魯奇氣化中含酚廢水處理技術

潘彥龍

摘要：經濟在快速發展，社會在不斷進步，傳統的加壓氣化含酚廢水回收工藝無法去除來料水中大量的氨，導致來料水的酸堿度偏高，使得含酚廢水處理后仍無法達到生化系統處理的要求。通過對傳統工藝的改進，含酚廢水中CO2、NH3的脫除率大幅提高，降低了來料水中酸堿度，使含酚廢水的回收達到了設計要求，保證了裝置的運行和系統的穩定性，并帶來了一定的經濟效益。

關鍵詞：加壓氣化;含酚廢水;回收工藝

引言

煤經魯奇加壓氣化后產生大量的含塵魯奇氣水送至魯奇氣水分離工號。含塵魯奇氣水與來自魯奇氣冷卻的含焦油魯奇氣水混合，經換熱后進入含塵魯奇氣水膨脹器進行減溫減壓膨脹。魯奇氣水靠重力進入初焦油分離器分離出純焦油和含塵焦油后進入最終油分離器。魯奇氣水經過焦炭過濾框、TPI組件脫除魯奇氣水中的油。再經過雙介質過濾器進一步對油進行脫除，魯奇氣水最終進入酚回收工號。

1原魯奇公司的酚氨回收工藝

在此工藝中，廢水經脫酸塔脫除酸性氣體（H2S、CO2）后，進萃取塔逆向接觸萃取，萃取劑選用異丙醚，萃余相進水塔，在加堿的情況下，測線采出富氨氣，塔頂回收萃取劑，萃取相進酚塔，塔頂回收萃取劑，塔底得粗酚產品。其中富氨氣可進一步精制凈化制得氨水或液氨。此工藝處理后廢水總酚殘留量1200mg/L以上，COD在6000mg/L以上，溶劑損耗大，處理噸水溶劑損耗在0.6kg以上。

2魯奇氣化中含酚廢水處理技術

2.1氣化含酚廢水的初級處理

以魯奇碎煤加壓氣化為例，其氣化廢水含有苯酚、氨、焦油等物質，其含量遠遠超過國家標準的排放值，如氣化廢水中的苯酚濃度正常值最高可以達到5500mg/L，加上該氣化技術很少正常運行，所以一般情況下苯酚的濃度更高。如果對此類廢水直接進行生化處理，微生物將很快被酚類物質毒殺，故生化處理不能直接用作高含酚廢水的處理。在對含酚廢水進行生化處理之前，一般通過沉淀、萃取、汽提等工藝方法，除去廢水中部分灰渣、酚類、油類等物質。經過萃取脫酚和汽提脫氨處理后的氣化含酚廢水，酚和氨的去除率高達99%和98%以上，此時COD的去除率能夠達到90%以上。氣化含酚廢水中的酚一般采用溶劑萃取脫酚工藝進行處理，其原理是利用酚在不同物質中的溶解度不同，將氣化含酚廢水中的酚從廢水中轉移至其他溶劑中。目前常用的脫酚萃取劑多為二異丙基醚，其萃取效率高達99%，而且此類萃取不需要使用強堿進行反萃取。氣化含酚廢水中的氨一般采用水蒸氣汽提—蒸氨工藝方法進行處理，其原理是含酚廢水汽提析出可溶性氣體，可溶性氣體在吸收塔內被磷酸銨溶液吸收后實現氨與其他氣體物質的分離，將此富氨溶液送入汽提塔后實現磷酸銨溶液再生和氨的回收。氣化含酚廢水經過脫酚蒸氨處理后，對生化處理微生物將不再具有大的毒性，可以下一步生化處理了。

2.2制乳轉速對除酚效果的影響

制乳轉速提高時，除酚率呈現了先上升后下降的變化趨勢.其原因是：當轉速較低時，乳狀液的液滴分布不夠均勻，表面活性劑的分散程度不高，導致乳狀液的穩定性較差.隨著轉速的提高，乳狀液的穩定性提高，除酚效率也隨之提高.但轉速提高到一定程度之后，過快的轉速帶來的過度剪切和發熱現象使乳液的穩定性降低，從而使除酚率下降.該體系適宜的制乳轉速是5 000r/min左右.

2.3改進后的工藝指標

含酚廢水回收裝置將傳統的脫酸、萃取、脫氨工藝改為脫酸、脫氨、萃取（在脫酸塔后增加一脫氨塔），并在原脫酸塔上部增加一塔節，使新脫酸塔的塔板總數為30層后，最高負荷為76m3/h，最低負荷為73m3/h，達到了裝置的設計處理能力75m3/h。工藝改進前酚水中二氧化碳指標為6～20g/L，總氨指標為6～10g/L，改進后酚水中二氧化碳含量≤1g/L，總氨含量≤0.1g/L。CO2、NH3脫除效果明顯，有力的改善了萃取塔的進水水質，為提高二異丙基醚萃取效率提供了條件。改進工藝后具體的工藝指標的變化如下：（1）脫氨后的魯奇氣水pH平均為7.5，最低值為7.1，與脫氨前pH相比下降了1.8，改進對控制酚水pH指標有明顯的效果，接近設計所要求的6.5～7.5范圍。（2）脫酸塔進水酸性氣體含量平均為14.10g/L，工藝改進后，脫除大部分CO2等酸性氣體后含量4.88g/L，在脫氨塔內進一步閃蒸后降為3.40g/L，酸性氣體的平均脫除率為65.37%，脫氨塔出水中酸性氣體為1.09g/L，脫除率達到90.28%。

2.4萃取劑

與酚的沸點相比較，按萃取劑沸點的高低可將其分為高沸點萃取劑和低沸點萃取劑，主要研究的萃取劑有三辛胺、磷酸三丁酯、醋酸丁酯、異丙醚、碳酸二甲酯、正己烷、苯、甲基異丁基酮等。高沸點萃取劑有含磷萃取劑和有機胺萃取劑，其中有機胺萃取劑呈堿性，與苯酚結合生成銨鹽，苯酚的萃取率高，但萃取劑回收困難。在綠色溶劑碳酸二甲酯處理含酚廢水研究中提到了一種新的萃取劑—碳酸二甲酯，萃取過程在幾分鐘之內就能達到平衡，而且萃取過程基本不受pH的影響。以50%DMC-正己烷為萃取劑，三級萃取5g/L的苯酚廢水，萃殘液中的酚濃度降到了4.82mg/L。

2.5氣化含酚廢水的深度處理

在對氣化含酚廢水進行生化處理后，若廢水污染物指標達不到國家排放標準的要求，則要進行生化后處理，即深度處理。目前，適用于氣化含酚廢水處理的深度處理技術包括活性炭吸附法和臭氧氧化法兩種，其中活性炭吸附法普遍使用深度處理方法，此技術的難點在于活性炭的再生利用上，如采用顆粒狀的活性炭，其可回收且可重復使用，但回收率僅為50%，考慮到顆粒狀活性炭的價格，此方法的運行成本很高;如采用粉末狀的活性炭，在制造和性能方面都很好，就是無法回收再生。總的說來，活性炭吸附法的運行成本高是限制其廣泛使用的根本原因。深度處理的另一個方法是臭氧氧化法，該方法是指經過生化處理后的氣化含酚廢水進入隔油池，在隔油池內去除廢水中殘留的酚類化合物和焦油等，然后在調節池內對氣化廢水的pH值進行調節，之后氣化廢水與臭氧一起以一定的速度及壓力通過噴嘴噴入接觸氧化器（接觸氧化器是利用文丘里管的原理制成的，可串聯使用，串聯級數越多處理效率越高），借助噴射所形成的負壓吸入臭氧，實現氣化廢水處理。此種方法是瞬時反應，其氧化性強、處理效率高，能除去各種有害物質，無永久性殘留。但存在的一個問題就是由于臭氧不能貯存，只能通過邊生產邊使用的方式解決臭氧的供給，而且當氣化廢水在量或質上發生變化的時候，如何有效調節臭氧的投放量也是一項較為困難的工作。此外，此工藝技術投資大、運行成本高，應用前景不是很好。

結語

通過對酚回收裝置工藝改進，不但提高了裝置處理酚廢水的能力，有效緩解魯奇氣水處理壓力大的問題，改進后出水中總酚<0.7g/L，COD<3000mg/L，氨氮<200mg/L，脫酸、脫氨后的CO2、NH3與改進前相比脫除率已大幅度提高，能滿足生化處理裝置進水要求。同時節約了二異丙基醚、液堿的用量，對酚回收裝置工藝流程的研究開發取得了一定的成效。

參考文獻

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