Torre de extração para tratamento de águas residuais contendo fenóis no processo de produção de carvão ativado

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A torre de extração é utilizada para tratar as águas residuais contendo fenóis, geradas no processo de produção de carvão. As águas residuais resultantes da cokeração são um tipo de resíduo orgânico difícil de ser biodegradado, com altas concentrações de amônio e substâncias orgânicas. As principais substâncias poluentes presentes nessas águas são os compostos fenólicos. Nos últimos anos, foram desenvolvidos vários métodos de tratamento biológico para essas águas residuais. Este artigo apresenta, principalmente, o uso da torre de extração no tratamento das águas residuais contendo fenóis, geradas no processo de produção de carvão. Os fenóis são considerados substâncias poluentes da segunda categoria, conforme estabelecido na norma GB8978-1996 “Padrões Gerais de Emissão de Efluentes”. As concentrações permitidas para sua emissão são de 0,5 mg/L, tanto para a primeira quanto para a segunda categoria de emissões. As maneiras de tratar as águas residuais contendo fenol na produção industrial são, primeiro, a promoção ativa da produção limpa, ou seja, a reforma dos processos de produção e o aprimoramento da gestão operacional, com o objetivo de reduzir ao máximo a concentração de fenol nas águas residuais geradas pelos equipamentos de produção. Ou então, os efluentes contendo fenóis podem ser reutilizados, a fim de reduzir a quantidade de resíduos ； Em segundo lugar, é necessário fortalecer o tratamento nos estágios finais: os efluentes contendo fenol, assim que são gerados nas instalações de produção, devem ser reciclados e tratados da melhor maneira possível, para que possam ser descartados de acordo com as normas estabelecidas. Geralmente, as águas residuais contendo fenol com concentração acima de 1000 mg/L são consideradas águas residuais com alta concentração de fenol. Essas águas precisam ter o fenol removido antes de poderem ser tratadas ； Efluentes contendo fenol com concentração inferior a 1000 mg/L são chamados de efluentes com baixa concentração de fenol. Geralmente, esses efluentes são reutilizados, sendo o fenol concentrado e posteriormente tratado ； Efluentes com concentração de fenóis abaixo de 300 mg/L podem ser tratados por métodos como adsorção, biológico e oxidação química, para que possam ser descartados em conformidade com as normas. Com o desenvolvimento atual dos equipamentos de extração, bem como com o maior grau de maturidade da tecnologia de extração em nosso país, o método de extração é amplamente utilizado no tratamento de águas residuais contendo fenóis. Esse método já foi desenvolvido e estudado tanto no país quanto no exterior, com resultados satisfatórios obtidos. Considerando a situação atual do nosso país, o principal problema é o manejo dos componentes de COD concentrados e das substâncias responsáveis pela cor. Devido às características do nosso país, não é possível utilizar solventes como o CO2 líquido. Além disso, os solventes comumente usados precisam ser submetidos a um processo de extração reversa; após isso, o solvente pode ser reutilizado, enquanto o líquido resultante dessa extração precisa ser tratado. As águas residuais tratadas no país têm uma característica em comum: uma grande parte dos poluentes orgânicos presentes nessas águas serve como matéria-prima ou produto de reações. Portanto, é possível começar com pesquisas sobre extração, a fim de aumentar a seletividade da extração e relacionar o líquido resultante às condições do processo de produção original. Se isso for alcançado, o método de extração por solvente para o tratamento de efluentes coloridos de alta concentração será amplamente utilizado devido à sua economicidade e praticidade. No processo de tratamento de efluentes contendo fenol, o uso de vibrações pulsadas tem como objetivo criar pulsos entre o extrator e a solução aquosa de fenol, permitindo assim um contato adequado entre eles. Isso evita que os emulsificados se acumulem nos orifícios da coluna de extração, prevenindo o entupimento desses orifícios e garantindo sua permeabilidade. Mas a amplitude das vibrações no pulso deve ser adequada; uma amplitude excessiva faz com que o líquido se agite, fazendo com que o solvente e a solução de fenol se misturem, resultando na perda de grande quantidade de solvente. A transbordamento também faz com que a água entre na torre de lavagem alcalina, afetando a qualidade dos sais de fenol sódico. A amplitude do pulso é geralmente controlada entre 35 mm. 　　Durante o processo de extração, formam-se emulsões, que se acumulam nas grades presentes dentro da torre de extração. Isso obstrui os orifícios das grades, impedindo que o agente de extração entre em contato adequado com a água contendo fenol. Além disso, a grande quantidade de emulsões dificulta a separação entre óleo e água, causando perdas significativas do agente de extração. Para destruir a emulsão, é necessário remover as substâncias hidrofílicas presentes na água fenólica – o alcatrão. 　　Primeiramente, a solução de fenol é deixada em repouso no tanque de armazenamento, para que o alcatrão se precipite no fundo do mesmo. Periodicamente, o alcatrão é removido do fundo do tanque. Em seguida, a água com fenol, da qual o alcatrão foi removido, passa por um filtro de carvão ativado, no qual há partículas de carvão com 25 mm de diâmetro. Dessa forma, o alcatrão em forma de gel presente na água com fenol também é removido. 　　A quantidade de água utilizada no tratamento de fenóis deve ser adequada; uma quantidade excessiva de água pode causar transbordamento do líquido. Geralmente, a quantidade de água deve ser controlada entre 8 e 12 T/h. Após o uso contínuo por um determinado período, o solvente de extração deve ser regenerado em tempo hábil. Ao passar o solvente por água quente a 75-85°C, o óleo emulsificado presente no solvente é desemulsionado, e a qualidade do solvente é restaurada. 　　Uma interface entre as duas fases muito elevada dentro da coluna de extração pode causar a presença de água no óleo extraído, o que afeta a qualidade dos sais de sódio de fenol na coluna de lavagem com álcali. Uma interface entre as duas fases muito baixa dentro da coluna de extração faz com que a altura de extração seja reduzida, o que afeta a eficiência da extração. Portanto, é necessário controlar com precisão a altura da interface entre as duas fases dentro da coluna de extração, de modo que ela fique abaixo da parte central da coluna.