CN107055675A

CN107055675A - 一种煤化工废水中cod吸附的三层四塔吸附方法及系统

Info

Publication number: CN107055675A
Application number: CN201710470064.1A
Authority: CN
Inventors: 马红鹏; 齐永红; 薛群翔; 田磊; 蒋靖波; 肖理
Original assignee: Shaanxi Research Design Institute of Petroleum and Chemical Industry
Current assignee: Shaanxi Research Design Institute of Petroleum and Chemical Industry
Priority date: 2017-06-20
Filing date: 2017-06-20
Publication date: 2017-08-18
Anticipated expiration: 2037-06-20
Also published as: CN107055675B

Abstract

一种煤化工废水中COD吸附的三层四塔吸附方法及系统，包括四个吸附塔，令四个吸附塔中的三个处于工作状态，对废水进行吸附，四塔中的剩余单塔再生后处于备用状态，保证COD四塔吸附系统中三塔始终处于运行状态。煤化工废水中COD吸附的三层四塔吸附系统由四个吸附塔并联组成，每个吸附塔分别与进水母管、产水母管、反洗水进水管、反洗水产水管连接。本发明针对煤化工废水中COD的有机成分多、成分复杂的特性，通过三层活性炭吸附，实现了煤化工废水中COD的有效脱除。通过该工艺系统吸附能够很好脱除废水中COD，保证煤化工废水零排放系统产出合格的工业盐，实现废水资源化。

Description

一种煤化工废水中COD吸附的三层四塔吸附方法及系统

技术领域

本发明涉及废水中有机物脱除技术领域，具体涉及一种煤化工废水中COD吸附的三层四塔吸附方法及系统。

背景技术

随着社会的发展和环保要求的提高，大型化工产业发展所带来的水资源供给和排放通道限制问题已日趋凸显，部分化工综合产业园区由于排水通道限制，目前园区的发展受到制约。零排放项目通过水再生回用可极大的缓解化工项目水资源困境，并减轻污水受纳水体压力，使产业园区健康有序的发展，有效保证国家和地方重点项目的按时实施，具有极大的环境效益和社会效益。

随着零排放技术的推广，目前基本实现的废水的零排放，但末端蒸发产生的废盐，属于危险废弃物，因此零排放工艺还需进一步延伸，拓展开发废盐资源化工程。目前主流工艺为纳滤分盐蒸发和盐硝联产。因煤化工废水中含有一定量的COD，COD的存在影响了整个副产盐的产品品质。无论是采用何种工艺进行混盐分离实现盐资源化，都存在一个问题：高盐废水中COD的去除问题，COD不能够实时移除系统外将影响盐的品质。煤化工废水COD的特征是：成分复杂、有机污染物含量高，COD高达十甚至几百克每升，盐的质量分数通常在5%以上，很难实现生化降解COD。

煤化工废水中有机物种类多、成分复杂(多为吲哚类、喹啉类、咔唑类、吡啶类等一些难降解有机物)，高含盐量、且无法采用生物降解方式完成，致使该问题成为了目前煤化工废水资源化的一个坎，如何通过改进目前的水处理工艺，解决高盐水中COD的问题是选择合适的设备、合理的工艺去除COD，保证副产盐满足工业盐一级精盐标准，故探寻一种应用于煤化工废水脱除COD装置及工艺具有重要意义。

发明内容

为了克服现有技术的上述不足，本发明的目的是提供一种煤化工废水中COD吸附的三层四塔吸附方法及系统。本发明可以从而将废水中COD移除系统，保证产品工业盐的纯度，实现真正意义的煤化工废水中溶解盐的资源化回收。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种煤化工废水中COD吸附的三层四塔吸附方法，包括四个吸附塔，令四个吸附塔中的三个处于工作状态，对废水进行吸附，四塔中的剩余单塔再生后处于备用状态，保证COD四塔吸附系处于连续运行状态，其特征在于，具体步骤如下：

1）COD四塔吸附系统启动：启动时，每个吸附塔的进水阀、产水阀、反洗水进水阀及反洗水产水阀全部处于关闭状态；按照吸附塔启动步骤，开启一个吸附塔的进水阀和产水阀；按照前述吸附塔启动步骤，每隔1~2h启动一个吸附塔，使四个吸附塔中的三个处于工作状态，其余的一个吸附塔处于待机状态；

2）COD四塔吸附系统产水量实时监测：实时监测COD四塔吸附系统的产水量和进水压力，当COD四塔吸附系统的产水量降低、进水压力上升时，判定COD四塔吸附系统需要反洗，对COD四塔吸附系统进入反洗步骤；

3）COD四塔吸附系统的反洗：当处于工作状态的某一个吸附塔需要进行反洗时，按照吸附塔反洗步骤，关闭该吸附塔的进水阀及产水阀，开启该吸附塔的反洗水进水阀及反洗水产水阀，使该吸附塔处于反洗状态，反洗一段时间后关闭该吸附塔的反洗水进水阀及反洗水产水阀，开启该吸附塔的进水阀及产水阀，使反洗完毕的吸附塔重新投入工作；对COD四塔吸附系统的反洗，按照处于工作状态的三个吸附塔的启动顺序，依次按照前述吸附塔反洗步骤对处于工作状态的三个吸附塔进行反洗；

4）产水COD实时监测：实时监控COD四塔吸附系统的产水中的COD含量，当COD检测数值超过产水的要求值时，判定三个吸附塔中最先启动的吸附塔失效，进入吸附塔切换程序；

5）COD四塔吸附系统的切换：按照前述吸附塔启动步骤启动处于待机状态的第四个吸附塔；按照吸附塔关闭步骤，令步骤4）判断的失效吸附塔的进水阀、产水阀、反洗水进水阀及反洗水产水阀全部处于关闭状态；完成COD四塔吸附系统的切换；

6）失效吸附塔的再生：将失效吸附塔切出再生，再生完成后，使该吸附塔处于待机状态；

7）COD四塔吸附系统的连续运行：按照步骤2）~6），及时监测、反洗、替换并再生吸附塔，使COD四塔吸附系统处于连续稳定的运行状态。

所述步骤1）~7）中，吸附塔串联运行及再生采用PLC或DCS自动化系统操作控制。

以及一种煤化工废水中COD吸附的三层四塔吸附系统，吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C及吸附塔D并联设置；COD四塔吸附系统的进水母管分别通过进水阀与吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C及吸附塔D的废水进口连接，COD四塔吸附系统的产水母管分别通过产水阀与吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C及吸附塔D的产水出口连接，COD四塔吸附系统的反洗水进水管分别通过反洗水进水阀与吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C及吸附塔D的产水出口连接，COD四塔吸附系统的反洗水产水管分别通过反洗水产水阀与吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C及吸附塔D的进水口连接。

所述吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C及吸附塔D的废水进口外连接并联的进水阀和反洗水产水阀，吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C及吸附塔D的废水进口内连接喷淋器；吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C及吸附塔D的产水出口外连接并联的连接产水阀和反洗水进水阀；吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C及吸附塔D内由废水进口至产水出口依次设有大孔活性炭吸附层、介孔活性炭吸附层及大微孔活性炭吸附层。

本发明的有益效果是：

1）单塔存在三层吸附层：能够煤化工废水水中的组分复杂的COD进行分级吸附，煤化工废水中的有机COD依次按照分子量从大至小的顺序被依次吸附。且根据水质的不同，三层吸附层的吸附剂选择也是具有针对性，最大程度利用了活性炭的吸附率，避免了因分子量大，分子直径大而堵塞活性炭孔隙，从而降低吸附率的情况出现。

2）工艺简单便于生产：本发明采用三层四塔并联运行，在保证总产水满足下端需求的同时，工艺简单便于生产，本发明仅在产水罐母管设有检测仪表，极大降低了仪表投资，降低了因仪表数量多维护复杂，如果设备的串联级数越多，则其运行难度呈指数比例上升。

3）延长吸附塔的运行时间，节约运行成本：由于采用的是四塔并联工艺，通过改变进入吸附塔的先后顺序来保证总产水水质满足要求(第一塔完全失效穿透，但是最后一个塔处于完好状态，故总产水COD值满足下端工艺需求)，每个吸附塔均能达到充分穿透，提高了活性炭的吸附效率，减少活性炭的再生频次，降低了炭损耗，节约运行成本。

附图说明

图1为煤化工废水中COD吸附的三层四塔吸附工艺系统示意图；

图2为三层单塔吸附装置示意图。

图中，1为进水阀；2为喷淋器；3为大孔活性炭吸附层；4为介孔活性炭吸附层；5为大微孔活性炭吸附层；6为产水阀；7为反洗水进水阀；8为反洗水产水阀。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明专利做更进一步的具体说明，本发明专利的优点将会变得更加清楚，但是本发明不局限于以下内容。

参照图1，一种煤化工废水中COD吸附的三层四塔吸附系统，吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C及吸附塔D并联设置；COD四塔吸附系统的进水母管分别通过进水阀与吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C及吸附塔D的废水进口连接，COD四塔吸附系统的产水母管分别通过产水阀与吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C及吸附塔D的产水出口连接，COD四塔吸附系统的反洗水进水管分别通过反洗水进水阀与吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C及吸附塔D的产水出口连接，COD四塔吸附系统的反洗水产水管分别通过反洗水产水阀与吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C及吸附塔D的进水口连接。

参照图2，所述吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C及吸附塔D的废水进口外连接并联的进水阀和反洗水产水阀，吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C及吸附塔D的废水进口内连接喷淋器；吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C及吸附塔D的产水出口外连接并联的连接产水阀和反洗水进水阀；吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C及吸附塔D内由废水进口至产水出口依次设有大孔活性炭吸附层、介孔活性炭吸附层及大微孔活性炭吸附层。

本发明的具体实施方式为，具体过程如下：

如图1所示，来自前处理工艺单元的废水自上而下流过装有活性炭的吸附塔A(此时开启阀门XV01A和XV02A)，吸附塔A吸附1-2h后开启阀门XV01B和XV02B(吸附塔B运行)，吸附塔B吸附1-2h后开启XV01C和XV02C(吸附塔C运行)，此时ABC三塔处于运行状态。吸附塔运行过程中当吸附塔产水量降低，进水压力上升时，表示该塔需要进行反洗程序。

以下以吸附塔A为例进行说明，当吸附塔A需要进行反洗，关闭吸附塔A的进水阀XV01A和产水阀XV02A，打开吸附塔A的反洗进水阀XV01'A和反洗产水阀XV02'A，反洗约3min后关闭反洗阀(XV01'A、XV02'A)打开吸附塔A进水阀(XV01A、XV01A)继续进行吸附。因进料过程中是吸附塔三塔之间存在间歇时间，故此以进料的先后顺序进行反洗，不影响正常的运行和吸附过程。

产水的母管安装有COD检测仪，当COD检测仪上读数显示超过产水要求值，表示吸附后水质不能满足下一个工艺标准，也意味着吸附塔A失效，此时需要进行将A塔切出再生，D塔投运，打开阀门XV01D、XV02D(投运吸附塔D)，关闭阀门XV01A、XV02A(切出吸附塔A)，此时就由原吸附三塔A-B-C更改为吸附塔B-C-D，如此进行循环B-C-D、C-D-A、D-A-B、A-B-C，剩余的单塔作为备用。

对于单塔的活性炭吸附剂的填装，如图2所示，吸附单塔可分为上中下三层吸附层，废水由上至下依次经过，最上层采用大孔活性炭、中层采用介孔活性炭、下层采用大微孔活性炭。因煤化工废水中COD的成分复杂，单独的采用一两种活性炭不能满足工艺需求，COD的分子量也大不相同，因活性炭的吸附机理，上层必须采用大孔活性炭，否则中孔或大微孔会堵塞孔隙，降低活性炭的吸附率，故此本发明专利是采用依次吸附废水中大分子量、中等分子量和小分子量实现废水中的COD移除，同时极大程度利用了活性炭的高比表面的吸附效果且有效的提高了吸附效率。

树脂塔串联运行及再生采用PLC或DCS自动化系统操作控制。

该工艺针对煤化工废水的吸附主要分包含两部分：1）单塔三层活性炭吸附；2）四塔并联工艺，包括吸附、反洗工艺，四塔并联采用三塔吸附一塔备用的并联工艺，保证三塔顺序进水四塔循环使用，从而方便实现煤化工废水的COD吸附。同时在吸附过程中，固液的传质与吸附推动力需求，需要定时对吸附塔进行反洗，故工艺的瞬间两塔吸附满足工艺需求，即此时单塔进行反洗。通过本专利保证进水顺序通过，最终实现水中COD分子量的从高到低吸附过程。四塔并联工艺过程简单，控制因素单一，设备的构造紧凑且操作方便，便于进行现场的维护且能够满足出水的工艺技术指标。

Claims

1.一种煤化工废水中COD吸附的三层四塔吸附方法，包括四个吸附塔，令四个吸附塔中的三个处于工作状态，对废水进行吸附，四塔中的剩余单塔再生后处于备用状态，保证COD四塔吸附系统处于连续运行状态，其特征在于，具体步骤如下：

7）COD四塔吸附系统的连续运行：按照步骤2）~6），及时监测、反洗、替换并再生吸附，使COD四塔吸附系统处于连续稳定的运行状态。

2.根据权利要求1所述的一种煤化工废水中COD吸附的三层四塔吸附方法，其特征在于，所述步骤1）~7）中，吸附塔串联运行及再生采用PLC或DCS自动化系统操作控制。

3.一种用于运行权利要求1所述方法的煤化工废水中COD吸附的三层四塔吸附系统，包括吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C及吸附塔D，其特征在于，吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C及吸附塔D并联设置；COD四塔吸附系统的进水母管分别通过进水阀与吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C及吸附塔D的废水进口连接，COD四塔吸附系统的产水母管分别通过产水阀与吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C及吸附塔D的产水出口连接，COD四塔吸附系统的反洗水进水管分别通过反洗水进水阀与吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C及吸附塔D的产水出口连接，COD四塔吸附系统的反洗水产水管分别通过反洗水产水阀与吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C及吸附塔D的进水口连接。

4.根据权利要求2所述的一种煤化工废水中COD吸附的三层四塔吸附系统，其特征在于，所述吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C及吸附塔D的废水进口外连接并联的进水阀（1）和反洗水产水阀（8），吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C及吸附塔D的废水进口内连接喷淋器（2）；吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C及吸附塔D的产水出口外连接并联的连接产水阀（6）和反洗水进水阀（7）；吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C及吸附塔D内由废水进口至产水出口依次设有大孔活性炭吸附层（3）、介孔活性炭吸附层（4）及大微孔活性炭吸附层（5）。