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煉油廠堿渣廢水預處理技術—Fenton氧化法 內蒙古廢水處理公司

文章出處:未知發表時間:2022-01-21 15:22:42

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  堿渣廢水是在石油煉制過程中,用堿液NaOH溶液對汽柴油和液化氣實施洗濯精制的過程,主要用于除去硫醇、硫醚等雜質。它所呈現的特性是高COD,高pH值,通常pH>12,鈉離子含量在5%-12%,黑褐色、惡臭、毒性大,難降解,極強腐蝕性。主要成分含有硫醇、硫醚、硫化物、酚類、石油類、氨氮、有機酸鹽等污染物,其常見組成及成為見下表。

 

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  在堿渣工業廢水處理工藝上,每個煉油廠的處置工藝和原油質量都不盡相同,使得其組成成分及含量上有宏大差別,固然有很多學者實施大量的實驗研討,但在工業應用方面不斷沒有取得統一的工藝流程,這就使得目前煉化行業內沒有統一的規范辦法。

 

  某煉油廠采用NaOH溶液作為堿洗液,用以除去催化安裝的液化氣和汽油,以及焦化安裝液化氣中的硫醇、硫醚以及酚類等有雜質,以提升產品質量,催化汽油和液態烴的廢堿液混合在一同,每年的量1500多噸。原先有特地的堿渣坑用于貯存堿渣廢液總量約4萬噸。但隨著國度對環保的注重以及人們環保認識的加強,特別是在2015年新規范中規則最高允許排放規范COD降低至60mg/L,如何將堿渣廢水做更好的預處置,以避免對下游污水處置廠形成沖擊,成為亟待處理的問題。

 

  本研討以堿渣坑存儲的堿渣廢液為研討對象,采用傳統的Fenton法對堿渣廢水實施預處置,調查了不同的工藝條件下COD的降解狀況,得到預處置最佳工藝條件,為其后續污水的進一步處置提供牢靠的進水水源,也為Fenton法在工業上的實踐應用提供數據支撐和辦法思緒。

 

  1、資料和辦法

 

  1.1 儀器與藥劑

 

  儀器:JBZ-12H型磁力攪拌器。

 

  藥劑:H2O2(CP)FeSO4.7H2O(AR)H2SO4(AR)NaOH(AR)

 

  1.2 實驗用水

 

  堿渣廢水取自西北某煉油廠堿渣坑廢水,其水質:COD7000-26000mg/L硫化物280mg/L,酚450-6830mg/LpH11-14,氨氮310mg/L,主要陽離子Ca2+Na+

 

  1.3 實驗辦法

 

  取0.5L廢水樣裝入1L的燒杯中,用電磁攪拌器實施攪拌,用H2SO4調理pH值,然后將H2O2FeSO4.7H2O分別倒入燒杯中,反響一段時間后,中止攪拌,用NaOH將溶液pH值調理至5-8,然后靜置一段時間,取上層清液測定其COD,計算COD的去除率。

 

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  式中:XCOD的去除率,%

 

  1.4 剖析辦法

 

  依據《水質化學需氧量的測定重色酸鹽法》(GB/T11914-1989)采取重鉻酸鉀滴定法,取10mL樣品于100mL容量瓶中稀釋10倍混勻后,取其中的5mL,即取樣0.5mL廢水樣置于錐形瓶中,參加0.2mg的硫酸汞粉末,10mL0.25mol/L的重鉻酸鉀溶液,參加硫酸硫酸銀溶液,回流40minL冷卻,用已知濃度的硫酸亞鐵銨實施滴定。

 

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  式中:

 

  V0:用硫酸亞鐵銨滴定空白的體積,mL

 

  V1:廢水取樣體積,mL

 

  V2:用硫酸亞鐵銨滴定廢水的體積,mL

 

  C硫酸亞鐵銨:硫酸亞鐵銨的濃度,mol/L

 

  2、結果與討論

 

  2.1 H2O2濃度下的COD去除率

 

  取廢水樣500mL,將pH值調理至3.5,參加下表所示的H2O2,再30mL10%FeSO4.7H2O溶液,反響45min后調理pH6.5,靜置2h,取上清液測定COD,計算COD的值如下圖所示:

 

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  如圖1所示,隨著H2O2投加量的增大,COD的去除率隨之增大,當H2O2的用量到達36mL時,COD的去除率到達了84%,發作了如下的反響:

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  隨著H2O2的投加,能夠使得羥基自在基·OH產生更多,大量的羥基自在基能夠氧化廢水中的有機物,這樣使得COD的去除率升高,但超越36mL以后,Fe2+被氧化成Fe3+,并發作以下反響:

 

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  使得氧化反響無法實施,同時Fenton試劑發作反響的同時也產生了一些抗氧化產物,使得廢水中的有機物無法進一步降解。因而過量的H2O2量不會給廢水的去除率得到很大的提升,而且會形成藥劑的糜費,因而每500mL廢水的最佳參加量為36mL

 

  2.2 不同的FeSO4.7H2O濃度下的COD的去除率

 

  取廢水樣500mL,將pH值調理至3.5參加36mLH2O2,再參加不同量10%FeSO4.7H2O溶液,反響45min后調理pH6.5,靜置2h,取上清液測定COD,計算COD的值如圖2所示。

 

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  在H2O2的參加量在36mL的狀況下,調查不同10%FeSO4.7H2O的參加量對去除率的影響,如圖2所示,FeSO4.7H2O的用量對COD去除率的影響較大,隨著FeSO4.7H2O用量的增大,COD的去除率隨之增大,當FeSO4.7H2O的用量為25mL時,其去除率到達最高88%,這是由于Fe2+在反響中起到了催化的作用,隨著的用量的增加,COD的去除率呈現降落趨向,這是由于溶液中存在如下的反響:

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  過量的Fe2+被氧化成Fe3+,依據反響均衡方程式可知,該反響會耗費局部的雙氧水,從而影響了COD的去除率。所以FeSO4.7H2O的參加量不宜過大,并且在反響后要中和酸性水使Fe3+沉淀下來,還應參加堿,增加了水處置的本錢費用,所以本次實驗中的FeSO4.7H2O最佳的參加量為35mL(H2O210%FeSO4.7H2O的體積比為1.441)

 

  2.3 不同pH值下反響的COD

 

  取廢水樣500mL,將pH值調理至如下表所示,再參加36mLH2O2,再參加10%FeSO4.7H2O溶液35mL,反響45min后調理pH6.5,靜置2h,取上清液測定COD,計算COD的值如下圖所示:

 

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  如圖2所示不同pH值關于廢水的去除效果很明顯,在pH值為3.5時,CODcr的去除率到達最大,在pH值較小的狀況下,其去除率較低,其緣由可能是H+濃渡過高,Fenton試劑會發作以下的反響:

 

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  在酸性過強的條件下,Fe3+不能順利的復原成Fe2+,這樣就影響了羥基自在基的產生,所以在強酸作用下,反響的去除率不是很高。能夠看見當pH值調理到3.5時其反響的COD的去除率最高,可達87%

 

  3、結論

 

  (1)關于某煉油廠高濃度的堿渣廢水,用Fenton試劑實施處置時一種有效的辦法。每1L廢水中,在H2O2的投加量最佳為72mL10%FeSO4.10H2O的最佳投加量為70mL時,最佳反響時間為40min,最佳反響pH值為3.5時,其去除率最高到達87%(原水COD25436mg/L)最低可達53%(原水COD8568mg/L)

 

  (2)此反響屬于放熱反響,但最高溫度不超越49℃,對反響體系沒有影響。除CO2外,并無其他氣體產生,氣息為原水的惡臭味,反響后惡臭味有所減輕。目測有棕紅色泡沫產生,最大收縮體積為原水的1/2,在反響至20min后逐步消逝。反響后的pH值和靜置時間,對COD去除率的影響效果不大,堅持在5-8范圍內,靜置時間為3h,廢水的COD的去除率最高61%(原水COD7201mg/L)。反響時間至少40min,當延長時間COD并不會提升。參加過量的H2O2后,不會提升COD的去除率,對體系并沒有影響無平安風險。

 

  (3)Fenton法處置堿渣廢水操作簡單、設備簡單投資少,反響簡單疾速、條件溫和、效果明顯、工業化應用便當,應用潛力大,但是傳統的芬頓法存在H2O2以及FeSO4耗費大、本錢高、有機物礦化度低,另外需求在pH值調至酸性才干發揮其氧化性,在預處置萬還要調回中性,這就耗費了大量的酸堿。針對以上問題,能夠將Fenton法與其他辦法分離,目前有UV—Fenton法、UV—vis/草酸鐵絡合物H2O2Fenton法、電-Fenton;超聲波-Fenton;Fenton+生物法聯用;Fenton混凝沉淀法、鐵屑/H2O2法、Fenton+活性炭法聯用,隨著科技的開展,這種改性Fenton法用以補償Fenton法的一些缺陷。

 


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