煤制烯烴氣化廢水中硬度的處理研究

2015年第14期內蒙古石油化工煤制烯烴氣化廢水中硬度的處理研究張永勝,崔恒玲(神華包頭煤化工有限責任公司,內蒙古包頭014010)摘要:由于煤制烯烴氣化廢水的硬度較高,導致污水處理系統結垢嚴重,污水處理難度大。通過(guò)燒杯試驗,由于氣化廢水暫時(shí)硬度比例大,且受廢水中分散劑影響,傳統的石灰軟化法無(wú)法去除氣化廢水中的硬度,反而硬度使上升;Na2CO,和NaOH軟化法都可以將硬度從1400mg/L降至200mg/L左右;同時(shí)投加NaOH和Na2COz,可以進(jìn)一步降低硬度至50mg/L左右。關(guān)鍵詞:硬度;石灰;軟化;Na2COg;NaOH中圖分類(lèi)號:TQ784文獻標識碼:A文章編號:1006- -7981(2015)14- -0007- -02近年來(lái)煤化工行業(yè)發(fā)展迅速,該行業(yè)崛起所銜止10~ 15min,取上清液50ml進(jìn)行測定。生的環(huán)保問(wèn)題日益突出。煤制烯烴項目氣化裝置采表2石灰投加試驗用水煤漿加壓氣化技術(shù),其產(chǎn)生廢水具有硬度高、濁進(jìn)水石碳聚鐵加石灰后PAM原水硬度出水硬度度高,難處理等特點(diǎn),具體見(jiàn)表1。該污水進(jìn)人污水處pH (mg/L)(mg/L) pH(mg/L)_ (mg/L)(CacCO,) mg/L1 7.9162.5 8.120.62514611491理裝置導致污水處理系統結垢嚴重,尤為突出的是27.91 43 62.5， 8.250. 6251461，15010池曝氣管結垢嚴重.為緩解污水處理系統的壓力，3 7.91 85 62.5 8.4115014 7.91 170 62.5 8.671591保證外排廢水環(huán)保達標,增加了除硬度系統去除來(lái)340 62.5 9.011731$ 7.91 510 62.5 9.271831水硬度,從根本上解決污水處理系統存在的問(wèn)題,實(shí)現污水處理系統長(cháng)周期、高負荷、安全運行。除硬系7 7.91 1875 62.5 11.64 0.625236287.91 225062.5 11.920. 625 _2692統由緩沖池、高密池、中和池、污泥貯池及污泥壓濾實(shí)驗結果表明,采用石灰做為除硬藥劑,隨著(zhù)石系統五個(gè)部分組成。氣化裝置來(lái)水從緩沖池通過(guò)高灰投加量的增加,出水硬度持續上升,對水中的硬度密池進(jìn)水泵的提升從底部進(jìn)人高密池的前混合區，無(wú)法去除。通過(guò)理論計算表明,此過(guò)程中HCO:-大在前混合區投加藥劑和混凝劑進(jìn)行軟化和混凝,在部分仍在水中。此時(shí)表現為上清液顏色深,且清液中絮凝區投加藥劑和絮凝劑進(jìn)行進(jìn)-步的軟化和絮凝未能沉降的細小顆粒多,獨度高。作用,從而降低水中的硬度,保證污水處理裝置的穩1.2 Na2CO3 投加量試驗如下定運行。表3Na2CO,投加試驗表1煤制烯烴氣化廢水的水質(zhì)特點(diǎn)洋品進(jìn)水碳酸鈉聚鐵加碳酸鈉PAM原水硬度出水硬度項更度(以Ca CO,)計(mg/L堿度(mg/L)獨度(NTU) pHpH (mg/L) (mg/L) 后pH_ (ng/L) (g/L) (CaCO)mg/L指標1200~1500800~100030~50 7~8， 7.950.0 62.57.95 0.625 142114517.95 200.0 62.5 9.00 0.625 1421351具體試驗過(guò)程7.95 2125.0 62.5 9.08 0.625 142134去除水中硬度通常采用石灰軟化法,Na2CO3軟7.95 2250.0 62.5 9.10 0.625 1421化法和NaOH軟化法;為提高氣化廢水出水脫硬效7.95 2375.0. 62.5 9.16 0.625 1421187.95 2500.0 62.5 9.19 0.625 142115果,降低脫硬的成本和混凝劑的投加量?，F在實(shí)驗室7.952625.0 62.5 9.21 0.625 142116取氣化廢水,進(jìn)行燒杯實(shí)驗,考察了以上三種藥劑對7.95 2750.0 62.5 9.30 0.625 1421219 7.95 2875.0 62.5 9.34 0.625 1421200于氣化廢水中硬度的去除效果,藥劑投加量。具體實(shí)10 7.95 300.0 62.5 9.36 0.625 142122驗結果及分析如下:投加聚合硫酸鐵快攪30s后，加人碳酸鈉快攪30s后變慢速攪并,加人1.1 石灰投加量試驗如下PAM 2~3min后停止攪拌,靜止10~15min,取上清液50ml進(jìn)行測定，投加聚合硫酸鐵快攪30s后,加入石灰快攪30s后變慢速攪拌,加人PAM 2~ 3min后停止攪拌,靜實(shí)驗結果表明,采用Na2CO3作為除硬藥劑,隨收稿日期:2015-04- 258內蒙古石油化工2015年第14期著(zhù)Na2CO3的投加量的增加，出水硬度逐漸降低,當鈣、鎂碳酸鹽沉淀,另外投加NaOH可除去重碳酸鹽濃度過(guò)量時(shí),出水硬度有上升趨勢,試驗結果表表,堿度和鎂硬，且出水水質(zhì)硬度及穩定性要遠好于直Na2COz投加量約為2500mg/L時(shí)出水硬度最好。通接投加Na2CO3 ,其反應機理如下:過(guò)投加碳酸鈉,水體中鈣、鎂等參與反應生成相應的2NaOH + Ca(HCO3)r→CaCO3↓+ Na2CO,鈣、鎂碳酸鹽沉淀。+ H2O1.3 NaOH 投加量試驗如下4NaOH + Mg (HCO3)2→Mg (OH)2↓+表4NaOH投加試驗2Na2CO3+ 2H2O樣品進(jìn)水 NaOH NaOH加人秦鐵NaCOsPAM 原水硬度 出水硬度2NaOH + MgSO, Mg(OH)2↓ +NazSO,pH調整pH 濃度ng/L(mg/LXmg/LXmg/L) (mg/L) (CaCO3) mg/L2NaOH十MgCl2→Mg(OH)2↓+ NaCl17.95 9 700 15.00 / 0.500 134074上述反應中生成的Na2CO3繼續參與下列反應:7.951025 15.00 / 0.500 13445CaSO,+Na2CO3-→CaCO?！?Na2SO,7.95 10 1350 15.00 / 0.500 1340347.95 10.5 1650 15.00 1 0.500 134026CaCl2+Na2CO.- >CaCO3↓+2NaCl7.95 11 1800 15.00 / 0.500 134018MgSO.+Na2CO3-→MgCOz↓+Na2SO,7.95 11.5 1850 15.00/ 0.500 134020MgC12+Na2CO3-→MgCOs↓+ 2NaCl投加NeOH快攪30s后，加人秦合硫酸鐵，快攪303s后變慢速攪摔,加入PAM2~NaOH和Na2CO3混合投加的脫硬效果遠遠高3min 后停止攪掉，靜止10~15mi,敷上濟液50ml進(jìn)行測定。于僅投加NaOH或Na2CO,形成的Mg(OH)2和CaCO3沉淀不但可以除去氣化水中的硬度,同時(shí)沉實(shí)驗結果表明,采用NaOH作為除硬藥劑,通過(guò)淀形成的礬化對于混凝十分有利，特別是Mg(OH)2增加藥劑投加量使pH值控制在一.定的范圍之內，在沉淀過(guò)程中本身就會(huì )形成團絮狀物形成網(wǎng)捕作pH值越高,出水硬度下降越明顯,當pH值范圍在用,改善了混凝效果,可以將出水硬度降至50mg/L11~11. 5之間時(shí),出水硬度可以控制在150mg/L左左右。但在實(shí)際運行中水體波動(dòng)對出水影響很大,日右。常操作非常困難,從經(jīng)濟效益和操作控制角度出發(fā),1.4 NaOH- Na2CO3 混合投加量試驗如下:氣化廢水的出水硬度控制在較高的范圍之內,這樣表5NaOH- Na2CO3混合投加量試驗既可以避免污水處理系統結垢,又可以一定程度上進(jìn)水NaOH 聚鐵Na2CO3 PAM 原水硬度出水硬度降低運行成本,減少在高密池的沉降區鈣鹽、鎂鹽的pH調整pH(mg/L)(mg/L)(mg/L) (mg/L) (CaCOz)mg/L沉降,緩解高密池結垢現象,具體操作需要在日常運1 8.15 11 30.00 100 0.500 13561068.1511 30.00 200 0.500 135680行過(guò)程中進(jìn)一步摸索與研究,最終達到處理系統的8.15 11 30.00 400 0.500 1356穩定運行。8. 1530.00 600 0.500 1355 8.15 11 30.00 800.00 0.500 135650[參考文獻] .1 30.00 100.00 0.500 1356先投加聚合碗酸鐵快攪30s后,加入NaOH,快攪30s后再加人碳酸鈉快[1] 張自杰。環(huán)境工程手冊.水污染防治卷[M].速攪拌30S,變慢速攪拌,加入PAM 2~3min后停止攪拌,靜止10~北京:高等教育出版社,1996:85~90.15min,取上清液50ml進(jìn)行測定。[2] 張紀中。微生物分類(lèi)學(xué)[M].上海:復旦大學(xué)出版社,1990.5~6. .實(shí)驗結果表明,先投加聚合硫酸鐵和NaOH,然[3] 路光潔,袁斌,曲久輝?；钚蕴坷w維及其應用后投加Na2cCO3和PAM,隨著(zhù)Na2COs的投加量的增研究進(jìn)展[J].工業(yè)水處理, 2001,21(6):4~加,出水硬度又有很大程度的降低。2實(shí)驗結果與討論[4] 國家環(huán)境保護總局《水和廢水監測分析方法》經(jīng)實(shí)驗分析,本項目氣化污水中阻垢劑(分散編委會(huì )，水和廢水監測分析方法[M].4版.劑)對硬度去除負面影響很大,化驗分析表明,氣化北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社,2002:244~248.污水中臨時(shí)硬度所占比例大,但由于受阻垢劑(分散[5] 李風(fēng)亭,張善發(fā),趙艷?；炷齽┡c絮凝劑[M].劑)等|的影響,進(jìn)水pH值在8.0附近時(shí),投加石灰時(shí)北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005:10~14.無(wú)法予以去除,具體表現在HCO3-無(wú)法參與反應。6] 張忠祥，錢(qián)易。廢水生物處理技術(shù)[M].北京:通過(guò)投加碳酸鈉,水體中鈣、鎂等參與的應生成相應清華大學(xué)出版社,2004:613.