CN103848472A - 一种含酚废水脱除装置及其脱除工艺 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于一种含酚废水脱除装置及其脱除工艺，所述的含酚废水脱除装置包括：活性炭吸附罐、储水池、碱液罐、酚钠溶液罐、酸液罐、萃取塔、溶剂罐、水泵，其中上述活性炭吸附罐包括第一个吸附罐和第二个吸附罐，而这两个吸附罐是串联连接的；所述的脱除工艺步骤包括：使含酚的废水流经吸附罐中的活性炭层，对吸附饱和的活性炭进行再生，将再生后的活性炭洗至中性后即可继续进行废水吸附，在酚钠溶液罐中将酚钠还原成酚，在萃取塔中把油层排出以回收酚。本发明提供的技术方案操作简单，水处理效果好，再生效率高，实现了活性炭的循环使用，而且再生后可回收酚类物质，大大节约了废水处理成本。

Description

一种含酚废水脱除装置及其脱除工艺

技术领域

本发明涉及化工领域的废水处理装置与处理方法，特别是涉及一种用于含酚废水脱除的装置与工艺。

背景技术

工业化的快速发展产生了越来越多的废水，这些废水如不进行及时处理，势必对地球环境和人类健康造成重大威胁。酚类物质是一种重要的化工原料和中间体，广泛被应用于造纸行业、石油行业、印染行业和制备各种杀虫剂等，由于其难以降解，给废水处理带来极大的不变。酚类有机物属高毒类，低浓度能使蛋白质变性，高浓度能使蛋白质沉淀，对各种细胞有直接损害，对皮肤和黏膜有强烈的腐蚀作用。长期饮用被酚污染的水，可引起头昏、出疹、瘙痒、贫血、恶心、呕吐及各种神经系统症状。酚类化合物对人及哺乳动物有促癌作用。因此选择合适有效，操作易行的含酚废水处理方法显得至关重要。

工业废水的处理方法主要有四种：化学法、物理法、物理化学处理法和生物法。对于含酚废水，单纯的物理法或化学法无法有效去除污染物，而生物法对场地和操作过程有所限制，酚类物质含量高时还对微生物有毒害作用。吸附法是一种物理化学的处理方法，活性炭有巨大的比表面积，具有强大的吸附能力，可用于废水的脱色、除臭、吸附污染物等，是一种有效的废水处理剂。含酚废水是水量较小、危害较大的废水，利用活性炭的吸附作用来净化含酚废水不失为一种简单易行的处理方法。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种能够对含酚废水进行脱除的装置与工艺过程。本发明的含酚废水脱除装置简单易行，与常规活性炭吸附装置相比，本发明的装置吸附和脱附在一个罐中进行，大大简化了设备，且操作简单。本发明的含酚废水脱除工艺中再生剂氢氧化钠溶液可循环使用，再生后可将含高浓度酚钠的氢氧化钠溶液加酸处理以回收酚类物质。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。依据本发明提供的一种含酚废水脱除装置，其中所述的含酚废水脱除装置包括：活性炭吸附罐、储水池、碱液罐、酚钠溶液罐、酸液罐、萃取塔、溶剂罐、水泵；其中活性炭吸附罐分别与储水池和碱液罐连接，碱液罐与酚钠溶液罐连接，酚钠溶液罐与酸液罐连接，酚钠溶液罐与萃取塔连接，萃取塔与溶剂罐连接，在活性炭吸附罐和碱液罐、碱液罐和酚钠溶液罐、酚钠溶液罐和萃取塔、储水池和萃取塔之间分别连有水泵。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的含酚废水脱除装置，其中所述的活性炭吸附罐包括第一个吸附罐和第二个吸附罐，而这两个吸附罐是串联连接的。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提供的一种使用如上述装置的含酚废水脱除工艺，其中包含以下步骤：（a）、在两个吸附罐中先加入活性炭，使含酚的废水自下而上依次流经第一个吸附罐和第二个吸附罐中的活性炭层，若第二个吸附罐的出水经检测达标后排入储水池，再进行重复利用；（b）、当经过多次上述步骤（a）后，两个吸附罐里的活性炭已经达到吸附饱和时，则需要对吸附饱和的活性炭进行再生：先停止废水进入活性炭吸附罐，然后把碱液罐里的氢氧化钠溶液从下方加入到第一个吸附罐中，使氢氧化钠溶液自下而上流经第一个吸附罐和第二个吸附罐里的饱和活性炭，再将氢氧化钠溶液通过水泵排回碱液罐中进行循环使用；（c）、当碱液罐的碱液中酚浓度不变时，停止两个吸附罐中活性炭的再生，加水到吸附罐中将再生后的活性炭洗至中性，出水排入储水池，再生后的活性炭可继续进行废水吸附；（d）、当碱液罐的碱液中酚浓度不变时，把上述碱液罐中的高浓度酚钠溶液通过水泵排进酚钠溶液罐中，然后从酸液罐中加入适量稀盐酸到酚钠溶液罐中混合均匀，将酚钠还原成酚；（e）、经过上述步骤（d）后，把在酚钠溶液罐里中和后的溶液通过水泵排进萃取塔中，再从溶剂罐中加入萃取剂到萃取塔里，待分层后把水层从萃取塔下口通过水泵排进储水池，而把油层排出以回收酚。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的含酚废水脱除工艺，其中所述的活性炭为生物质材料经热解活化后的产品，如坚果外壳、锯末、树叶。

前述的含酚废水脱除工艺，其中所述的活性炭粒径为60-80目，其使用量为每升废水中1.5-2.0g。

前述的含酚废水脱除工艺，其中所述的废水pH控制在2-7之间。

前述的含酚废水脱除工艺，其中所述的废水在整个工艺流程中的流速控制为10m/h，活性炭吸附罐的吸附和脱附温度保持在0-50℃。

前述的含酚废水脱除工艺，其中活性炭再生时氢氧化钠溶液的浓度对再生效果影响不大，可采用较高浓度的氢氧化钠溶液且多次循环使用，最后将氢氧化钠溶液中的高浓度酚钠加酸回收酚类物质，但氢氧化钠溶液浓度过高，将造成洗炭水量增加，故最佳是采用浓度为0.1-0.5mol/L的氢氧化钠溶液。

前述的含酚废水脱除工艺，其中所述的活性炭再生时加入的氢氧化钠溶液和洗涤用水的流速控制为10m/h。

前述的含酚废水脱除工艺，其中所述的工艺适用于含酚浓度小于500mg/L的废水，对于高浓度含酚废水，可先进行预处理，然后再用本发明提供的方法进行处理。

借由上述技术方案，本发明至少具有以下优点：活性炭的吸附和脱附发生在同一装置，省去了再生活性炭时掏炭的过程，节省了人力和时间。且本发明所使用的活性炭为生物质材料经热解活化后的产品，废物利用，减少了用于废水处理的开支，降低了处理成本，处理后的废水可回用，节约了能源，同时可回收酚类物质，是一种高效、洁净、经济的水处理工艺。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是本发明的含酚废水脱除工艺流程图。

图2是本发明的含酚废水脱除装置的结构示意图

【主要元件符号说明】

1：吸附罐           11：第一个吸附罐

12：第二个吸附罐    2：储水池

3：碱液罐           4：酚钠溶液罐

5：酸液罐           6：萃取塔

7：溶剂罐           8：水泵

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种含酚废水脱除装置其具体实施方式、结构、脱除工艺、步骤、特征及其功效，详细说明如后。

本发明是有关于一种含酚废水脱除装置与工艺，其中所述的含酚废水脱除装置包括：活性炭吸附罐1、储水池2、碱液罐3、酚钠溶液罐4、酸液罐5、萃取塔6、溶剂罐7、水泵8。

本发明的含酚废水脱除工艺为：

加入活性炭，使含酚废水自下而上流经活性炭层，控制水流速为10m/h，第一个吸附罐11的出水从下方进入第二个吸附罐12继续进行吸附，经两个吸附罐吸附处理后，废水达标排入储水池2。

上述工艺中，所述活性炭粒径为60-80目，活性炭投加量为每升废水中1.5-2.0g，废水pH控制在2-7，吸附温度保持在0-50℃。

吸附饱和的活性炭需进行再生以便重复利用，节约资源。活性炭的再生采用氢氧化钠溶液解吸再生法。加入0.1-0.5mol/L氢氧化钠溶液，使氢氧化钠溶液自下而上流经饱和活性炭，从第一个吸附罐11排出的氢氧化钠溶液从下方进入第二个吸附罐12继续进行解吸再生，最后通过水泵8排回碱液罐3，以循环使用氢氧化钠溶液。加水将再生后的活性炭洗至中性，出水排入储水池2。再生后的活性炭可继续用于吸附含酚废水。

碱液罐3中的氢氧化钠溶液经多次再生活性炭，含有高浓度的酚钠，将这部分溶液通过水泵8排进酚钠溶液罐4，酸液罐5中的盐酸适量加入酚钠溶液罐4，混合均匀后，通过水泵8排进萃取塔6，从溶剂罐7中加入萃取剂，分层后水层从萃取塔6下口流出通过水泵8排进储水池2，油层排出以回收酚。

所述活性炭为生物质材料经热解活化后的产品，生物质材料来源丰富，且价格低廉，大多被当做废弃物直接扔掉，如坚果外壳、锯末、树叶等，如将这些废弃物热解活化后加以利用，不但减少了垃圾排放量，而且为废水处理提供了一种高效吸附剂，不失为一种两全其美的办法。

所述氢氧化钠溶液浓度对活性炭的再生效果影响不大，采用相对较高浓度可使氢氧化钠溶液循环使用，使酚钠浓度提高，有利于富集和回收酚类物质。但氢氧化钠溶液浓度过高，将造成洗炭水量增加，故采用0.1-0.5mol/L为宜。

本发明适用于含酚浓度小于500mg/L的废水处理，对于高浓度含酚废水，可先进行一级预处理后，再使用本发明提供的方法进行二级处理，其出水水质可达标。

在实施例中，废水中主要酚类物质为对氯苯酚和对硝基苯酚，进水口两种酚的总浓度为425mg/L，废水pH为5.74，采用752紫外-可见分光光度计测定酚含量，对氯苯酚和对硝基苯酚测试波长分别为225nm和314nm.

去除率和解吸率分别定义为：

【实施例1-13】

向活性炭吸附罐中加入一定量的活性炭，通入废水，控制一定的流速，使废水从下而上流经活性炭层，出水排入储水池，实验结果见表1.

表1.

由表1可知，在用本发明的技术方案处理实施例的含酚废水时，最佳处理参数分别为：吸附时废水pH控制在2-7，水流速为10m/h，活性炭使用量为1.5-2.0g/L，吸附温度室温即可，温度过低或过高均使去除率下降，但在寒冷的冬季此方法依然适用。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种含酚废水脱除装置，其特征在于所述的含酚废水脱除装置包括：活性炭吸附罐（1）、储水池（2）、碱液罐（3）、酚钠溶液罐（4）、酸液罐（5）、萃取塔（6）、溶剂罐（7）、水泵（8）；

其中活性炭吸附罐（1）分别与储水池（2）和碱液罐（3）连接，碱液罐（3）与酚钠溶液罐（4）连接，酚钠溶液罐（4）与酸液罐（5）连接，酚钠溶液罐（4）与萃取塔（6）连接，萃取塔（6）与溶剂罐（7）连接，在活性炭吸附罐（1）和碱液罐（3）、碱液罐（3）和酚钠溶液罐（4）、酚钠溶液罐（4）和萃取塔（6）、储水池（2）和萃取塔（6）之间分别连有水泵（8）。

2.根据权利要求1所述的含酚废水脱除装置，其特征在于所述的活性炭吸附罐（1）包括第一个吸附罐（11）和第二个吸附罐（12），而这两个吸附罐是串联连接的。

3.一种使用如权利要求1的装置的含酚废水脱除工艺，其特征在于包含以下步骤：

（a）、在两个吸附罐中先加入活性炭，使含酚的废水自下而上依次流经第一个吸附罐（11）和第二个吸附罐（12）中的活性炭层，若第二个吸附罐（12）的出水经检测达标后排入储水池（2），再进行重复利用；

（b）、当经过多次上述步骤（a）后，两个吸附罐里的活性炭已经达到吸附饱和时，则需要对吸附饱和的活性炭进行再生：先停止废水进入活性炭吸附罐（1），然后把碱液罐（3）里的氢氧化钠溶液从下方加入到第一个吸附罐（11）中，使氢氧化钠溶液自下而上流经第一个吸附罐（11）和第二个吸附罐（12）里的饱和活性炭，再将氢氧化钠溶液通过水泵（8）排回碱液罐（3）中进行循环使用；

（c）、当碱液罐（3）的碱液中酚浓度不变时，停止两个吸附罐中活性炭的再生，加水到吸附罐中将再生后的活性炭洗至中性，出水排入储水池（2），再生后的活性炭可继续进行废水吸附；

（d）、当碱液罐（3）的碱液中酚浓度不变时，把上述碱液罐（3）中的高浓度酚钠溶液通过水泵（8）排进酚钠溶液罐（4）中，然后从酸液罐（5）中加入适量稀盐酸到酚钠溶液罐（4）中混合均匀，将酚钠还原成酚；

（e）、经过上述步骤（d）后，把在酚钠溶液罐（4）里中和后的溶液通过水泵（8）排进萃取塔（6）中，再从溶剂罐（7）中加入萃取剂到萃取塔（6）里，待分层后把水层从萃取塔（6）下口通过水泵（8）排进储水池（2），而把油层排出以回收酚。

4.根据权利要求3所述的含酚废水脱除工艺，其特征在于其中所述的活性炭为生物质材料经热解活化后的产品，如坚果外壳、锯末、树叶。

5.根据权利要求3所述的含酚废水脱除工艺，其特征在于所述的活性炭粒径为60-80目，其使用量为每升废水中1.5-2.0g。

6.根据权利要求3所述的含酚废水脱除工艺，其特征在于所述的废水pH控制在2-7之间。

7.根据权利要求3所述的含酚废水脱除工艺，其特征在于所述的废水在整个工艺流程中的流速控制为10m/h，活性炭吸附罐（1）的吸附和脱附温度保持在0-50℃。

8.根据权利要求3所述的含酚废水脱除工艺，其特征在于活性炭再生时氢氧化钠溶液的浓度对再生效果影响不大，可采用较高浓度的氢氧化钠溶液且多次循环使用，最后将氢氧化钠溶液中的高浓度酚钠加酸回收酚类物质，但氢氧化钠溶液浓度过高，将造成洗炭水量增加，故最佳是采用浓度为0.1-0.5mol/L的氢氧化钠溶液。

9.根据权利要求3所述的含酚废水脱除工艺，其特征在于所述的活性炭再生时加入的氢氧化钠溶液和洗涤用水的流速控制为10m/h。

10.根据权利要求3所述的含酚废水脱除工艺，其特征在于所述的工艺适用于含酚浓度小于500mg/L的废水，对于高浓度含酚废水，可先进行预处理，然后再用本发明提供的方法进行处理。

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