【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 傳統(tǒng)的顆粒狀活性炭相比，炭含量高、比表面積大、微孔發(fā)達(dá)、孔徑分布窄、吸附速度快、吸附能力強(qiáng)和再生容易等特點(diǎn)，兼有纖維的外形和特性。ACF表面含有多種基團(tuán)，對(duì)含硫、磷和氧等元素的有機(jī)物有特別的吸附能力。苯酚既含有羥基，從理論上分析,活性炭炭纖維對(duì)苯酚具有良好的吸附性。有人采用活性炭纖維處理苯酚模擬廢水結(jié)果表明,吸附飽和的活性炭纖維用10%的氫氧化鈉溶液再生,重復(fù)使用3次,吸附效率無(wú)明顯變化。ACF雖價(jià)格高,但吸附容量大,吸附劑再生速度快,循環(huán)使用壽命長(zhǎng),用量小,處理設(shè)備體積小。而且,用10%氫氧化鈉溶液再生,%。因此,是很有使用價(jià)值與發(fā)展前途的水處理吸附劑。[1] 化學(xué)氧化法化學(xué)氧化法是指加入氧化劑將污水中的有害物質(zhì)氧化為無(wú)害物質(zhì)的方法。用氧化劑處理污水，關(guān)鍵是氧化劑要選擇得當(dāng)。常用的方法有以下幾種。(1)采用臭氧作氧化劑用臭氧作氧化劑處理廢水，可達(dá)到降低COD、酚等污染物的目的。如某煉油廠利用03處理重油裂解廢水，廢水含酚4～5mg/L、COD 400～500mg/L、CN。4～6mg/L等。投加臭氧280mg/L，接觸12min，處理出水含酚0．005mg/L、COD 90～120mg/L、CN。～。缺點(diǎn)是耗電大、成本高。(2)采用氯氧化除酚理論投氯量與酚量之比為6：1時(shí)，即可將酚完全破壞，但由于污水中存在其他化合物也與氯作用，一般要超出10倍左右。若投氯量不夠，酚氧化不充分，而且會(huì)生成具有強(qiáng)烈臭味的氯酚。(3)H:O:氧化除酚H:O:與Fe2+構(gòu)成的氧化體系通常稱為Fenton試劑。Fenton試劑氧化一般在pH=。在H:O:過(guò)量，F(xiàn)e2+濃度為50mg/L，接觸24h的條件下，酚的氧化效果如表21。[2]表21含酚化合物的H2O2氧化結(jié)果化合物初始濃度（mg/L）出水濃度（mg/L）GOD去除率（%）酚＜2甲酚＜2～氯酚＜275～二氯酚＜1～3～二硝基酚＜1～含酚焦化廢水的處理方法有很多，下表列舉了各種處理方法極其對(duì)比見表22：表22 常見含酚焦化廢水的處理方法及比較[5]分類處理方法適用范圍脫酚率%優(yōu)缺點(diǎn)物理法蒸汽吹脫以揮發(fā)份酚為主的焦化廠含酚廢水含酚濃度1000mg/L以上80左右操作簡(jiǎn)單，設(shè)備龐大，效率低溶劑萃取95左右回收效率高，廢水有新的污染吸附低濃度酚水或少量高濃度酚水80～90設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，吸附劑較貴去除有毒物質(zhì)，成本高物化法離子交換高濃度或低濃度酚水的補(bǔ)充處理95～99超聲波低濃度酚水或深度凈化98效率高，成本高電解氧化高濃度或低濃度酚水的補(bǔ)充處理95以上效率高，耗電和耗食鹽量大化學(xué)法二氧化碳低濃度酚水100臭氧氧化低濃度酚水或深度凈化99殺菌力強(qiáng)，處理徹底，發(fā)生器昂貴生化法活性污泥200～300mg/L99處理效率高，設(shè)備簡(jiǎn)單，操作管理要求高生物濾池＜300mg/L85～95管理簡(jiǎn)單，占地較大，衛(wèi)生條件差生物轉(zhuǎn)盤＜300mg/L70～90適應(yīng)性強(qiáng)，受地區(qū)、氣候限制大，占地多重復(fù)氧化渠＜50mg/L——污水灌溉變害為利，支援農(nóng)業(yè)，衛(wèi)生條件差，污染地下水源在國(guó)內(nèi)對(duì)高濃度含酚廢水的處理方法主要有溶劑萃取法和生物化學(xué)法。其中生物化學(xué)法主要是進(jìn)行廢水的深度凈化。溶劑萃取法設(shè)備制造方便，設(shè)備占地面積小，脫酚效率高，可達(dá)90～95%。[4]本次設(shè)計(jì)針對(duì)的是高濃度含酚廢水，故采用溶劑萃取法。要使萃取獲得滿意的效果，必須選擇恰當(dāng)?shù)妮腿P(guān)系到萃取劑本身的用量、兩液相的分離效果、萃取設(shè)備的大小等技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，選擇的依據(jù)一般是：，這樣，萃取劑用量可減省，萃取設(shè)備也較小。、化學(xué)性質(zhì)與廢水要有較大區(qū)別，比重差別大，便于分離，萃取劑在水中的溶解度小，可減少萃取劑的損失。如適當(dāng)?shù)谋砻鎻埩?、揮發(fā)度、著火點(diǎn)、粘度、凝固點(diǎn)等。萃取劑水溶質(zhì)之間的沸點(diǎn)差別大，便于用蒸餾或蒸發(fā)的方法回收萃取劑。，腐蝕性較小表22列出了焦化廠使用過(guò)的幾種萃取劑及其性能：表22 幾種萃取劑的性能比較名稱分配系數(shù)比重餾程溫度℃說(shuō)明N503煤油溶劑140～190不易乳化，油水分層快，不易揮發(fā)，但對(duì)水質(zhì)有造成二次污染的問(wèn)題，萃取效率大于90%N503煤油～110～270此N503煤油系指煤氣廠中溫干餾產(chǎn)品，常溫萘精N503煤油2～3165～200質(zhì)量比N503煤油好，含萘少，不易乳化，可作N503煤油溶劑的替代品，但量太少二甲苯殘油2～3初餾點(diǎn)130干點(diǎn)153乳化不嚴(yán)重，油水易分離。但毒性較大，操作條件較差，對(duì)水質(zhì)造成二次污染的程度較大粗苯2～3～180℃前餾出量大于93%易揮發(fā)，易燃，易爆，油水易分離，二次污染也較大，萃取效率一般為85%～90%焦油洗油14～16～230～300乳化嚴(yán)重，不易分離根據(jù)表格對(duì)比，本設(shè)計(jì)采用N503煤油溶劑作為萃取劑。目前在含酚廢水處理中常用的萃取設(shè)備有填料塔、篩板塔、脈沖篩板塔、脈沖填料塔、轉(zhuǎn)盤塔以及離心萃取機(jī)等。 填料塔填料塔使用比較早，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)能力大。優(yōu)點(diǎn)：持液量小、分離效率高缺點(diǎn)：填料易堵塞、塔體積過(guò)大填料塔處理能力比篩板塔低，故本設(shè)計(jì)不采用此類型塔。 圖25填料塔 脈沖篩板塔脈沖篩板塔與填料塔的不同在于用篩板來(lái)代替填料，這樣可以減少塔的體積，克服填料溶劑堵塞的弊病。同時(shí)利用脈沖設(shè)備將物料充分的混合，提高脫酚效率。 圖25 脈沖篩板塔轉(zhuǎn)盤萃取塔轉(zhuǎn)盤萃取塔塔體積較小，與篩板塔相比，設(shè)備消耗的材料少，處理費(fèi)用低，但轉(zhuǎn)盤萃取塔適合用于處理小流量酚水。 離心萃取機(jī)離心萃取機(jī)有結(jié)構(gòu)緊湊，持液量小等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高，維修和能耗大。根據(jù)以上幾個(gè)塔的對(duì)比，本設(shè)計(jì)采用脈沖篩板塔對(duì)含酚廢水進(jìn)行溶劑萃取脫酚。根據(jù)上述資料相互對(duì)比，本設(shè)計(jì)決定選用溶劑萃取工藝，以N503煤油作為萃取劑，采用脈沖篩板塔對(duì)高濃度焦化含酚廢水進(jìn)行萃取脫酚處理。第三章 工藝詳述圖31 溶劑萃取脫酚工段工藝流程圖溶劑萃取脫酚車間的工藝流程圖見圖31.工藝詳述：原料氨水進(jìn)入氨水池，進(jìn)行靜止澄清，然后經(jīng)過(guò)換熱器換熱后由氨水泵打至T1401脈沖萃取塔上部進(jìn)行萃取，氨水受重力下降,與上升的溶劑油逆流接觸，在篩板的振動(dòng)下充分混合進(jìn)行脫酚，脫酚后由塔下部送入油水分離器，經(jīng)分離焦油后, 打入氨水中間槽，再由脫酚后氨水泵送往蒸氨工段進(jìn)行蒸氨。溶劑油由循環(huán)溶劑油泵送入萃取塔下部, 依靠浮力上升,與下降的原料氨水逆流接觸,到塔頂分離段經(jīng)分離后打入T1402堿洗塔下部, 在堿洗塔內(nèi)依靠浮力上升與塔內(nèi)堿液充分接觸后到塔頂分離段分離串聯(lián)入T1403堿洗塔，再串聯(lián)入T1404堿洗塔, 最后入循環(huán)油槽中循環(huán)使用。長(zhǎng)期循環(huán)使用后油質(zhì)變差, 在油泵出口, 抽取整循環(huán)油量的1～2%進(jìn)入蒸餾釜, 蒸出的油經(jīng)過(guò)冷凝冷卻后, 仍回入油循環(huán)槽。當(dāng)堿洗塔內(nèi)酚鈉鹽成熟后, 停止溶劑油循環(huán), 將塔與系統(tǒng)斷開，然后靜置分離，以回收溶劑油, 定期將酚鈉鹽送往酚工段回收酚類產(chǎn)品。操作條件的選定, 對(duì)于萃取分離的難易, 設(shè)備的生產(chǎn)能力, 產(chǎn)品質(zhì)量均有重要的影響，影響操作條件主要包括溫度、壓力、溶劑耗用且等。[9]溫度一般說(shuō)來(lái)萃取塔的水溫和油溫低于40℃時(shí), 在萃取塔兩相分界面上出現(xiàn)較多乳化物。隨著水溫的升高乳化物逐漸減少。堿洗塔溫度低于45℃溶劑帶堿現(xiàn)象嚴(yán)重。當(dāng)溫度控制在56℃ 以上時(shí)帶堿現(xiàn)象基本得以控制。所以提高操作溫度有利于粘度減低、增加擴(kuò)散、對(duì)傳質(zhì)有利。但溫度過(guò)高將增加溶解度, 使二相區(qū)變小。所以要適當(dāng)權(quán)衡。當(dāng)采用N503溶劑油時(shí)進(jìn)水溫度,45～50℃；進(jìn)油溫度40～45℃。 壓力一般總希望采取常壓操作, 但為了保證系統(tǒng)在液態(tài)操作, 系統(tǒng)的操作壓力必須大于物系的飽和蒸汽壓。 溶劑比溶劑量與料液量之比稱為溶劑比, 即為處理單位料液的溶劑用量, 對(duì)一定料液量,溶劑比大就意味著設(shè)備中循環(huán)的溶劑量增大, 溶劑回收的裝置和費(fèi)用都增大，溶劑比大, 每級(jí)分離效能增大。溶劑比的選擇是一個(gè)經(jīng)濟(jì)核算問(wèn)題, 它對(duì)于分離效能和設(shè)備的計(jì)算都有影響。（剩余氨水）基本參數(shù)本設(shè)計(jì)采用N503與含酚氨水進(jìn)行逆流接觸，以達(dá)到脫酚的目的。本設(shè)計(jì)中原料污水基本參數(shù)(見表31)。表31 原料污水基本參數(shù)項(xiàng)目指標(biāo)外觀粘度密度PH酚含量棕褐色2000～12000mg/L設(shè)計(jì)中采用的萃取劑N503的基本參數(shù)和性質(zhì)。[6]（見表32）表32 N503的基本參數(shù)和性質(zhì)名稱參數(shù)分子量比重表面張力閃點(diǎn)在水中溶解度餾程粘度凝固點(diǎn)燃點(diǎn)283～158℃155177。5℃(1毫米汞柱)177。54℃190℃當(dāng)使用N503煤油作為萃取劑時(shí)，操作制度見表33表33 操作制度項(xiàng)目單位指標(biāo)進(jìn)萃取塔的氨水含酚量毫克/升1500～2500脫酚后廢水含酚量毫克/升200脫酚效率%》90萃取相比（油：水）1：1進(jìn)萃取塔的氨水溫度℃45進(jìn)萃取塔的溶劑油溫度℃40萃取塔內(nèi)相界面控制在萃取段1/2～2/3高處酚鈉鹽中含游離堿%3酚鈉鹽中含酚%20～35堿洗塔堿液濃度%20～25堿洗塔的堿液高度工作段的1/2高溶劑再生釜內(nèi)溫度℃140～150溶劑再生釜柱頂溫度℃130～140再生釜冷凝冷卻器出口油溫℃45～50堿洗塔塔內(nèi)溫度℃45～50再生釜直接汽壓力公斤/厘米2含酚 20