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活性炭能有效减少焦化等工业废水中的氰含量!
文章作者:中邦网络部 更新时间:2019-06-21 11:59

    焦化废水是炼焦、煤气净化及副产品回收过程中产生的废水。这种废水主要来源于剩余氨水、粗苯分离水、煤气终冷排污水和焦油分离水等。废水量大,水质成分复杂,除含有高浓度的酚、氰、油、氨氮等物质外,还含有喹啉类、苯类及其衍生物等多环或杂环类化合物。污染物形成的色度高,在水中以真溶液或准胶体的形式存在,性质非常稳定,COD及色度去除困难。

  目前,焦化污水处理工艺有:活性炭吸附法、AO法、AOO法、AAO法、AAOO法、膜生物反应技术、废水深度处理(高级氧化技术和磁絮凝技术)等工艺。上述工艺在国内各焦化厂均有采用或正在研究,但是氰化物的处理都难以达到国家要求的排放标准。

  焦化厂的含氰废水一般都是蒸氨废水,如果蒸氨废水中的氰含量降低了,到酚氰污水处理站废水中的含氰负荷也就降低了,处理后的废水也容易达到国家要求的排放标准。因此,要寻找有效的蒸氨方法,以降低蒸氨废水中的氰含量。
      主要的式工艺为:活性炭吸附法,活性炭能有效吸附焦化废水中的氨、苯、酚、氰、油、氨氮等物质,有稳定的去除COD和对废水进行脱色,除了活性炭吸附法之外,还有以下几种常规的废水处理工艺:
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  1 常规的蒸氨工艺

  常规的蒸氨工艺如下:由外部送来的剩余氨水与蒸氨塔底排出的蒸氨废水换热后进入蒸氨塔,利用塔底再沸器或者用直接蒸汽将氨蒸出。同时将碱(或者从终冷洗苯来的经深度脱除煤气中硫化氢的碱液)加入蒸氨塔上部以分解剩余氨水中的固定铵。蒸氨塔顶部的氨汽经分缩器后进入脱硫工序的预冷塔,以增加煤气中的氨源。同时剩余氨水中的硫化氢和氰化氢也进入煤气系统被脱除。换热后的蒸氨废水经废水冷却器冷却后送至酚氰污水处理站.

  理论计算假设剩余氨水在蒸馏过程中,HCN、H2S和CO2全部被蒸出。而在实际操作中,蒸氨废水中仍残留50~150mg/L的氰化物,很难满足污水处理站对氰化物不大于20mg/L的要求。表1是某厂的蒸氨废水中的氰化物含量(进口月平均值)和经过处理后外排废水中的氰化物含量(出口月平均值),蒸氨废水的pH值均在9.0以上。

 

  表1 蒸氨系统脱氰效果

月份

1

2

3

4

5

6

7

8

9

进口含氰,mg/L

32.98

45.37

41.72

46.16

22.89

51.70

54.52

69.38

65.44

出口含氰,mg/L

5.66

7.34

6.33

5.22

4.13

5.49

4.51

4.52

5.52

脱氰率,%

83

84

85

88

82

82

92

93

92

  2 改进后的蒸氨工艺

  水解脱氰常用于各种含氰废水处理,但是用于蒸氨工艺上,目前还没有资料介绍。根据溶液的水解条件,第一溶于水;第二含有弱酸阴离子或者弱碱阳离子。剩余氨水中的CN-满足了上述条件,再依据水解规律,在剩余氨水进入蒸氨塔之前,首先将氨水中的氰化物进行水解。

  水解法除氰的基本原理是将氰化物的碱性水溶液置于密闭的容器内,在一定的压力和温度条件下,经过一定的反应时间,使氰化物分解成为甲酸盐和氨等无毒或微毒的化合物。该方法去除氰化物时,不需要其他的化学药剂,无二次污染,氰化物去除率较高。

  加热水解法处理剩余氨水中的CN-就是在碱性条件中将氨水加热至一定温度,使HCN水解成无毒的羧酸和氨。

  HCN+H2O → HCOOH+NH3

  工业生产的实践证明,加热水解脱氰时需要具备3个条件:一是在碱性溶液里,pH值应为9.2左右;二是反应温度随氰化物的类别而异,对于氰的络合物反应温度要高些,对于NH4CN、NaCN这样的单质氰化物,反应温度要大于130℃;三是反应时间一般为40~60 min。只要满足这3个条件,脱氰效率可达到95%以上,而硫化物则不发生反应。

  水解后的剩余氨水再进入蒸氨塔,进一步脱出氨水中未水解的氰化物,废水中的氰化物含量完全可以满足污水处理站低于20 mg/ L的要求,甚至更低。

  为了保证脱氰水解溶液的pH值,分解固定铵的碱液应加在进水解塔前的氨水管道上。另外,为了保证脱氰水解溶液的温度,采用中压蒸汽加热器加热(也可采用导热油加热)或者采用加热炉加热的方法。需要提供1.0MPa的中压蒸汽,或者建设1套导热油加热系统以满足脱氰塔所需要的热源。如果建造1套加热炉系统,可以减少蒸汽的用量。

  由于采用了加热水解脱氰的技术,剩余氨水中的氰化氢水解为氨,煤气脱氰的负荷也减轻了,同时还增加了硫铵的产量,达到了减排、环保、增效的良好效果。

  3 结论

  目前,对焦化废水深度处理及回用技术研究较多,但用于工程的实例较少,主要是深度处理技术工业化进程较慢,一次性投资及运行费用较高。进一步研究开发处理效果好、投资运行费用低、无二次污染、易于操作管理的新技术迫在眉睫。剩余氨水蒸氨采用加热水解脱氰的技术,很大程度上减轻污水处理站的脱氰负荷,可降低操作费用,减轻焦化废水的污染,实现水资源的循环利用。
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