石油炼制废水深度处理
① 某炼油厂采用吸附进行深度处理,处理量为X m3\d,废水COD=120 mg\L,出水要求低于30 mg\L,要求设计该吸附塔
设计任务书
一、 设计题目
活性炭吸附废水的吸附塔设计
二、 设计任务及操作条件
1、处理水量Q=200m3/h
2、原水COD平均120mg/L
3、出水COD小于30mg/L
4、活性炭吸附量q=(0.12~0.2)g COD/g炭
5、活性炭与水接触时间10~30min
6、污水在塔中的下降流速5~10m/h
7、反冲洗水的线速度28~32m/h
8、反冲洗时间4~10min
9、冲洗间隔时间72~144h
10、炭层冲洗膨胀率30%~50%
11、水力输炭管道流速0.75~1.5m/s
12、水力输炭水量与炭量体积比例10:1
三、设计内容
1、设计方案的确定及流程说明
2、吸附塔的面积、塔径、高度、容积、活性炭质量、再生周期等计算
3、吸附塔附属结构的选型与设计
4、吸附塔工艺流程图
5、吸附塔计算图
6、设计说明
7、参考文献
设计方案和流程的说明
由于电镀废水中Cr6+属于有毒重金属离子,不能直接排放。根据国家环境标准对废水的处理要求,考虑经济性与实用性,选用活性炭吸附,采用二塔并联降流式固定装置。
吸附是一种物质在另一种物质表面上进行自动累积或浓积的现象,可以发生在气-液,气-固,液-液两相之间。在污水处理中,吸附则是利用多孔性固体物质的表面吸附污水中的一种或多种污染物,从而达到净化水质的目的。活性炭是常用吸附剂之一。
固定床吸附器最大的优点是结构简单、造价低、吸附器磨损少、使用方便。它是污水处理中常用的吸附装置。污水连续地流过装有吸附剂的固定床层,被吸附后的污水连续排出。当出水水质不符合要求(即床层被穿透)时,则停止进水,将吸附剂再生。固定床根据水流方向又分为升流式和降流式两种。降流式水流自上而下,出水水质较好,但水头损失大,需对床层定期进行反冲洗。而升流式水流由下而上流动,这种床型水头损失增加较慢,运行时间较降流式长。
根据处理水量、原水水质及处理要求,固定床可分为单床和多床系统,单床一般用于处理规模小的工艺。多床层又分并联、串联两种,该设计根据实际要求选择大规模处理,出水要求低的并联方式。
设计参数选择及计算
1、设计参数选择
处理水量200m3/h、原水COD平均120mg/L、出水COD=30mg/L、活性炭的吸附量q=0.14gCOD/g炭、活性炭与水接触的时间30min、污水在塔中下降的流速V=8m/h、反冲洗水的线速度28m/h、反冲洗时间6min、反冲洗间隔时间80h、炭层冲洗膨胀率45%、水力输炭管道流速0.8m/s、水力输炭水量与炭量体积比例10:1、炭层密度ρ=0.43t/m3。
计算
①吸附塔的面积:
2
②每个塔的面积:
2
③吸附塔直径:
④吸附塔炭层的高度:
⑤每个吸附塔的炭层容积:
3
⑥每塔填充活性炭质量:
⑦每塔每天应处理的水量:
⑧每个吸附塔每天应吸附的值:
⑨活性炭再生周期:
三、吸附塔附属结构的选型和设计
⒈活性炭
活性炭是最常用的非极性吸附剂,由木炭、坚果壳、煤等含碳原料经炭化与活化制得的一种多孔性含碳物质,有大的比表面积(600~1500m2/g),吸附容量大,吸附能力强,该设计属于液相吸附,一般用孔径为(210-3~0.1)的活性炭。它有稳定的化学性质,易再生与再利用,来源广、价格低。它对铬阳离子也有还原作用;在选用活性炭处理装置设备时应选不锈钢材料,防止活性炭与普通钢材接触发生严重的化学腐蚀。
2. 支撑装置
位于填料底部,安装平稳,既要保证能够支撑填料层的质量,又要保证液体能通畅的流动,具有耐腐蚀性,耐压,耐冲击。根据以上要求我们常选用不锈钢作为支架材料。
液体分布装置
让液体分布装置设在塔顶,让废水均匀的分
布在填料表面,设备的耐腐性强。考虑易于维修又使布水
均匀,且具有一定的水力冲刷强度及直径大小,选用
不锈钢材料的可拆卸多孔管布水装置。
4.液体出口装置
沉降式,出口位于塔底。管与塔接触部分密封性好,防止出现液封现象,保证出水通畅流出,还要防腐蚀,耐压,耐冲击。选排水管的直径为100mm,多用价格低、容易得的铸铁。
5.反冲洗设备
防止堵塞,设在吸附层的下方,孔管布水,孔径为10mm,使冲洗水在整个底部平面均匀分布,冲洗时间为6min,每80h冲洗一次。以长久利益来看,选用费用高,操作简单,能较长时间向塔内输水,泵小、耗电较均匀的冲洗水塔来排冲洗后的水。
四、吸附塔工艺流程图 吹出气
A、B并联吸附,C再生; 加料
下一个阶段是:A再生,B、
C并联吸附;再下一个阶段
是:A、C并联吸附时,B再
生。这样以此类推。 A B C
产品
部分产品用作再生气
吸附塔计算图
设计说明
1、设计要求:
①处理水量大、出水水质高、可回收、吸附剂可再生、设备耐腐性强。
②采用柱状活性炭进行吸附,不易堵塞。若用粉末活性炭吸附,要防火防爆,而且对设备要求也高,投资高,麻烦。
③反冲洗时要让冲洗水均匀分布,有足够的冲洗时间,冲洗后的水要及时排出。
④活性炭的再生:吸附剂在达到吸附饱和后,必须进行脱附再生才能重复使用。所谓再生,及在吸附剂本身不发生或很少发生变化的情况下,用某种方法把吸附质从吸附剂空隙中除去,恢复它的吸附能力,这样就可以大大的减少水处理运行成本。再生分为:加热再生法,化学氧化再生法,溶剂再生法。我们选用加热再生法,它是目前最常用最有效的一种再生方法。其再生步骤如下:
a. 脱水:使活性炭和含铬电镀废水进行分离。
b. 干燥:加热到100~150℃,将吸附在活性炭细孔中的水分蒸发出来,同时使一部分低沸点的有机物也够挥发出来。
c. 炭化:加热到300~700℃,使高沸点有机物热分解,一部分低沸点有机物挥发,另一部分被炭化留在活性炭细孔中。
d. 活化:加热到700~1000℃,将炭化阶段留在活性炭细孔中的残留物用活化气体(如水蒸汽、CO2及O2)进行氧化反应,反应产物以气态形式逸出,达到重新造孔的目的。
e. 冷却:把活化后的活性炭用水急剧冷却,防止氧化。
主要设计参数:
参 数 内容 吸附塔面积A 每个塔面积A’ 吸附塔直径D 吸附塔炭层高度h 每个塔炭层的容积V 每塔填充活性炭质量M 每塔每天应处理水量Q1 每个吸附塔每天吸附COD值 活性炭在生周期T
数 值 25m2 12.5m2 4m 4m 50m3 21.5t 2400t 216kg/d 14d
影响吸附的因素:
①吸附剂的种类:一般来说,极性吸附剂易吸收极性吸附质,非极性吸附剂易吸收非极性吸附质。
②活性炭的比表面积:比表面积(600~1500m2/g)越大,吸附能力越强,吸附量越大。
③孔结构:孔径越大,比表面积越小,吸附能力差。该设计属于液相吸附,孔径一般为(210-3~0.1)。
④ 温度:其他条件不变的条件下,低温有利吸附,升温有利脱附。
⑤pH值:在酸性溶液中,活性炭的吸附率要比在碱性溶液中高一些。
⑥接触时间: 在进行吸附操作时,应保证吸附质与活性炭有一定的接触时间,使吸附接近平衡,以充分利用活性炭的吸附能力。吸附速度越大,吸附时间就越短。
七、参考文献
《环境工程原理》 化学工业出版社 主编:张柏钦,王文选 2003,7
《水污染控制技术》 化学工业出版社 主编:王金梅,薛叙明 2004,3
② 简述污水的深度处理技术包括哪些方法
废水深度处理的方法有:
絮凝沉淀法、砂滤法、活性炭法、臭氧氧化法、膜内分离法、离子交换法、电解容处理、湿式氧化法、催化氧化法、蒸发浓缩法等物理化学方法与生物脱氮、脱磷法等。深度处理方法费用昂贵,管理较复杂,处理每吨水的费用约为一级处理费用的4-5倍以上。
污水深度处理是指城市污水或工业废水经一级、二级处理后,为了达到一定的回用水标准使污水作为水资源回用于生产或生活的进一步水处理过程。针对污水(废水)的原水水质和处理后的水质要求可进一步采用三级处理或多级处理工艺。常用于去除水中的微量COD和BOD有机污染物质,SS及氮、磷高浓度营养物质及盐类。
③ 石油炼制的污水怎么处理
石化废水处理中非常重要的一种方法就是絮凝, 也就是在废水内加入一定量的絮凝剂从内而使得粒子呈现出容水稳定的状态, 该胶粒通过高速的碰撞逐渐的凝结成为絮状物质。絮凝的处理方式可以直接将废水中的色度、有机污染、浮油生物等等直接去除掉。在规范操作之下, 可以与空气浮动或者絮凝沉淀技术混合使用, 一般都是用来当做生化处理的前期准备工作。当前的微生物絮凝剂的主要技术就是生物处理技术, 该技术应用的范围非常广泛, 且能够达到稳定性的要求, 还能够有效的方式二次污染的存在, 所以可以在大范围内使用。
④ 石化废水有哪些废水处理方法和工艺
石化废水处理工艺
当前,石油化工(包括炼油)废水治理技术概括以下三点:加强预处理,提高二级处理,配套后处理。
照处理原理,可将所有处理方法归分为物理处理、化学处理与生化处理三类。
含油废水一般的处理工艺如下:
物理法
物理处理法通过物理作用,以分离、回收废水中不溶解的呈悬浮状态污染物质(包括油膜和油珠),常用的有重力分离法、离心分离法、过滤法等。
1、隔油池
隔油池是石化废水处理工艺中常见的一种处理装置。依据沸水中悬浮物与水的相对密度不同这一特点除去悬浮物。
此法只能除去颗粒较大的水滴或油滴,作为初级处理,成本低但效率一般。
国内应用较多的隔油池是平流隔油池和斜板隔油池。
2、气浮法
气浮法:利用高度分散的微小气泡作为载体去粘附废水中的悬浮物,使其随气泡升到水面而去除.其处理对象是乳化油以及疏水性细微固体悬浮物。
药剂浮选法:在废水中投加化学药剂,选择性将亲水性污染物变为疏水性,然后气浮去除.两者统称气浮法。
常用气浮设备:加压溶气气浮﹑叶轮气浮﹑曝气气浮﹑射流气浮和电解气浮。
气浮法优点:处理效率高,生产的污泥比较干燥,表面刮泥方便,曝气增加溶解氧有利后续生化处理。
气浮法缺点:耗电量大,设备维修管理工作量大,易堵塞,浮渣怕较大风雨袭击。
3、过滤
一般炼油厂将过滤作为去除生物二级处理出水中的残留胶体和悬浮物的手段,放在生化处理之后,可看成深度处理技术,可作为活性炭或臭氧等深度处理技术的预处理。
油和悬浮物的去除率可达60%~70%。投加助滤剂后,去除率可提高到90%以上。
多孔材料过滤
除去较粗大悬浮物的格筛。典型设备如格栅、筛网和捞毛机等。
除粒径细微颗粒的微孔滤材。
反渗透、超滤、纳滤和电渗析等以特别的半透膜为过滤介质的设备。
颗粒材料过滤
利用滤料颗粒之间存在的孔隙使水穿过而悬浮物被截留。常用来使处理后水的浑浊度满足用水要求。
4、吹脱汽提法
通过向废水中通入载气,使两相充分接触,废水中溶解气体和易挥发的溶质在气液间传质进入气相,从而脱除污染物质。
石化废水中需要进行吹脱和气提处理的两个主要污染物是H2S和氨,它们主要来源于脱硫、脱氮和加氢处理过程中被破坏的有机氮和有机硫组分。
苯酚也可以通过此方法脱除,但是效率低于硫和氮。
5、超滤法
超滤是利用超滤膜(孔径约0.01~0.1μm)截留微小油珠,从而达到油水分离目的的方法。
吸附在油珠表面的活性剂或活性剂分子相互聚结成的胶束能被超滤膜截留。因此,超滤膜处理含油污水,不但能去除油,同时也能去除COD。
超滤法处理含油废水的最大优点是:处理过程中不投加任何药剂,操作简单,处理出水一般可达到工艺回用水要求。
但因膜透水率较低,故处理成本较高。浓缩后的残液(一般为处理水的5%左右)需进一步处置。
化学法
化学法向污水中投加某种化学物质,利用化学反应来分离、回收污水中的污染物质,常用的有化学沉淀法、混凝法、中和法、氧化还原(包括电解)法等。
1、化学混凝法
化学混凝是用来去除水中无机物或有机胶体悬浮物的一种方法。它可除去固体悬浮物、胶体、可溶性重金属盐类、有机物、油类及颜色等。混凝处理受到废水的pH、碱度、污染物的数量、粒子大小、温度和搅拌等条件的影响。
为了更好地提高气浮处理效果,在回流加压溶气气浮工艺中向废水中投入某种絮凝剂,使水中难沉淀的胶体状悬浮颗粒或乳化污染物失稳,在互相碰撞的作用下,聚集、聚合或搭接形成较大的颗粒或絮状物,从而使得污染物能够更容易下沉或上浮而被去除。
2、电解法
其基本原理是在电流作用下,阳极表面产生具有强氧化性的羟基自由基,将难降解有机物氧化成CO2和H2O。该方法具有氧化能力强、操作简便易于控制、无二次污染等有点,在现代工业废水处理中越来越受到广泛应用。
利用这种反应使污染成分生成不溶于水的沉淀物,或生成气体从水中溢出,使废水得到净化。
3、中和法
用化学方法消除废水中过量的酸或碱,使其pH值达到中性左右的过程称为中和。处理含酸废水以无机碱为中和剂,处理碱性废水以无机酸作中和剂。
中和处理应考虑以"以废治废"原则,亦可采用药剂中和处理、中和处理可以连续进行,也可以间歇进行。
中和的方法有酸碱废水中和、酸性废水的药剂中和法、酸性废水的过滤中和法等。
生物法
生物法通过微生物的代谢作用,使废水中呈溶液、胶体以及微细悬浮状态的有机性污染物质转化为稳定、无害的物质,可分为好氧生物处理法和厌氧生物处理法。
1、活性污泥法
活性污泥法是以活性污泥为主体的废水生物处理的主要方法。这种技术将废水与活性污泥(微生物)混合搅拌并曝气,使废水中的有机污染物分解,生物固体随后从已处理废水中分离,并可根据需要将部分回流到曝气池中。
活性污泥法是由曝气池、沉淀池、污泥回流和剩余污泥排除系统所组成。
活性污泥中的细菌是一个混合群体,常以菌胶团的形式存在,游离状态的较少。
活性污泥在曝气过程中,对有机物的降解(去除)过程可分为两个阶段,吸附阶段和稳定阶段。
2、缺氧-好氧生物处理法
缺氧-好氧生物处理工艺是将缺氧过程与好氧过程结合起来的一种废水处理方法,它除了可去除废水中的有机污染物外,还可同时去除氨和氮,因此得到了广泛应用。
缺氧-好氧生物处理工艺:
好氧-缺氧工艺的特点:效率高;流程简单,投资省,操作费用低;缺氧反硝化过程对污染物具有较高的降解效率;容积负荷高,有效地提高了硝化及反硝化的污泥浓度;缺氧/好氧工艺的耐负荷冲击能力强。
3、IMBR-A/O法
IMBR-A/O工艺是将MBR与A/O工艺相结合的一种方法。
IMBR-A/O工艺流程为:原废水首先经过栅网去除粗大颗粒状悬浮物并静沉,再由泵抽到原水槽,然后经斜板沉淀池到前置反硝化A段(厌氧槽)。
再溢流进入好氧反应器O段(好氧槽),在出水泵的抽吸作用下得到膜过滤出水,好氧槽连续曝气。
4、生物膜法
生物膜处理法是与活性污泥法并列的一种污水好氧生物处理技术。这种处理法的实质是使细菌和真菌类的微生物、原生动物和后生动物一类的微型动物附着在填料或某些载体上生长繁育,并在其上形成膜状生物污泥———生物膜。
污水中的有机污染物作为营养物质,被生物膜上的微生物所摄取,污水得到净化,微生物自身也得到增殖。
生物膜法的主要特点
与活性污泥法相比,生物膜法的主要特点包括以下几方面:
适应冲击负荷变化能力强
反应器内微生物浓度高
剩余污泥产量低
同时存在硝化和反硝化过程,操作管理简单,费用较低
调整运行的灵活性较差
有机物去除率较低
5、水解酸化-好氧生物处理工艺
水解是指有机物进入微生物细胞前、在胞外进行的生物化学反应。微生物通过释放胞外自由酶或连接在细胞外壁上的固定酶来完成生物催化反应。
酸化是一类典型的发酵过程,微生物的代谢产物主要是各种有机酸。
水解和酸化是厌氧消化过程的两个阶段,但不同的工艺水解酸化的处理目的不同。
水解酸化-好氧生物处理工艺中的水解目的主要是将原有废水中的非溶解性有机物转变为溶解性有机物,特别是工业废水,主要将其中难生物降解的有机物转变为易生物降解的有机物,提高废水的可生化性,以利于后续的好氧处理。
⑤ 废水深度化处理
COD88再深度净化,可以做成中水回用代替部分新鲜水。
有不使用化学性药剂的低成本工艺内,网络容里已有答案。
要在现有流程中改进也可以,对每一个工艺段进行处理能力提升整改,可以实现处理能力提高、出水水质提高、处理消耗基本不增加。
⑥ 石油化工的废水是怎么处理的
在炼油厂和石化厂污水中,工艺污水或含油排水是通常的处理对象。这些版污水含有浮游油及悬浮物质要权用凝聚沉淀、凝聚加压上浮、砂滤及其组合方法进行预处理,以先除去油分和悬浮物质。在此基础上,用石油化工活性炭吸附或其组合法处理这些污水更有效。在石化厂污水中,BOD值或BOD/COD比值往往较高,通常用石油化工活性炭与活性污泥法等生化处理法配合使用。炼油厂废水处理流程按处理深度可分为二级、三级处理(或称为深度处理);按处理方法可分为生化法和非生化法(或称物化法)流程。自80年代中期以来,在炼油厂和石化厂废水三级处理中,往往包括活性炭吸附法,特别是臭氧/活性炭组合法,其应用日渐广泛,而且发展很快。此外,石油化工活性炭及其组合工艺在含酚工业废水(如塑料厂、炼油厂、焦化厂等废水脱酚)、含硫工业废水(如天然气净化厂、炼油厂和厂化厂含硫废水)、有机化工废水等处理过程中也得到广泛应用。
⑦ 废水深度处理工艺有哪些
废水深抄度处理的方法有:
絮凝沉淀法、砂滤法、活性炭法、臭氧氧化法、膜分离法、离子交换法、电解处理、湿式氧化法、催化氧化法、蒸发浓缩法等物理化学方法与生物脱氮、脱磷法等。深度处理方法费用昂贵,管理较复杂,处理每吨水的费用约为一级处理费用的4-5倍以上。
污水深度处理是指城市污水或工业废水经一级、二级处理后,为了达到一定的回用水标准使污水作为水资源回用于生产或生活的进一步水处理过程。针对污水(废水)的原水水质和处理后的水质要求可进一步采用三级处理或多级处理工艺。常用于去除水中的微量COD和BOD有机污染物质,SS及氮、磷高浓度营养物质及盐类。
⑧ 石油如何炼制与怎么环保
从石油到我们所需要的第一代、第二代产品都需要经过炼制工艺的处理,进入20世纪90年代,环境保护的需要已成为石油炼制工业发展新技术、开发新工艺、研制新产品的主要推动力。同时,日益严格的环境保护要求,又使石油炼制工业的环境保护技术登上更高的台阶。各发达国家纷纷制定一系列法律,要求实施环境综合治理,各国控制有害物质对大气、地表水、地下水和土地的污染,对已产生的二次污染问题也要予以妥善解决。
美国石油界研究的结果表明,为了适应环境保护的新规定,在几年中,许多石油炼厂都必须重建其排水系统和废水处理设施,估算其费用将高达150亿美元。
近年来,石油炼制工业在环境保护方面取得了一系列技术进展,主要表现在废水与废气的治理两个方面。
废水的治理首先是采用膜分离、水质稳定和废水深度处理等方面的新技术,有效地分离浓缩回收废水中的多种有害物质,使大部分废水可通过不同的方式进行回收利用,排放水量和污染程度大幅度下降。国外的实践表明,通过水的重复利用和处理后废水的回用,可节约50%左右的新鲜水和减少2/3左右的废水排量。
利用生物处理技术,可以使70%以上的有机污染物转化为甲烷,成为可利用的能源。目前,厌氧—喜氧联合生物处理已被推荐为石油炼制和化工处理中处理高浓度废水的首选方法。生物脱氧技术已广泛地应用于石油炼厂废水的处理过程中,用来控制排出水体中的氮含量。目前更为先进的方法是将生物处理与膜分离技术结合起来,这样不但可以省去沉淀池和过滤器,而且废水的处理效率和处理后的水质都会有相当大的提高。
除了上述有害物质之外,石油炼制过程中也不可避免地排出一些有机物,它们对环境的污染更为严重。经过多年的摸索,人们对那些难以被生物降解的有机质含量相当高的废水采用“催化氧化处理技术”处理,而且已获得了重大进展,当前研究工作的重点是开发高性能的废水催化氧化剂,提高处理效率。
石油炼制过程中排出的工业废气可以对大气层造成极大的污染,它也是造成全球变暖、臭氧层破坏和酸雨等威胁人类生存的全球性环境问题的主要根源。
废气治理,就是要控制并消除二氧化硫、氧化氮、芳香烃、卤气烃、恶臭物质和飘尘等等。
二氧化硫是工业废气中含量最大的,也是当前治理的首要问题。目前国外应用得最广泛的是湿法烟气脱硫技术,比如用石灰等碱性物质吸收废气中的二氧化硫等。这种技术成本低,但易造成排气通道的腐蚀、结垢、堵塞,所以一些炼厂正在积极开发一些高效硫回收技术,使硫的回收率可以达到99.5%以上,并可省去尾气治理的工序。
恶臭气体也是石油炼厂环境保护的一大问题。首先要改革工艺、搞好设备和管路密封,消除并隔断恶臭物质的来源。然后,应选好治理的方法,目前多采用的焚烧法处理效果好,但缺点是燃料消耗量大;在一些场合,还可以采用活性炭吸附和洗涤法除去废气中的恶臭。
近年来,一些发达国家在利用生物技术除臭和治理废气方面已取得很大进展,可以有效地除去炼厂废气中的硫化氢、硫醇、氨以及多种酸性和碱性有机物,尤其对废水处理设施排放气体的脱臭更为有效。
此外,近年来对以往将炼厂废渣简单土地掩埋甚至投海的做法也进行了大改变,采用离心机将油、水、固体物质分开,分别进行回收或处理;可燃物焚烧,金属物质回收再利用等措施,不但使废渣实现基本无害化,而且还可“变废为宝”。
现代化的石油炼厂中还采用先进的隔声、吸声、消声和隔振、减振等技术手段,从各个方面减轻或消除炼厂给生态环境造成的污染。
⑨ 环境工程原理课程设计:某炼油厂废水采用吸附进行深度处理,处理量为500m³/d,废水COD为120g/L,要求
你这个要是全给你做了,那可费劲了。你给钱我给你做