝕作用 不能用普通橡膠作密封材料 水污染控制技術(shù) 課件 臭氧氧化法 臭氧的制備 1 方法 無聲放電法 氣相中放電和液相中放電兩種 水處理中多采用氣相中放電 石墨和不銹鋼作為電極 2 原理 由于介電體的阻礙 只有極小的電流通過電場 即在介電體表面的凸點上發(fā)生局部放電 水污染控制技術(shù) 課件 臭氧氧化法 3 反應器分為 板式電極和管式電極兩種 臥管式臭氧發(fā)生器的構(gòu)造 水污染控制技術(shù) 課件 臭氧氧化法 4 影響臭氧產(chǎn)量的因素 電壓 放電頻率 放電間隙 水污染控制技術(shù) 課件 臭氧氧化法 臭氧接觸反應設備根據(jù)臭氧化空氣與水的接觸方式不同可分為氣泡式 水膜式和水滴式三類 是一種用于受化學反應控制的氣 液接觸反應設備 應用最多 根據(jù)產(chǎn)生氣泡裝置的不同 分為 多孔擴散 機械表面擴散 塔板式 內(nèi)填有拉西環(huán)填料 主要用于受傳質(zhì)控制的反應 適用于受傳質(zhì)控制的反應 應用 1 氧化無機物 2 氧化有機物 3 作為消毒劑使用 氣泡式 水膜式 水滴式 水污染控制技術(shù) 課件 還原法 應用領(lǐng)域 金屬離子的處理原理 采用化學還原法將金屬離子還原為低價除去 以金屬還原法為例 還原劑金屬 鐵粉 鋅粉應用 處理含汞 含鉻和含銅廢水 鐵屑還原效果與廢水pH有關(guān) 當pH值低時 由于鐵的電極電位比氫的電極電位低 則廢水中的氫離子也將被還原為氫氣而逸出 Fe Hg2 Fe2 Hg Fe 2H Fe2 H2 水污染控制技術(shù) 課件 概況 水污染控制技術(shù) 課件 該廠日均排放廢水約250t 水中有機物含量較高且堿性較強 其中漂洗水水量最大 但污染負荷相對較小 煮煉 染色工序所排放污水是有機物的主要來源 其中殘留的助劑是構(gòu)成有機污染的主要成分 助劑多為直鏈有機物 由于產(chǎn)品以純棉織物為主 純棉織物使用的染科上染率較低 廢水中殘留的染料較多 色度較深 染料一般為環(huán)狀芳烴有機物 為難降解物質(zhì) 另外廢水還有少量懸浮物 原水COD為700 1100mg L BOD為150 250mg L 色度為200 300倍 pH為9 11 根據(jù)當?shù)丨h(huán)保部門要求 排放水水質(zhì)標準為 COD為100mg L BOD為60mg L 色度為80倍 pH為6 9 三 案例介紹案例一 北京太平洋鄧祿普紡織品公司印染廢水處理 工藝設計 水污染控制技術(shù) 課件 該廢水COD含量較高 但BOD含量較低 BOD5 COD比值約0 25 水的可生化性較差且堿性較強 針對此特點 我們設計了厭氧水解酸化 生物接觸氧化 混凝沉淀的處理工藝 1 濾網(wǎng) 2 厭氧酸化調(diào)節(jié) 3 兩段生物接觸氧化 4 中間沉淀池 5 混凝沉淀 6 砂濾柱截留 7 活性炭柱為備用 只在水質(zhì)異常 COD 1100mg L 啟用 水污染控制技術(shù) 課件 處理效果上述處理流程運行穩(wěn)定 處理后出水水質(zhì)良好 達到相應標準 處理效果如表l所示 水污染控制技術(shù) 課件 厭氧水解酸化效果的保證措施厭氧水解酸化單元是整個處理系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié) 最終出水的COD 色度是否達標與之關(guān)系甚大 由于厭氧池較大 厭氧污泥量有限 雖然池中設有折流板 使泥與水盡量混合均勻 但大部分厭氧污泥沉在池底 不能與污水充分接觸 時間一長 水解酸化效率降低 為解決此問題 在厭氧調(diào)節(jié)池底增布了多排穿孔管 穿孔管總管與l 沉淀池和接觸氧化池底泥排泥口相連 定期回排少量污泥到調(diào)節(jié)酸化池 以攪動池底厭氧泥 使之與池內(nèi)污水充分接觸 這樣提高了水解酸化效果 由于污泥回流量小 不會破壞池中厭氧環(huán)境 水污染控制技術(shù) 課件 斜板沉淀池絮體上浮問題本工藝流程中來設混凝沉淀反應池 而是利用管道混合 藥劑與水混合效果很好 但由于管道沒有滿流 水在流動中會充氧 夏季氣溫高時 沉淀池中會有絮體隨著水中釋放的小氣泡而上浮的現(xiàn)象 這樣會加大后面砂濾柱負荷 為保證出水水質(zhì)達標 就需要加大砂濾柱的反洗頻率和強度 如不消除絮體上浮現(xiàn)象 有時會使出水水質(zhì)超標 為解決此問題 在沉淀池進水口前加裝了一個圓柱形的溶解氧釋放器 利用旋流器的原理 使水中大部分小氣泡在進入沉淀池前釋放到大氣中 有效控制了沉淀池中絮體上浮現(xiàn)象 案例二 水污染控制技術(shù) 課件 生產(chǎn)4 乙酰氮基 2 氨基苯甲醚的化工廠 生產(chǎn)能力為2 5t d 該廠在用4 乙酰氨基苯甲醚硝化 還原制備4 乙酰氮基 2 氨基苯甲醚的過程中每天有500多噸的硝基廢水排出 水質(zhì)水量詳見表1 這股廢水中不僅含有較高濃度的有機污染物 而且還含有2 左右的硫酸 由于廢水中含有較高濃度的硫酸 2 隨廢水外排的硫酸每天將近14t 這給廢水的治理帶來了極大的難度 如果按中和1t硫酸產(chǎn)生6 7t石膏泥計算 則每天產(chǎn)生的石膏和泥渣 含水率80 將不少于80t 廢水治理的運行費用不會少于9000元 天 一次性投資費用不會少于180萬元 如果采用逆流漂洗的方法 就可將500t d的廢水水量壓縮至水量為30t d 硫醛濃度為30 40 的濃廢酸供化肥廠綜合利用制備硫銨肥料 這是一條徹底解決廢水污染問題的 既簡單又經(jīng)濟有效的廢水治理路線 治理路線及其原理 水污染控制技術(shù) 課件 生產(chǎn)4 乙酰氮基 2 氨基苯甲醚的過程中 先用硝酸和硫酸混合后的混酸對4 乙酰氨基苯甲醛進行硝化 硝化反應結(jié)束后 按比例將清水與硝化液混和使4 乙酰氮基 2 硝基苯甲醚析出 析出物置于濾槽內(nèi) 濾去濃廢破 硫酸濃度為30 40 后再用大量清水連續(xù)漂洗 直到硝化料呈中性為止 然后4 乙酰氮基 2 硝基苯甲醚再進行鐵粉還原制備4 乙酰氮基 2 氨基苯甲醚 每天500t左右的硝基廢水就產(chǎn)生于過濾漂洗工序屮 新工藝采用的逆流漂洗是有級漂洗 中段為閉路操作沒有廢水產(chǎn)生 漂洗級數(shù)由實驗確定 但不管漂洗的級數(shù)是多少 每次操作總是只進一股清水 只出一般母液廢水 其最大的優(yōu)點是可以壓縮水量 將廢水中的污染物質(zhì)高度濃集 為母液濃廢液的綜合治理奠定基礎 水污染控制技術(shù) 課件 1 小試和生產(chǎn)規(guī)模的試驗表明 將逆流漂洗工藝應用于4 乙酰氮基 2 氨基苯甲醚生產(chǎn)上是可行和可靠的 產(chǎn)品的得率和質(zhì)量并不因為逆流漂洗而受到任何影響 相反 產(chǎn)品的平均得率比原有生產(chǎn)工藝的得率提高了5 1 產(chǎn)品質(zhì)量的所有指標不僅達到而且還超過了企業(yè)標準 Q 320221NCB02 91 2 采用逆流漂洗工藝 不僅消除了500t d生產(chǎn)廢水對自然環(huán)境的污染 而且每天還可節(jié)省用水量500t 水污染控制技術(shù) 課件 3 采用逆流漂洗工藝后 每天產(chǎn)生30t H2S04 30 40 的濃廢酸 濃廢酸可外賣給化肥廠生產(chǎn)硫銨肥料 若每噸濃廢酸外賣價格按20元計 則每天可增產(chǎn)節(jié)約700元 4 逆流漂洗工藝的改造總費用為5萬元 如不采用逆流漂洗工藝而進行廢水治理的話 其投資總費用將在180萬元 水污染控制技術(shù) 課件 一 啟發(fā)引導 含高濃度揮發(fā)性物質(zhì)的廢水的處理方法 萃取氯化 水污染控制技術(shù) 課件 二 要點講解 1 含酚廢水的特點含酚廢水的來源 利用酚作原料或合成酚的各種工業(yè)或產(chǎn)業(yè)酚污染生產(chǎn)過程中排出的廢水 焦化廠 煤氣廠 煤氣發(fā)生站 煉油廠 木材防腐廠 干鎦廠 樹脂 合成纖維 香料 化學試劑等工業(yè)生產(chǎn)過程中都可產(chǎn)生不同數(shù)量和性質(zhì)地含酚廢水 含酚濃度可達1000 3000mg L 含酚廢水不經(jīng)處理排入環(huán)境會危害水生生物 影響人體健康及危害農(nóng)作物 水污染控制技術(shù) 課件 處理含酚廢水有兩個途徑 改革工藝 降低廢水含酚濃度 或廢水循環(huán)利用壓縮廢水水量 對廢水進行回收利用 從廢水中回收酚的方法有萃取法 采用苯 重苯 醋酸丁酯 輕油等作萃取劑 蒸汽脫酚法 主要用于處理含揮發(fā)酚的廢水 吸附法 離子交換法 化學沉淀法等 對于濃度較低無回收價值的含酚廢水 含酚數(shù)十至數(shù)百毫克 升 采用生化法 活性污泥法 生物濾池法和氧化塘法 處理 水污染控制技術(shù) 課件 此外 還可采用化學氧化法 催化氧化法 光化學氧化法 電化學氧化法 臭氧氧化法 燃燒等方法處理低濃度含酚廢水 經(jīng)過二次處理后的廢水 含酚量及其他有害物質(zhì)含量大大降低 可回用于農(nóng)業(yè)灌溉 熄焦 熄渣或水力除灰等 目前所采用的回收 處理含酚廢水的設備比較龐大 基建及運行費用較高 而利用消除法 熄焦 熄渣等 會產(chǎn)生二次空氣污染和設備腐蝕等缺點 如何采用更經(jīng)濟有效的方法 尚在進一步試驗研究中 2 萃取 水污染控制技術(shù) 課件 萃取原理用適當?shù)娜軇┓蛛x混合物的過程叫萃取 當混合物為溶液時叫液 液萃取 當混合物為固體時叫固 液萃取 使用的溶劑叫萃取劑 提出的物質(zhì)叫萃取物 在廢水處理上 利用廢水中的雜質(zhì)在水中和有機萃取劑中溶解度的不同 可以采用萃取的方法 將雜質(zhì)提取出來 例如含酚濃度較高的廢水 由于酚在有機溶劑中的溶解度遠遠高于在水中的溶解度 我們可以利用酚的這種性質(zhì)以及有機溶劑 如 油 與水不相溶的性質(zhì) 選用適當?shù)挠袡C溶劑從廢水中把有害物質(zhì)酚提取出來 水污染控制技術(shù) 課件 用萃取法處理廢水時 有三個步驟 把萃取劑加入廢水 并使它們充分接觸 有害物質(zhì)作為萃取物從廢水中轉(zhuǎn)移到萃取劑中 把萃取劑和廢水分離開來 廢水就得到了處理 也可以再進一步接受其他的處理 把萃取物從萃取劑中分離出來 使有害物質(zhì)成為有用的副產(chǎn)品 而萃取劑則可回用于萃取過程才算 在技術(shù)上已經(jīng)成立 其次 是經(jīng)濟上的考慮 技術(shù)上可靠 經(jīng)濟上合理 生產(chǎn)才能采用 水污染控制技術(shù) 課件 相的概念 在化工上常使用 相 這個名詞 相 是一個均勻物質(zhì) 具有組成相同和性質(zhì)相同的特征 如在一個物質(zhì)體系里同時存在界面明確的兩部分物質(zhì) 這兩部分物質(zhì)就抽象地叫做兩個相 例如 油和水混在一起 即使劇烈攪拌 油滴分散在水中 油水之間仍然存在明確的界面 我們就說這是存在水相和油相 一個物質(zhì)體系里的兩個相 常常一個呈連續(xù)狀態(tài)而另一個呈分散狀態(tài) 呈連續(xù)狀態(tài)的叫連續(xù)相 呈分散狀態(tài)的叫分散相 一個物質(zhì)體系的相數(shù)并無限制 水污染控制技術(shù) 課件 相平衡及分配系數(shù)或?qū)憺?水污染控制技術(shù) 課件 溶劑的選擇性 萃取設備結(jié)構(gòu)型式分類 水污染控制技術(shù) 課件 水污染控制技術(shù) 課件 水污染控制技術(shù) 課件 萃取塔設計參數(shù) 水污染控制技術(shù) 課件 振動萃取塔設計參數(shù) 4 振動萃取塔設計實例 3 氯化氯氧化消毒原理 1 投加藥劑 漂白粉 次氯酸鈉 液氯等 氯在水中瞬間水解 主要用途 氰化物 硫化物 酚 醛 油類的氧化去除以及脫色 脫臭 殺菌等 Cl2 H2O HOCl HClHOCl H OCl pH 9時 OCl 接近100 水污染控制技術(shù) 課件 實例 含氰廢水處理第一階段 局部氧化法 該式在任何pH下 反應都很快 但生成的CNCl揮發(fā)性物質(zhì) 毒性和HCN差不多 在酸性下穩(wěn)定 需進一步分解它 該反應需pH控制在12 13 時間 10 15分 pH 9 5時 反應不完全 CN OCl H2O CNCl 有毒 2OH CNCl 2OH CNO 氰酸根 毒性小 Cl H2O 3 第二階段 完全氧化法 雖然CNO 毒性小 僅為氰的千分之一 但易水解生成NH3 因此從水體安全出發(fā) 還應徹底處理 pH應在6 7 考慮重金屬氫氧化物的沉淀去除 可控制在7 5 8 時間30分 2NaCNO 3HOCl H2O 2CO2 N2 2NaCl HCl H2O 水污染控制技術(shù) 課件 水污染控制技術(shù) 課件 焦化廠高濃度的酚 2 12g L 降到200 300mg L以下 并適當降低水中污染物濃度 然后進行第二級生化處理 使其達標排放 本例主要介紹用萃取脫酚工藝進行焦化含酚廢水預處理 該法可以大幅度降低水中的酚含量 回收酚鈉鹽 三 案例介紹 水污染控制技術(shù) 課件 1廢水來源北京某焦化廠主要生產(chǎn)焦碳 商業(yè)煤氣 硫銨和輕苯等化工產(chǎn)品 該廠焦油回收系統(tǒng)采用硫銨流程 焦油加工采用管式爐兩塔連續(xù)蒸餾 工業(yè)奈生產(chǎn)工藝為雙爐雙塔連續(xù)蒸餾 洗滌 精制 在焦爐煤氣冷卻 洗滌 粗苯加工及焦油加工過程中 產(chǎn)生含有酚 氰 油 氨及大量有機物的工業(yè)廢水 水污染控制技術(shù) 課件 2設計水量 水質(zhì)含酚廢水處理量 40 50m3 h含酚量 1000 1500mg L含油 300mg L含氰離子 20mg L 水污染控制技術(shù) 課件 3處理流程及說明在含酚廢水中加入萃取劑 使酚溶入萃取劑 含酚溶劑用堿液反洗 酚以鈉鹽的形式回收 堿洗后的溶劑循環(huán)使用 萃取劑對混合物中各組分應有選擇性的溶解能力 并且易于回收 對于萃取脫酚工藝來說 通常選用重苯溶劑油或N 503煤油 萃取設備的結(jié)構(gòu)應有利于溶劑和污水的混合 使得相表面充分接觸 更新 選擇設備時要考慮其脫酚效率 對負荷的適應能力 廢水和溶劑的特性以及操作和費用的問題 工藝流程如圖1 水污染控制技術(shù) 課件 水污染控制技術(shù) 課件 該廠各種高濃度含酚廢水流入氨水池均化 池底的焦化類物質(zhì)定期抽出 高濃度含酚廢水經(jīng)焦碳過濾器除油 使出水符合進生化處理裝置的要求 吸附油的焦碳定期用蒸汽吹脫 除油后的含酚廢水經(jīng)冷卻器冷卻至55 65 進入萃取塔上部 萃取劑選用N 503煤油 由循環(huán)油泵打入萃取塔底部 溶劑油與高濃度含酚廢水在萃取塔中逆流接觸 絕大部分酚轉(zhuǎn)移至溶劑油中 溶劑油由萃取塔頂溢流進入堿洗塔與堿接觸生成酚鹽 溶劑油經(jīng)堿洗后進入中間油槽 循環(huán)使用 萃取后的含酚廢水由萃取塔排出 經(jīng)蒸氨脫除部分氨 再與其它廢水混合 進入隔油池除油 然后經(jīng)過調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)水質(zhì)水量后 進入生化處理流程 水污染控制技術(shù) 課件 4 處理效果 水污染控制技術(shù) 課件 5 主要構(gòu)筑物 水污染控制技術(shù) 課件 6 工作參數(shù)脫酚效率 80 稀堿濃度 18 20 萃取溫度 55 65 堿鹽 含酚 18 游離堿 2 水污染控制技術(shù) 課件 任務四高濃度有機廢水 一 啟發(fā)引導 了解常用的含高濃度揮發(fā)性物質(zhì)的廢水的處理方法 水污染控制技術(shù) 課件 水污染控制技術(shù) 課件 1 高濃度有機廢水的特點主要特征 高濃度有機廢水以有機污染物濃度很高為特征 高濃度有機廢水主要來源 化工 冶金 煉焦 輕工等行業(yè) 二 要點講解 水污染控制技術(shù) 課件 按照高濃度有機廢水的性質(zhì)與來源 可分為三類 易于生物將解的高濃度有機廢水 來自以農(nóng)牧產(chǎn)品為原料的工業(yè)廢水 如食品工業(yè)廢水中的糧食酒精廢水 糖蜜酒精廢水 啤酒廢水 味精廢水 檸檬酸廢水 制糖廢水等 有機物易于生物將解的 但廢水中還含有有害物質(zhì)的高濃度有機廢水 主要來自制藥工業(yè)和化學工業(yè)等的廢水 難以生物將解的和有害的高濃度有機廢水 主要來自有機合成化學工業(yè)和農(nóng)藥廠等 針對上述類型 可采取不同的技術(shù)路線進行處理 水污染控制技術(shù) 課件 2 深度處理 氧化濕式氧化法 WetAirOxidation 簡稱WAO 是在高溫 高壓下 利用氧化劑將廢水中的有機物氧化成二氧化碳和水 從而達到去除污染物的目的 與常規(guī)方法相比 具有適用范圍廣 處理效率高 極少有二次污染 氧化速率快 可回收能量及有用物科等特點 水污染控制技術(shù) 課件 普遍認為 濕式氧化去除有機物所發(fā)生的氧化反應主要屬于自由基反應 共經(jīng)歷誘導期 增殖期 退化期以及結(jié)束期四個階段 在誘導期和增殖期 分子態(tài)氧參與了各種自由基的形成 但也有學者認為分子態(tài)氧只是在增殖期才參與自由基的形成 生成的HO RO ROO 等自由基攻擊有機物RH 引發(fā)一系列的鏈反應 生成其他低分子酸和二氧化碳 水污染控制技術(shù) 課件 整個反應過程如下 誘導期 RH O2 R HOO 1 2RH O2 2R H2O2 2 增殖期 R O2 ROO 3 ROO RH ROOH R 4 退化期 ROOH RO HO 5 ROOH R RO H2O6 結(jié)束期 R R R R7 ROO R ROOR8 ROO ROO ROH R1COR2 O2 水污染控制技術(shù) 課件 濕式氧化的主要影響因素 1 溫度溫度是濕式氧化過程中的主要影響因素 溫度越高 反應速率越快 反應進行得越徹底 同時溫度升高還有助于增加溶氧量及氧氣的傳質(zhì)速度 減少液體的粘度 產(chǎn)生低表面張力 有利于氧化反應的進行 但過高的溫度又是不經(jīng)濟的 因此 操作溫度通?？刂圃?50 280 2 壓力總壓不是氧化反應的直接影響因素 它與溫度偶合 壓力在反應中的作用主要是保證呈液相反應 所以總壓應不低于該溫度下的飽和蒸氣壓 同時 氧分壓也應保持在一定范圍內(nèi) 以保證液相中的高溶解氧濃度 若氧分壓不足 供氧過程就會成為反應的的控制步驟 水污染控制技術(shù) 課件 3 反應時間有機底物的濃度是時間的函數(shù) 為了加快反應速率 縮短反應時間 可以采用提高反應溫度或投加催化劑等措施 4 廢水性質(zhì)由于有機物氧化與其電荷特征和空間結(jié)構(gòu)有關(guān) 故廢水性質(zhì)也是濕式氧化反應的影響因素之一 Randall等人的研究表明 氰化物 脂肪族和鹵代脂肪族化合物 芳烴 如甲苯 芳香族的含非鹵代基團的鹵代芳香族化合物等易氧化 而不含非鹵代基團的鹵代芳香族化合物 如氯苯和多氯聯(lián)苯 則難氧化 村一郎等人認為 氧在有機物中所占比例越少 其氧化性越大 碳在有機物中所占比便越大 其氧化越容易 水污染控制技術(shù) 課件 濕式氧化工藝濕式氧化系統(tǒng)的工藝流程如圖所示 具體過程簡述如下 廢水通過貯存罐由高壓泵打入熱交換器 與反應后的高溫氧化液體換熱 使溫度上升到接近反應溫度后進入反應器 反應所需的氧由壓縮機打入反應器 在反應器內(nèi) 廢水中的有機物與氧發(fā)生放熱反應 在較高溫度下將廢水中的有機物氧化成二氧化碳和水 或低級有機酸等中間產(chǎn)物 反應后氣液混合物經(jīng)分離器分離 液相經(jīng)熱交換器預熱進料 回收熱能 高溫高壓的尾氣首先通過再沸器 如廢熱鍋爐 產(chǎn)生蒸汽或經(jīng)熱交換器預熱鍋爐進水 其冷凝水由第二分離器分離后通過循環(huán)泵再打入反應器 分離后的高壓尾氣送入透平機產(chǎn)生機械能或電能 因此 這一典型的工業(yè)化濕式氧化系統(tǒng)不但處理了廢水 而且對能量進行逐級利用 減少了有效能量的損失 維持并補充濕式氧化系統(tǒng)本身所需的能量 水污染控制技術(shù) 課件 濕式氧化系統(tǒng)工藝流程1 貯存罐 2 5 分離器 3 反應器 4