CN108191140A - 一种含酚废水的处理工艺方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含酚废水的处理工艺方法及装置,包括过滤除油,萃取分离,酚吸附,高级氧化,吸附后的废水送入第一固定床反应器中,并投入0.05~0.2%体积的双氧水,在固体催化剂床层的作用下进行氧化反应;经过高级氧化后的废水,再送入第二固定床反应器中,并投入0.002~0.01%体积比的臭氧,并在固体催化剂床层的作用下进行催化氧化反应;经过催化氧化后的废水依次经过蒸发、降温结晶、离心分离和出盐处理得到工业级硫酸钠产品。本发明提高了废水处理效率,获得了工业级硫酸钠盐产品,降低吸附树脂、双氧水、氢氧化钠等的用量,降低了环境污染。
Description
技术领域
本发明属于催化氧化化工技术领域,尤其涉及含酚废水的处理工艺及装置。
背景技术
焦化酚、气化酚的生产企业中会产生高盐、高浓度的含酚废水,在对该类废水中高附加值的有机酚回收过程中,仍会产生具有高盐、高酚高毒性的废水;该类废水中主要含有饱和浓度的硫酸钠盐,各类焦油、吡啶碱、氰、酚及其他杂环、多环类化合物。其中以酚类化合物的主要成份有苯酚、邻甲酚、间甲酚、对甲酚、二甲酚、邻苯二酚及其同系物等;杂环类化合物包括:吡啶、喹啉、咪唑、吲哚、二氮杂苯、氮杂联苯等;多环芳烃化合物包括:萘、蒽、菲、苊、苯并芘等。
目前该类废水的主要处理工艺方法,是通过萃取后,经过吸附,然后进行蒸发和降温结晶,再经过离心处理出盐,蒸发后得到的冷凝水再经过生化处理进行排放。该工艺虽然能实现该类废水的有效处理,但存在以下不足:萃取工艺中,萃取剂的使用寿命短;树脂吸附易堵塞、吸附效率不高且树脂用量与再生药剂使用量大,且不易采用常规工艺进行再生;生化系统庞大,且效率低下;蒸发系统运行难度大,结晶困难,且出盐为黑色,刺激性气味严重,硫酸钠固体只能当危废处理。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种含酚废水的处理工艺方法及装置,提高了废水处理效率,获得了工业级硫酸钠盐产品,降低吸附树脂、双氧水、氢氧化钠等的用量,降低了环境污染。
为解决上述技术问题,本发明采用了以下技术方案:一种含酚废水的处理工艺方法,包括以下步骤:
(1)过滤除油,通过纳滤膜对送入其中的含酚废水进行除油处理,确保废水的含油量在20ppm以下;
(2)萃取分离,通过萃取剂,对经过步骤(1)过滤除油处理的废水进行萃取静置分离处理,所述萃取剂为由体积比为1:0.5~8的N503和磺化煤油复配组成的混合物,或为重苯、甲苯、异丙醚、甲基异丁基酮中的一种或多种复配;
(3)接着,通过酚吸附树脂进一步对废水中的酚残留组份进行吸附;
(4)高级氧化,在经过步骤(3)吸附后的废水送入第一固定床反应器中,并投入0.05~0.2%体积的双氧水,在固体催化剂床层的作用下进行氧化反应,停留反应时间为0.5~2h;
(5)催化氧化,经过高级氧化后的废水,再送入第二固定床反应器中,并投入0.002~0.01%体积比的臭氧,并在固体催化剂床层的作用下进行催化氧化反应,反应时间0.5~1h;
(6)经过催化氧化后的废水依次经过蒸发、降温结晶、离心分离和出盐处理得到工业级硫酸钠产品;蒸发得到的出水经过生化处理符合排放标准后进行排放。
作为优选,步骤(4)和(5)中固定床反应器中的催化剂为Mn、Cu、Pd、Pt或Fe的一种或多种的金属氧化物构成固定催化剂。
作为优选,所述含酚废水中以酚钠盐为主要形式存在的,步骤(2)中萃取剂采用体积比为1:0.5~8的N503和磺化煤油复配组成的混合物。
作为优选,所述含酚废水中以酚为主要形式存在的,步骤(2)中萃取剂采用重苯、甲苯、异丙醚、甲基异丁基酮中的一种或多种复配。
作为优选,所述萃取剂通过碱或醇类进行再生。
作为优选,所述萃取剂通过蒸馏或气提方式再生。
本发明还提供了一种含酚废水的处理工艺装置,包括含酚废水槽、精密过滤器、萃取塔、吸附塔、第一固定床反应器、第二固定床反应器和反萃取塔,所述含酚废水槽的出口通过管道和泵,依次与精密过滤器、萃取塔、吸附塔、第一固定床反应器、第二固定床反应器连接,所述萃取塔底部和上部还分别设有萃取剂进口和油相出口,所述萃取剂进口连接有萃取剂罐,所述油相出口与反萃取塔入口连接,所述反萃取塔的底部设有酚产品出口,反萃取塔顶部设有反萃取剂进口和萃取剂回收口,所述萃取剂回收口与萃取剂罐循环连接。
作为优选,所述精密过滤其为纳滤膜,所述纳滤膜的材质为陶瓷膜或有机膜。
作为优选,所述陶瓷膜的材质为AL2O3/ZrO/TIO2、SiC或陶土,孔径为1~50nm。
作为优选,所述有机膜的材质为醋酸纤维膜、PVDF、聚砜或聚醚砜,孔径为1~50nm。
有益效果:与现有技术相比,本发明具有以下优点:
1.通过选用特定孔径的膜分离工艺,有效去除含酚废水中的浮油、乳化油及萘油类物质,避免了对后续萃取段的影响,保证萃取段的效率;
2.降低吸附树脂和再生药剂的用量,有效减少盐的产生,降低蒸发器的负荷,节约了运行成本;
3.使用高级氧化工艺+催化氧化工艺除去废水中的残留酚类、氰及含有发色基团类有机物,提高蒸发器脱盐的效率,保证蒸发出盐为合格品,符合GBT6009-2014工业无水硫酸钠标准要求;
4.提高废水的可生化性,减少生化工艺的容积,提高其生化处理负荷,降低投资成本;
5.降低污水处理的药剂使用量,如双氧水、氢氧化钠等,降低运行成本。
附图说明
图1为本发明所述含酚废水的处理工艺方法的工艺流程图;
图2为本发明所述含酚废水的处理工艺装置的结构示意图。
其中,含酚废水槽1、精密过滤器2、萃取塔3、反萃取塔4、反萃取剂罐5、萃取剂罐6、吸附塔7、第一固定床反应器8、第二固定床反应器9。
具体实施方式
下面结合附图并以具体实施例,进一步阐明本发明。应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围,在阅读了本发明之后,本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
如图1和2所示,本发明的含酚废水的处理工艺方法,包括:
1:过滤除油系统采用纳滤膜(陶瓷\有机材质)将酚钠盐废水中的焦油类物质进行去除,减缓废水中对后面萃取工艺、吸附工艺中萃取剂及填料的破坏,延长萃取剂、吸附填料的使用寿命,保证工艺的连续、稳定运行。
膜-纳滤膜-陶瓷/有机膜,有机膜可以是醋酸纤维膜、PVDF、聚砜、聚醚砜等;陶瓷膜可以是AL2O3/ZrO/TIO2,SiC,陶土,优选1~50nm孔径。
含油1%的含酚废水,经过上述膜处理后,去除后含油量可降至20ppm。作用:有效去除含酚废水中的浮油、乳化油及萘油类物质,避免了对后续萃取段的影响,保证萃取段的效率;
过滤除油系统选用自1nm到20nm的特种膜分离工艺及50nm—200nm的常规膜分离工艺,针对中性酚钠特有的性质,选取合适孔径的膜分离工艺,确保工艺的节能及节约投资。
2、萃取工艺以络合萃取和溶剂萃取为主,具体的形式根据业主对出酚形式的不同而定。
萃取剂1:N503(商品名)和磺化煤油的复配体系,体积比:1:0.5~8。萃取后,废水中酚含量可降至20ppm以下,现有技术中酚含量只能降至200ppm。为络合萃取,与酚组分以氢键方式络合萃取;采用碱或有机溶剂(醇类)进行再生。
萃取剂2:醚类混合溶剂,包括重苯、甲苯、异丙醚、甲基异丁基酮中的一种或多种复配。为溶剂萃取原理,相识相容原理。废水中酚含量可降至50~100ppm以下,采用蒸馏或气提方式再生。
对以酚钠盐为主要出料形式的,采用络合萃取工艺,萃取剂采用的N503和磺化煤油的复配体系。
对以酚为主要出料形式的,采用溶剂萃取的方式。该种萃取剂可以采用重苯、甲苯、异丙醚、甲基异丁基酮等。
3、吸附工艺采用常规的酚吸附树脂进行酚的去除,由于前段将影响该工艺的油性物质进行去除,因此在本工艺路线中,该工艺段可顺利运行。
4、采用高级氧化工艺+催化氧化工艺,对前段处理的废水中的残留酚、氰及含有发色基团类有机物进行彻底破坏,破解影响蒸发工艺中的粘性物质,确保蒸发除盐的色度及气味;提高废水的可生化性,减少生化工艺的容积,提高其生化处理负荷。
高级氧化:投入0.1%双氧水,采用固体催化剂(固定床反应器)Mn,Cu,Pd,Pt,Fe等相关金属氧化物构成固定催化剂,常温下反应停留1h左右,COD去除率》80%。前段处理的废水中的残留酚、氰及含有发色基团类有机物进行彻底破坏,破解影响蒸发工艺中的粘性物质,确保蒸发除盐的色度及气味;提高废水的可生化性,减少生化工艺的容积,提高其生化处理负荷。高级氧化工艺采用含特种贵重金属类的催化剂,以降低氧化剂双氧水的消耗及物化泥的产生非均相反应。
催化氧化:通入小于0.01%的臭氧,并采用含固体催化剂的固定床反应器,该固体催化剂为Mn,Cu,Pd,Pt,Fe等相关金属氧化物构成固定催化剂,COD去除率超过80%,更关键的是色度脱除可达99%。催化氧化工艺采用本公司专有的催化氧化塔结合特种含稀土类锰钯类催化剂。将前段工艺出后废水中的氰类、杂环及多环类物质进行破除,去除蒸发出盐的色度。
5、蒸发:出盐,同时水蒸气冷凝后的液体进入生化,盐进入结晶分离。
6、结晶:降温结晶析出,干燥后得到成品。硫酸钠,符合工业级的合格品,优等品;现有技术中达不到工业级硫酸钠盐,只能作为危废处理。
7、生化:将蒸发的出水进行处理,使其符合排放标准。
以下为某焦化厂应用本发明的酚钠盐废水处理各工艺指标如下:
酚钠盐废水各工艺段指标
该废水经本发明工艺处理后,其出盐色度为白色。
Claims (10)
1.一种含酚废水的处理工艺方法,其特征在于包括以下步骤:
(1)过滤除油,通过纳滤膜对送入其中的含酚废水进行除油处理,确保废水的含油量在20ppm以下;
(2)萃取分离,通过萃取剂,对经过步骤(1)过滤除油处理的废水进行萃取静置分离处理,所述萃取剂为由体积比为1:0.5~8的N503和磺化煤油复配组成的混合物,或为重苯、甲苯、异丙醚、甲基异丁基酮中的一种或多种复配;
(3)接着,通过酚吸附树脂进一步对废水中的酚残留组份进行吸附;
(4)高级氧化,在经过步骤(3)吸附后的废水送入第一固定床反应器中,并投入0.05~0.2%体积的双氧水,在固体催化剂床层的作用下进行氧化反应,停留反应时间为0.5~2h;
(5)催化氧化,经过高级氧化后的废水,再送入第二固定床反应器中,并投入0.002~0.01%体积比的臭氧,并在固体催化剂床层的作用下进行催化氧化反应,反应时间0.5~1h;
(6)经过催化氧化后的废水依次经过蒸发、降温结晶、离心分离和出盐处理得到工业级硫酸钠产品;蒸发得到的出水经过生化处理符合排放标准后进行排放。
2.根据权利要求1所述含酚废水的处理工艺方法,其特征在于:步骤(4)和(5)中固定床反应器中的催化剂为Mn、Cu、Pd、Pt或Fe的一种或多种的金属氧化物构成固定催化剂。
3.根据权利要求1所述含酚废水的处理工艺方法,其特征在于:所述含酚废水中以酚钠盐为主要形式存在的,步骤(2)中萃取剂采用体积比为1:0.5~8的N503和磺化煤油复配组成的混合物。
4.根据权利要求1所述含酚废水的处理工艺方法,其特征在于:所述含酚废水中以酚为主要形式存在的,步骤(2)中萃取剂采用重苯、甲苯、异丙醚、甲基异丁基酮中的一种或多种复配。
5.根据权利要求3所述含酚废水的处理工艺方法,其特征在于:所述萃取剂通过碱或醇类进行再生。
6.根据权利要求4所述含酚废水的处理工艺方法,其特征在于:所述萃取剂通过蒸馏或气提方式再生。
7.一种用于权利要求1~6任一所述含酚废水的处理工艺装置,其特征在于:包括含酚废水槽、精密过滤器、萃取塔、吸附塔、第一固定床反应器、第二固定床反应器和反萃取塔,所述含酚废水槽的出口通过管道和泵,依次与精密过滤器、萃取塔、吸附塔、第一固定床反应器、第二固定床反应器连接,所述萃取塔底部和上部还分别设有萃取剂进口和油相出口,所述萃取剂进口连接有萃取剂罐,所述油相出口与反萃取塔入口连接,所述反萃取塔的底部设有酚产品出口,反萃取塔顶部设有反萃取剂进口和萃取剂回收口,所述萃取剂回收口与萃取剂罐循环连接。
8.根据权利要求1所述含酚废水的处理工艺装置,其特征在于:所述精密过滤其为纳滤膜,所述纳滤膜的材质为陶瓷膜或有机膜。
9.根据权利要求8所述含酚废水的处理工艺装置,其特征在于:所述陶瓷膜的材质为AL2O3/ZrO/TIO2、SiC或陶土,孔径为1~50nm。
10.根据权利要求8所述含酚废水的处理工艺装置,其特征在于:所述有机膜的材质为醋酸纤维膜、PVDF、聚砜或聚醚砜,孔径为1~50nm。
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