化工分離小貼士 --廢水中有機物的去除

 化工分離小貼士

--廢水中有機物的去除

工業革命帶來經濟快速發展的同時，也帶來了廢水、廢棄物的持續增加。在環境保護法規的要求和促使下，工業界已經采取更加環保和經濟的行動，特別是在可持續性廢棄物解決方案的發展。循環經濟已經成為各國政府和企業進行可持續發展的一個核心議題，過去被視為“廢棄物”的東西越來越多的正在變為可回收利用的資源。

杜邦水處理解決方案業務部門通過多種技術、產品的組合使用（如下圖所示），為工業客戶提供了廣泛的、切實可行的解決方案，達到處理廢棄物和回收有價值產品的目標。在此，主要討論杜邦離子交換樹脂和吸附樹脂在廢水有機物處理和回收上的應用。

有機物的去除   

有機物的去除是廢水處理中一個討論重點。廢水體系中有機物組成通常是達到國家污染物排放許可或水回用的一個關鍵參數。

對于廢水排放，有機物通常以bod、cod、toc或o&g表示。若廢水送至城市污水處理廠進行處理，有機物的含量與廢水處理費用直接相關。

· 對于廢水回用，有機物含量會對下游的納濾或反滲透膜系統造成影響，需要通過預處理加以脫除。

在污染土壤的環境修復中，有機物/ 溶劑/ 燃料的去除常常是工作的重點。

 產水和廢水中除油

油在工業廢水中以多種形式存在，包括游離油、乳化油、親油性固體和溶解油。含油廢水的來源之一

是煉油廠和化學廠的頂部餾分。此外，對作為油氣鉆井副產品而與水力壓裂相關的水尤其是產水進行

處理，可回收有價值的碳氫化合物使水適于回收或處理。

游離油

當油滴足夠大時，在靜置條件下游離油會迅速上升到水箱表面。在這種情況下，油可以通過水箱溢流

堰和

溢油回收器除去。然而，幾微米大的小油滴很難以這種方式除去。

乳化油

油和水可以通過剪切力混合形成乳狀液，該剪切力可來源于泵輸送、濺入水箱或任何可以分解和分散大

油滴的過程。機械乳化油通過電荷和其他作用力達到穩定的，可形成幾微米到幾百微米不等的液滴。

其中最小的油滴，很難通過傳統的機械方法去除，但該種乳化油可以用裝有 amberlite? roc110 樹脂的離子交換樹脂床，通過聚結和排放的方法去除。

這種填充床除油系統的主要特征包括：

? 無化學絮凝劑添加

? 連續運行

? 系統可設計為順流或逆流運行方式

? 樹脂無需再生

? 耐高溫，有利于重油加工

?樹脂壽命長

溶解/ 水溶性油

溶解油是油譜中的水溶性分子，如：

? 苯、乙苯、甲苯和二甲苯 – 統稱為“苯系物”

? 汽油范圍有機物(gros) – 典型的c6-c12 化合物

? 柴油范圍有機物(dros) – 典型的c10-c28 化合物

? 總石油烴(tph)

? 酚類和環烷酸

這些化合物是不帶電的含碳化合物，無法通過離子方式處理，必須通過吸附去除。杜邦 ambersorb? 和 amberlite? xad? 聚合物吸附劑能夠有效的去除各種該類型的有機化合物。

應用：

? 碳氫化合物的生產：產水

? 碳氫化合物的運輸：壓艙水、與甲烷水合抑制劑有關的苯系物btex

? 碳氫化合物精煉廠：原油脫鹽劑、工藝冷凝水

? 化學加工工業

? 食品行業含油廢水的處理

? 其他油水混合的工藝

乳化油和溶解油的去除

工業廢水中去除芳香類 & 酚類化合物

苯酚工業生產的許多材料是有毒的，不能未經處理就排放。目前的處理工藝通常包括生物降解、化學氧化或活性炭吸附。由于對操作條件敏感，這些工藝可能運行不穩定，會對產品造成影響。因為廢水中的有機物尤其是酚類的含量很高(1-5%)，對這類有機廢物進行回收，具有非常大的經濟價值。

苯和異丙苯

使用 杜邦ambersorb? l493 和 amberlite? xad? 4聚合物吸附樹脂，可以很容易將苯和異丙苯從廢水中去除。在一個合理設計的系統中，苯泄漏量在1ppm以下?？梢允褂靡掖?、丙酮等溶劑或蒸汽對樹脂進行再生。

苯酚

amberlite? xad? 4 和ambersorb? l493 聚合物吸附樹脂在世界多地被用來從廢水中去除苯酚。對苯酚濃度高達20000ppm的廢水，都可以被有效的處理。樹脂對苯酚處理能力隨苯酚濃度的升高而增加?？墒褂?0.5% 的氫氧化鈉或丙酮、甲醇、甲醛等溶劑或蒸汽對樹脂進行再生。其中丙酮較常用，因為大部分苯酚工廠也生產丙酮。

雙酚a

amberlite? xad? 4和ambersorb? l493 聚合物吸附樹脂已被證明能有效的從廢水中去除雙酚a?？墒?/span>

用丙酮或甲醇等溶劑進行再生。丙酮最常用，因為它是bpa反應的一種原料，并且雙酚a/ 丙酮清洗劑可以通過回收返回到反應器中。也可使用蒸汽對ambersorb? l493 進行有效地再生。

烷基酚類/ 環烷酸

可使用 amberlite? xad?4 和ambersorb? 聚合物吸附樹脂從廢水中去除烷基酚。然而，由于這些酚類通

常含有大的有機側鏈，amberlite? xad16 等具有較大孔徑的聚合物吸附樹脂可能會更有效。通?？墒褂眉状?、乙醇、丙酮或異丙醇等溶劑進行再生。

乳化油

在某些情況下，可能需要從化學工藝中去除乳化油。參考上一節（產水和廢水中除油）

應用：

? 石化行業廢水處理：烴類回收和遵守排放要求

? 冶金行業：特定金屬的車間廢物

? 塑料和其他化學制造業

? 清洗水

芳香類和酚類化合物的去除

天然有機物 (nom) 的去除

天然有機物（ nom） 存在于許多地表水源中，是植物等有機物質腐爛后的副產物。在自然狀態下，nom 沒有特別的健康危害，盡管它會使水變成黃褐色而產生審美上的問題。然而，當使用次氯酸鹽和氯胺作為消毒劑時，這些氧化物可以和nom反應生成一類叫做消毒副產物（dbps） 的受管控化合物。去除 nom 可以降低 dbps（ 如三鹵甲烷前體物-thmfp） 和所需消毒劑的用量。

nom 對下游離子交換樹脂(ix) 和反滲透膜(ro) 系統的影響

在樹脂應用中，水中的“天然”有機物對脫鹽系統中的陰離子樹脂有危害，因為有機物會污染該樹脂。污染指這類有機物在樹脂再生時不能有效的洗脫，從而發生積聚。污染是樹脂性能下降的最常見原因，導致了產水成本的增加。

由于有機物污染和/ 或生物污染，進水中的有機物也會對反滲透膜（ ro） 運行性能造成危害。進水中有機物的去除，將有助于 ro 系統的運行可靠性，并降低清洗頻率和清洗化學成本。

解決方案

可采用樹脂技術，去除水中的天然有機物。根據有機物組成和操作環境，依據吸附和離子交換相組合的機理進行脫除。

nom 也可以通過納濾或反滲透有效去除。然而在這種環境下，膜可能遭受生物和/ 或有機物污染，造成諸如清洗頻率升高和膜壽命降低等操作困難。在這種情況下樹脂清除劑往往可以用作膜的保護手段。

樹脂清除劑，即可用作樹脂或膜處理系統前的保護床，以去除大部分有機物，也可用作系統后的拋光處理。

應用：

? 選擇性樹脂的保護床

? 工業級廢水回用

? 冷卻塔排污水

? 脫鹽

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