抽出塔によるコークス製造工程でのフェノール含有廃水の処理

Thread Content

コークス製造過程で発生する廃水は、アンモニア窒素や有機物の濃度が高く、生物学的に分解しにくい有機性廃水です。この廃水の主な汚染物質はフェノール類であり、近年、この種の廃水を処理するための生物処理法が数多く開発されています。本稿では、特に抽出塔を用いてコークス製造過程で発生するフェノール含有廃水を処理する方法について解説します。フェノールは、GB8978-1996「汚水総合排出基準」で定められている第2種汚染物質であり、1次排出基準も2次排出基準もともに0.5mg/Lです。工業生産におけるフェノール含有廃水の対処法として、まず第一にクリーンプロダクションを積極的に推進することであり、すなわち生産工程を見直し、運用管理を強化することによって、生産設備から排出される廃水のフェノール濃度をできるだけ低減させるのである。またはフェノール含有廃水を再利用し、廃棄物量を削減する；次に、最終処理の強化であり、フェノールを含む廃水は一度製造装置から排出されると、可能な限り回収して再処理し、基準を満たす排出を実現しなければならない。通常、濃度が1000mg/L以上のフェノール含有廃水は高濃度フェノール含有廃水と呼ばれ、このような廃水はフェノールを回収した後に処理しなければならない；濃度が1000mg/L未満のフェノール含有廃水は低濃度フェノール含有廃水と呼ばれ、通常この種の廃水は循環利用され、フェノールを濃縮回収した後に処理される；フェノール濃度が300mg/L未満の廃水は、吸着、生物化学的処理、化学酸化などの方法で処理し、基準を満たして排出することができる。 現在の抽出装置の発展や、我が国の抽出技術の高度化に伴い、現段階ではフェノール含有廃水の処理において抽出法が広く用いられている。廃水処理における抽出法は国内外で研究が進められており、一定の成果が得られている。我が国の現状を見ると、主な問題は濃縮されたCOD成分と色成分の処理問題です。我が国の事情上、液体CO2のような抽出剤は使用できず、一般的に使用される抽出剤はほとんどが逆抽出を必要とし、逆抽出後の溶媒は再利用され、逆抽出液は処理しなければなりません。国内で処理される廃水には共通の特徴がある。すなわち、廃水中の有機汚染物質の大部分が反応の原料または生成物であり、抽出の研究から取り組むことで抽出の選択性を高め、逆抽出液を元の生産工程と結びつけることが可能である。これが実現すれば、溶剤抽出法による高濃度の着色廃水処理は、その経済性と実用性から広く利用されるようになるでしょう。 フェノール含有廃水の処理工程において、パルス振動を用いる目的は、抽出剤とフェノール水にパルスを生じさせて十分に接触させ、抽出塔のスクリーン孔内でエマルジョンが蓄積するのを防ぎ、スクリーン孔の閉塞を防ぎ、スクリーン孔の通過性を確保するためである。しかし、脈動の振幅は適切でなければならず、振幅が大きすぎると液体が溢れ出し、抽出剤とフェノール水が互いに混入して、大量の抽出剤が失われる。液泛はアルカリ洗浄塔への水の流入を引き起こし、フェノールナトリウム塩の品質に影響を与えます。パルス振幅は、一般的に35mmの間で制御される。 　　抽出過程においては乳化物が生成され、この乳化物は抽出塔内のスクリーン上に蓄積し、スクリーンの孔を塞いでしまう。その結果、抽出剤とフェノール水が十分に接触できなくなり、大量の乳化物によって油水の分離も困難になり、抽出剤の損失が深刻になる。エマルジョンを破壊するには、フェノール水中の親水性物質であるタールを除去しなければならない。 　　まず、フェノール水を貯槽内で静置して沈殿させ、定期的に貯槽の底からタールを排出する。次に、タールを除去したフェノール水をコークスフィルターを通す。このフィルターには25mmのコークス粒子が充填されており、これによってフェノール水中のゲル状タールも除去される。 　　フェノール処理量は適切に設定する必要があり、水量が多すぎると液面が溢れ出すため、一般的には8～12T/hに抑えるべきである。抽出剤は一定期間循環使用した後、速やかに再生する必要がある。抽出剤を75～85℃の熱水に通すことで、抽出剤中の乳化油が破壊され、抽出剤の品質が回復する。 　　抽出塔内の二相界面が高すぎると、抽出塔から出る油に水分が混入し、アルカリ洗浄塔内のフェノールナトリウム塩の品質に影響を与えます。抽出塔内の二相界面が低すぎると、抽出塔内の抽出高さが低くなり、抽出効率に影響を与えます。したがって、抽出塔内の二相界面の高さを正確に制御し、抽出塔の中央部よりも低く保つ必要がある。