煤气洗涤水的治理研究

1999年9月鞍山师范学院学报Sep.,1999第1卷第3期Journal of Anshan Teachers College Vol.1　No.3
煤气洗涤水的治理研究
陶　静
(鞍山师范学院化学系,鞍山,114005)
摘　要　采用氧化2絮凝方法对煤气洗涤水进行了研究.通过实验选择二氧化氯为氧化剂,聚丙烯酰胺和石灰为混凝剂,并综合考虑处理效果和药剂费用等各方面因素,通过正交实验确定了主要技术参数.
关键词　煤气洗涤水　氧化2絮凝　沉降速度　除酚效率　正交实验
在我国,煤仍然是重要的能源之一,在工业生产中,一般将煤转化为气体燃料,因此,发生炉煤气的应用十分广泛.煤气洗涤水主要是在竖管和洗涤塔中用以洗涤煤气,以除去煤气中的灰渣和焦油.洗涤水中污染物的含量随循环洗涤而不断提高,长期循环使用使水质受到严重污染,大量的悬浮物和焦油使水质恶化,造成管道堵塞,煤气洗涤质量下降;同时,酚达到饱和后会从洗涤水中向大气挥发,污染环境,其中的甲基酚、乙基酚是起泡物质.目前,国内主要处理技术有生化法、吸附法、焚烧法、蒸汽法等.本次实验采用化学氧化2絮凝的方法,处理后的洗涤水能达到循环使用的要求.
1　实验方法
1.1　煤气洗涤水的组成
煤气洗涤水一般呈红黑色,显弱碱性,其组成见表1.
表1　煤气洗涤水的成分(单位:mg/L)
酚焦油油悬浮物可溴化合物氨氮化学耗氧量硫化物氰化物1500～26002000200～6005000～900013000～14000600～80016000～2300020.53
由表1可见,构成煤气洗涤水的主要污染物是悬浮物、焦油和酚类物质.
1.2　煤气洗涤水的粘度
液体的粘度与颗粒的沉速成反比关系,粘度越大,沉降速度越低.粘度是影响煤气洗涤水颗粒下沉速度的因素之一.
实验选用NDJ21型旋转粘度计,转子1号.测得粘度η=3.5厘泊.结果表明,该煤气洗涤水的粘度是水的粘度的3.07倍.
1.3　煤气洗涤水的电动电位
煤气洗涤水属于胶体分散体系,由于胶体颗粒表面带有电荷,阻止了颗粒间的相互作用,使得洗涤水不能发生自然凝聚.因此,为了达到煤气洗涤水中悬浮物沉降的目的,关键是选择
收稿日期:1999-06-04
401 鞍山师范学院学报 第1卷
合适的凝聚剂.首先对悬浮粒子所带电荷的符号以及电动电位进行测定,然后以此为依据进行凝聚剂的选择.
电动电位的测定这里采用电泳法的定量实验.用电泳仪和电导仪测得的电动电位为-0.558V.由于干燥后的污泥烧失量达88.64%,说明产生电动电位的大部分物质为有机物.
1.4　煤气洗涤水的过滤性能
采用真空抽滤的办法测定煤气洗涤水的污泥比阻.所用仪器为真空泵,测压计,漏斗,稳压瓶,量筒.测得的污泥比阻r=9.88×1012m/kg,该值较大,说明过滤性能不好.因此,直接进行脱水是不可行的,需要采取一些措施改变其过滤性能.
2　结果分析
2.1　氧化2絮凝实验研究
2.1.1　正交实验确定最佳条件
由于PAM(聚丙烯酰胺)和SL(石灰)的投加量、通二氧化氯的时间及搅拌时间都会对沉降速度和酚的去除效果有一定的影响,所以,做4因素3水平实验,因素水平见表2.
表2　因素水平表
水平A通ClO2时间(min)B SL投加量(mL)C PAM投加量(mL)D搅拌时间(s)
13 3.00.0510
26 4.00.1020
39 5.00.1530
表3　正交实验结果
水平A B C D沉速(mm/s)p H值挥发酚(mg/L)
13 3.00.05100.32710.32892.6
23 4.00.1020 1.60411.31892.6
33 5.00.1530 3.01911.94892.6
46 3.00.10300.145 4.45465.7
56 4.00.1510 3.2718.31465.7
66 5.00.0520 3.1459.10465.7
79 3.00.1520 1.635 1.92131.9
89 4.00.05300.833 2.45131.9
99 5.00.1010 1.698 3.42131.9
K1 1.6500.702 1.435 1.765
K2 2.187 1.903 1.149 2.128
K3 1.389 2.621 2.641 1.332
R0.890 2.080 1.7990.819
采用1998年3月2日水样,p H=7.35,SS=8.306g/L,挥发酚为1880mg/L.每次通ClO2时,所取水样体积均为300mL;作沉降实验时,取50mL通ClO2后的水样,SL的浓度为10%, PAM的浓度为0.1%,搅拌速度为100转/分.正交实验的结果见表3.
根据正交实验的结果及极差分析可知:最佳实验条件是A2B3C3D2根据实验结果并考虑到药费及其它因素,建议实际采用的条件为A2B2C3D2.实际条件下,出水指标如表4所示.
表4　出水指标
酚(mg/L )
沉速(mm/s )
上清液所占体积
p H 污泥比阻(m/kg )
465.7
3.27
96.3%
8.31
0.62×1012
从上述的实验结果可以看出,按实际条件进行操作,污泥的过滤性能也得到了很大改善,证
明了上述实验的加药量是可行的,不仅处理效果达到了理想处理效果,而且药剂费也降低了.2.2　药剂费用分析
以处理1m 3煤气洗涤水为标准,该种方法加药量及药剂费用如表5所示.
表5　煤气洗涤水药剂费用分析(单位:元/m 3)
方法
加药体积比
PAM 药费SL 药费ClO 2费总计
PAM +SL
1000∶3∶80
0.039
0.400
0.020
0.459
3　结论
(1)煤气洗涤水的主要特点是成分复杂,有机物含量高,焦油和悬浮物在洗涤水中形成乳
胶体,胶体表面带有较强的负电,电动电位为-0.558V ,难于自然沉降,污泥比阻值较大.
(2)实验用的混凝剂均能降低煤气洗涤水的电动电位,但结合沉降实验效果,认为选用石灰乳和聚丙烯酰胺较合适.向煤气洗涤水中加入石灰和聚丙烯酰胺后,胶体稳定性被破坏,悬浮物能形成较大的絮状体沉降下来且速度较快,过滤性能得到改善,易于污泥的进一步脱水.
(3)采用强氧化剂二氧化氯去除煤气洗涤水中高含量的挥发酚,氧化效率比较高,同时能将其中的甲基酚、乙基酚等起泡物质氧化除掉.
参考文献
1　刘相伟.工业含酚废水处理技术的现状与发展.工业水处理,1988,18(2):4～72　章福民.煤气发生站含酚废水的处理技术.环境工程,1986,6(3):5～7
3　美国公共卫生协会,美国自来水协会,水污染控制联合会编著.水和废水标准检验法.张曾惠等译.北京:中国建筑工业出
版社,1978.26～28
4　铁道部专业设计院标准处编.污水处理的基本方法及应用.上海:中国铁道出版社,1982.32～475　王琦,蒋展鹏.聚丙烯酰胺絮凝机理的研究.环境科学,1992,10(5):2～4
6　许保玖编.当代给水与废水处理原理讲义.北京:清华大学出版社,1983.137～1517　北京大学数学力学系数学专业概率统计组编.正交设计.北京:人民教育出版社,1979.16
T reatment and R esearch of Coal G as W ashing w ater
Tao Jing
(Depart ment of Chemist ry ,A nshan Teachers College ,A nshan ,114005)
Abstract This paper utilize oxidization 2flocculation method and make a research on the coal gas washing water.Through experiment we select chorine dioxide as oxidizer ,poly crylamide and slaked lime as mistura ,and synthetically consider many factors such as results and expense of medicament.Primary technology parameters are defined through normal experiment.
K ey w ords Coal gas wahing water Oxidization 2flocculation velocity of descent Effi 2ciency of eliminating phenol normal experiment
5
01第3期陶　静:煤气洗涤水的治理研究。