酚氨萃取回收工藝在煤氣化廢水處理中的應用

1、酚氨革取回收工藝在燥乞化廢水處理中的應用 焦 偉 堂(北京華福環(huán)境工程科技有限公司,北京100101摘要介紹了某煤氣化廢水處理改造工藝,將原有主體工藝中脫酸、脫氨雙塔汽提一一級酚萃 取改為汽提脫酸側線脫氨一塔一兩級萃取工藝。分別用兩種萃取劑進行兩級萃取,并對萃取劑的種 類和用量以及后續(xù)處理工段中UASB反應器容積負荷的確定進行了分析。工藝改造后脫酸脫氨出 水揮發(fā)酚為120mg/L、氨氮為195mg/L、硫化物為98mg/L、COD為5770mg/L,可直接經(jīng)后續(xù)生 化處理后達標排放或回用于熄焦水;采用甲基異丁基酮作為萃取劑對多元酚脫除率較高,其最佳用 量為12mg/L;UASB反應器的容積負荷

2、最高為6.2kgCOD/(m3d,回流比為150%,上升流速為 35m/h。關鍵詞 煤氣化廢水酚氨萃取揮發(fā)酚硫化物Applicati蚰of phenol齜瑚帆onia extraction tech腫logyin the coal譬asifiction wastewater treatmentJiao Weitang(BP巧i咒g H甜口。舷E行口i,.D772P訂E砣gi咒Pe以行g&丁_f矗以oZogy C0.,Ld.,BP巧i挖g】OD】Oj,(旎i咒n Abstract:This paper introduced a modified coal gasification was

3、tewater process. In this pro ject,the original stripper process with one extraction stage but two towers of deacidification and deamination was changed into a stripper process with one tower but two extraction stages including stripper deacidification and siding deamination. Two different kinds of e

4、xtraction agents were used to carry out the twostage extraction. The kind and quantity of extraction agent,as wen as the UASB reactor capacity in the f01lowing process,were analyzed. After modification, the volatile phenol,ammonia nitrogen,sulfide,and COD in the effluent were 120mg/L,195mg/L,98mg/L,

5、 and 5770mg/L,respectively.After the following biological treatment,the effluent could meet the discharge standard and be discharged directly,or be reused as quenching water. Using methyli sobutyl ketone as extraction agent would reach the highest removal efficiency on polyhydric phenol, and the bes

6、t dosage was 12nlg/L.The capacity of UASB reactor was 1.2kgCOD/(m3d.Its re cycling ratio was 100%and its up flowing rate was 35m/h._玉eywords:Coal gasification wastewater;Phenol ammonia extraction;Volatile phenol;Sulfide原廢水處理廠主體工藝為脫酸、脫氨雙塔汽提 一一級酚萃取一UASB_A/o一深度處理工藝,處 理規(guī)模120m3/h,進水總酚高達11400mg/L,COD 7230

7、0mg/L,氨氮約5040mg/L。經(jīng)過酚氨回收 后,COD約9700mg/L,氨氮390mg/L,總酚約甲基異丁基酮(MIBK,但出水多元酚 仍然高達350mg/L,不能直接進入生 化系統(tǒng)處理,同時由于甲基異丁基酮 在水中的溶解度為1.9%,沸點為 117118,因此,甲基異丁基酮較 二異丙基醚回收損失大、蒸汽消耗量 大、能耗高,需要將原有工藝進行升級 改造。1工藝改造目前,常用的工藝為德國Lurqi公 司的化工分離與生化處理兩段結合的煤 氣化廢水處理工藝12,該廢水處理廠主 要從以下4方面進行調整j。(1將原有脫酸脫氨兩塔改造為汽 提脫酸側線脫氨一塔,并在脫酸脫氨塔 中加人Na(H,目的是

8、去除固定銨鹽,減 少塔頂酸性氣體中氨的含量,避免管道 碳銨結晶。(2將原有的一級單塔酚萃取改造為串聯(lián)雙塔兩級萃取,并選用二異丙基醚作為一級萃取劑,主要去除單元酚;選用甲基異丁 基酮作為二級萃取劑,主要去除多元酚。(3改造了UASB厭氧反應器,增加了2臺(1用1備循環(huán)泵及內回流管道。將原上升流速1.3 m/h提高到3.3m/h。單臺循環(huán)泵Q一200m3/h, H一20m,N一18.5kW。(4將原有A/O池改造為多級A/0池,將進 水方式改為多段進水方式。高濃度酚氨廢水預處理段改造前后的工藝流程 分別見圖1、圖2。圖2所示工藝流程為:首先廢水從原水池經(jīng) 泵分冷熱兩股送人汽提脫酸側線脫氨塔,一路經(jīng)

9、換 熱器與循環(huán)水換熱冷卻至35左右,作為汽提脫酸 側線脫氨塔填料上段冷進料,以控制塔頂溫度;另一 路經(jīng)3次換熱至150左右作為汽提脫酸側線脫氨 塔的熱進料,進入汽提塔的第一塊塔盤上。塔頂出 來的酸性氣經(jīng)分凝罐分凝后的氣體送至硫磺工段, 分凝液則返回原水池。側線脫氨脫出的氨氣經(jīng)三 級分凝后得到富氨氣,分凝液進入原水池。脫酸、 脫氨后的含酚水進入萃取一塔,和萃取劑二異丙基圖2改造后的酚氨預處理工藝流程醚(DIPE進行逆流萃取。萃取相進入酚回收一 塔,得到酚及其同系物大于70%的粗品酚和萃取 劑;萃余相進入脫溶劑一塔,以回收溶劑,塔底出 水經(jīng)過換熱后,進入萃取二塔進一步萃取,和萃取 劑甲基異丁基酮(

10、MIBK進行逆流萃取。萃取相 進人酚回收二塔,得到酚及其同系物大于70%的 粗品酚,萃余相進入脫溶劑二塔以回收溶劑,脫出 溶劑后的稀酚水進入生化處理工段。2運行效果分析2.1各工段處理效果改造后的運行效果見表1。表1中數(shù)據(jù)顯示, 通過汽提脫酸側線脫氨和兩級萃取預處理后,出水 揮發(fā)酚為120mg/L,去除率94%;氨氮為195mg/ L,去除率為96%;硫化物為120mg/L,去除率為 95%;C(D為5770mg/L,去除率為92%。滿足生 化處理的進水要求。再經(jīng)過生化處理和深度處理后 的出水可以達到污水綜合排放標準(GB 8978一1996一級標準要求。2.2運行成本改造后蒸汽、循環(huán)水、電等

11、公用工程的單位運行 成本為43.96元/m3;萃取劑、廢水處理藥劑的原材表1改送后各階段處理效果匯總去除率/%888693942酚氨預處理總去除率/%929129969495混凝沉淀一氣浮去除率/%54173839UASB反應器去除率/%67617435717出水 21096602511A/(_一混凝沉淀料消耗單位運行成本為5.63元/m3;其他人員費用 及污泥處理費用單位運行成本為2.33元/m3;氨回 收效益為13.93元/m3;粗酚回收效益為12.8元/m3; 產(chǎn)水回用作熄焦廢水的效益為2.99元/m3。綜上, 綜合運行成本為22.2元/m3。3萃取劑的調整3.1萃取劑比選目前,常用的萃

12、取劑有二異丙基醚(DpE和甲 基異丁基酮(M|K。二異丙基醚在水中的溶解度為 o.8%,沸點為68.5,對單元酚萃取脫除率高,但由 于多元酚的極性和水溶性更強,萃取脫除率非常低。 兩種萃取劑對不同酚的萃取分配系數(shù)見表24_。 表2兩種萃取劑對不同酚的萃取分配系數(shù)項目 二異丙基醚 甲基異丁基酮 苯酚 36.5lOO偏苯三酚 0。185.O3.2萃取劑用量確定酚氨萃取裝置穩(wěn)定運行后,進水COD為71500 7230。mg/L,根據(jù)國內幾家酚萃取現(xiàn)場運行數(shù)據(jù), 確定二異丙基醚萃取劑和進水量的比為1:5.5,在 確定該比值的基礎上,試驗了MIBK不同用量和 COD、總酚的去除效果的關系(見表3。表3M

13、mK不同用量對CoD、總酚去除效果的影響 6111621項目 15d4UASB反應器容積負荷的確定UASB反應器啟動時容積負荷為1.2kgCOD/ (m3d;COD去除率為43%。之后隨著顆粒污泥的成熟,UASB反應器容積負荷和COD去除率也相 應的提高67。在56108d,UASB反應器C(D 去除率維持在74%以上,容積負荷約為6.2kg C(D/(m3d,各時段運行參數(shù)見表4。(1采用萃取脫酚工藝,出水揮發(fā)酚為120 mg/I。,氨氮為195mg/L,硫化物為98mg/L,C(D 為5770mg/L,可直接進入后續(xù)生化處理系統(tǒng),處 理出水可以達標排放或回用于熄焦水。(2采用兩種萃取劑分別

14、用于單元酚和多元酚 的萃取,提高了多元酚脫除率,有利于后續(xù)生化處理。 (3確定萃取劑甲基異丁基酮最佳用量為12 mg/L。(4I IA躅反應器的容積負荷最高為6.2I延;0(1/ (m3d,回流比為150%,上升流速為35m/h。 (5煤氣化廢水處理綜合運行成本為22.2元/耐。r+。+。+”+。+:+:+參考文獻1Guido B,Silvia B,Carlo R,et a1.Technologies for ther鋤oval of phenol from fluid streams:a short review of recent developments. Hazardous Mater

15、ials,2008,160:265288.2Greminger D C,Burns G P,Lynn S,et a1.Solvent extraction of phen01s from water.Eng Chem Process,1982,21:51544李雪平,續(xù)靜靜,苗建林,等.煤氣化廢水酚氨分離回收系統(tǒng)流程 改造.河南化工,2012,29(9:50527吳唯民胡紀萃,顧夏聲.厭氧顆粒污泥的形成及其特性的試驗研 究.中國沼氣,200l,13(4:29§通訊處:101101北京通州區(qū)葛布店東里99號樓 131室收稿日期:2013一07一02修回日期:201310一29一+一+一

16、+一+一+-+”+一+一+“+”+“+”+”+“+。+。+。+。+”+”+。+“+。+”_一。+.。、 國務院印發(fā)資源型城市可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃 t 資源型城市作為我國重要的能源資源戰(zhàn)略保障基地, i是國民經(jīng)濟持續(xù)健康發(fā)展的重要支撐。促進資源型城市可 ;持續(xù)發(fā)展,是加快轉變經(jīng)濟發(fā)展方式、實現(xiàn)全面建成小康社 環(huán)境治理和生態(tài)保護等5個方面的重點任務,并明確了促 進可持續(xù)發(fā)展的總體目標:到2020年,基本完成資源枯竭 城市轉型任務,資源富集地區(qū)資源開發(fā)與經(jīng)濟社會發(fā)展、生會奮斗目標的必然要求,也是促進區(qū)域協(xié)調發(fā)展、統(tǒng)籌推進 態(tài)環(huán)境保護相協(xié)調的格局基本形成,建立健全開發(fā)秩序約 i新型工業(yè)化和新型城鎮(zhèn)化、維護社

17、會和諧穩(wěn)定、建設生態(tài)文 束、資源開發(fā)補償?shù)扔欣谫Y源型城市可持續(xù)發(fā)展的長效; 十明的重要任務。為統(tǒng)籌推進全國資源型城市可持續(xù)發(fā)展, 機制。 t j國務院近日印發(fā)了全國資源型城市可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃(2013“規(guī)劃”強調,要繼續(xù)加大中央財政轉移支付和中央預i ;2020年(以下簡稱“規(guī)劃”。規(guī)劃范圍包括262個資 算內資金對資源枯竭城市的支持力度,開展資源富集地區(qū) t源型城市,其中地級行政區(qū)(包括地級市、地區(qū)、自治州、盟 可持續(xù)發(fā)展試點,加快推進資源型城市可持續(xù)發(fā)展立法,逐j i等126個,縣級市62個,縣(包括自治縣、林區(qū)等58個,市 步建立可持續(xù)發(fā)展政策保障體系。要研究制定全國資源型l 轄區(qū)(開發(fā)區(qū)、管理區(qū)16個,這是我國首次出臺關于資源 城市可持續(xù)發(fā)展分類指導意見和資源開發(fā)與城市可持續(xù)發(fā)十 j型城市可持續(xù)發(fā)展的國家級專項規(guī)劃。 展協(xié)調評價辦法,建立資源型城市可持續(xù)發(fā)展統(tǒng)計體系,加 ; “規(guī)劃”首次界定了全國262個資源型城市,并劃分為 強對可持續(xù)發(fā)展的指導和動態(tài)監(jiān)測?！耙?guī)劃”要求,各有關; 十成長型、成熟型、衰退型和再生型4種類型,明確了不同類 省級人民政府負起總責,加強對資源型城市可持續(xù)發(fā)展工t 型城市的發(fā)展方向和重點任務,并提出了有序開發(fā)綜合利 作的組織領導,各資源型城市