CN104402156A - 煤化工高盐水纯化和蒸发结晶回收工艺及其专用设备 - Google Patents
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Abstract
一种煤化工高盐水纯化和蒸发结晶回收工艺及其专用设备，采用特殊的物料膜浓缩分离、除杂、脱气、氧化的技术对煤化工高盐水进行纯化处理，并对其进行蒸发结晶，回收工业盐，不仅保护了环境，而且变废为宝，实现了资源化利用，经济效果显著。
Description
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和蒸发结晶回收工艺及其专用设备。
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、除盐水制备过程带入和浓缩、以及工业废水处理与再利用过程中添加的各种药剂和产生的浓盐水。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，其中，采用采用自然蒸发，占地面积大，受天气、降雨和影响较大，盐的结晶和处理都困难，产生的废盐成分复杂，含大量有毒有害物质。采用热蒸发易造成设备的结垢、腐蚀等，而且结晶盐作为固体填埋的风险大，二次污染严重，不能够资源化利用。
发明内容
本发明的目的是针对现有的煤化工高盐水处理效率低，容易造成环境污染的技术缺陷，提供一种煤化工高盐水纯化和蒸发结晶回收工艺及其专用设备，采用特殊的物料膜浓缩分离、除杂、脱气、氧化的技术对煤化工高盐水进行纯化处理，并对其进行蒸发结晶，回收工业盐，不仅保护了环境，而且变废为宝，实现了资源化利用，经济效果显著。
技术方案
为了实现上述技术目的，本发明设计一种煤化工高盐水纯化和蒸发结晶回收工艺，其特征在于，它包括以下几个步骤：
第一步物料膜分离,将煤化工高盐水进行浓缩分离，得到产水与有机浓液；
第二步除杂,将第一步得到的产水进行除杂，得到除杂出水和污泥；
第三步脱气,将第二步得到的除杂出水进行CO2酸性气体脱除的处理，得到脱气出水；
第四步氧化,将第三步得到的脱气出水进行化学氧化，得到氧化出水；
第五步蒸发结晶,将第四步得到的氧化出水进行蒸发浓缩、分离、干燥，得到回用水和工业盐。
进一步，所述第一步中将煤化工高盐水进行浓缩分离时是在10～30bar的压力条件下进行,浓缩和分离有机物，降低COD含量和色度。
进一步，所述第二步中去除物料膜产水及蒸发排污水中的PO4 3-、CO3 2-、SS、胶体、COD、氟、总硅、钙镁钡锶金属离子。
进一步，所述第三步中将除杂出水进行脱除CO2酸性气体具体的处理方法是首先通过调节废水pH使盐水中CO3 2-、HCO3 -挥发性弱酸根以气态形式存在；然后进行脱气处理，水中的CO2迅速溢出。
进一步，所述第四步将将脱气出水进行氧化处理具体方法是首先通过对部分废水进行电化学处理产生高效氧化剂，然后和未处理的废水混合进行氧化处理，充分氧化分解小分子有机物并降低有机物含量和色度。
用于上述煤化工高盐水纯化和蒸发结晶回收工艺的专用设备，其特征在于：它包括物料膜系统、除杂设备、脱气设备、氧化设备、蒸发结晶系统；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、中间水池、第二进水泵、第一搅拌机、pH控制器、第二搅拌机、ORP监控器、蒸发罐、结晶罐、离心分离器、干燥器、产水池、污泥处理系统、浓水池、工业盐回收袋；
所述原水池输出端连接精密过滤器，原水箱与精密过滤器连接管路上装有进水泵，精密过滤器输出端连接到物料膜组件，精密过滤器与物料膜组件连接管路上装有高压泵，物料膜组件的浓缩液输出端连接到浓水池，透过液出口端连接到中间水箱；中间水箱输出端与除杂设备连接，连接管路上装有第二进水泵；除杂设备污泥输出端连接污泥处理系统，清液输出端连接脱气设备；脱气设备输出端连接氧化设备；氧化设备输出端连接蒸发结晶系统；蒸发结晶系统蒸发排污水输出端连接回中间水箱，工业盐输出端连接工业盐回收箱，出水端连接产水池。
进一步，所述物料膜系统两端均接有膜清洗设备，且内均装有循环泵。
进一步，所述除杂设备内设有搅拌机和反应设备，加药泵、排泥泵、堰槽设备；
所述脱气设备内设有pH控制器及加药设备；
所述氧化设备内设有搅拌机、ORP监控器及加药泵、pH控制器。
进一步，所述蒸发结晶系统包括蒸发罐、结晶罐、离心分离器、干燥器，蒸发罐输出端连接结晶罐，结晶罐18输出端连接离心分离器，离心分离器输出端连接干燥器。
有益效果
本发明提供的煤化工高盐水纯化和蒸发结晶回收工艺及其专用设备，采用特殊的物料膜浓缩分离、除杂、脱气、氧化的技术对煤化工高盐水进行纯化处理，并对其进行蒸发结晶，回收工业盐，不仅保护了环境，而且变废为宝，实现了资源化利用，经济效果显著。
附图说明
附图1是本发明的工艺流程图。
附图2是本发明的设备连接关系示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明做进一步说明。
实施例
如附图2所示，用于上述煤化工高盐水纯化和蒸发结晶回收工艺的专用设备，它包括物料膜系统1、除杂设备2、脱气设备3、氧化设备4、蒸发结晶系统5；附属设备包括原水池6、第一进水泵7、精密过滤器8、高压泵9、物料膜组件10、中间水池11、第二进水泵12、第一搅拌机13、pH控制器14、第二搅拌机15、ORP监控器16、蒸发罐17、结晶罐18、离心分离器19、干燥器20、产水池21、污泥处理系统22、浓水池23、工业盐回收袋24；
所述原水池6输出端连接精密过滤器8，原水箱6与精密过滤器8连接管路上装有进水泵7，精密过滤器8输出端连接到物料膜组件10，精密过滤器8与物料膜组件10连接管路上装有高压泵9，物料膜组件10的浓缩液输出端连接到浓水池23，透过液出口端连接到中间水箱11；中间水箱11输出端与除杂设备2连接，连接管路上装有第二进水泵12；除杂设备2污泥输出端连接污泥处理系统22，清液输出端连接脱气设备3；脱气设备3输出端连接氧化设备4；氧化设备4输出端连接蒸发结晶系统5；蒸发结晶系统5蒸发排污水输出端连接回中间水箱11，工业盐输出端连接工业盐回收箱24，出水端连接产水池21。
所述物料膜系统10两端均接有膜清洗设备，且内均装有循环泵。
所述除杂设备2内设有搅拌机和反应设备13，加药泵、排泥泵、堰槽设备；
所述脱气设备3内设有pH控制器14及加药设备；
所述氧化设备4内设有搅拌机15、ORP监控器16及加药泵、pH控制器。
所述蒸发结晶系统5包括蒸发罐17、结晶罐18、离心分离器19、干燥器20，蒸发罐17输出端连接结晶罐18，结晶罐18输出端连接离心分离器19，离心分离器19输出端连接干燥器20。
如附图1所示，利用上述专用设备进行煤化工废水纯化和蒸发结晶回收工艺的过程如下：
第一步，将煤化工高盐水泵入物料膜系统，利用物料膜截留大分子有机物，基本不截留盐分的特性，在10-30bar的压力条件下，对有机物进行浓缩分离，产生的浓水直接掺入动力煤焚烧或回生化系统或回浓盐水处理系统，产水进入除杂系统。
第二步，将第一步中物料膜系统产水进入除杂系统，通过加入化学药剂和膜分离的方法，去除废水及蒸发排污水中的PO4 3-、CO3 2-、SS、胶体、COD、氟、总硅、钙镁钡锶等金属离子，杂质以污泥的形式进入污泥处理系统，出水进入脱气系统。
第三步，将第二步中除杂系统出水进入脱气系统，先通过调节废水pH使盐水中CO3 2-等挥发性弱酸根基本上以气态形式存在，然后经脱气后，水中的CO2等迅速地溢出，出水进入氧化系统。
第四步，将第三步中除杂系统出水进入氧化系统，通过加入氧化剂，对废水中的还原性有机物进行氧化，进一步去除废水中的有机物污染物，出水进入蒸发结晶系统。
第五步，将第四步中氧化系统出水进入蒸发结晶系统，以低压饱和蒸汽作为加热热源，将一次产生的蒸汽进行循环利用，经过蒸发浓缩、分离、干燥，得到NaCl、Na2SO4工业盐，工业盐浓度均大于92％，若原进水硝态氮含量较高时，还可以分离得到NaNO3工业盐，工业盐浓度大于85％，且工业盐白度均达到工业级标准，可进行资源回收。
本发明首先采用特殊物料膜分离技术对高盐水进行浓缩分离，得到的浓水掺入动力煤燃烧，或回生化系统或回浓盐水处理系统，出水进行除杂，去除PO4 3-、CO3 2-、SS、胶体、COD、氟、总硅、钙镁钡锶等金属离子，杂质以污泥的形式进入污泥处理系统，出水经脱气系统脱除CO2等酸性气体，脱气后的出水经蒸发结晶系统进行蒸发浓缩、分离、干燥，得到工业盐。经过本技术处理后的高盐水，出水达到回用水标准，工业盐纯度、白度均达到工业盐标准，可资源回收，避免了传统的高盐水处理技术中膜容易污堵、结垢，以及污染物以一种形式转化为另一种形式的问题，实现了高盐水处理的减量化、无害化和资源化的目的。
Claims (9)
1.一种煤化工高盐水纯化和蒸发结晶回收工艺，其特征在于，它包括以下几个步骤：
(1)物料膜分离,将煤化工高盐水进行浓缩分离，得到产水与有机浓液；
(2)除杂,将步骤(1)得到的产水进行除杂，得到除杂出水和污泥；
(3)脱气,将步骤(2)得到的除杂出水进行CO2酸性气体脱除的处理，得到脱气出水；
(4)氧化,将步骤(3)得到的脱气出水进行化学氧化，得到氧化出水；
(5)蒸发结晶,将步骤(4)得到的氧化出水进行蒸发浓缩、分离、干燥，得到回用水和工业盐。
2.如权利要求1所述的一种煤化工高盐水纯化和蒸发结晶回收工艺，其特征在于：所述步骤(1)中将煤化工高盐水进行浓缩分离时是在10～30bar的压力条件下进行,浓缩和分离有机物，降低COD含量和色度。
3.如权利要求1所述的一种煤化工高盐水纯化和蒸发结晶回收工艺，其特征在于：所述步骤(2)中去除物料膜产水及蒸发排污水中的PO4 3-、CO3 2-、SS、胶体、COD、氟、总硅、钙镁钡锶金属离子。
4.如权利要求1所述的一种煤化工高盐水纯化和蒸发结晶回收工艺，其特征在于：所述步骤(3)中将除杂出水进行脱除CO2酸性气体具体的处理方法是首先通过调节废水pH使盐水中CO3 2-、HCO3 -挥发性弱酸根以气态形式存在，然后进行脱气处理，水中的CO2迅速溢出。
5.如权利要求1所述的一种煤化工高盐水纯化和蒸发结晶回收工艺，其特征在于：所述步骤(4)中将脱气出水进行氧化处理具体方法是首先通过对部分废水进行电化学处理产生高效氧化剂，然后和未处理的废水混合进行氧化处理，充分氧化分解小分子有机物并降低有机物含量和色度。
6.用于上述煤化工高盐水纯化和蒸发结晶回收工艺的专用设备，其特征在于：它包括物料膜系统(1)、除杂设备(2)、脱气设备(3)、氧化设备(4)、蒸发结晶系统(5)，原水池(6)、第一进水泵(7)、精密过滤器(8)、高压泵(9)、物料膜组件(10)、中间水池(11)、第二进水泵(12)、第一搅拌机(13)、pH控制器(14)、第二搅拌机(15)、ORP监控器(16)、蒸发罐(17)、结晶罐(18)、离心分离器(19)、干燥器(20)、产水池(21)、污泥处理系统(22)、浓水池(23)、工业盐回收袋(24)；
所述原水池(6)输出端连接精密过滤器(8)，原水箱(6)与精密过滤器(8)连接管路上装有进水泵(7)，精密过滤器(8)输出端连接到物料膜组件(10)，精密过滤器(8)与物料膜组件(10)连接管路上装有高压泵(9)，物料膜组件(10)的浓缩液输出端连接到浓水池(23)，透过液出口端连接到中间水箱(11)，中间水箱(11)输出端与除杂设备(2)连接，连接管路上装有第二进水泵(12)，除杂设备(2)污泥输出端连接污泥处理系统(22)，清液输出端连接脱气设备(3)，脱气设备(3)输出端连接氧化设备(4)，氧化设备(4)输出端连接蒸发结晶系统(5)，蒸发结晶系统(5)蒸发排污水输出端连接回中间水箱(11)，工业盐输出端连接工业盐回收箱(24)，出水端连接产水池(21)。
7.如权利要求5所述的煤化工高盐水纯化和蒸发结晶回收工艺的专用设备，其特征在于：所述物料膜系统(10)两端均接有膜清洗设备，且内均装有循环泵。
8.如权利要求5所述的煤化工高盐水纯化和蒸发结晶回收工艺的专用设备，其特征在于：所述除杂设备(2)内设有搅拌机和反应设备(13)，加药泵、排泥泵、堰槽设备；
所述脱气设备(3)内设有pH控制器(14)及加药设备；
所述氧化设备(4)内设有搅拌机(15)、ORP监控器(16)及加药泵、pH控制器。
9.如权利要求5所述的煤化工高盐水纯化和蒸发结晶回收工艺的专用设备，其特征在于：所述蒸发结晶系统(5)包括蒸发罐(17)、结晶罐(18)、离心分离器(19)、干燥器(20)，蒸发罐(17)输出端连接结晶罐(18)，结晶罐(18)输出端连接离心分离器(19)，离心分离器(19)输出端连接干燥器(20)。
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