CN104355445B - 一种煤化工高盐水纯化处理工艺及专用装置 - Google Patents

一种煤化工高盐水纯化处理工艺及专用装置 Download PDF

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Abstract

一种煤化工高盐水纯化处理工艺及专用装置，将煤化工所产生的高盐水通过物料膜截留、强化除杂、深度除杂、脱气、氧化过程的处理，出水满足蒸发结晶工艺需要，降低蒸发结晶工艺能耗，减少蒸发结晶过程结垢现象，避免蒸发过程带来二次污染，提高结晶盐的纯度，以利于资源回收利用。

Description

一种煤化工高盐水纯化处理工艺及专用装置
技术领域
本发明属于煤化工废水处理技术领域，具体讲就是涉及一种煤化工高盐水纯化处理工艺及专用装置。
背景技术
现代煤化工业是以煤为原料,经化学加工使煤转化为气体、液体和固体产品,并进一步加工成一系列化工产品的新型工业。它主要包括煤的气化、煤的液化、焦油化学、电石乙炔化学，近几年来，煤化工产业发展迅速，但是，由于煤化工产业需要消耗大量用水，随之带来的水资源再利用与环境保护问题日益突出，尤其是处于多旱少雨的地区较为突出。因此，煤化工的环保问题亟待需要解决。
要解决煤化工的环保问题，首先要解决煤化工高盐水处理与排放问题。煤化工高盐水中的盐分主要来自于循环水蒸发浓缩、除盐水制备过程和工业废水处理产生的浓盐水以及回收再利用过程中添加的各种药剂。煤化工高盐水总体呈现排放量大、水质变化小、含盐量稳定且普遍较高，尤其是氯离子含量较高，其组成形式主要以有机物和无机盐类形式存在为主，其中，NH4 +-N含量较低，COD一般在200～800mg/L，TDS可达到50000～80000mg/L，水体感观性状良好，清澈透底、无明显异味，但色度较高，钙镁硅等含量高，且含有硫酸根、磷酸根、碳酸根等易结垢的离子。
目前，高盐水处理工艺通常采用自然蒸发、热蒸发技术以及两种技术的组合工艺三大类，但是煤化工高盐水污染物浓度高，成分复杂，除了含有大量的盐分外，还含有PO4 3-、CO3 2-、SS、COD、氟、总硅、钙镁等金属离子以及少量的重金属，若直接将其送进蒸发结晶系统，会对蒸发结晶处理造成很大的影响：(1)能耗损失大：由于废液中所能回收产品的浓度低，导致水分蒸发所需的能耗较大，成本过高；(2)设备腐蚀强：高浓度的氯离子溶液对设备的腐蚀性极强，需要对材料进行特殊处理，进一步增加了回收成本；(3)结垢问题严重：在蒸发回收氯化钠的过程中，蒸发室和加热管极易结垢，这将降低加热管的传热系数，增加能源的消耗；(4)带来二次污染：在蒸发回收产物过程中产生的废气进入冷凝水中，导致冷凝水的二次污染。因此，需要对高盐水进行预处理，去除其相关的杂质等。
现有的高盐水的蒸发结晶处理工艺中，通常采用混凝沉降法作为预处理方法。它具有成本低、性能好、高效率、维护操作简便，处理效果好等优点，可以在一定程度上降低废水的浊度和色度，去除多种高分子有机物，甚至是难降解的溶解性有机物，以及一些重金属离子和放射性物质等，并且还能够改善污泥的脱水性能，但这种传统的混凝沉淀法也存在一些不足，首先是受水质、温度、絮凝剂类型影响比较大，设备运行复杂，运行费用高，投入的过多药剂也将对水体造成污染；其次是水质千变万化，最佳的投药量各不相同，必须通过试验确定；第三是占地面积大，且排出的剩余污泥需经浓缩脱水处理。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有煤化工高盐水蒸发结晶的预处理过程中存在的能耗高、处理效果不佳，维修费用高的技术问题，提供了一种煤化工高盐水纯化处理工艺及专用装置，将煤化工所产生的高盐水通过物料膜截留、强化除杂、深度除杂、脱气、氧化过程的处理，满足蒸发结晶工艺需要，降低蒸发结晶工艺能耗，减少蒸发结晶过程结垢现象，避免蒸发过程带来二次污染，提高结晶盐的纯度，以利于资源回收利用。
技术方案
为了实现上述技术目的，本发明提供的一种煤化工高盐水纯化处理工艺，其特征在于，它包括以下几个步骤：
(1)将煤化工高盐水进行截留分离，去除其中的大分子有机物得到截留浓缩液和滤出产水；
(2)将步骤(1)得到的滤出产水进行均匀水质水量处理得到中间水池出水；
(3)将步骤(2)得到的中间水池出水进行强化除杂处理，去除其中的PO4 3-、CO3 2-、SS、COD、氟、总硅、钙镁钡锶金属离子，得到除杂出水；
(4)将步骤(3)得到的除杂出水进行深度除杂处理，去除水中的SS、胶体、有机物、重金属及钙镁钡锶等金属离子，得到去除率大于98％的深度除杂出水；
(5)将步骤(4)得到的深度除杂出水进行脱气处理，去除CO2等酸性气体，得到脱气出水；
(6)将步骤(5)得到的脱气出水进行吸附氧化处理，氧化水中的有机物，得到氧化出水。
进一步，所述步骤(1)进行截留分离的工作压力是6-30bar。
进一步，所述步骤(5)脱气处理过程中，首先调节废水至pH＜4.5，废水中的挥发性弱酸根将以气态形式存在，然后进入脱气系统进行脱气处理。
用于上述煤化工高盐水纯化处理工艺的专用装置，其特征在于：它包括物料膜单元、中间水池、强化除杂设备、深度除杂设备、脱气设备、氧化设备；附属设备包括原水池、第一进水泵、精密过滤器、高压泵、物料膜组件、第二进水泵、搅拌机、树脂、喷淋器、填料、活性炭过滤层、产水箱、污泥处理系统、氧化处理系统。
所述原水池与物料膜单元连接，连接管路上装有第一进水泵，物料膜单元的透过液出口连接到中间水池，浓缩液出口连接到氧化处理系统；中间水池出水端与强化除杂设备连接，连接管路上装有第二进水泵；强化除杂设备清液输出端与深度除杂设备连接，强化除杂设备污泥输出端与污泥处理系统连接，污泥处理系统滤液输出端连接回中间水池，深度除杂设备清液输出端连接脱气设备，深度除杂设备再生液连接回中间水池；脱气设备出水端连接氧化设备，脱气设备气体输出端连接气体收集装置；氧化设备出水端连接产水箱。
进一步，所述物料膜单元包括精密过滤器，精密过滤器的输入端连接原水池，输出端连接物料膜组件，在精密过滤器和物料膜组件连接管路上装有高压泵，物料膜组件的透过液出口连接到中间水池，浓缩液出口连接到氧化处理系统。
进一步，所述物料膜单元设有循环泵、流量传感器。
进一步，所述强化除杂设备设有反应搅拌机、加药泵。
进一步，所述深度除杂设备装有软化树脂、软化器、流量计及酸碱再生单元。
进一步，所述脱气设备装有喷淋器、填料，其中，喷淋器与填料分别固定于脱气设备的上部与中部。
进一步，所述氧化设备配有活性碳过滤层、反应搅拌机、加药泵。
有益效果
本发明供的一种煤化工高盐水纯化处理工艺及专用装置，将煤化工所产生的高盐水通过物料膜截留、强化除杂、深度除杂、脱气、氧化过程的处理，满足蒸发结晶工艺需要，降低蒸发结晶工艺能耗，减少蒸发结晶过程结垢现象，避免蒸发过程带来二次污染，提高结晶盐的纯度，以利于资源回收利用。
附图说明
附图1是本发明的工艺流程图。
附图2是本发明专用装置连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明做详细说明。
实施例
如附图2所示，一种煤化工高盐水纯化处理工艺的专用装置，其特征在于：它包括物料膜单元1、中间水池2、强化除杂设备3、深度除杂设备4、脱气设备5、氧化设备6；附属设备包括原水池7、第一进水泵8、精密过滤器9、高压泵10、物料膜组件11、第二进水泵12、搅拌机13、树脂14、喷淋器15、填料16、活性炭过滤层17、产水箱18、污泥处理系统19、氧化处理系统20。
所述原水池7与物料膜单元1连接，连接管路上装有第一进水泵8，物料膜单元1的透过液出口连接到中间水池2，浓缩液出口连接到氧化处理系统20；中间水池2出水端与强化除杂设备3连接，连接管路上装有第二进水泵12；强化除杂设备3清液输出端与深度除杂设备4连接，强化除杂设备3污泥输出端与污泥处理系统19连接，污泥处理系统19滤液输出端连接回中间水池2；深度除杂设备4清液输出端连接脱气设备5，深度除杂设备4再生液连接回中间水池2；脱气设备5出水端连接氧化设备6，脱气设备5气体输出端连接气体收集装置；氧化设备6出水端连接产水箱18。
所述物料膜单元1包括精密过滤器9，精密过滤器9的输入端连接原水池7，输出端连接物料膜组件11，在精密过滤器9和物料膜组件11连接管路上装有高压泵10，物料膜组件11的透过液出口连接到中间水池2，浓缩液出口连接到氧化处理系统20。
所述物料膜单元1设有循环泵、流量传感器。
所述强化除杂设备3设有反应搅拌机13、加药泵。
所述深度除杂设备4装有软化树脂14、软化器、流量计及酸碱再生单元。
所述脱气设备5装有喷淋器15、填料16，其中，喷淋器15与填料16分别固定于脱气设备的上部与中部。
所述氧化设备6配有活性碳过滤层17、反应搅拌机13、加药泵。
如附图1所示，利用上述装置进行煤化工高盐水纯化处理工艺过程是：
第一步：将煤化工高盐水泵入物料膜单元1，利用物料膜截留大分子有机物，基本不截留盐分的特性，在6～30bar的压力条件下，对有机物进行截留分离，产生的浓缩液经氧化处理系统20处理。
第二步：将上述物物料膜单元1产水与再生废水、脱气废液在中间水池2中进行均匀混合，可为后续处理过程提供连续稳定的水源。
第三步：将上述中间水池2出水泵入强化除杂系统3，通过投加化学药剂，去除废水中的SO4 2-、CO3 2-、SS、COD、氟、总硅、钙镁钡锶等金属离子，杂质形成污泥进入污泥处理系统19，经脱水处理后外运，滤液回中间水池2循环处理。
第四步：将上述强化除杂系统3出水进入深度除杂系统4，利用离子交换树脂的吸附性能，吸附废水中的剩余SS、胶体、有机物、重金属及钙镁钡锶等金属离子，去除率大于98％，再生液回流至中间水池2循环处理，此过程可减轻后续处理负荷。
第五步：将上述深度除杂系统4出水进入脱气系统5，首先调节废水至pH＜4.5，废水中的CO3 2-等挥发性弱酸根基本上将以气态形式存在，然后进入脱气系统5，该系统中废水经喷洒，流过表面积大的填料，空气从下部进入，逆向穿过填料，水中的CO2等迅速地析出，从顶部溢出，脱气后的水回中间水池2循环处理。
第六步：将上述脱气系统5出水进入氧化设备6，先经过活性炭吸附层，将水中剩余有机物吸附，然后通过投加氧化剂，彻底氧化水中的有机物。
本发明采用物料膜截留、强化除杂、深度除杂、脱气、氧化的方法对煤化工高盐水进行处理，产生的浓水经氧化处理系统处理，最终出水SS、胶体、COD、PO4 3-、CO3 2-、重金属、钙镁、硅、色度等污染物的含量极低，甚至有些污染物完全被去除，可满足蒸发结晶工艺需要，降低蒸发结晶工艺能耗，减少蒸发结晶过程结垢现象，避免蒸发过程带来二次污染，提高结晶盐的纯度，以利于资源回收利用，经济效益与环保效益可观。

Claims (5)

1.一种煤化工高盐水纯化处理工艺，其特征在于，它包括以下几个步骤：
(1)将煤化工高盐水进行截留分离，去除其中的大分子有机物得到截留浓缩液和滤出产水；
(2)将步骤(1)得到的滤出产水进行均匀水质水量处理得到中间水池出水；
(3)将步骤(2)得到的中间水池出水进行强化除杂处理，去除其中的PO4 3-、CO3 2-、SS、COD、氟、总硅、钙镁钡锶金属离子，得到除杂出水；
(4)将步骤(3)得到的除杂出水进行深度除杂处理，去除水中的SS、胶体、有机物、重金属及钙镁钡锶金属离子，得到去除率大于98％的深度除杂出水；
(5)将步骤(4)得到的深度除杂出水进行脱气处理，去除酸性气体，得到脱气出水；
(6)将步骤(5)得到的脱气出水进行吸附氧化处理，氧化水中的有机物，得到氧化出水。
2.如权利要求1所述的一种煤化工高盐水纯化处理工艺，其特征在于：所述步骤(1)进行截留分离的工作压力是6-30bar。
3.如权利要求1所述的一种煤化工高盐水纯化处理工艺，其特征在于：所述步骤(5)脱气处理过程中，首先调节废水至pH＜4.5，废水中的挥发性弱酸根将以气态形式存在，然后进入脱气系统进行脱气处理。
4.用于上述任一项权利要求所述的煤化工高盐水纯化处理工艺的专用装置，其特征在于：它包括物料膜单元(1)、中间水池(2)、强化除杂设备(3)、深度除杂设备(4)、脱气设备(5)、氧化设备(6),原水池(7)、第一进水泵(8)、精密过滤器(9)、高压泵(10)、物料膜组件(11)、第二进水泵(12)、搅拌机(13)、软化树脂(14)、喷淋器(15)、填料(16)、活性炭过滤层(17)、产水箱(18)、污泥处理系统(19)、氧化处理系统(20)；
所述原水池(7)与物料膜单元(1)连接，连接管路上装有第一进水泵(8)，物料膜单元(1)的透过液出口连接到中间水池(2)，浓缩液出口连接到氧化处理系统(20)，中间水池(2)出水端与强化除杂设备(3)连接，连接管路上装有第二进水泵(12),强化除杂设备(3)清液输出端与深度除杂设备(4)连接，强化除杂设备(3)污泥输出端与污泥处理系统(19)连接，污泥处理系统(19)滤液输出端连接回中间水池(2)，深度除杂设备(4)清液输出端连接脱气设备(5)，深度除杂设备(4)再生液输出端连接回中间水池(2),脱气设备(5)出水端连接氧化设备(6)，脱气设备(5)气体输出端连接气体收集装置,氧化设备(6)出水端连接产水箱(18)；
所述物料膜单元(1)包括精密过滤器(9)，精密过滤器(9)的输入端连接原水池(7)，输出端连接物料膜组件(11)，在精密过滤器(9)和物料膜组件(11)连接管路上装有高压泵(10)，物料膜组件(11)的透过液出口连接到中间水池(2)，浓缩液出口连接到氧化处理系统(20)；
所述强化除杂设备(3)设有反应搅拌机(13)、加药泵；
所述深度除杂设备(4)装有软化树脂(14)、软化器、流量计及酸碱再生单元；
所述脱气设备(5)装有喷淋器(15)和填料(16)，其中，喷淋器(15)与填料(16)分别固定于脱气设备的上部与中部；
所述氧化设备(6)配有活性碳过滤层(17)、反应搅拌机(13)、加药泵。
5.如权利要求4所述的煤化工高盐水纯化处理工艺的专用装置，其特征在于：所述物料膜单元(1)设有循环泵和流量传感器。
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