CN102659205A - 支撑液膜处理煤气化含酚废水的方法 - Google Patents

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杜子威
贾丽
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Abstract

支撑液膜处理煤气化含酚废水的方法，它涉及一种处理废水的方法。本发明解决了现有处理煤气化废水的方法中存在的水质不佳、能耗重、成本高、操作困难的技术问题。本方法如下：一、用煤油-萃取剂混合液通入中空纤维膜组件中；二、废水的预处理；三、将经过预处理的废水以100L/h的流速，浓度为0.1mol/L的NaOH溶液以60L/h的流速分别进入中空纤维膜组件，出水，水力停留时间为2小时。本方法可用于高浓度煤气化含酚废水处理。此方法克服了其他一级处理方法存在的水质不佳，能耗重，成本高，操作困难等问题。

Description

支撑液膜处理煤气化含酚废水的方法
技术领域
本发明涉及一种处理废水的方法。
背景技术
目前，对于煤气化废水预处理工艺主要包括，溶剂萃取法，液膜萃取法，蒸汽脱酚法以及渗透蒸发法。其中，溶剂萃取法有出水不稳定，萃取过程返混严重，易造成溶剂损失和二次污染，一次处理往往达不到排放标准，溶剂再生也对过程的经济性产生重要的影响；蒸汽脱酚法回收的酚类物质较少，效率偏低，而且耗能较高；渗透蒸发法缺点是渗透蒸发过程通量小(小于1000g/m2·h)，分离物会发生相变，在应用上有一定的局限性，单独使用通常是不经济的，甚至是不可行的。液膜萃取法优点是传质通量大、选择性好、高效、节能、分离简单、萃取剂损失小、处理费用低等优点。
通常煤气化废水具有色度高、粘度大、成分多、生物毒性大等特点。废水一般呈深褐色，废水中有机物(以COD计)含量高，含有大量的酚、氨、硫化物、氰化物和焦油，以及众多的杂环化合物和多环芳烃等有毒有害物质。其中酚的浓度很高，废水中COD的60％以上是酚类物质，而挥发酚约占40％以上。煤气化废水中的污染物质大多为有毒有害物质，对人和环境都有很大的危害，比如其中的酚属于高毒类，是细胞原浆毒物，低浓度就能使蛋白质变性，高浓度能使蛋白质沉淀，对各种细胞有直接毒害作用，对皮肤有强烈的腐蚀作用。如果对于煤气化废水处理不当，不仅会造成严重的环境污染而且会影响到废物资源化，其中酚类物质的处理及回收利用一直是煤气化废水处理的重要问题，备受关注。
发明内容
本发明是为了解决现有处理煤气化废水的方法中存在的水质不佳、能耗重、成本高、操作困难的技术问题，提供了一种支撑液膜处理煤气化含酚废水的方法。
支撑液膜处理煤气化含酚废水的方法如下：
一、用煤油-萃取剂混合液通入中空纤维膜组件中10min，煤油-萃取剂混合液由磷酸三丁酯和煤油组成，煤油-萃取剂混合液中磷酸三丁酯的体积分数为20％，煤油的体积分数为80％；
二、废水的预处理：调节废水池中废水的pH值为8.4，投加聚合氯化铝和聚丙烯酰胺，用搅拌器搅拌，聚合氯化铝的投加量为200mg/L，聚丙烯酰胺的投加量为13mg/L，得混凝后的废水，将混凝后的废水与磷酸三丁酯按照50～500∶1的体积比混合，得到预处理的废水；
三、关闭5号阀门，将经过预处理的废水以100L/h的流速从废水池通过1号阀门和1号计量泵流入经过步骤一处理的中空纤维膜组件中，然后经过4号阀门进入出水池；
四、步骤三进行的同时浓度为0.1mol/L的NaOH溶液以60L/h的流速从碱液池通过2号阀门和2号计量泵进入经过步骤一处理的中空纤维膜组件，然后经过中空纤维膜组件的NaOH溶液进入碱液池，水力停留时间为2小时；
五、步骤四结束后，开启3号阀门，关闭6号阀门，经过中空纤维膜组件的NaOH溶液，通过3号阀门进入酚钠盐池，即完成支撑液膜对煤气化含酚废水的处理。
本发明方法以磷酸三丁酯(TBP)为萃取剂，NaOH为反萃取剂，通过调控混凝剂投加量、萃取剂反萃取剂用量、两相流速、传质方式、温度等因素实现低萃取剂的用量并促使废水中的酚类的高效率回收。本方法可用于高浓度煤气化含酚废水处理。此方法克服了其他一级处理方法存在的水质不佳，能耗重，成本高，操作困难等问题；除此之外，由于对支撑液膜的运行条件进行了优化，一定程度上克服了支撑液膜萃取法存在的液膜相易流失，且难以补充，液膜不稳定，使用寿命短的缺点。
附图说明
图1是本发明流程示意图。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。
具体实施方式一：本实施方式中支撑液膜处理煤气化含酚废水的方法如下：
一、用煤油-萃取剂混合液通入中空纤维膜组件6中10min，煤油-萃取剂混合液由磷酸三丁酯和煤油组成，煤油-萃取剂混合液中磷酸三丁酯的体积分数为20％，煤油的体积分数为80％；
二、废水的预处理：调节废水池2中废水的pH值为8.4，投加聚合氯化铝和聚丙烯酰胺，用搅拌器5搅拌，聚合氯化铝的投加量为200mg/L，聚丙烯酰胺的投加量为13mg/L，得混凝后的废水，将混凝后的废水与磷酸三丁酯按照50～500∶1的体积比混合，得到预处理的废水；
三、关闭5号阀门13，将经过预处理的废水以100L/h的流速从废水池2通过1号阀门7和1号计量泵8流入经过步骤一处理的中空纤维膜组件6中，然后经过4号阀门12进入出水池1；
四、步骤三进行的同时浓度为0.1mol/L的NaOH溶液以60L/h的流速从碱液池3通过2号阀门10和2号计量泵9进入经过步骤一处理的中空纤维膜组件6，然后经过中空纤维膜组件6的NaOH溶液进入碱液池3，水利停留时间为2小时；
五、步骤四结束后，开启3号阀门11，关闭6号阀门14，经过中空纤维膜组件6的NaOH溶液，通过3号阀门11进入酚钠盐池4，即完成支撑液膜对煤气化含酚废水的处理。
本实施方式中所述中空纤维膜组件6为PVDF中空纤维膜，其有效长度L为20cm，内径为0.8mm，外径为1.1mm平均孔径为0.16μm，曲率因子为1.2，孔隙率为85％。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤二中将混凝后的废水与磷酸三丁酯按照200∶1的体积比混合。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤二中将混凝后的废水与磷酸三丁酯按照100∶1的体积比混合。其它与具体实施方式一相同。
采用下述实验验证本发明效果：
实验一：
支撑液膜处理煤气化含酚废水的方法如下：
一、用煤油-萃取剂混合液通入中空纤维膜组件6中10min，煤油-萃取剂混合液由磷酸三丁酯和煤油组成，煤油-萃取剂混合液中磷酸三丁酯的体积分数为20％，煤油的体积分数为80％；
二、废水的预处理：调节废水池2中废水的pH值为8.4，投加聚合氯化铝和聚丙烯酰胺，用搅拌器5搅拌，聚合氯化铝的投加量为200mg/L，聚丙烯酰胺的投加量为13mg/L，得混凝后的废水，将混凝后的废水与磷酸三丁酯按照200∶1的体积比混合，得到预处理的废水；
三、关闭5号阀门13，将经过预处理的废水以100L/h的流速从废水池2通过1号阀门7和1号计量泵8流入经过步骤一处理的中空纤维膜组件6中，然后经过4号阀门12进入出水池1；
四、步骤三进行的同时浓度为0.1mol/L的NaOH溶液以60L/h的流速从碱液池3通过2号阀门10和2号计量泵9进入经过步骤一处理的中空纤维膜组件6，然后经过中空纤维膜组件6的NaOH溶液进入碱液池3，水利停留时间为2小时；
五、步骤四结束后，开启3号阀门11，关闭6号阀门14，经过中空纤维膜组件6的NaOH溶液，通过3号阀门11进入酚钠盐池4，即完成支撑液膜对煤气化含酚废水的处理。
本实施方式步骤二处理后对SS去除率为56％，对COD的去除率为31.4％。
本实验步骤二中废水水质指标如表1，步骤三中出水池内的出水水质指标如表2，处理废水的效果如表3。
表1
Figure BDA00001650083700041
表2
Figure BDA00001650083700042
表3
Figure BDA00001650083700043

Claims (3)

1.支撑液膜处理煤气化含酚废水的方法，其特征在于支撑液膜处理煤气化含酚废水的方法如下：
一、用煤油-萃取剂混合液通入中空纤维膜组件(6)中10min，煤油-萃取剂混合液由磷酸三丁酯和煤油组成，煤油-萃取剂混合液中磷酸三丁酯的体积分数为20％，煤油的体积分数为80％；
二、废水的预处理：调节废水池(2)中废水的pH值为8.4，投加聚合氯化铝和聚丙烯酰胺，用搅拌器(5)搅拌，聚合氯化铝的投加量为200mg/L，聚丙烯酰胺的投加量为13mg/L，得混凝后的废水，将混凝后的废水与磷酸三丁酯按照50～500∶1的体积比混合，得到预处理的废水；
三、关闭5号阀门(13)，将经过预处理的废水以100L/h的流速从废水池(2)通过1号阀门(7)和1号计量泵(8)流入经过步骤一处理的中空纤维膜组件(6)中，然后经过4号阀门(12)进入出水池(1)；
四、步骤三进行的同时浓度为0.1mol/L的NaOH溶液以60L/h的流速从碱液池(3)通过2号阀门(10)和2号计量泵(9)进入经过步骤一处理的中空纤维膜组件(6)，然后经过中空纤维膜组件(6)的NaOH溶液进入碱液池(3)，水力停留时间为2小时；
五、步骤四结束后，开启3号阀门(11)，关闭6号阀门(14)，经过中空纤维膜组件(6)的NaOH溶液，通过3号阀门(11)进入酚钠盐池(4)，即完成支撑液膜对煤气化含酚废水的处理。
2.根据权利要求1所述支撑液膜处理煤气化含酚废水的方法，其特征在于步骤二中将混凝后的废水与磷酸三丁酯按照200∶1的体积比混合。
3.根据权利要求1所述支撑液膜处理煤气化含酚废水的方法，其特征在于步骤二中将混凝后的废水与磷酸三丁酯按照100∶1的体积比混合。
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