裂化剂生产高悬浮物强酸性废水回用处理试验研究

裂化剂生产高悬浮物强酸性废水回用处理试验研究彭政1王红萍1’2马雪庆1曾德金3甄玉红3(1武汉大学资源与环境科学学院，武汉430079；2水资源安全保障湖北省协同创新中心，武汉430072；3中国石化催化剂有限公司长岭分公司，岳阳414012)摘要在不改变废水pH的条件下，通过试验研究絮凝沉淀和离心分离去除悬浮物的特性。烧杯试验表明，在投加30mg／LPAM—I或90mg／I，PAM—II，混合一絮凝反应一沉淀时间为1min一15min一30min，混合和絮凝反应G值875S_1和50S～，絮凝反应GT4．5×104时，清液悬浮物含量可降到100mg／L以下，满足尾气洗涤系统内回用要求。离心分离试验表明，离心机转速5000r／min(FCR4390g)、3500r／min(FCR2191g)和2500r／min(FCR1098g)，分别离心5min、10min和15min时，清液悬浮物含量可降至100mg／I。以下，满足尾气洗涤系统内回用要求；另外，絮凝预处理没能改善离心分离效果。综合考虑，现阶段推荐采用絮凝沉降法处理，同时建议絮凝剂采用PAM—I。关键词裂化剂废水高悬浮物强酸性絮凝沉淀离心分离1裂化剂废水处理现状裂化剂是石油炼制中的重要催化剂，粉状或微球，生产中喷雾干燥的尾气洗涤水在系统中循环使用，为了保证悬浮物含量保持在一定范围内，需不断排放一定量的废水，同时补充一定浓度的新鲜水，排污水中含有一定浓度的催化剂产品颗粒和盐酸等污染物，悬浮物浓度高，酸性强，若处置不当会对环境产生污染。长期以来，该废水一直进入综合废水处理系统，加碱调节pH后再采用絮凝沉淀工艺净化(见图1)。该处理工艺固然能满足当前污水排放标准，但是，一方面其中会消耗大量的碱，处理后排水含盐量高，所产生的泥渣成分复杂，外运后需要占用专用场地堆放或填埋；另一方面该废水悬浮物含量高、酸性强，对综合废水处理系统冲击大，对系统稳定运行极为不利。为此，若能在不改变废水pH条件下，将悬浮物从废水中分离，就能分别回收酸性水和逃逸的裂化剂颗粒，避免其进入综合污水处理系统，既能减少废水、废渣排放，又可节约单位产品水耗和原材料消耗，还可改善综合污水处理系统运行条件。工业上，悬浮物去除应用最广的工艺就是絮凝沉淀[1叫]，但是，很多的研究中絮凝效果最佳的pH是中性或偏碱性环境，对酸性废水通常是加碱调节pH后再进行絮凝沉沦卜o。，直接在酸性条件下采用136给水排水V01．41No．72015废水《高悬浮物强酸性)图1裂化剂尾气洗涤系统废水现有处理流程絮凝沉淀的工艺研究还很缺乏。此外，离心分离对分离废水中悬浮物也常常是有效的[10。。本文通过试验研究在不改变废水pH条件下，絮凝沉淀和离心法从裂化剂尾气洗涤系统强酸性排污水中去除悬浮物的效果，以确定适宜的处理方法。2材料与方法2．1废水水样来源废水水样是裂化剂生产中喷雾干燥尾气洗涤系统的排废水，水样采集自尾气洗涤系统废集水池。2。2试验方法与仪器絮凝沉淀是烧杯试验，其所用搅拌设备见图2，使用的搅拌器是IKAEURO-STPCV$25，CD一1．1，7=9810N／m3，“一0．001N·s／m，g=9．81m／s2，V—O．0002m3。参照相关文献计算可得速度梯度G一0．109n1’5[11’12l。絮凝剂采用以阳离子型和非离子型聚丙烯酰胺为主剂的两种复合絮凝剂，分别记为PAM—I和PAM—II。基于絮凝沉淀工业运行设计规范_1引，确定试验参数见表1。取静置30min后上层清液测定浊度，部分水样同时测定悬浮物含艨脉憾水渣秒清泥厍万方数据L一10mm，rl一6mm，r2—35mm，6—28mm。b／L=2．33图2搅拌设备示意表1絮凝沉淀试验参数时间转速”速度梯度组合指试验阶段设计参考范围[13]／mln／r／minG／s一1标Gr混合l400875G取600～1000SG取20～70S．絮凝反应1560504．5×104G丁取应为101～105沉淀3050量，评价悬浮物去除效果。离心分离试验采用TDZ5～WS低转速多管架自动平衡离心机，水平转子为4×100mI．，最大转速5000r／rain，其转速与相对离心力关系见表2。本研究中取离心后清液测其浊度，部分水样同时测定悬浮物含量，评价悬浮物分离效果。表2离心机转速一相对离心力关系转速／r／rain1500250035005000相对离心力(FCR)／g395109821514390絮凝预处理后离心分离试验向水中投加一定浓度的絮凝剂后，经过混合和絮凝反应后直接进行离心，随后i贝0定上层清液的浊度。2．3水质分析方法废水水样分析指标包括pH、电导率(DDS)、悬浮物含量(SS)、浊度、游离酸含量和悬浮物粒径，相应分析方法见表3。絮凝沉淀试验和离心分离试验后水质分析指标包括浊度和悬浮物，每次试验后