CN107298471A - 一种可再生靶向吸附处理废弃循环冷却水的清洁生产工艺 - Google Patents

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吕志
徐�明
吕倩楠
方成
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Abstract

本发明属于废水处理领域，具体涉及一种可再生靶向吸附处理废弃循环冷却水的清洁生产工艺。本发明在废弃循环冷却水处理装置前增加靶向固定床吸附装置，通过靶向固定床吸附装置进行吸附，得到废弃循环冷却水的过流液，经简单生化处理后排放；固定床靶向吸附后的吸附树脂，通过层析、解吸工艺，得到含有循环冷却水处理药剂及其分解产物的层析液、解吸液；吸附剂层析后，蒸馏脱溶媒回用，釜残液得到循环冷却水处理药剂分解产物；吸附剂解吸后，蒸馏脱溶媒回用，釜残液得到循环冷却水处理药剂。本发明实现了资源化循环利用，降低了污染，产生了经济效益，并实现了清洁生产。

Description

一种可再生靶向吸附处理废弃循环冷却水的清洁生产工艺
技术领域
本发明属于废水处理领域，具体涉及一种生产废水的处理工艺，特别是一种处理废弃循环冷却水的方法。
背景技术
循环冷却水广泛应用于石油化工、冶金、电力、钢铁行业，占企业工业用水总量的大部分。由于原水中含盐量的不同，同时考虑到热交换中的水损失，循环冷却水会不断浓缩，因此必须排出一定的浓水，并补充新水。由于循环冷却水中富含以碳酸氢钙为主的不稳定盐，在换热管壁受热后，会转化为致密硬垢。同时，随着水中物质的浓缩，会对设备产生结垢、腐蚀以及生物滋生的危害，最佳的处理方式是在循环冷却水中投加循环冷却水处理药剂。目前，循环冷却水处理药剂以阻垢剂、缓蚀剂、杀菌剂为主，排出的浓水中亦含有相当浓度的循环冷却水处理药剂及其分解组分。以常规物化方法处理废弃循环冷却浓水，将导致处理成本高、处理效果差、二次污染易发生的现象，并且无法有效回收废弃循环冷却水中的循环冷却水处理药剂及其分解组分。废弃循环冷却水处理技术应朝着低成本和绿色循环化的方向发展。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供一种可再生靶向吸附处理废弃循环冷却水的清洁生产工艺。为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种可再生靶向吸附处理废弃循环冷却水的清洁生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)靶向固定床吸附
将废弃循环冷却水，通过靶向固定床吸附装置进行吸附，液相中的循环冷却水处理药剂及其分解产物吸附到该装置中的树脂上，流下废弃循环冷却水的过流液，经简单生化处理后，达标排放；
(2)层析解吸
采用醇溶液对已吸附饱和的靶向固定床吸附装置进行层析和解吸，得到层析液和解吸液；
(3)蒸馏
将步骤(2)得到的层析液和解吸液分别采用普通蒸馏塔进行蒸馏，得到气相和釜残液，气相经冷凝后得到醇，回到步骤(2)中循环使用；
(4)蒸发结晶
层析液经蒸馏后得到的釜残液，冷却结晶，经处理后得到循环冷却水处理药剂分解产物成品；
解吸液经蒸馏后得到的釜残液，冷却结晶，经处理后得到循环冷却水处理药剂成品。
所述步骤(1)中靶向固定床吸附装置的进料方式分为底部进料或顶部进料；靶向固定床吸附装置的吸附速度为0.5～1BV/H，吸附温度20～35℃。
所述步骤(2)中树脂被污染时采用碱溶液或碱和次氯酸钠的混合溶液对靶向固定床吸附装置进行强制再生，流下的废水经生化处理后，达标排放；或用酸溶液对靶向固定床吸附装置进行强制再生，流下的废水经生化处理后，达标排放。
所述步骤(2)中解吸速度为0.4-0.6BV/H，解吸温度为20-55℃。
所述步骤(2)中层析时采用的醇为甲醇或乙醇中的一种，质量分数为0％～60％；解吸时采用的醇为甲醇或乙醇中的一种，质量分数为40％～100％；所述碱溶液中的碱为氢氧化钠、氢氧化钾中的一种，质量分数为1％～2％；所述次氯酸钠溶液的质量分数为0.05％～1％。所述酸溶液中的酸为盐酸、硝酸、硫酸中的一种，质量分数为1％～2％。
所述靶向固定床吸附装置由若干组，每组规格相同的树脂柱组成，其中树脂柱中的大孔树脂是在大孔吸附树脂基材上进行涂层修饰而成，不同的修饰涂层，可对不同的有机物进行定向吸附。
所述大孔吸附树脂基材可为H-103型、XAD-1型、XAD-7型、HP-20型、CAD-30型、CAD-40型、CAD-45型、CAD-47型、HT-PA、HT-PB、HT-B、HT-312型、HT-1600型中的一种。
所述靶向固定床吸附装置设有两套，一套运行时，另一套进行再生
可再生靶向吸附技术(RTA，Renewable Targeted Adsorption)，即通过高效吸附剂进行选择性定向吸附，脱除高浓度废水中的有机物，并实现废水的脱色、除味、降COD；对于吸附饱和的高效吸附剂，可以通过层析、解吸、强制再生工艺对其进行再生，达到循环使用的目的；针对层析、解析后得到的浓缩有机物，可以通过分离、提纯工艺，实现废水中有机物的循环再利用。
本发明将可再生靶向吸附技术应用于废弃循环冷却水处理，具体是指在废弃循环冷却水处理装置前增加靶向固定床吸附装置，通过靶向固定床吸附装置进行吸附，得到废弃循环冷却水的过流液，经简单生化处理后排放；固定床靶向吸附后的吸附树脂，通过层析、解吸工艺，得到含有循环冷却水处理药剂及其分解产物的层析液、解吸液；吸附剂层析后，蒸馏脱溶媒回用，釜残液得到循环冷却水处理药剂分解产物；吸附剂解吸后，蒸馏脱溶媒回用，釜残液得到循环冷却水处理药剂。
本发明的上述技术方案与现有技术相比，具有以下优点：
RTA靶向固定床吸附装置的定向吸附，以分离循环为核心，经层析、解吸、蒸馏等工艺，从废弃循环冷却水中回收到纯净循环冷却水处理药剂及其分解产物，实现了资源化循环利用，降低了污染，产生了经济效益，并实现了清洁生产；同时，层析、解吸液经蒸馏冷凝后，得到的层析、解析剂可以循环利用；因脱附不完全而被污染的树脂可以进行强制脱附再生，解决了一般吸附树脂脱附不净的问题。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例及附图详细说明本发明，但本发明并不局限于具体实施例。
实施例1
一种可再生靶向吸附处理废弃循环冷却水的清洁生产工艺，包括以下步骤：
(1)采用ATMP(氨基三亚甲基膦酸)作为阻垢剂的循环冷却浓水，将流下含ATMP及其分解产物(为亚磷酸、氯化铵、甲醛)的浓液送入可再生靶向吸附固定床装置进行靶向吸附；
(2)将经可再生靶向吸附固定床装置吸附后流下不含ATMP及其分解产物的过流液经简单生化处理后，达标排放；
(3)将已吸附饱和ATMP及其分解产物的可再生靶向固定床吸附装置，采用质量分数0％～60％的乙醇进行梯度层析，得到层析液分别送入蒸馏塔内，蒸馏结晶再经后续处理后得到ATMP成品，气相经冷凝后得到乙醇，返回可再生靶向固定床吸附装置层析回用；
(4)将经层析后的可再生靶向固定床吸附装置，采用质量分数60％～100％的乙醇进行解吸，得到解吸液送入蒸馏塔内，蒸馏后气相经冷凝后得到乙醇，返回可再生靶向固定床吸附装置解吸回用，釜残液得到ATMP分解产物，返回ATMP合成工艺循环利用；
(5)适当时采用质量分数1.2％的氢氧化钾溶液对乙醇再生后的可再生靶向吸附装置进行强制再生，流下废水经生化处理后，达标排放。
本实施例中，可再生靶向固定床吸附装置、蒸馏塔与生化池串联使用。
本实施例中，可再生靶向固定床吸附装置设有两套，一套运行时另一套进行再生。
本实施例中，可再生靶向固定床吸附装置是由2个同一规格的树脂柱组成，树脂柱中填料基材为XAD-7型大孔吸附树脂。
实施例2
本实施例中所述的一种可再生靶向吸附处理废弃循环冷却水的清洁生产工艺的各步骤均与实施例1中相同，不同点为：用质量分数1.6％的硫酸溶液对乙醇再生后的可再生靶向吸附装置进行强制再生，流下废水经生化处理后，达标排放。
实施例3
一种可再生靶向吸附处理废弃循环冷却水的清洁生产工艺，包括以下步骤：
(1)采用HEDP(羟基亚乙基二膦酸)作为阻垢剂的循环冷却浓水，将流下含HEDP及其分解产物(为亚磷酸、三氯化磷、冰醋酸、乙酰氯)的浓液送入可再生靶向吸附固定床装置进行靶向吸附；
(2)将经可再生靶向吸附固定床装置吸附后流下不含HEDP及其分解产物的过流液经简单生化处理后，达标排放；
(3)将已吸附饱和HEDP及其分解产物的可再生靶向固定床吸附装置，采用质量分数0％～60％的乙醇进行梯度层析，得到层析液分别送入蒸馏塔内，蒸馏结晶再经后续处理后得到HEDP成品，气相经冷凝后得到乙醇，返回可再生靶向固定床吸附装置层析回用；
(4)将经层析后的可再生靶向固定床吸附装置，采用质量分数40％～100％的乙醇进行解吸，得到解吸液送入蒸馏塔内，蒸馏后气相经冷凝后得到乙醇，返回可再生靶向固定床吸附装置解吸回用，釜残液得到HEDP分解产物，返回HEDP合成工艺循环利用；
(5)适当时采用质量分数1.4％的氢氧化钠溶液对乙醇再生后的可再生靶向吸附装置进行强制再生，流下废水经生化处理后，达标排放。
本实施例中，可再生靶向固定床吸附装置、蒸馏塔与生化池串联使用。
本实施例中，可再生靶向固定床吸附装置设有两套，一套运行时另一套进行再生。
本实施例中，可再生靶向固定床吸附装置是由2个同一规格的树脂柱组成，树脂柱中填料基材为XAD-1型大孔吸附树脂。
实施例4
本实施例中所述的一种可再生靶向吸附处理废弃循环冷却水的清洁生产工艺的各步骤均与实施例3中相同，不同点为：用质量分数1.8％的硝酸溶液对乙醇再生后的可再生靶向吸附装置进行强制再生。
实施例5
一种可再生靶向吸附处理废弃循环冷却水的清洁生产工艺，包括以下步骤：
(1)采用EDTMP(乙二胺四(亚甲基膦酸))作为阻垢剂的循环冷却浓水，将流下含EDTMP及其分解产物(为亚磷酸、乙二胺、甲醛)的浓液送入可再生靶向吸附固定床装置进行靶向吸附；
(2)将经可再生靶向吸附固定床装置吸附后流下不含EDTMP及其分解产物的过流液经简单生化处理后，达标排放；
(3)将已吸附饱和EDTMP及其分解产物的可再生靶向固定床吸附装置，采用质量分数0％～60％的甲醇进行梯度层析，得到层析液分别送入蒸馏塔内，蒸馏结晶再经后续处理后得到EDTMP成品，气相经冷凝后得到甲醇，返回可再生靶向固定床吸附装置层析回用；
(4)将经层析后的可再生靶向固定床吸附装置，采用质量分数40％～60％的甲醇进行解吸，得到解吸液送入蒸馏塔内，蒸馏后气相经冷凝后得到甲醇，返回可再生靶向固定床吸附装置解吸回用，釜残液得到EDTMP分解产物，返回EDTM P合成工艺循环利用；
(5)适当时采用质量分数1.2％的氢氧化钠溶液对甲醇再生后的可再生靶向吸附装置进行强制再生，流下废水经生化处理后，达标排放。
本实施例中，可再生靶向固定床吸附装置、蒸馏塔与生化池串联使用。
本实施例中，可再生靶向固定床吸附装置设有两套，一套运行时另一套进行再生。
本实施例中，可再生靶向固定床吸附装置是由2个同一规格的树脂柱组成，树脂柱中填料基材为H-103型大孔吸附树脂。
实施例6
本实施例中所述的一种可再生靶向吸附处理废弃循环冷却水的清洁生产工艺的各步骤均与实施例5中相同，不同点为：用质量分数1.5％的盐酸溶液对甲醇再生后的可再生靶向吸附装置进行强制再生。

Claims (8)

1.一种可再生靶向吸附处理废弃循环冷却水的清洁生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)靶向固定床吸附
将废弃循环冷却水，通过靶向固定床吸附装置进行吸附，液相中的循环冷却水处理药剂及其分解产物吸附到该装置中的树脂上，流下废弃循环冷却水的过流液，经简单生化处理后，达标排放；
(2)层析解吸
采用醇溶液对已吸附饱和的靶向固定床吸附装置进行层析和解吸，得到层析液和解吸液；
(3)蒸馏
将步骤(2)得到的层析液和解吸液分别采用普通蒸馏塔进行蒸馏，得到气相和釜残液，气相经冷凝后得到醇，回到步骤(2)中循环使用；
(4)蒸发结晶
层析液经蒸馏后得到的釜残液，冷却结晶，经处理后得到循环冷却水处理药剂分解产物成品；
解吸液经蒸馏后得到的釜残液，冷却结晶，经处理后得到循环冷却水处理药剂成品。
2.根据权利要求1所述的一种可再生靶向吸附处理废弃循环冷却水的清洁生产工艺，其特征在于，所述步骤(1)中靶向固定床吸附装置的进料方式分为底部进料或顶部进料；靶向固定床吸附装置的吸附速度为0.5～1BV/H，吸附温度20～35℃。
3.根据权利要求1所述的一种可再生靶向吸附处理废弃循环冷却水的清洁生产工艺，其特征在于，所述步骤(2)中树脂被污染时采用碱溶液或碱和次氯酸钠的混合溶液对靶向固定床吸附装置进行强制再生，流下的废水经生化处理后，达标排放；或用酸溶液对靶向固定床吸附装置进行强制再生，流下的废水经生化处理后，达标排放。
4.根据权利要求1所述的一种可再生靶向吸附处理废弃循环冷却水的清洁生产工艺，其特征在于，所述步骤(2)中解吸速度为0.4-0.6BV/H，解吸温度为20-55℃。
5.根据权利要求1所述的一种可再生靶向吸附处理废弃循环冷却水的清洁生产工艺，其特征在于，所述步骤(2)中层析时采用的醇为甲醇或乙醇中的一种，质量分数为0％～60％；解吸时采用的醇为甲醇或乙醇中的一种，质量分数为40％～100％；所述碱溶液中的碱为氢氧化钠、氢氧化钾中的一种，质量分数为1％～2％；所述次氯酸钠溶液的质量分数为0.05％～1％。所述酸溶液中的酸为盐酸、硝酸、硫酸中的一种，质量分数为1％～2％。
6.根据权利要求1至5任一所述的一种可再生靶向吸附处理废弃循环冷却水的清洁生产工艺，其特征在于，所述靶向固定床吸附装置由若干组，每组规格相同的树脂柱组成，其中树脂柱中的大孔树脂是在大孔吸附树脂基材上进行涂层修饰而成，不同的修饰涂层，可对不同的有机物进行定向吸附。
7.根据权利要求6所述的一种可再生靶向吸附处理废弃循环冷却水的清洁生产工艺，其特征在于，所述大孔吸附树脂基材可为H-103型、XAD-1型、XAD-7型、HP-20型、CAD-30型、CAD-40型、CAD-45型、CAD-47型、HT-PA、HT-PB、HT-B、HT-312型、HT-1600型中的一种。
8.根据权利要求1至5任一所述的一种可再生靶向吸附处理废弃循环冷却水的清洁生产工艺，其特征在于，所述靶向固定床吸附装置设有两套，一套运行时，另一套进行再生。
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