b. Sơ đồ công nghệ
6.4.4. Xử lý Phenol 1 Giới thiệu
6.4.4.1. Giới thiệu
Trong quá trình hoạt động, một lƣợng phenol (ROH) lẫn trong nƣớc chua đƣợc đƣa tới hệ thống thu gom và xử lý nƣớc thải của nhà máy. Phenol là một hoá chất độc hại với môi trƣờng và sức khoẻ con ngƣời, vì vậy, đƣợc quy định rất ngặt nghèo trong các tiêu chuẩn về nƣớc thải. Để đáp ứng đƣợc tiêu chuẩn môi trƣờng về chất độc hại trong nƣớc thải, trong tất cả cá nhà máy lọc hoá dầu
phải có hệ thống xử lý phenol. Hiện nay, trên thế giới có ba phƣơng pháp chính để xử lý phenol trong nƣớc thải là: phƣơng pháp hoá học, phƣơng pháp sinh học và phƣơng pháp hấp phụ bằng than hoạt tính. Tùy theo nguồn nƣớc thải và quy định về môi trƣờng và các yếu tố kinh tế mà ngƣời ta lựa chọn phƣơng pháp xử lý phù hợp. Ngoại trừ phƣơng pháp hoá học, các phƣơng pháp xử lý khác đều cần đến quá trình hấp phụ để đảm bảo chất lƣợng dòng nƣớc thải đáp ứng yêu cầu.
6.4.4.2. Nguyên lý và sơ đồ công nghệ a. Nguyên lý quá trình a. Nguyên lý quá trình
Để tăng hiệu quả quá trình xử lý phenol trong nguồn nƣớc thải, các dòng nƣớc có chứa nhiều phenol đƣợc phân loại để xử lý riêng trƣớc khi hòa trộn chung với dòng nƣớc thải khác. Trong các nhà máy lọc hóa dầu, phenol chủ yếu chứa trong dòng nƣớc chua. Để tách phenol ngƣời ta dùng than hoạt tính để hấp phụ phenol hòa tan trong nƣớc sau đó tiến hành tái sinh than hoạt tính bằng kiềm nóng. Khi tách sang pha lỏng chứa kiềm phenol sẽ phản ứng theo phản ứng sau:
ROH + NaOH NaOR + H2O
b. Sơ đồ công nghệ
Sơ đồ công nghệ xử lý phenol tùy thuộc vào hàm lƣợng phenol chứa trong nguồn nƣớc thải và quy định về hàm lƣợng phenol cho phép trong tiêu chuẩn môi trƣờng tại nơi xây dựng công trình. Với tiêu chuẩn môi trƣờng không quá khắt khe về hàm lƣợng phenol, ngƣời ta thƣờng sử dụng phƣơng pháp hấp phụ bằng than hoạt tính để tách phenol ra khỏi nguồn nƣớc thải sau đó dùng kiềm để tái sinh lớp đệm than hoạt tính. Dung dịch kiềm chứa phenolate (NaRO) đƣợc đƣa tới thiết bị trung hoà để xử lý tiếp. Tại thiết bị trung hoà kiềm, phenolate sẽ chuyển hoá lại thành phenol và đƣợc thu hồi để tái chế biến, quá trình hoàn nguyên phenol xảy ra theo phản ứng sau:
2 NaOR + H2SO4 2 ROH + Na2SO4
Đối với các quốc gia có tiêu chuẩn môi trƣờng về nƣớc thải quy định ngặt nghèo hàm lƣợng phenol thì thƣờng sử dụng phƣơng pháp sinh học. Trong trƣờng hợp này lớp than hoạt tính hấp phụ cũng đƣợc sử dụng để tách các chất độc hại khác và hấp phụ hết vết phenol còn sót lại chƣa xử lý hết trong thiết bị phản ứng sinh học. Sơ đồ công nghệ của thiết bị xử lý phenol dùng cột hấp thụ than hoạt tính đƣợc mô tả trong hình H-6.16. Theo sơ đồ công nghệ này, nƣớc thải chứa nhiều phenol trƣớc khi đƣa vào hệ thống xử lý nƣớc thải chung toàn nhà máy phải đƣợc đƣa qua cột hấp phụ bằng than hoạt tính. Tại
đây, phenol hoà tan trong nƣớc đƣợc hấp phụ vào lớp than hoạt tính. Khi lớp than bão hoà phenol, ngƣời ta tiến hành tái sinh lớp đệm hấp phụ bằng dung dịch kiềm nóng 3% khối lƣợng. Dƣới tác dụng của nhiệt độ và chênh lệch nồng độ phenol trong pha lỏng và pha rắn, phenol sẽ tách khỏi lớp đệm than hoạt tính để đi vào pha lỏng. Khi tiếp xúc với dung dịch kiềm, phenol sẽ chuyển thành phenolate, do vậy, nồng độ phenol trong pha lỏng luôn thấp do vậy động lực quá trình nhả hấp đạt hiệu quả cao. Hỗn hợp kiềm chứa phenolate sau khi ra khỏi cột hấp phụ đƣợc đƣa tới thiết bị trung hoà kiềm bằng H2SO4. Tại thiết bị trung hoà phenolate sẽ chuyển hoá lại về phenol nguyên dạng ban đầu và đƣợc thu gom để chế biến lại.
c.Thiết bị
Thiết bị hấp phụ phenol trong nƣớc thải bằng than hoạt tính nhìn chung đơn giản và tƣơng tự nhƣ các thiết bị hấp phụ dạng tái sinh bằng phƣơng pháp thay đổi nhiệt kết hợp thay đổi áp suất riêng phần (nồng độ trong pha lỏng). Để thiết bị làm việc liên tục đáp ứng yêu cầu, thông thƣờng phải bố trí 2 đến 3 cột hấp phụ tùy thuộc vào công suất và chu kỳ tái sinh lớp đệm.
Hình H-6.16 Sơ đồ công nghệ xử lý phenol trong nƣớc thải bằng hấp phụ than hoạt tính
6.5. VẬN HÀNH