煤基炭膜在处理高浓度焦化废水中应用.pdfVIP

化 工 进 展 CHEMICALD4DUSTRYAND PRoGRESS ·95· 2009年第28卷增刊 ENGD4EER【NG 煤基炭膜在处理高浓度焦化废水中的应用 张小勇，王新伟，刘锐，郑明东 (安徽工业大学化学与化工学院煤洁净转化与综合利用安徽省重点实验室，安徽马鞍山243002) 摘要：以瘦煤，焦煤为原料，炭化制得炭膜。通过改变添加荆焦煤含量，可以得到不同平均孔径的炭膜。并采 用气体泡压法．扫描电镜(SEM)等袁征炭膜的孔结构。研究结果表明，当瘦煤与焦煤比例为80：20，成型压力 为20MPa，炭化终温为900℃，原料粒度为325目，制备炭膜的孔径主要分布在0．1～O．4 pm范围，水的渗透通量 x 为147．88 减少了20％以上，说明用炭膜处理高浓度焦化废水是具有一定效果，可以减少高浓度焦化废水进入生化处理站所 需补充的新水，达到节能减排的目的。 关键词：煤基；炭膜；添加剂；焦化废水’ 2l世纪将是水资源极其匮乏、也是水资源最大 氮、COD等浓度，减少高浓度焦化废水进入生化处 化利用的世纪【lj。焦化是中国煤炭化工转化的最主要 理站所需补充的新水，以期达到节能减排的目的； 方式，中国从1991年焦炭产量达到7350万吨跃居世并考察不同制膜条件下炭膜的渗透性能。 界产焦第一位以来，焦化工业一直快速发展，到2008 1 实验部分 年约3．5亿吨焦，按照生产每吨焦产生高浓度焦化废 水155 X108 1．1原料 kg，总计产生高浓度焦化废水约0．558 m3，其污染物的组成复杂、浓度高、毒性大，属于比 本实验根据研究的目的选用具有代表性质的瘦 较难以处理的高浓度有机工业废水四】。由于含有高 煤．焦煤为研究对象，选取焦煤、瘦煤组成不同的配 浓度的氨氮、COD、酚、氰等，为了处理这些焦化废 比方案。其基本性质如表l所示。 水，使其满足现有工艺对脱出氨氮、COD等的要求， 表1原料的工业分析 需补充大量的新水以稀释高浓度的废水。尽管不同生 产规模和工艺差别较大，但补充循环水用量约2．0～ 6．0fit焦，经处理后的外排水约0．5～3．O价焦。 目前，焦化废水主要的处理方法有：活性污泥 法、生物膜法、活性炭一活性污泥法和两段曝气一吸附 再生工艺等。但是由于焦化废水成分复杂和氨氮、 1．2炭膜制备 COD等浓度较高，所以绝大多数焦化废水经过处理 瘦煤由于其本身是几乎没有黏结性的，流动性和 后，COD及氨氮仍难以达标【4_引。因此研究和开发 可塑性也较差，而加入焦煤以改善其流动性，以便使 高浓度焦化废水的新型的处理方法及工艺成为当务 其成型。实验以粒度为325目的煤粉为原料，用焦煤 之急。应用膜分离技术来处理高浓度的焦化废水是 为添加剂，考察不同配比对炭膜性能的影响。实验采 具有广阔应用前景的一项新技术，因膜分离是基于 用瘦煤与焦煤质量比分别为91．7：8．3、85：15和80： 物质通过具有选择透过性能的膜的速率不同，使混 20的混合样，成型以后在氮气保护下，以一定的升温 合物中各组分得以分离、分级或富集[6-7】。在大多数 速率加热到炭化终温，恒温