CN107324540B - 一种活性炭处理石化碱渣中和水的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及废水处理领域，特别涉及一种活性炭处理石化碱渣中和水的方法。通过将石化产生的碱渣中和水pH调至中性或弱酸性；在50℃‑80℃下，定量加入活性炭搅拌2‑5h；过滤处理，出水即可达到后续工段的处理需求；该发明用料少，成本低，操作简单，处理效果好，适合大批量处理。

Description

一种活性炭处理石化碱渣中和水的方法
技术领域
本发明属于环境保护领域，涉及一种废水处理技术，具体涉及一种活性炭处理石化碱渣中和水的方法。
背景技术
石油化工行业的炼油过程中会产生大量的碱渣，目前国内较为先进的处理方式为湿式氧化处理，碱渣经过湿式氧化处理后的出水即为碱渣中和水，该水呈黑棕色，COD依然很高，而且其中含有大量的酚类和无机盐等有害物质，必须经过预处理，降低COD后，才能进行后续的蒸发结晶除盐处理，否则会导致蒸发结晶过程产生大量泡沫，后续工段设备无法正常运行。因此采用合适的方法对碱渣中和水进行处理是非常重要的。
微生物处理法是处理污水常用的方法之一，但是对无机盐的含量要求较高，因为无机盐对微生物具有毒害作用，一般无机盐含量需满足小于30g/L的要求，而石化碱渣中和水中的无机盐含量远远超过该数值，需要大量的净水稀释，所以该方法对碱渣中和水的处理不太适用。中国专利申请CN 1153740C公开了一种膜生物反应器处理碱渣废水的方法，废水经过活性污泥升华处理，处理后的水经膜过滤排除，可最大限度地提高生化处理进水的COD和无机盐浓度，节省了大量稀释净水，出水可直接排入污水处理厂。但是该方法存在膜寿命问题，长期运行会导致设备投资较高。
处理废水降低COD的方法还有双氧水氧化法，例如专利申请CN 103755077B公开了一种含酚废水的处理方法，以零价铁-Fenton体系反应为核心，与无机絮凝、活性炭联用，能够有效处理浓度高、毒性大、难生化降解的含酚废水。该方法中为了提高双氧水的利用率，加入了铁离子作为催化剂，给该体系引入铁元素，不利于后期蒸发结晶得到合格的工业盐，双氧水氧化法对该碱渣废水的处理效果较差，双氧水处理后，水质仍然呈棕色，蒸出的盐不能够满足工业盐标准，不利于污水零排放处理，而且工艺过程比较复杂。
目前处理含酚废水方法的报道中还有吸附法，例如专利CN 85104016A中公布的活性炭纤维处理含酚废水的方法，以活性炭纤维作酚的吸附剂，但是该方法主要适用于去除低浓度酚；另外专利CN 102745765B公布了一种配位聚合物处理含酚废水的方法，该方法中用到的配位聚合物需要合成，通用性较差，不太适合大批量污水的处理。
处理污水常用的吸附剂为活性炭，活性炭种类较多，而且实验证实不是所有的活性炭都适合用于碱渣中和水降COD的处理。
发明内容
本发明目的是提供一种活性炭处理石化碱渣中和水的方法，该方法处理效率高、操作简易、投入成本低，适合大批量处理。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
1)调节pH值：用98％的浓硫酸将碱渣中和水的pH调至5-7，该废水中含有的盐为硫酸钠，使用硫酸进行pH的调节，不会引入杂盐。另外与稀硫酸相比，98％的浓硫酸具有强氧化作用，可以将废水中的有机质氧化，从而降低废水的COD，另外与其他酸相比，98％的浓硫酸浓度高，调节PH后，废水的体积增加量比较小，不会导致废水的处理量大大增加，另外水中的部分有机污染物会从水中析出，可随着后期的过滤除去。综合考虑，pH为6是最合适的，ph＞6时，吸附效果较差，不能够将废水处理成澄清状态，ph＜6时，酸性太强，对设备的腐蚀较强，而且也不利于后期蒸发结晶处理，蒸出的盐呈酸性，不利于外卖。
2)吸附处理：按照重量百分比计，活性炭用量为碱渣中和水的1-10％，进一步优选用量为碱渣中和水的2％，将活性炭和调好pH的碱渣中和水同时加入置于恒温水浴槽内带搅拌的溶解釜中，碱渣废液处理在搅拌下进行，搅拌时间为2-5h，处理温度控制在20-80℃，进一步优选条件为：在50℃下搅拌3h；
其中，所使用的活性炭由市场购得，为XHWS-200A脱色活性炭、XHFQ-40废气处理炭、XHWS-325脱色活性炭、8-18目的活性炭的一种或多种，其中以XHWS-325脱色活性炭为最优选。这些活性炭比较容易购买，而且价格经济，用这些活性炭对该废水进行吸附后，废水会明显由黑棕色变为澄清，效果较为明显，进行蒸发结晶时，可保证蒸出的盐不带颜色，呈白色，不影响外卖处理。而其他种类的活性炭只能将该废水处理成淡黄色，蒸发结晶蒸出的盐颜色发黄；
活性炭用量为1-10％，用量少，达不到处理效果，水质仍然带颜色，后续蒸出盐无法外卖；用量过多会导致浪费，以及后续过滤的工作量增大。
处理温度20-80℃，温度低时，吸附效果差，水质仍然带颜色，后续蒸出盐无法外卖；温度过高时，会导致能源浪费，而且会导致废水中的部分有机物散发到空气中，污染现场环境。
处理时间为2-5h，时间不足，达不到处理效果，水质仍然带颜色后，后续蒸出盐无法外卖；处理时间过长会导致处理周期过长，浪费能源，而且实验中发现，吸附时间过长时，偶尔会出现活性炭脱附，导致处理后的碱渣废水仍然带有较深的颜色。
3)抽滤：吸附处理完成后，进行抽滤，滤液即为处理后的碱渣中和水，水质明显变清澈，COD可降低55％-70％，能够满足后续处理工艺的需求。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：本发明活性炭处理碱渣中和水的方法处理效果好、操作简便、成本低，适合大批量处理。放大进行大批量处理时，该方法的设备投资少；操作简单，没有复杂的操作流程，适合车间工人操作。通过该法处理后的碱渣废水，颜色由深黑棕色变澄清，COD明显降低，进行后续蒸发结晶处理时，不会造成蒸发结晶装置堵塞，蒸出的水可以达到外排标准，蒸出的盐呈白色，可达到工业盐标准，不影响外卖，从而实现污水的零排放。在车间处理时，设备简单常见，无需特殊订购，设备投资少。工艺流程简单，操作简便。
附图说明
图1为活性炭用量对碱渣中和水处理效果的影响；
图2为处理温度对碱渣中和水处理效果的影响；
图3为搅拌时间对碱渣中和水处理效果的影响；
图1-3中采用的活性炭型号为XHWS-325型脱色活性炭，其中：图1的固定条件为XHWS-325型脱色活性炭，调至PH为6的弱酸性的碱渣中和水100g，处理温度为50℃，搅拌时间为1h；图2的固定条件为XHWS-325型脱色活性炭，调至PH为6的碱渣碱渣中和水100g，活性炭2.0g，搅拌时间为1h；图3的固定条件为XHWS-325型脱色活性炭，调至PH为6的碱渣中和水100g，活性炭2.0g，处理温度为50℃。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清晰明了，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不是用于限定本发明。
为了表征对碱渣中和水的处理效果，通过对比COD的去除率进行比较。COD的去除率的定义如下：
Figure BDA0001366900950000031
式中：
A0为未经处理的碱渣碱渣中和水的COD；
A为经活性炭处理后的碱渣中和水的COD。
实施例1
在带夹套的反应釜中，加入一定量呈黑棕色的碱渣中和水，开启搅拌，向其中滴加98％的浓硫酸，将碱渣中和水pH调至6，再向其中加入碱渣中和水重量2％的XHWS-325型脱色活性炭，在50℃下搅拌3h，然后通过打板框滤除活性炭和不溶物，与未处理的碱渣中和水对比，滤液明显变澄清，COD去除率为70％。
实施例2
在带夹套的反应釜中，加入一定量呈黑棕色的碱渣中和水，开启搅拌，向其中滴加98％的浓硫酸，将碱渣中和水pH调至6，再向其中加入碱渣中和水重量6％的XHWS-325型脱色活性炭，在50℃下搅拌3h，然后通过打板框滤除活性炭和不溶物，与未处理的碱渣中和水对比，滤液明显变澄清，COD去除率为69.23％。
实施例3
在带夹套的反应釜中，加入一定量呈黑棕色的碱渣中和水，开启搅拌，向其中滴加98％的浓硫酸，将碱渣中和水pH调至6，再向其中加入碱渣中和水重量10％的XHFQ-40废气处理炭，在60℃下搅拌8h，然后通过打板框滤除活性炭和不溶物，与未处理的碱渣中和水对比，滤液明显变淡黄色，COD去除率为55.13％。
实施例4
在带夹套的反应釜中，加入一定量呈黑棕色的碱渣中和水，开启搅拌，向其中滴加98％的浓硫酸，将碱渣中和水pH调至6，再向其中加入碱渣中和水重量10％的XHWS-325型脱色活性炭，在20℃下搅拌1h，然后通过打板框滤除活性炭和不溶物，与未处理的碱渣中和水对比，滤液明显变澄清，COD去除率为66.36％。
实施例5
在带夹套的反应釜中，加入一定量呈黑棕色的碱渣中和水，开启搅拌，向其中滴加98％的浓硫酸，将碱渣中和水pH调至6，再向其中加入碱渣中和水重量5％的XHWS-200A型脱色活性炭，在50℃下搅拌5h，然后通过打板框滤除活性炭和不溶物，与未处理的碱渣中和水对比，滤液明显变淡黄色，COD去除率为65.44％。
实施例6
在带夹套的反应釜中，加入一定量呈黑棕色的碱渣中和水，开启搅拌，向其中滴加98％的浓硫酸，将碱渣中和水pH调至6，再向其中加入碱渣中和水重量8％的XHWS-200A型脱色活性炭，在50℃下搅拌8h，然后通过打板框滤除活性炭和不溶物，与未处理的碱渣中和水对比，滤液变淡黄色，COD去除率为55.04％。

Claims (1)

1.一种活性炭处理石化碱渣中和水的方法，其特征在于：包括调节pH值、吸附处理、抽滤，具体步骤如下：
1）调节pH值：用98%的浓硫酸将碱渣中和水的pH调至6；
2）吸附处理：按照重量百分比计，活性炭用量为碱渣中和水的2%，将活性炭和调好pH的碱渣中和水同时加入置于恒温水浴槽内带搅拌的溶解釜中，碱渣中和水吸附处理在搅拌下进行，搅拌时间为3h，处理温度控制在50℃；
3）抽滤：吸附处理完成后，进行抽滤，滤液即为处理后的碱渣中和水。
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