渗透汽化同步去除煤气化废水中酚和油的研究

发布时间：2020-03-31 21:29

【摘要】：煤气化废水中含有大量的酚类、油类等有机污染物,严重危害着人类的健康以及生存环境。目前,工业上主要利用萃取、气浮等技术对于煤气化废水进行脱酚和除油处理,而传统的除油技术无法有效去除乳化油和溶解油,在后续的蒸氨处理过程中,这些油类物质会吸附于管路中,造成堵塞,影响后续的处理过程。与之相比,渗透汽化技术利用膜材料对于有机物强的亲和性能可以实现酚和油的同步去除,尤其是对于乳化油和溶解油有良好的去除效果。因此,可以利用渗透汽化技术来实现对于煤气化废水中酚和油的同步去除。本论文以聚合物A制备了均质膜A,以B膜为支撑层制备了复合膜A/B,采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对于膜材料进行了表征,之后,对于煤气化废水同步去除酚与油进行了研究,重点考察了操作温度、料液浓度、料液循环流量以及膜厚度对于渗透汽化性能的影响,并且,利用实验基础数据对于煤气化废水处理的工艺流程进行了模拟与成本核算,具体研究内容如下:1.当以均质膜A为渗透汽化分离膜时,考察了操作温度(30~50℃),原料液浓度(酚0.03~0.54 wt%、油0.0067~0.12 wt%),循环流量(10~80 L/h)以及膜厚度(40~120μm)对于渗透汽化性能的影响,结果发现:当温度为50℃,循环流量为80 L/h,膜厚度为40μm时,对于煤气化废水的处理效果最佳,酚和油的渗透通量最大分别为20.16 g/(m~2·h),10.57 g/(m~2·h),分离因子为14.10,32.25。2.当以复合膜A/B为渗透汽化分离膜时,考察了操作温度(30~80℃),原料液浓度(酚0.03~0.54 wt%、油0.0067~0.12 wt%),循环流量(10~80 L/h)以及活性层膜厚度(20~100μm)对于渗透汽化性能的影响,结果发现:当温度为80℃,循环流量为80 L/h,活性层膜厚度为20μm时,对于煤气化废水的处理效果最佳,酚和油的渗透通量最大分别为124.15 g/(m~2·h),57.58g/(m~2·h),分离因子为20.03,39.67。在此条件下,处理1 t煤气化废水(酚0.54 wt%,油0.12 wt%),膜面积为100 m~2,废水达到排放标准所需时间为1.62 h,所产生的废液量为170.06 kg。3.通过实验发现:当以均质膜A与复合膜A/B进行渗透汽化实验时,渗透通量均随料液浓度的增大而增大,分离因子均随料液浓度的增大而减小;渗透通量与分离因子均随操作温度的升高而增大;渗透通量与分离因子均随料液循环流量的增大而增大;渗透通量均随膜厚度的增大而减小,分离因子均随膜厚度的增大而增大。4.根据上述实验结果,设计了渗透汽化技术处理煤气化废水的工艺流程,并且据此计算了处理废水(吨/小时)的成本,其值为2.2元,低于目前工业上利用萃取技术处理废水的成本(15.1元)。
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TQ028.8;X784

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