【正文】 煤氣化的含酚廢水處理設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目錄摘要 IAbstract II第1章 緒論 1 目的和意義 1 焦化工業(yè)廢水的來(lái)源及水質(zhì) 2 2 2 3 甲酚的物性參數(shù) 5 5 6第2章 工藝論證 8 8(物理萃取) 9（化學(xué)萃取） 10 12 13 14 14 15 化學(xué)氧化法 15 15 16 16 電催化氧化法 16 超聲波氧化法 17 超臨界水氧化法 17 17 18 18 19 19 19 21 21 21 21 22 23 24 24 25 25第3章 工藝流程詳述 27 27 28 29 29 30 30 30 30 31 32 32 33 33第4章 工藝計(jì)算 35 35 35 36 堿液耗量 36 36 37 37 37 38 40 42 43 44 47 49 49 50 50 52 52 52 52 53 54 54 54 54 54 54 55 55 55 55 55 56 56 56 56 56 56 56 57 57 57 57 57第5章 廠區(qū)布置說(shuō)明 60 60 60 60 60 61 61第6章 非工藝部分設(shè)計(jì) 63 車間定員 63 63 63 6電、汽的使用 64 64 65 6采暖、照明 66 66 67 67 廠房的防爆規(guī)定 67 化驗(yàn)分析 67 環(huán)境保護(hù) 68第7章 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 70 70 征地費(fèi) 70 建筑面積費(fèi)用 70 設(shè)備費(fèi) 70 設(shè)備安裝及管線費(fèi) 71（含安裝費(fèi)） 71（含人工培訓(xùn)費(fèi)） 71 71 71（一年計(jì)） 71 71 71 72 成本核算 72 72 72 72 73 73 73 73 73 74 74(毛利潤(rùn))： 74 74 74 74（靜態(tài)） 75（年） 75 75 76結(jié)束語(yǔ) 77致謝 78參考文獻(xiàn) 79附錄1 81附錄2 8589第1章 緒論 目的和意義水資源是基礎(chǔ)自然資源，是生態(tài)環(huán)境的控制性因素之一；同時(shí)，又是戰(zhàn)略性經(jīng)濟(jì)資源，是一個(gè)國(guó)家綜合國(guó)力的有機(jī)組成部分。展望將來(lái)，水資源正日益影響全球的環(huán)境與發(fā)展，探討21世紀(jì)水資源的國(guó)家戰(zhàn)略及其相關(guān)科學(xué)問(wèn)題，是新世紀(jì)全球共同關(guān)注和各國(guó)政府的重點(diǎn)議題之一。我國(guó)目前水環(huán)境的污染與破壞是十分嚴(yán)峻的，而工業(yè)廢水引起的污染問(wèn)題尤為突出。發(fā)展新型綜合的水處理技術(shù)，特別是新型的有機(jī)廢水處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)有機(jī)工業(yè)廢水的達(dá)標(biāo)排放及循環(huán)利用，對(duì)保護(hù)環(huán)境，提高認(rèn)們的生活質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的戰(zhàn)略意義和現(xiàn)實(shí)意義。苯酚及其衍生物是工業(yè)廢水中常見(jiàn)的高毒性、難降解有機(jī)物，主要來(lái)源于煤化工、石油化工、制藥廠、苯酚生產(chǎn)及酚醛樹(shù)脂生產(chǎn)廠等。廢水的水量、水質(zhì)隨生產(chǎn)工藝、原料性質(zhì)、設(shè)備條件及管理水平等因素而變化。一般來(lái)說(shuō)，廢水除含酚外，還含有油、氰化物、硫化物、懸浮物、氨氮等。酚類在水污染中的嚴(yán)重性主要由于它們對(duì)水生生物的極高毒性和難以生物降解，它是一種強(qiáng)神經(jīng)毒物并有局部腐蝕性，對(duì)一切生物個(gè)體均有毒害作用，酚類化合物已被美國(guó)國(guó)家環(huán)保局列入一種優(yōu)先控制污染物黑名單中。然而酚類化合物同時(shí)又是有機(jī)化工的基本原料，在經(jīng)濟(jì)上具有重要意義。焦化含酚廢水的處理一般采用兩級(jí)廢水處理的方式，第一級(jí)是預(yù)處理，將高濃度的酚(2～12g/L)降到200～300mg/L以下，并適當(dāng)降低水中污染物濃度，然后進(jìn)行第二級(jí)生化處理，使其達(dá)標(biāo)排放。本文主要介紹用萃取脫酚工藝進(jìn)行焦化含酚廢水預(yù)處理，該法可以大幅度降低水中的酚含量，回收酚鈉鹽，有較好的經(jīng)濟(jì)效益。通常將質(zhì)量濃度為1000mg/L的含酚廢水。稱為高濃度含酚廢水，這種廢水須回收酚后，再進(jìn)行處理。質(zhì)量濃度小于1000mg/L的含酚廢水，稱為低濃度含酚廢水。通常將這類廢水循環(huán)使用，將酚濃縮回收后處理?；厥辗拥姆椒ㄓ腥軇┹腿》?、蒸汽吹脫法、吸附法、封閉循環(huán)法等。含酚質(zhì)量濃度在300mg/L以下的廢水可用生物氧化、化學(xué)氧化、物理化學(xué)氧化等方法進(jìn)行處理后排放或回收。酚類化合物種類繁多，有苯酚、甲酚、氨基酚、硝基酚、萘酚、氯酚等，而以苯酚、甲酚污染最突出。 焦化工業(yè)廢水的來(lái)源及水質(zhì)焦化生產(chǎn)工藝中要用大量的洗滌水和冷卻水，也就產(chǎn)生了大量的廢水。各焦化廠的廢水?dāng)?shù)量及性質(zhì)隨采用的生產(chǎn)工藝和化學(xué)產(chǎn)品精制加工的深度不同而異，焦化廢水的COD（化學(xué)耗氧量）相當(dāng)高。焦化廢水是由配煤所含水分和煉焦生成的化合水，以及蒸餾氨水，粗苯和焦油所用直接水蒸氣的冷凝水組成。它含有各種化合物酚、氨、氰化物、硫化物、油類、焦油及機(jī)械雜質(zhì)，這些水統(tǒng)稱為酚水。如不進(jìn)行處理或處理不認(rèn)真，造成的后果十分嚴(yán)重。根據(jù)我國(guó)焦化廠生產(chǎn)情況，酚水來(lái)源主要有如下幾個(gè)方面：（1）剩余氨水：由煉焦配合煤水分及煉焦生成的化合水，以及焦?fàn)t上升管、集氣管噴射的蒸汽和冷凝工段清掃管道的蒸汽所組成。（2）產(chǎn)品加工過(guò)程產(chǎn)生的酚水：主要來(lái)自產(chǎn)品回收和精制各有關(guān)工段的分離水，以及各貯槽定期排出和由于事故排出的酚水。（3）粗苯終冷水：在進(jìn)行煤氣最終冷卻時(shí)，煤氣中一定數(shù)量的酚、氰化物、硫化物、萘及吡啶鹽基進(jìn)入冷卻水中。為保證煤氣終冷溫度和減輕脫苯蒸餾設(shè)備的腐蝕，終冷循環(huán)水必須部分用新水更換，而要排出一定量的終冷水。有的終冷水不是循環(huán)使用的，或硫酸銨工段因故停產(chǎn)，終冷水外排量更大。各種不同來(lái)源的酚水的組成及性質(zhì)對(duì)于采用不同化產(chǎn)回收與精制工藝的焦化廠是有差別的，它主要是與配合煤質(zhì)量、煉焦操作條件及化產(chǎn)車間的工藝流程、設(shè)備構(gòu)造、操作管理有關(guān)。對(duì)于大型焦化廠各種酚水的一般水質(zhì)如表11（1）根據(jù)《中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法》的有關(guān)文件。（2）室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范GBJ14—87。（3）建筑給排水設(shè)計(jì)規(guī)范GBJ15—88。（4）城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)GB3096—93。（5）地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB383888。（6）《鋼鐵工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB1345692）》（7）《合成氨工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB1345892）》（8）根據(jù)國(guó)家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB897896中的二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。表11 大型焦化廠各種酚水的水質(zhì)()名稱水質(zhì)組成酚氨硫化物剩余氨水130250025004000120250蒸氨廢水200250300900粗苯分離水100350209050100粗苯終冷排污水10050060090040100粗苯車間酚水1003003焦油蒸餾工段酚水30040003001000400600酚精制工段酚水80120001020原料焦油分離水1903500焦油硫酸鈉廢水62110007080名稱水質(zhì)組成氰化物苯類焦油剩余氨水10506002500蒸氨廢水200500粗苯分離水30150120500粗苯終冷排污水30200粗苯車間酚水510200400焦油蒸餾工段酚水100500微量酚精制工段酚水200300原料焦油分離水60014000焦油硫酸鈉廢水（1）排入廢水處理設(shè)施的廢水為焦化廢水，其它廢水不得混入，廢水經(jīng)處理后達(dá)到國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)后方可納入水域或市鎮(zhèn)管網(wǎng)。（2）采用國(guó)內(nèi)目前較為先進(jìn)成熟的處理工藝，該工藝應(yīng)具有可靠性、成熟性，并符合國(guó)內(nèi)實(shí)際情況。并盡量采用新技術(shù)、新材料，實(shí)用性與先進(jìn)性兼顧，以實(shí)用可靠為主。（3）廢水處理設(shè)施具有較大適應(yīng)性、應(yīng)急性，可以滿足水質(zhì)、水量的變化。并考慮在突發(fā)或事故狀態(tài)下的各種應(yīng)急措施。（4）所選用的設(shè)備性能可靠、運(yùn)行穩(wěn)定、運(yùn)行費(fèi)用低、管理維修方便，自動(dòng)化程度高。（5）廢水處理主要設(shè)施材質(zhì)以鋼為主，具有結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小,布局合理，盡可削減總投資及運(yùn)行費(fèi)用加以考慮。（6）處理后的低濃度的含酚廢水送至生化污水處理工段，以盡量減少對(duì)環(huán)境的二次污染。（7）對(duì)廢水處理設(shè)施進(jìn)行充分的考慮，按地區(qū)氣候條件，考慮必要的防水防凍及防滲措施。 簡(jiǎn)單而言，酚是芳烴的羥基衍生物，是羥基直接和芳環(huán)相連的有機(jī)化合物。物理性質(zhì)是：大多數(shù)酚是固體，僅有少數(shù)烷基酚是液體，純凈的酚為無(wú)色，但由于雜有氧化產(chǎn)物而一般帶有紅色。有強(qiáng)烈的氣味，沸點(diǎn)比對(duì)應(yīng)的脂環(huán)醇為高。羥基愈多，其沸點(diǎn)及熔點(diǎn)均升高，在水中的溶解度也愈大。若羥基與其他取代基（甲基、鹵素、硝基等）的位置在對(duì)位，則沸點(diǎn)、熔點(diǎn)更高。酚類物質(zhì)在加壓蒸餾的時(shí)候容易起泡沫 。由于氧原子沒(méi)有成鍵的P電子與芳香環(huán)的π結(jié)構(gòu)形成一個(gè)共扼體系，這樣削弱了氧原子與氫原子之間的單鍵，使得氧原子容易理解出去，因此而使得分類物質(zhì)的活性相對(duì)比較大。所有C原子均以sp2雜化軌道形成σ鍵，O原子均以sp3雜化軌道形成σ鍵。酚的物理化學(xué)性質(zhì)與其分子結(jié)構(gòu)有著密切關(guān)系。隨著分子中羥基(OH)增多，酚類化合物的相對(duì)分子質(zhì)量、密度增加，沸點(diǎn)、溶點(diǎn)升高，在水中的溶解度增大。在常溫下，主要有以下一些性質(zhì)：（1）大多數(shù)酚類物質(zhì)是無(wú)色晶體，只有少數(shù)為液體。（2）易溶于苯、乙醇、焦油類等有機(jī)溶劑，但溶解度不等。（3）具有羥基反應(yīng)和烴基取代反應(yīng)的特點(diǎn)。（4）具有很弱的酸性，在強(qiáng)堿中生成酚鹽。（5）芳香環(huán)上的磺酸基、氨基和鹵素都可和羥基發(fā)生置換反應(yīng)，工業(yè)上利用這些性質(zhì)生產(chǎn)合成酚。（6）苯酚是結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單也是最重要酚類物質(zhì)。它的化學(xué)性質(zhì)可代表其他酚的化學(xué)性質(zhì)。（7）在稀堿(氨)和草酸作用下，酚可與醛發(fā)生反應(yīng)。（8）易發(fā)生氧化反應(yīng)，所以含酚廢水一般都帶有顏色。（9）酚與硝酸發(fā)生硝化反應(yīng)。酚是有特殊氣味的無(wú)色晶體，熔點(diǎn)為43攝氏度左右，暴露在空氣中因部分被氧化而呈現(xiàn)粉紅色。、甲酚的物性參數(shù)別 名：石炭酸 英文名：phenol分子式：C6H6O分子量：凝固點(diǎn)：41℃ 折射率：蒸汽壓：性 狀：無(wú)色針狀結(jié)晶或白色結(jié)晶熔塊。有特殊的臭味和燃燒味，極稀的溶液具有甜味。 熔 點(diǎn)： 43℃ 沸 點(diǎn)：℃ 閃 點(diǎn)：℃ 毒 性：LD50(mg/kg)大鼠經(jīng)口530相對(duì)密度： g/cm179。分子偶極矩：溶解性：易溶于乙醇、乙醚、氯仿、甘油、二硫化碳、凡士林、揮發(fā)油、固定油、強(qiáng)堿水溶液。幾乎不溶于石油醚用 途：用于制染料合成樹(shù)脂、塑料、合成纖維和農(nóng)藥、水楊酸等。作外科消毒劑消毒能力大小的標(biāo)準(zhǔn)（石炭酸系數(shù)）制備或來(lái)源：由煤焦油經(jīng)分餾，由苯磺酸經(jīng)堿熔。由氯苯經(jīng)水解，由異丙苯經(jīng)氧化重排。其 他：加熱能溶于水（在室溫下，當(dāng)溫度高于65℃時(shí)能與水混溶），有毒，具有腐蝕性如不甚滴落到皮膚上應(yīng)馬上用酒精（乙醇）清洗，在空氣中易被氧化而變粉紅色。在民間有土方用石炭酸來(lái)治皮膚頑疾，以毒攻毒，如用來(lái)治腳底起泡。儲(chǔ)存注意事項(xiàng)：儲(chǔ)存于陰涼、通風(fēng)的庫(kù)房。遠(yuǎn)離火種、熱源。避免光照。庫(kù)溫不超過(guò)30℃，相對(duì)濕度不超過(guò)70％。包裝密封。應(yīng)與氧化劑、酸類、堿類、食用化學(xué)品分開(kāi)存放，切忌混儲(chǔ)。配備相應(yīng)品種和數(shù)量的消防器材。儲(chǔ)區(qū)應(yīng)備有合適的材料收容泄漏物。應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行極毒物品“五雙”管理制度。苯酚的制造、煉焦、煉油、冶金、塑料、化纖、絕緣材料、酚醛樹(shù)脂、制藥、炸藥、農(nóng)藥等等工業(yè)都會(huì)有較高濃度的含酚廢水。例如，每生產(chǎn)一噸焦炭，～。在酚類化合物中苯酚毒性最大，煉焦、生產(chǎn)煤氣、煉油等行業(yè)所排廢水中以苯酚為主。別 名：煤酚，煤餾油酚，甲苯酚，甲基酚，英文名：Kresol，Cresylic Acid，Tricresol分子式：CH3C6H4OH性 狀：本品為幾乎無(wú)色、淡紫紅色或淡棕黃色的澄清液體；有類似苯酚的臭氣，并微帶焦臭；久貯或在日光下，色漸變深；飽和水溶液顯中性或弱酸性反應(yīng)?？扇苡谒?:50）；與乙醇、氯仿、乙醚、甘油、脂肪油或揮發(fā)油能任意混合，在水中略溶而生成帶渾濁的溶液；在氫氧化鈉溶液中溶解。相對(duì)密度： ～ g/cm179。用法與用量：甲酚皂溶液 3%～5%溶液用于廄舍、場(chǎng)地、排泄物、器具和器械等消毒測(cè)定法測(cè)定：在190～205℃餾出的數(shù)量應(yīng)不少于85%（ml/ml）。不良反應(yīng)：（1）誤服后會(huì)很快引起休克而致死。（2）慢性中毒能引起消化系統(tǒng)及神經(jīng)系統(tǒng)功能紊亂、昏厥、皮疹或尿毒癥。類別：消毒防腐藥。制劑：（l）甲酚皂溶液(Saponated Cresol Solution)俗稱來(lái)蘇兒(Lysol)。每l000mL中含甲酚500mL，植物油173g，氫氧化鈉約27g和水適量。本品為黃棕色至紅棕色的粘稠液體；帶甲酚的臭氣。本品能與乙醇混合成澄清液體。（2）甲酚磺酸(Cresol Sulfonic)為甲酚經(jīng)磺化而得，既降低了甲酚的毒性，又提高了其水溶性和殺菌力。環(huán)境消毒 %溶液 作用相當(dāng)于3%甲酚皂溶液。（3）復(fù)方煤焦油酸溶液 俗稱農(nóng)福(New Formula Farm Fluid)。%～%，%～%，%～%，間甲酚5%，石油醚5%，加水至100g。為深褐色液體，有煤焦油和醋酸的特臭。藥理作用：甲酚抗菌作用較苯酚強(qiáng)3～10倍，而毒性幾乎相等，故治療指數(shù)更高。能殺滅包括分支桿菌在內(nèi)的細(xì)菌繁殖體。2％溶液經(jīng)10～15min能殺死大部分致病性細(xì)菌，％溶液30min能殺滅結(jié)核桿菌。適應(yīng)癥：1％～2％水溶液用于手和皮膚消毒；3％～5％溶液用于器械、用具消毒；5％～10％溶液用于排泄物消毒。 注