ISSPT 工艺在水煤气站产生的含酚废水净化及资源化应用研究

2015-01-13陈庆文

宜春学院学报 2015年3期

管刚，陈庆文，涂骏

(1. 江西百舸环保科技有限公司，江西宜春 336000;2. 长沙南方宇航环境工程有限公司，长沙 410000)

1 水煤气站含酚废水的治理技术与现状

煤气发生炉在生产过程中，由于冷却、洗涤、净化等工艺处理而产生大量含酚废水。作为难生物降解的高浓度有机废水，一直是国内外污水处理领域的一大难题，几十年来尚未出现突破性的研究成果。废水中污染物成份复杂，含有挥发酚、多环芳烃、氨氮和氧硫氮等杂环化合物，属较难生化降解的高浓度有机工业废水。

目前国内许多水煤气站含酚废水是靠大量生活污水和循环水稀释后达标，不符合国家环保总局关于控制总量的原则。

2 含酚废水的危害

酚类化合物是一种原型质毒物，可通过与人皮肤、粘膜的接触不经肝脏解毒直接进入血液循环，致使细胞破坏并失去活力，也可通过口腔侵入人体，造成细胞损伤。高浓度的酚液能使蛋白质凝固，并能继续向体内渗透，引起深部组织损伤，坏死乃至全身中毒，即使是低浓度的酚也可使蛋白质变性。人如果长期饮用被酚污染的水，能引起慢性中毒，出现贫血、头昏、记忆力衰退以及各种神经系统的疾病，严重的会引起死亡。据有关报道，酚和其它物质相互作用产生协同效应，变得更加有害，有强烈的致癌作用。［1］

含酚废水不仅对人的健康带来严重威胁，也对动植物产生危害，如水中含酚含量达到2mg/kg时，鱼类就会出现中毒症状，超过4mg/kg ～15mg/kg 时会引起鱼类大量死亡，甚至绝迹。如果使用含酚废水灌溉农田，则会使农作物减产或枯死。含酚废水的毒性还可抑制水中其它生物的自然生长速度，破坏生态平衡。［1］

据高安环境监测站检测江西高安陶瓷厂某水煤气站产生的含酚废水的数据:悬浮物SS:1000 ～3200 毫克/L，浊度:200－400 度，PH:3.0 ～5.0，煤焦油1000 ～2000 毫克/L，水温30 ～40 度，呈洋红色。主要成份有煤粉、煤灰、煤焦油、挥发酚、多环芳烃、氨氮和氧硫氮等杂环化合物等。［2］

3 目前煤气站含酚废水的几种常规脱酚处理方法

脱酚处理方法是酚水处理的关键环节，常规处理方法有蒸汽化学脱酚法、蒸汽脱酚法、焚烧法、溶剂萃脱酚法、磺化煤吸附法、生化法、调制水煤浆治理法、燃煤锅炉治理含酚污水等。ISSPT 工艺处理含酚废水从如何治理含酚污水的源头出发，吸取几种常规处理方的特点，克服其存在的不足，将含酚废水综合利用，达到循环经济的目的，各污染物资源化循环利用，从环保投资中获取经济效益，改变环保投资只是有投入没有产出的认识。真正实现企业循环经效益与环保社会效益双丰收。

4 ISSPT 污水净化工艺

4.1 ISSPT 工艺处理含酚废水流程示意图

图1 ISSPT 工艺处理含酚废水流程图

4.2 预处理

将含酚废水泵入油水分离池，通过微孔发生器鼓入空气，含酚废水中的煤焦油等小于水的密度的悬浮物在上流的空气做作用浮到水面上，再通过表面的刮油装置刮除，得到高浓度煤焦油混合物和无煤焦油含酚废水。高浓度煤焦油泵入粉煤浆站与粉煤混合成煤浆再次进水煤炉燃烧，至此，废水中煤焦油转化成了能源燃料，达到解决废水中煤焦油的处理，又节约了能源。

4.3 ISSPT 污水净化

无煤焦油含酚废水泵入ISSPT 工艺调节池，在调节池中搅拌设备开启的下，投入一定量的化学约剂，将水调节成PH 为6 ～7，同时投入一定的吸附剂，电解质等约剂，当搅拌均匀后，水中离子密度相对增大，污水中胶体微粒之间电场作用范围的扩散层容积缩小，而降低了溶胶体系的稳定性。带正负电荷胶体颗粒在搅拌作用下相互碰中和形成较大的颗粒。

调节后污水通过离心泵泵入ISSPT 一体化净化罐，［3］同时在离心泵前端投入有机高分子聚合物作为絮凝剂，絮凝剂与污水在离心泵叶轮高速搅拌下充分混合后进入化学反应罐，在化学反应罐内药剂与水中化学物质发生化学反应，形成难溶物质或者结成胶粒，然后进入ISSPT 一体净化罐的净化室，以渐开线形式螺旋上升流动。根据流体的性质，流道扩大，流体会产生旋涡流，一体化净化室正是设计有一段成了流道不断扩大的喇叭形结构，让流体在湍流形式下，污水中的颗粒物质在水中高速碰撞，正负电荷中和，在漩涡流的作用下产生的向心力，及絮凝剂产生架桥作用使颗粒进一步增大，形成密实状矾花。随着流道的增大，流速的减小，水流形态也由原来的湍流，变成层流，矾花在旋流的状态下进一步碰撞成更大的矾花块状。随上流的水一起往上流动，当上升到一定高度，矾花的沉降速度等于水的向上流速度，矾花不再往上流动，而是悬浮在水中，悬浮于水中的矾花带有正负电荷，能吸附其周边带电胶粒，高分子絮凝剂形成网状起架桥作也能捕做水中的胶粒，矾花层积聚到一定厚度就成了动态平衡的矾花泥层，矾花泥层因其自身的结构其材质，具有优良的过滤作用，因此经过矾花泥层的污水中的胶粒颗粒必定会过虑而停留在泥层里面。过滤后仅含溶于水的酚及多环芳烃与杂环化学物的清液以小于矾花沉降速度继续往上流出ISSPT 一体净化罐化外。浓缩污泥输送到陶瓷制坏车间与陶土混合制坏，实现资源化利用。

4.4 树脂吸附

经过ISSPT 一体化净化罐净化后出来的清液，SS 悬浮物＜3NT/L，煤焦油＜5mg/L，以上升流形式进入装有选择性吸附含苯环的化学物的树脂吸附柱进行吸附。进水流量与吸附柱内吸附树脂体积1:1 泵入。清液中的酚及多环芳烃与杂环被树脂吸附，清水从吸附柱上流出。清水中酚含量达到0.5mg/L 以下。结合其它检测数据，满足回用要求，达到水资源再生利用的目的。可以实现含酚废水零排放，节约生产用水80%。

4.5 酚的提取

吸附树脂吸附到一定数值100 ～120mg/g 时，吸附达到饱和，此时进行脱吸再生，本工艺树脂脱吸选配套专用脱附剂再生，从清水出口泵入，吸附树脂上的酚溶于脱附剂，随脱附剂从吸附柱底部流出达到脱酚再生的目的。含酚脱附剂进入蒸发器，由于酚等含苯环化学合与脱附剂的沸点不同，在64.7℃时脱附剂汽化而与酚分离，经冷凝器再冷凝成液体循环利用。酚及其它含苯环化学物仍停留于蒸发器釜底组成粗酚，达到一定量时抽取出来，包装成化工原料当商品出售。

5 实验结果

经选高安市伟华陶瓷厂水煤气站含酚废水水样，经ISSPT 工艺中试装置试验。

表1 结果数据表

6 技术分析

工程造价和运行费用是企业在选用处理方法时所必须考虑和关心的问题。ISSPT 工艺技术采用一体结构设计，30min 分钟内完混凝、絮凝、过滤的工序，净化效率高，出水水质达到三级精滤效果。与传统工艺相比较节约工程投资40%，节约工程建设用地60%，运行费用是传统工艺技术60%;更重要的是保证了出水水质的稳定并可再生利用，节约资源，将传统的废水处理的纯经济投入，转变为经济产出。获得了经济效益，本项目的技术经济指标。