Extraktionskolonne zur Behandlung von phenolhaltigem Abwasser im Koksherstellungsprozess

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Extraktionskolonnen zur Behandlung von phenolhaltigem Abwasser im Kohleverarbeitungsprozess. Kohleverarbeitungsabwasser ist ein organisches Abwasser mit hohen Konzentrationen an Ammoniak und organischen Stoffen, das schwer biologisch abbaubar ist. Die wichtigsten schädlichen Stoffe in diesem Abwasser sind Phenole. In den letzten Jahren wurden zahlreiche Methoden zur biologischen Behandlung von Kohleverarbeitungsabwasser entwickelt. In diesem Artikel wird hauptsächlich die Verwendung von Extraktionskolonnen zur Behandlung von phenolhaltigem Abwasser im Kohleverarbeitungsprozess beschrieben. Phenole gehören laut der Norm GB8978-1996 „Gesamte Abwasserableitungsstandards“ zu den Stoffen der zweiten Kategorie. Die zulässigen Konzentrationen für die erste und zweite Abwasserklasse liegen jeweils bei 0,5 mg/L. Der erste Ansatz zur Behandlung von phenolhaltigem Abwasser in der Industrieproduktion besteht darin, die saubere Produktion aktiv zu fördern – das heißt, die Produktionsprozesse zu verbessern und die Betriebsführung zu stärken, um die Konzentration an Phenol im aus den Produktionsanlagen abgegebenen Abwasser so weit wie möglich zu verringern. Oder die phenolhaltigen Abwässer werden wiederverwendet, um die Menge an Abfällen zu verringern ； Zweitens geht es darum, die Endbehandlung zu verstärken: Abwässer, die Phenole enthalten, müssen sobald sie aus den Produktionsanlagen abgeleitet werden, so weit wie möglich wiederverwertet und erneut aufbereitet werden, damit sie den gesetzlichen Anforderungen entsprechen. Abwässer mit einem Phenolgehalt von 1000 mg/L oder mehr werden in der Regel als Abwässer mit hohem Phenolkonzentration bezeichnet. Solche Abwässer müssen zunächst entphenolisiert werden, bevor sie weiterverarbeitet werden können ； Abwässer mit einem Phenolgehalt von weniger als 1000 mg/L werden als Abwässer mit niedrigem Phenolkonzentration bezeichnet. Solche Abwässer werden in der Regel wiederverwendet; das Phenol wird dabei konzentriert und anschließend weiterverarbeitet ； Abwässer mit einem Phenolgehalt von unter 300 mg/L können durch Methoden wie Adsorption, biologische Behandlung oder chemische Oxidation aufbereitet werden, um sie den gesetzlichen Vorgaben entsprechend abzuleiten. Mit der aktuellen Entwicklung der Extraktionsanlagen sowie der zunehmenden Reife der Extraktionstechnologie in unserem Land wird im gegenwärtigen Stadium bei der Behandlung von Abwässern mit Phenolen häufig die Extraktionsmethode eingesetzt. Die Verwendung dieser Methode zur Abwasserbehandlung wurde sowohl im Inland als auch im Ausland erforscht, wobei bereits bestimmte Ergebnisse erzielt wurden. Angesichts der aktuellen Situation in unserem Land besteht das Hauptproblem in der Entsorgung der konzentrierten COD-Verbindungen sowie der Farbstoffe. Aufgrund unserer nationalen Bedingungen können wir keine Extraktionsmittel wie flüssiges CO2 verwenden. Die üblicherweise verwendeten Extraktionsmittel müssen anschließend wieder rückextrahiert werden; dabei wird das Lösungsmittel wiederverwendet, während die Rückextraktionsflüssigkeit weiterverarbeitet werden muss. Die im Inland behandelten Abwässer weisen alle eine gemeinsame Eigenschaft auf: Ein großer Teil der organischen Schadstoffe in den Abwässern dient als Ausgangsstoff oder Produkt für Reaktionen. Es ist daher möglich, mit der Erforschung von Extraktionsverfahren zu beginnen, um die Selektivität der Extraktion zu verbessern und so das Rückextraktionsmittel mit dem ursprünglichen Herstellungsprozess in Verbindung zu bringen. Wenn dies erreicht wird, wird die Verwendung der Lösungsmittelextraktion zur Behandlung von Abwässern mit hohen Konzentrationen an Farbstoffen aufgrund ihrer Wirtschaftlichkeit und Praktikabilität weit verbreitet werden. Im Verarbeitungsprozess für phenolhaltiges Abwasser dient die Anwendung von Impulsvibrationen dazu, dass das Extraktionsmittel in Impulsen mit dem phenolhaltigen Wasser in Berührung kommt. Dadurch wird verhindert, dass sich Emulsionen in den Sieblöchern der Extraktionsanlage ansammeln und diese verstopfen – somit bleiben die Sieblöcher frei. Doch die Amplitude der Schwingungen im Strahl muss angemessen sein; eine zu große Amplitude kann dazu führen, dass die Flüssigkeit überläuft. Dadurch wird das Extraktionsmittel zusammen mit dem Phenolwasser mittransportiert, wodurch viel Extraktionsmittel verloren geht. Die Flüssigkeitsüberflutung kann außerdem dazu führen, dass Wasser in den Basenreinigungsturm gelangt, was die Qualität der Natriumphenolate beeinträchtigt. Die Pulsamplitude wird in der Regel auf einen Wert zwischen 35 mm begrenzt. 　　Während des Extraktionsprozesses entstehen Emulsionen, die sich auf den Sieben in der Extraktionskolonne ansammeln. Dadurch werden die Sieblöcher verstopft, wodurch das Extraktionsmittel nicht ausreichend mit dem Phenolwasser in Berührung kommen kann. Zudem erschwert eine große Menge an Emulsionen die Trennung von Öl und Wasser, was zu erheblichen Verlusten des Extraktionsmittels führt. Um die Emulsion zu zerstören, muss das hydrophile Material im Phenolwasser – nämlich das Teer – entfernt werden. 　　Zunächst wird die Phenollösung im Speichertank ruhig abgesetzt, wobei Teer regelmäßig vom Boden des Speichertanks abgeleitet wird. Anschließend wird das phenolhaltige Wasser, aus dem das Teer entfernt wurde, durch einen Kohlefilter geleitet. In diesem Filter befinden sich 25-mm-Kohlepartikel, wodurch auch das gummiartige Teer aus dem phenolhaltigen Wasser entfernt wird. 　　Die Menge des mit Phenol behandelten Wassers muss angemessen sein; zu viel Wasser kann zu einem Überlaufen des Flüssigkeitsniveaus führen. In der Regel sollte die Menge auf 8–12 T/h begrenzt werden. Nach einer gewissen Zeit der Wiederverwendung muss das Extraktionsmittel rechtzeitig regeneriert werden. Der Extrakt wird durch 75–85 °C heißes Wasser geführt, wodurch das in dem Extrakt enthaltene emulierte Öl zerstört wird und die Qualität des Extrakts wiederhergestellt wird. 　　Eine zu hohe Zweiphasengrenze im Extraktionskolben führt dazu, dass das aus dem Kolben austretende Öl Wasser enthält, was wiederum die Qualität der Natriumphenolate im Ätzwaschkolben beeinträchtigt. Eine zu niedrige Phasengrenze im Extraktionskolben führt zu einer zu geringen Extraktionshöhe im Kolben und beeinträchtigt somit die Effizienz der Extraktion. Daher muss die Höhe der Phasengrenze im Extraktionsbehälter genau kontrolliert werden, sodass sie unterhalb der Mitte des Behälters liegt.