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生物质气化技术需要配套净化、余热回收工艺以提高燃气洁净度并增加能量利用效率。燃气净化及余热利用设备如水喷淋塔、余热回收锅炉等通常以水为介质,高温粗燃气与之直接或间接接触进行净化或换热。在这些过程中,水往往循环使用,但随循环次数增加,水体中逐渐混入大量粉尘、飞灰和焦油,水质由此变差。
循环水中特征污染物为有机污染物、挥发酚、NH4-N、固体颗粒等,属于难降解高浓度有机废水。且经历循环后水温维持在50~60℃,较高温度导致无组织排放少量恶臭气体,危害用水设备的顺利运行且污染现场工作环境。因此亟需开展生物质气化工艺废水处理研究。
本文对广东省某地中试现场生物质气化工艺产生的废水进行水质特点、水量特点分析,并采用减压蒸馏、高级氧化对废水进行了初步处理,具体实验内容及结果如下:
(1)考察了原料含水量对废水增量的影响,并进行了废水水质分析。
实验过程中,使用的几种原料水分在5%~15%之间,使用不同原料进行实验,废水增量变化明显,表明原料含水量对废水增量的影响较大。取储水池中的废水进行水质分析,结果表明生物质气化工艺废水有如下特点:①有机物浓度较高,COD值为8.00×104mg/L,远大于煤炭焦化废水;②含挥发酚1.81×103mg/L,其含量高、毒性大,不利于大部分生化细菌的生长;③所含挥发酚、NH4-N与煤焦化废水基本处于相同数量级水平;④计算得到BOD5/COD值为0.12,表明该废水可生化降解性能较差(<0.30)。
(2)考察了蒸发温度、真空度、旋转速率等因素对废水减压蒸馏过程的影响。
实验发现,提高蒸发温度和真空度,均可使废水蒸发速度加快,从而减少处理时间,并得到较多的蒸出液。当废水含灰量较高时,起始沸腾需要相对较高的真空度;当废水COD较高时,起始沸腾可在较低的真空度下进行。取原废水、蒸出液进行COD、NH4-N、TN、TOC分析对比,表明减压蒸馏具有较好的清污分离效果。
(3)取减压蒸馏清液进行芬顿氧化预处理研究,考察了H2O2与蒸馏清液质量比、H2O2与Fe2+摩尔比、反应时间、H2O2浓度等因素对COD、NH4-N、TOC、TN等脱除率的影响。
实验结果表明,H2O2与蒸馏清液质量比、H2O2与Fe2+摩尔比是污染物脱除主要的影响因素。处理后废水的NH4-N已满足国家污水排放二级标准,但COD尚需进一步处理。
循环水中特征污染物为有机污染物、挥发酚、NH4-N、固体颗粒等,属于难降解高浓度有机废水。且经历循环后水温维持在50~60℃,较高温度导致无组织排放少量恶臭气体,危害用水设备的顺利运行且污染现场工作环境。因此亟需开展生物质气化工艺废水处理研究。
本文对广东省某地中试现场生物质气化工艺产生的废水进行水质特点、水量特点分析,并采用减压蒸馏、高级氧化对废水进行了初步处理,具体实验内容及结果如下:
(1)考察了原料含水量对废水增量的影响,并进行了废水水质分析。
实验过程中,使用的几种原料水分在5%~15%之间,使用不同原料进行实验,废水增量变化明显,表明原料含水量对废水增量的影响较大。取储水池中的废水进行水质分析,结果表明生物质气化工艺废水有如下特点:①有机物浓度较高,COD值为8.00×104mg/L,远大于煤炭焦化废水;②含挥发酚1.81×103mg/L,其含量高、毒性大,不利于大部分生化细菌的生长;③所含挥发酚、NH4-N与煤焦化废水基本处于相同数量级水平;④计算得到BOD5/COD值为0.12,表明该废水可生化降解性能较差(<0.30)。
(2)考察了蒸发温度、真空度、旋转速率等因素对废水减压蒸馏过程的影响。
实验发现,提高蒸发温度和真空度,均可使废水蒸发速度加快,从而减少处理时间,并得到较多的蒸出液。当废水含灰量较高时,起始沸腾需要相对较高的真空度;当废水COD较高时,起始沸腾可在较低的真空度下进行。取原废水、蒸出液进行COD、NH4-N、TN、TOC分析对比,表明减压蒸馏具有较好的清污分离效果。
(3)取减压蒸馏清液进行芬顿氧化预处理研究,考察了H2O2与蒸馏清液质量比、H2O2与Fe2+摩尔比、反应时间、H2O2浓度等因素对COD、NH4-N、TOC、TN等脱除率的影响。
实验结果表明,H2O2与蒸馏清液质量比、H2O2与Fe2+摩尔比是污染物脱除主要的影响因素。处理后废水的NH4-N已满足国家污水排放二级标准,但COD尚需进一步处理。