برج استخراج برای پردازش آب‌های آلوده حاوی فنول در فرآیند تولید کک

Thread Content

فاضلاب تولید شده در فرآیند کوک‌سازی، نوعی فاضلاب آلی است که دارای غلظت بالایی از نیتروژن آمونیاکی و مواد آلی می‌باشد و تجزیه بیولوژیکی آن دشوار است. مهم‌ترین مواد آلاینده در این فاضلاب، ترکیبات فنولی هستند. در سال‌های اخیر، روش‌های متعددی برای پردازش بیولوژیکی این فاضلاب وجود دارد؛ این مقاله عمدتاً به بررسی روش استفاده از برج استخراج برای پردازش فاضلاب حاوی فنول در فرآیند تولید کوک می‌پردازد. فنول، جزو مواد آلاینده دسته دوم در استاندارد GB8978-1996 «استانداردهای کلی تخلیه فاضلاب» محسوب می‌شود؛ غلظت مجاز برای تخلیه در سطح یک و دو، هر کدام ۰.۵ میلی‌گرم بر لیتر است. روش‌های مقابله با فاضلاب حاوی فنول در تولید صنعتی، ابتدا شامل ترویج فعال تولید پاک است؛ یعنی اصلاح روش‌های تولید، بهبود مدیریت عملیاتی و کاهش تا حد امکان غلظت فنول در فاضلاب تولید شده. یا از آب‌های فاضلاب حاوی فنول برای استفاده مجدد استفاده کرد تا مقدار پسماندها کاهش یابد ； دوم اینکه، باید مدیریت پسماندها در مراحل پایانی تقویت شود؛ آب‌های فاضلاب حاوی فنول، به محض خروج از تجهیزات تولیدی، باید تا حد امکان بازیافت و دوباره پردازش شوند تا استانداردهای لازم برای تخلیه رعایت گردد. معمولاً، فاضلاب‌های حاوی فنول با غلظت ۱۰۰۰ میلی‌گرم بر لیتر یا بیشتر، به عنوان فاضلاب‌های حاوی فنول با غلظت بالا شناخته می‌شوند؛ این نوع فاضلاب‌ها باید پس از استخراج فنول، مورد تصفیه قرار گیرند ； فاضلاب حاوی فنول با غلظت کمتر از ۱۰۰۰ میلی‌گرم بر لیتر، فاضلاب حاوی فنول با غلظت پایین نامیده می‌شود؛ معمولاً چنین فاضلابی مورد استفاده مجدد قرار می‌گیرد و پس از غلیظ‌سازی و بازیابی فنول، تصفیه می‌شود ； فاضلاب‌هایی که غلظت فنول آن‌ها کمتر از ۳۰۰ میلی‌گرم بر لیتر است، می‌توانند با روش‌هایی مانند جذب، فرآیندهای بیوشیمیایی و اکسیداسیون شیمیایی تصفیه شده و سپس برای تخلیه به استانداردهای لازم برسند. با پیشرفت تجهیزات استخراج فعلی و بالغ‌تر شدن فناوری استخراج در کشور ما، در حال حاضر روش استخراج به طور گسترده‌ای در فرآیندهای تصفیه فاضلاب‌های حاوی فنول مورد استفاده قرار می‌گیرد. تصفیه فاضلاب با روش استخراج هم در کشورهای داخلی و هم خارجی مورد مطالعه و توسعه قرار گرفته و دستاوردهایی نیز حاصل شده است. با توجه به وضعیت فعلی کشورمان، مشکل اصلی، مدیریت مواد غلیظ‌شده COD و رنگ‌هاست. شرایط کشور ما اجازه استفاده از خارج‌کننده‌هایی مانند CO2 مایع را نمی‌دهد؛ همچنین خارج‌کننده‌های معمولی نیازمند فرآیند بازخارج‌سازی هستند، پس از آن حلال می‌تواند دوباره مورد استفاده قرار گیرد و محلول حاصل از بازخارج‌سازی نیاز به پردازش دارد. تمام فاضلاب‌هایی که در کشور پردازش می‌شوند، یک ویژگی مشترک دارند: بخش عمده‌ای از آلاینده‌های آلی موجود در فاضلاب، به عنوان مواد اولیه یا محصولات واکنش‌ها عمل می‌کنند؛ بنابراین می‌توان با شروع از تحقیقات مربوط به استخراج، انتخاب‌پذیری فرآیند استخراج را افزایش داد و محلول حاصل از فرآیند استخراج را با فرآیند تولید اصلی مرتبط کرد. اگر این امر محقق شود، روش استخراج با حلال برای پردازش فاضلاب‌های رنگی با غلظت بالا، به دلیل کارایی و قابلیت استفاده‌اش، به طور گسترده مورد استفاده قرار خواهد گرفت. در فرآیند تصفیه فاضلاب حاوی فنول، استفاده از لرزش‌های پالسی با هدف ایجاد پالس‌هایی بین عامل استخراج و محلول فنولی است؛ تا باعث تماس کامل آن‌ها شود، جلوی تجمع مواد امولسیونی در منافذ ستون استخراج را بگیرد، از انسداد منافذ جلوگیری کند و دسترسی به آن‌ها را تضمین نماید. اما دامنه تکانه در رگ‌ها باید مناسب باشد؛ دامنه بیش از حد باعث می‌شود مایع به صورت فومی درآید، عامل استخراج و آب فنولی با یکدیگر مخلوط شوند و مقدار زیادی از عامل استخراج از دست برود. فروریختگی مایع همچنین باعث ورود آب به برج شستشوی قلیایی می‌شود و بر کیفیت نمک‌های سدیم فنول تأثیر می‌گذارد. دامنه پالس، معمولاً بین ۳۵ میلی‌متر کنترل می‌شود. 　　در فرآیند استخراج، امولسیون تولید می‌شود که در صفحات الکی موجود در برج استخراج تجمع یافته و منافذ الک را مسدود می‌کند؛ این امر باعث می‌شود که عامل استخراج و آب حاوی فنول به خوبی با یکدیگر در تماس نباشند. همچنین، مقدار زیاد امولسیون باعث دشوار شدن جداسازی روغن از آب و همچنین اتلاف شدید عامل استخراج می‌شود. برای از بین بردن امولسیون، باید ماده آبدوست موجود در آب فنولی، یعنی تار، حذف شود. 　　ابتدا، آب فنول در مخزن به آرامی رسوب می‌کند و تار در صورت لزوم از کف مخزن خارج می‌شود. سپس، آب فنولی که تار عطری از آن حذف شده است، از طریق فیلتر کک عبور می‌دهند؛ در این فیلتر، دانه‌های کک به قطر ۲۵ میلی‌متر وجود دارد، بدین ترتیب تار عطری به صورت ژلاتینی نیز از آب فنولی حذف می‌شود. 　　میزان آب مورد نیاز برای پردازش فنول باید مناسب باشد؛ در صورتی که مقدار آب بیش از حد باشد، منجر به سرریز شدن مایعات می‌شود. معمولاً این میزان باید بین ۸ تا ۱۲ تن در ساعت کنترل شود. پس از استفاده مداوم از عامل استخراج، باید به موقع آن را بازسازی کرد. از آب داغ با دمای ۷۵-۸۵ درجه برای عبور دادن استخراج‌کننده استفاده می‌شود؛ در نتیجه روغن موجود در استخراج‌کننده از هم جدا شده و کیفیت استخراج‌کننده دوباره به حالت اولیه خود بازمی‌گردد. 　　ارتفاع بیش از حد سطح تماس دو فاز در برج استخراج، منجر به وجود آب در نفت خروجی از برج می‌شود و بر کیفیت نمک‌های سدیم فنولی در برج شوینده قلیایی تأثیر می‌گذارد. کاهش سطح تماس دو فاز در داخل برج استخراج، باعث کاهش ارتفاع استخراج در آن می‌شود و بر راندمان استخراج تأثیر منفی می‌گذارد. بنابراین، باید ارتفاع سطح تماس دو فاز در داخل برج استخراج را به‌دقت کنترل کرد تا پایین‌تر از قسمت میانی برج باشد.