CN104193106B - 一种焦油废水的净化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种焦油废水净化方法，包括，焦油废水过滤去除固体后，向焦油废水中加入二甲基硅油，经混合、静置和分离得到上部的二甲基硅油层和下部的水层。向所述二甲基硅油层内加入氯化铝或氯化硼催化剂，不断通入氮气并加热至180-300℃缩聚4-8h，冷却至常温过滤得到沥青。水层经酸化水解后，再经好氧处理、沉降和吸附即可达标排放。该方法适用于对石油或煤炭生产加工中所产生的焦油废水进行净化，去除废水中的大部分焦油物质，并使水质达到国家排放标准。
Description
技术领域
本发明涉及焦油废水净化技术领域，具体涉及一种焦油废水的净化方法。
背景技术
石油、煤炭等矿物质的生产加工过程常涉及水洗处理，水洗过程中容易产生大量焦油废水。顾名思义，焦油废水中的有害成分主要为焦油，焦油是一种含有一百多种成分的复杂化合物，包括烷烃、芳香烃和胶质等有机物；水洗处理时，部分焦油物质溶解到水中，成为废水。除焦油外，焦油废水中还含有酚类物质、氨氮物质、氰化物和固体颗粒物。
焦油废水的净化主要针对焦油物质，包括重力分离方法、吸附方法等。但这些方法的油类去除率仅为20-30wt.％，水体中仍然存在大量的焦油类物质；这些焦油类物质会影响微生物的生长，使得后续生化处理系统的处理效果不佳，废水中的氨氮物质、酚类物质难以去除，水体COD降解不完全，无法达到国家水质标准要求。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于现有技术对焦油废水的焦油去除率低，导致废水净化效果不佳，从而提出一种焦油去除率高、水质符合国家标准要求的焦油废水净化方法。
为解决上述技术问题，本发明公开了一种焦油废水净化方法，包括如下步骤，(1)焦油废水经过滤去除固体后，向焦油废水中加入二甲基硅油，经混合、静置和分离得到上部的二甲基硅油层和下部的水层；(2)向所述二甲基硅油层内加入氯化铝或氯化硼催化剂混合，不断向二甲基硅油层中通入氮气并密闭加热至180-300℃缩聚4-8h，冷却至常温过滤得到沥青；(3)所述水层依次经酸化水解处理、好氧处理、沉降和吸附。
焦油废水与二甲基硅油的体积比为(14-35)∶1。
步骤(2)中，缩聚温度为210-260℃。
步骤(2)中，缩聚时间为5-6h。
废水中焦油重量与催化剂的重量比为(2-6.5)∶1。
步骤(2)中，氮气流量为30-100mL/min。
酸化水解步骤是向水层内加入水解菌和产酸菌混合并于30-35℃处理7-9h。
向所述水层内加入破乳剂混合，经气浮处理后再进行酸化水解处理。
所述破乳剂为聚氧乙烯聚氧丙烯十八醇醚。
吸附步骤的吸附剂为石墨化炭黑和活性炭的混合物。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点，
(1)本发明所述焦油废水净化方法，使用二甲基硅油将废水中大部分焦油成分萃取出去，实验测定其焦油去除率高达90％(重量百分数)以上。然后，对于二甲基硅油层中的焦油在氯化铝或氯化硼的催化作用下于180-300。C密闭隔氧进行缩聚，缩聚物冷却至常温、过滤得到能直接使用的沥青。另外，萃取剩余的水经酸化水解、好氧处理、沉降、吸附后达到排放标准。避免了现有技术焦油废水的焦油去除率很低，废水净化效果不佳的问题。而且，通过简易的处理工序就可将废水中的焦油转化为可使用的沥青。
其中，氮气能够避免焦油物质在缩聚过程中被氧化，同时能够避免二甲基硅油氧化变质，使二甲基硅油可以继续使用。
(2)本发明所述焦油废水净化方法，将焦油废水与二甲基硅油的体积比进一步限定为(14-35)∶1，可以在节省二甲基硅油的用量下，使水中的焦油去除率维持在85％(重量百分数)以上的高水平，从而最终得到符合国标的水质。
(3)本发明所述焦油废水净化方法，水解菌和产酸菌混合并于30-35℃处理7-9h，可彻底将废水中的大分子有机物分解为小分子物质，再经过后续工序去除。
具体实施方式
实施例1
(1)将14L黑稠的煤焦油废水用60-100目的筛网过滤去除固体，向焦油废水中加入1L二甲基硅油混合均匀、静置、分离得到上部黑色的二甲基硅油层和下部浑浊色的水层I；
(2)向黑色的二甲基硅油层内加入1g氯化铝催化剂，不断通入氮气，氮气的流量为30mL/min，同时将二甲基硅油层密闭加热至180-200℃缩聚7-8h，冷却至常温后用150目的筛网过滤分离得到沥青质I；
(3)向水层内加入水解菌和产酸菌混合并于30℃处理9h，再经好氧菌处理，最后沉降出固体、采用50-100μm石墨化炭黑和100-150μm活性炭的混合物吸附水中絮状物后得到水体I。
实施例2
(1)将30L黑稠的煤焦油废水用70-100目的筛网过滤去除固体，向焦油废水中加入1L二甲基硅油混合均匀、静置、分离得到上部黑色的二甲基硅油层和下部浑浊色的水层II；
(2)向黑色的二甲基硅油层内加入2.9g氯化硼催化剂，不断通入氮气，氮气的流量为60mL/min，同时将二甲基硅油层密闭加热至210-250℃缩聚6-7h，冷却至常温后用150目的筛网过滤分离得到沥青质II；
(3)向水层内加入0.75g聚氧乙烯聚氧丙烯十八醇醚破乳剂混合均匀后，气浮处理去除水层中的剩余油污和颗粒杂质，然后向水层中加入水解菌和产酸菌混合并于32。C处理8h，再经好氧菌处理，最后沉降出固体、采用50-100μm石墨化炭黑和100-150μm活性炭的混合物吸附水中絮状物后得到水体II。
实施例3
(1)将35L黑稠的煤焦油废水用60-90目的筛网过滤去除固体，向焦油废水中加入1L二甲基硅油混合均匀、静置、分离得到上部黑色的二甲基硅油层和下部浑浊色的水层III；
(2)向黑色的二甲基硅油层内加入8.2g氯化铝催化剂，不断通入氮气，氮气的流量为100mL/min，同时将二甲基硅油层密闭加热至270-300℃缩聚4-5h，冷却至常温后用150目的筛网过滤分离得到沥青质III；
(3)向水层内加0.83g聚氧乙烯聚氧丙烯十八醇醚破乳剂混合均匀后，气浮处理去除水层中的剩余油污和颗粒杂质，然后向水层内加入水解菌和产酸菌混合并于35℃处理7h，再经好氧菌处理，最后沉降出固体、采用80-110μm石墨化炭黑和100-150活性炭的混合物吸附水中絮状物后得到水体III。
实施例4
(1)将14L黑稠的石油焦油废水用60-100目的筛网过滤去除固体，向焦油废水中加入1L二甲基硅油混合均匀、静置、分离得到上部黑色的二甲基硅油层和下部浑浊色的水层IV；
(2)向黑色的二甲基硅油层内加入1g氯化铝催化剂，不断通入氮气，氮气的流量为30mL/min，同时将二甲基硅油层密闭加热至180-200℃缩聚7-8h，冷却至常温后用150目的筛网过滤分离得到沥青质IV；
(3)向水层内加入水解菌和产酸菌混合并于30℃处理9h，再经好氧菌处理，最后沉降出固体、采用50-100μm石墨化炭黑和100-150μm活性炭的混合物吸附水中絮状物后得到水体IV。
上述实施例中涉及的煤焦油废水和石油焦油废水的性质如下：
测试例
1.采用SK-100煤焦油含水量测试仪(深圳华清仪器仪表有限公司销售)检测煤焦油废水、石油焦油废水和水层I-水层IV的含水量，反向计算得到焦油废水、石油焦油废水和水层I-水层IV的焦油含量，按照下式计算得到各实施例的焦油去除率，见表1。
焦油去除率＝100％×(废水焦油含量-水层焦油含量)/废水焦油含量
表1
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | |
| 焦油去除率 | 91.7％ | 86.2％ | 85.1％ | 87.6％ |
2.分别按照GB/T4509、GB/T4508、GB/T4507的方法检测沥青质I-IV的针入度、延度和软化点，见表2。
表2
3.经检测，水体I-IV的各项指数均符合GB8978-1996《污水综合排放标准》的要求，可以排放。其中，水体II的水质质量最高，各项指数均优于其他水体。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种焦油废水净化方法，包括如下步骤，
(1)焦油废水经过滤去除固体后，向焦油废水中加入二甲基硅油，经混合、静置和分离得到上部的二甲基硅油层和下部的水层；
(2)向所述二甲基硅油层内加入氯化铝或氯化硼催化剂混合，不断向二甲基硅油层中通入氮气并密闭加热至180-300℃缩聚4-8h，冷却至常温过滤得到沥青；
(3)所述水层依次经酸化水解处理、好氧处理、沉降和吸附。
2.根据权利要求1所述焦油废水净化方法，其特征在于，焦油废水与二甲基硅油的体积比为(14-35)∶1。
3.根据权利要求1或2所述焦油废水净化方法，其特征在于，步骤(2)中，缩聚温度为210-260℃。
4.根据权利要求1或2所述焦油废水净化方法，其特征在于，步骤(2)中，缩聚时间为5-6h。
5.根据权利要求1或2所述焦油废水净化方法，其特征在于，废水中焦油重量与催化剂的重量比为(2-6.5)∶1。
6.根据权利要求1或2所述焦油废水净化方法，其特征在于，酸化水解步骤是向水层内加入水解菌和产酸菌混合并于30-35℃处理7-9h。
7.根据权利要求1或2所述焦油废水净化方法，其特征在于，向所述水层内加入破乳剂混合，经气浮处理后再进行酸化水解处理。
8.根据权利要求7所述焦油废水净化方法，其特征在于，所述破乳剂为聚氧乙烯聚氧丙烯十八醇醚。
9.根据权利要求1或2所述焦油废水净化方法，其特征在于，吸附步骤的吸附剂为石墨化炭黑和活性炭的混合物。
10.根据权利要求1或2所述焦油废水净化方法，其特征在于，步骤(2)中，氮气流量为30-100mL/min。
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