CN108623067B - 一种处理煤化工废水的工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种处理煤化工废水的工艺,包括:将煤化工废水通入聚结器进行油水分离;调节脱去重油后的废水的pH至8~11,将废水通入精馏塔,轻组分自精馏塔塔顶排出,经过精馏处理的废水自塔底排出,再通入活性炭吸附塔经改性活性炭吸附,通入树脂吸附塔经磺化改性吸附树脂吸附。本发明对废水中的主要污染物进行分步处理,先将废水通过聚结器将重油脱出;然后通过加碱的方式将非游离氨氮变为游离氨氮,采用精馏脱出98%氨氮,不仅能耗低,而且氨氮指标也直接合格,同时由于甲酚和部分二甲酚、甲苯与水共沸,也从塔顶出去,降低了COD。进一步使用改性活性炭及磺化改性吸附树脂对酚类物质进行选择性吸附,使得废水达标,大大降低了能耗。

Description

一种处理煤化工废水的工艺
技术领域
本发明属于煤化工技术领域,涉及一种处理煤化工废水的工艺。
背景技术
煤化工废水成分复杂、毒性大、色度高、可生化性差,是一种处理难度很大的废水。煤化工废水的主要污染物为COD、氨氮、油类、硫化物、酚类物质、多环芳烃、苯及其衍生物等。由于煤化工废水中需要除去的污染物种类过多,所以需要进行多步处理,而脱酚处理环节尤为重要。
煤化工废水脱酚处理环节,工业上普遍采用溶剂萃取法,萃取剂主要是二异丙基醚、甲基异丁基酮等。含酚废水进入萃取塔上部,萃取剂由循环油泵打入萃取塔底部,两者在萃取塔中逆流接触,废水中的酚转移至溶剂油中,萃取剂由萃取塔顶溢流进入碱洗塔与碱接触生成酚盐,然后进入中间油槽循环使用。萃取法工艺流程较为简单、成熟,操作方便,废水中含酚量的变化对萃取效果影响较小,脱酚率高(对酚、氰的去除率可分别达到80%、50%),且能回收大量的酚盐。但是脱酚率往往受到废水碱度的影响,且有少量萃取剂溶于水中,需进一步处理才能去除水中萃取剂。因此,开发出更高效,更经济的脱酚吸附材料以及使用该吸附材料的脱酚方法仍然是当前煤化工废水处理过程中的重点。
发明内容
本发明的目的是提供一种处理煤化工废水的新工艺,经过高COD处理、高氨氮处理、高酚值处理,实现高效、低能源消耗处理废水,去除煤化工废水中重油、COD、酚类物质等污染物。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
一种处理煤化工废水的工艺,包括如下步骤:
步骤(1)、将煤化工废水通入聚结器进行油水分离,脱除重油并降低COD;
步骤(2)、调节脱去重油后的废水的pH至8~11使非游离氨氮变为游离氨氮,将废水通入精馏塔,在精馏塔内共沸,轻组分自精馏塔塔顶排出,经过精馏处理的废水自精馏塔塔底排出;其中,所述的精馏塔的它顶温度为100~120℃,压力为0.1~0.8MPa;
步骤(3)、将步骤(2)处理后的废水通入活性炭吸附塔,废水自上而下通过改性活性炭进行吸附处理,吸附其中的重组分有机物与部分酚类化合物,降低COD;
步骤(4)、经过活性炭吸附的废水通入树脂吸附塔,废水自上而下通过磺化改性吸附树脂进行定向脱酚。
煤化工废水来源多样,所述的煤化工废水主要包括重油、氨氮、酚类、芳香烃类如苯、甲苯、二甲苯、萘、蒽、菲等有机物;所述的煤化工废水中总酚含量不低于3000mg/L,COD值不低于8000mg/L,总氨氮含量不低于4000mg/L。
优选的,为了确保脱酚出水能够直接进行下一步生化处理,所述的煤化工废水中总酚含量为5000~20000mg/L,其中,非挥发酚的含量为1000~11000mg/L,挥发酚的含量为4000~9000mg/L;煤化工废水中COD值为10000~15000mg/L;煤化工废水中总氨氮含量为5000~15000mg/L。总酚含量是指各酚类化合物的总含量,酚类化合物是指芳香族化合物中苯环上的氢原子被羟基取代的化合物,非挥发酚包括但不限于对苯二酚、间苯二酚、邻苯二酚、2-甲基对苯二酚、2-甲基间苯二酚、2-甲基邻苯二酚等中的一种或多种;挥发酚包括但不限于苯酚、2,5-二甲基苯酚、2,4-二甲基苯酚、2-丙基苯酚、2-乙基-5-甲基苯酚、2-乙基苯酚、3-乙基苯酚、4-乙基苯酚等中的一种或多种。
通常来说,待处理的煤化工废水的pH值一般为6~8。
步骤(1)中,先调节所述的煤化工废水的pH低于7,优选为4~5.5,避免废水中酚类以盐形式存在,进入聚结器之后不会堵塞聚结器;调节pH后的废水再以1~6m/s的流速注入聚结器,聚结器出水口的流速与出油口的流速不做限定。聚结器内充满煤化工废水后进行分离,工作温度为50~80℃,既避免温度过低废水粘度大,又避免温度到导致废水蒸发。
优选的,废水以5m/s的流速注入聚结器,聚结器的工作温度为65℃。
步骤(2)中,优选的,所述脱去重油的废水调节pH为10~11,所述的精馏塔塔顶温度为108℃,压力为0.45MPag。
所述的轻组分为氨氮、挥发酚、甲苯;氨氮自精馏塔塔顶排出,由于甲酚、部分二甲酚等挥发酚和甲苯与水共沸自精馏塔塔顶排出,共沸精馏出99.5%挥发酚,自塔顶排出的废水与煤粉配制后燃烧处理,尾气经过环保装置处理。
经过精馏处理的废水中氨氮含量降低至50mg/L以下,主要含有重组分、非挥发酚和少量挥发酚,重组份为苯、甲苯、二甲苯、萘、蒽、菲等;精馏脱氨后,废水的pH值降低到8以下,再将废水进行吸附,能够更有效率地脱除废水中的各种酚类物质和有机物。
本发明通过加入酸性物质或碱性物质调节煤化工废水的pH值,所述的酸性物质如硫酸、磷酸等,所述的碱性物质如氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠等。
本发明工艺中废水流动速率以废水能充分浸润吸附材料为准,吸附温度应该根据吸附剂的最佳工作温度来进行适当的选择。
步骤(3)中,废水在温度10~50℃、优选为30℃下,以1.8~2.2m/s的流速流经活性炭吸附塔中的改性活性炭。
所述的改性活性炭的制备方法为:木质活性炭与活化液按照体积比1:3~10混合,在20~50℃处理0.5~3h,过滤、洗涤成中性、干燥得到改性活性炭;所述的活化液为双氧水、硝酸、硫酸、过硫酸钠溶液、过硫酸铵溶液中的任意一种,活化液的质量分数为5~20%。经过改性处理后活性炭的降低了表面酸性含氧官能团的含量,增加了活性炭的等电点值,使活性炭在吸附体系中处于自身静电荷密度为零的状态,更加有利于对酚类化合物的吸附。
优选的,所述的木质活性炭与活化液的体积比为1:4~6;处理时间为0.5~1h;所述的活化液为质量分数为5~10%的过硫酸钠或过硫酸铵溶液。
步骤(4)中,废水在温度10~50℃、优选为30℃下,以1.3~1.5m/s的流速流经树脂吸附塔中的磺化改性吸附树脂。
所述的磺化改性吸附树脂的制备方法为:大孔吸附树脂依次用甲醇和水进行预处理,去除杂质;大孔吸附树脂用无水乙醇溶胀1~2小时;在温度80~95℃下、边慢速搅拌边缓慢加入浓硫酸,加完后保温1~5h,防止温度过高影响磺酸基的负载,用冰水快速冷却并水洗至中性,80~100℃烘干,得到磺酸基改性树脂;将磺酸基改性树脂浸泡在盐溶液中5~8h,80~100℃直接烘干,得到磺化改性吸附树脂。其中,所述的大孔吸附树脂和无水乙醇的质量体积比为1:2~5g/mL;所述的大孔吸附树脂和浓硫酸的质量比为1:2~3,浓硫酸的质量分数为95~98%。所述的盐溶液为硝酸镍和/或选自硝酸镁和硝酸钙中的至少一种的水溶液。。所述的磺化改性吸附树脂中Ni2+的负载量为1~3%,Mg2+的负载量为0~1%,Ca2+的负载量为0~1%。通过对大孔型吸附树脂进行离子交换,将羟基等基团通过离子交换负载到树脂表面,大幅提高树脂对酚类物质的吸附能力,同时使树脂表面含有特定的离子例如Ni2+、Ca2+和Mg2+等金属离子,对酚类和氨氮类物质均有较好的选择性,极大提高树脂的酚类及氨氮类物质的吸附能力。
所述的大孔吸附树脂为XAD-7型大孔吸附树脂。
作为本发明所述的处理煤化工废水的工艺的进一步优选方案,还包括改性活性炭和磺化改性吸附树脂的脱附再生,得到循环使用的吸附剂和粗酚产品,降低处理成本,提高经济效益。
所述的改性活性炭的脱附再生方法为:水蒸汽和氮气按照体积比1~3:1混合通入活性炭吸附塔,在110~180℃下加热2~3h对改性活性炭进行吹脱处理,得到脱附再生的改性活性炭;其中,所述的水蒸汽和氮气的混合气体的流速为1~5m/s。
所述的磺化改性吸附树脂的脱附再生方法为:所述的磺化改性吸附树脂的脱附再生方法为:用1~2b.v(柱体积)的3~6wt%NaOH溶液通入树脂吸附塔,磺化改性吸附树脂在55~65℃下脱附再生2~3h,得到再生的磺化改性吸附树脂。
本发明的另一个目的是提供一种处理煤化工废水的系统,包括聚结器1、精馏塔2、冷凝器3、再沸器6、活性炭吸附塔3、树脂吸附塔4;所述的聚结器1的废水出口与精馏塔2的进料口连接,精馏塔2的底部出料口与活性炭吸附塔3的进料口连接,所述的活性炭吸附塔3的出料口与树脂吸附塔4的进料口连接;所述的精馏塔2的底部出料管上设有支路经再沸器6与精馏塔2的回流入口连接,精馏塔2顶部的轻组分出口与冷凝器5连接,冷凝器5的冷凝液回流出口与精馏塔的回液口连接。
优选的,所述的冷凝器5的馏出液出口与水煤浆配制装置连接,将精馏塔顶排出的含有氨氮、挥发酚和有机物的废水与煤粉配制后进行燃烧,燃烧后的尾气通过环保装置吸收处理,水煤浆配制装置、燃烧装置、用于吸收尾气的环保装置为现有技术。
本发明的有益效果:
本发明对废水中的主要污染物进行针对性分步处理,依次完成各种类型污染物的去除,大大减少排放,具有能耗低、可循环、效果好等优点,具体表现为:首先将废水通过聚结器将重油脱出,初步降低COD;然后通过加碱的方式将非游离氨氮变为游离氨氮,采用精馏脱出98%氨氮,不仅能耗低,而且氨氮指标也直接合格,同时由于甲酚和部分二甲酚等简单酚类、甲苯等有机物与水共沸,也从塔顶出去,降低了COD。进一步使用改性活性炭以及磺化改性吸附树脂对酚类物质进行选择性吸附,使得废水达标,相比萃取法,大大降低了能耗。同时,吸附剂能实现脱附并循环使用,大大减少排放。
附图说明
图1为本发明一种处理煤化工废水的工艺的流程示意图。
图1中,1-聚结器,2-精馏塔,3-活性炭吸附塔,4-树脂吸附塔,5-冷凝器,6-再沸器。
具体实施方式
下面结合实施案例对本发明进行进一步详细的描述,但本发明的实施方式不限于此。
如图1所示,一种处理煤化工废水的系统,包括聚结器1、精馏塔2、冷凝器3、再沸器6、活性炭吸附塔3、树脂吸附塔4;所述的聚结器1的废水出口与精馏塔2的进料口连接,精馏塔2的底部出料口与活性炭吸附塔3的进料口连接,所述的活性炭吸附塔3的出料口与树脂吸附塔4的进料口连接;所述的精馏塔2的底部出料管上设有支路经再沸器6与精馏塔2的回流入口连接,精馏塔2顶部的轻组分出口与冷凝器5连接,冷凝器5的冷凝液回流出口与精馏塔的回液口连接,所述的冷凝器5的馏出液出口与水煤浆配制装置连接,将精馏塔顶排出的含有氨氮、挥发酚和有机物的废水与煤粉配制。
基于上述系统处理煤化工废水的新工艺,包括:先将废水通入聚结器进行油水分离脱除重油,除去重油后的废水进入精馏塔,塔顶分离出氨氮和挥发酚类等轻组分,塔底废水依次流经活性炭吸附塔和树脂吸附塔,脱除有机物和剩余酚类物质,使得废水的各项参数达到GB8978~1996国家排放标准,其中,活性炭吸附塔的吸附填料为改性活性炭,树脂吸附塔的吸附填料为磺化改性吸附树脂。
改性活性炭的制备方法为:将100g生物质基活性炭与质量分数为10%的过硫酸铵溶液按照体积比1:5混合,在40℃下处理持续2h,过滤,用水洗涤成中性,100℃下干燥得到表面富集OH-的改性活性炭。
磺化改性吸附树脂的制备方法为:200g XAD-7型大孔吸附树脂先用100g甲醇和150g水进行常温(25℃)搅拌洗涤30min,去除杂质。用400mL无水乙醇对树脂进行1小时溶胀后,控制温度为80℃,边慢速搅拌边缓慢加入300mL 98%wt浓硫酸,加完后保温处理5h;用冰水进行快速冷却并水洗至中性,烘干后得到磺酸基改性树脂;再将此引入磺酸基团的树脂浸泡在400mL 5wt%的盐溶液(硝酸镍和/或选自硝酸镁和硝酸钙中的至少一种的水溶液)中8h,直接烘干,得到Ni和/或选自Mg、Ca中的至少一种改性的磺化改性吸附树脂。其中,磺化改性吸附树脂中Ni2+的负载量为1~3%,Mg2+的负载量为0~1%,Ca2+的负载量为0~1%。
实施例1
控制煤化工废水(总氨氮含量为8000mg/L,总酚含量为13000mg/L,其中,挥发酚含量为9000mg/L,非挥发酚含量为4000mg/L,COD为12000mg/L,重油含量为5000mg/L)的温度在30℃,并调节pH值至5,将废水先以5m/s的流速通入聚结器,聚结器工作温度为65℃,通过聚结器后的废水中重油含量降低至96mg/L,COD值为8560mg/L。
再调节废水的pH至10,将废水通入精馏塔,精馏塔塔顶温度为108℃,压力为0.45MPag,自精馏塔塔顶排出轻组分,经过精馏处理的废水自精馏塔塔底排出,经检测,废水中挥发酚含量为42mg/L,总氨氮含量为156mg/L,COD值为1242mg/L。
再在30℃下,将废水先以2m/s流速的流速流经改性活性炭进行吸附处理,经活性炭吸附处理后废水中挥发酚和非挥发酚的含量分别为6mg/L和132mg/L,总氨氮含量为60mg/L,COD值为343mg/L;接着再以1.5m/s的流速流经磺化改性吸附树脂(Ni2+的负载量为2%),经过磺化改性吸附树脂吸附处理后废水中挥发酚和非挥发酚的含量分别为0.5mg/L和42mg/L,总氨氮含量为14mg/L,COD值为96mg/L。
挥发酚的脱除率为99.99%,非挥发酚的脱除率为98.95%,COD的脱除率为99.20%,总氨氮的脱除率达到99.83%。
对比例1
控制煤化工废水(总氨氮含量为8000mg/L,总酚含量为13000mg/L,其中,挥发酚含量为9000mg/L,非挥发酚含量为4000mg/L,COD为12000mg/L,重油含量为5000mg/L)的温度在30℃,并调节pH值至5,将废水先以5m/s的流速通入聚结器,聚结器工作温度为65℃,通过聚结器后的废水中重油含量降低至92mg/L,COD值为8492mg/L。
再调节废水的pH至10,将废水通入精馏塔,精馏塔塔顶温度为108℃,压力为0.45MPag,自精馏塔塔顶排出轻组分,经过精馏处理的废水自精馏塔塔底排出,经检测,经精馏处理后的废水中挥发酚含量为45mg/L,总氨氮含量为152mg/L,COD值为1251mg/L。
再在30℃下,将废水先以2m/s流速的流速流经未改性活性炭进行吸附处理,经检测,经活性炭吸附处理后废水中挥发酚和非挥发酚的含量分别为30mg/L和316mg/L,总氨氮含量为122mg/L,COD值为843mg/L;接着再以1.5m/s的流速流经磺化改性吸附树脂(Ni2+的负载量为2%),经过磺化改性吸附树脂吸附处理后废水中挥发酚和非挥发酚的含量分别为16mg/L和112mg/L,总氨氮含量为52mg/L,COD值为196mg/L。
挥发酚的脱除率为99.82%,非挥发酚的脱除率为97.20%,COD的脱除率为98.37%,总氨氮的脱除率达到99.35%,达不到国家排放标准。
对比例2
控制煤化工废水(总氨氮含量为8000mg/L,总酚含量为13000mg/L,其中,挥发酚含量为9000mg/L,非挥发酚含量为4000mg/L,COD为12000mg/L,重油含量为5000mg/L)的温度在30℃,并调节pH值至5,将废水先以5m/s的流速通入聚结器,聚结器工作温度为65℃,通过聚结器后的废水中重油含量降低至93mg/L,COD值为8513mg/L。
再调节废水的pH至10,将废水通入精馏塔,精馏塔塔顶温度为108℃,压力为0.45MPag,自精馏塔塔顶排出轻组分,经过精馏处理的废水自精馏塔塔釜排出,经检测,经过精馏处理后的废水中挥发酚含量为44mg/L,总氨氮含量为155mg/L,COD值为1260mg/L。
再在30℃下,将废水先以2m/s的流速流经改性活性炭进行吸附处理,经检测,经活性炭吸附处理后废水中挥发酚和非挥发酚的含量分别为7mg/L和135mg/L,总氨氮含量为63mg/L,COD值为355mg/L;接着再以1.5m/s的流速流经未改性的大孔吸附树脂,经检测,经过大孔吸附树脂处理后废水中挥发酚和非挥发酚的含量分别为6mg/L和126mg/L,总氨氮含量为52mg/L,COD值为243mg/L。
挥发酚的脱除率为99.93%,非挥发酚的脱除率为96.85%,COD的脱除率为97.97%,总氨氮的脱除率达到99.35%。
实施例2
控制煤化工废水(总氨氮含量为8000mg/L,总酚含量为13000mg/L,其中,挥发酚含量为9000mg/L,非挥发酚含量为4000mg/L,COD为12000mg/L,重油含量为5000mg/L)的温度在30℃,并调节pH值至5,将废水先以4m/s的流速经过聚结器除油,通过聚结器后的废水中重油含量为96mg/L,COD值为8560mg/L。
再调节废水的pH至10,将废水通入精馏塔,精馏塔塔顶温度为108℃,压力为0.45MPag,自精馏塔塔顶排出轻组分,经过精馏处理的废水自精馏塔塔底排出;经检测,经过精馏处理后的废水中挥发酚含量为43mg/L,总氨氮含量为152mg/L,COD值为1250mg/L。
再在30℃下,将废水先以2m/s的流速流经改性活性炭,经检测,经过改性活性炭吸附处理后废水中挥发酚和非挥发酚的含量分别为7mg/L和140mg/L,总氨氮含量为62mg/L,COD值为350mg/L;接着再以1.5m/s的流速流经磺化改性吸附树脂(Ni2+的负载量为2%,Ca2+的负载量为1%),经检测,经过树脂吸附处理后废水中挥发酚和非挥发酚的含量分别为0.4mg/L和35mg/L,总氨氮含量为12mg/L,COD值为90mg/L。
挥发酚的脱除率为99.99%,非挥发酚的脱除氯为99.13%,COD的脱除率为99.25%,总氨氮的脱除率达到99.85%。
实施例3
控制煤化工废水(总氨氮含量为8000mg/L,总酚含量为13000mg/L,其中,挥发酚含量为9000mg/L,非挥发酚含量为4000mg/L,COD为12000mg/L,重油含量为5000mg/L)的温度在30℃,并调节pH值至5,将废水先以5m/s的流速通入聚结器,聚结器工作温度为65℃,通过聚结器后的废水中重油含量降低至92mg/L,COD值为8430mg/L。
再调节废水的pH至11,将废水通入精馏塔,精馏塔塔顶温度为108℃,压力为0.45MPag,自精馏塔塔顶排出轻组分,经过精馏处理的废水自精馏塔塔底排出;经检测,经过精馏处理后的废水中挥发酚含量为56mg/L,总氨氮含量为178mg/L,COD值为1653mg/L。
再在30℃下,将废水先以2m/s的流速流经改性活性炭,经检测,经过上述处理后废水中挥发酚和非挥发酚的含量分别为11mg/L和144mg/L,总氨氮含量为75mg/L,COD值为376mg/L,接着再以1.5m/s的流速流经磺化改性吸附树脂(负载Ni2+的负载量为2%,Ca2+的负载量为1%),经检测,经过上述处理后废水中挥发酚和非挥发酚的含量分别为0.5mg/L和50mg/L,总氨氮含量为22mg/L,COD值为113mg/L。
挥发酚的脱除率为99.99%,非挥发酚的脱除率为98.75%,COD的脱除率为99.06%,总氨氮的脱除率达到99.73%。
实施例4
控制煤化工废水(总氨氮含量为8000mg/L,总酚含量为13000mg/L,其中,挥发酚含量为9000mg/L,非挥发酚含量为4000mg/L,COD为12000mg/L,重油含量为5000mg/L)的温度在30℃,并将pH值调节至5,将废水先以5m/s的流速通入聚结器,聚结器工作温度为65℃,通过聚结器后的废水中重油含量降低至99mg/L,COD值为8720mg/L。
再调节废水的pH至10,将废水通入精馏塔,精馏塔塔顶温度为108℃,压力为0.45MPag,自精馏塔塔顶排出轻组分,经过精馏处理的废水自精馏塔塔底排出;经检测,经过精馏处理后的废水中挥发酚含量为40mg/L,总氨氮含量为152mg/L,COD值为1208mg/L。
再在30℃下,将废水先以2m/s的流速流经改性活性炭,经检测,经过改性活性炭吸附处理后废水中挥发酚和非挥发酚的含量分别为6mg/L和137mg/L,总氨氮含量为62mg/L,COD值为350mg/L,接着再以1.5m/s的流速流经磺化改性吸附树脂(Ni2+的负载量为1.5%,Ca2+的负载量为1%,Mg2+的负载量为0.8%),经检测,经过磺化改性吸附树脂吸附处理后废水中挥发酚和非挥发酚的含量分别为0.3mg/L和30mg/L,总氨氮含量为8mg/L,COD值为79mg/L。
挥发酚的脱除率为99.99%,非挥发酚的脱除率为99.25%,COD的脱除率为99.34%,总氨氮的脱除率达到99.90%。
实施例5
对实施例1的改性活性炭和磺化改性吸附树脂进行脱附再生处理。
将氮气和水蒸气以2:1的体积比混合,以3m/s的流速通入改性活性炭吸附塔进行吹脱,保持温度为150℃持续加热2h,得到脱附再生的改性活性炭。
将2b.v的5wt%NaOH溶液通入磺化改性吸附树脂吸附塔,在55℃下再生2h,得到再生的磺化改性吸附树脂。
以实施例1中待处理的煤化工废水为处理对象,参照实施例1的工艺条件,通过聚结器后的废水中重油含量为94mg/L,COD值为8546mg/L。脱去重油后的废水经精馏塔处理后以2m/s的流速经过再生后的改性活性炭进行吸附处理,经检测,出水中挥发酚和非挥发酚的含量分别为8mg/L和139mg/L,总氨氮含量为62mg/L,COD值为363mg/L;接着再以1.5m/s的流速流经再生后的磺化改性吸附树脂(Ni2+的负载量为2%,Mg2+的负载量为1%),经检测,经过磺化改性吸附树脂处理后废水中挥发酚和非挥发酚的含量分别为0.5mg/L和48mg/L,总氨氮含量为15mg/L,COD值为101mg/L。
挥发酚的脱除率为99.99%,非挥发酚的脱除率为的98.80%,COD的脱除率为99.16%,总氨氮的脱除率达到99.81%,说明经过再生后的改性活性炭和磺化改性吸附树脂仍然保持较高的脱除效率。

Claims (8)

1.一种处理煤化工废水的工艺,其特征在于包括如下步骤:
步骤(1)、将煤化工废水通入聚结器进行油水分离;
步骤(2)、调节脱去重油后的废水的pH至8~11,将废水通入精馏塔,轻组分自精馏塔塔顶排出,经过精馏处理的废水自塔底排出;其中,所述的精馏塔的塔顶温度为100~120℃,压力为0.1~0.8MPag;
步骤(3)、经过步骤(2)处理后的废水通入活性炭吸附塔,废水自上而下通过改性活性炭进行吸附处理;其中,所述的改性活性炭的制备方法为:木质活性炭与活化液按照体积比1:3~10混合,在20~50℃处理0.5~3h,过滤、洗涤成中性、干燥得到改性活性炭;所述的活化液为过硫酸钠溶液、过硫酸铵溶液中的任意一种;所述的活化液的质量分数为5~20%;
步骤(4)、经过改性活性炭吸附的废水通入树脂吸附塔,废水自上而下通过磺化改性吸附树脂进行吸附处理;其中,所述的磺化改性吸附树脂的制备方法为:大孔吸附树脂去除杂质后用无水乙醇溶胀1~2小时;在温度80~95℃下、边搅拌边加入浓硫酸,加完后保温1~5h,用冰水冷却并水洗至中性,烘干,得到磺酸基改性树脂;将磺酸基改性树脂浸泡在盐溶液中5~8 h,直接烘干,得到磺化改性吸附树脂;其中,所述的大孔吸附树脂和无水乙醇的质量体积比为1: 2~5g/mL;所述的大孔吸附树脂和浓硫酸的质量比为1:2~3;所述的盐溶液为硝酸镍和/或选自硝酸镁和硝酸钙中的至少一种的水溶液;所述的磺化改性吸附树脂中Ni2+的负载量为1~3%,Mg2+的负载量为0~1%,Ca2+的负载量为0~1%。
2.根据权利要求1所述的处理煤化工废水的工艺,其特征在于所述的煤化工废水中重油含量为5000~25000mg/L,总酚含量不低于3000mg/L,COD值不低于8000mg/L,总氨氮含量不低于4000mg/L,煤化工废水的pH值为6~8。
3.根据权利要求2所述的处理煤化工废水的工艺,其特征在于所述的煤化工废水中重油含量为5000~25000mg/L;总酚含量为5000~20000mg/L,其中,非挥发酚的含量为1000~11000mg/L,挥发酚的含量为4000~9000mg/L;COD值为10000~15000 mg/L;总氨氮含量为5000~15000mg/L。
4.根据权利要求1所述的处理煤化工废水的工艺,其特征在于步骤(1)中,先调节煤化工废水的pH为4~5.5,再以1~6m/s的流速注入聚结器;聚结器的工作温度为50~80℃。
5.根据权利要求1所述的处理煤化工废水的工艺,其特征在于步骤(2)中,调节脱去重油后的废水的pH至10~11。
6.根据权利要求1所述的处理煤化工废水的工艺,其特征在于所述的木质活性炭与活化液按照体积比1:4~6混合,在20~50℃处经理0.5~1h;所述的活化液为质量分数为5~10%的过硫酸钠或过硫酸铵溶液。
7.根据权利要求1所述的处理煤化工废水的工艺,其特征在于还包括改性活性炭和磺化改性吸附树脂的脱附再生;
所述的改性活性炭的脱附再生方法为:水蒸汽和氮气按照体积比1~3:1混合通入活性炭吸附塔,在110~180℃下加热2~3h对改性活性炭进行吹脱处理,得到脱附再生的改性活性炭;其中,所述的水蒸汽和氮气的混合气体的流速为1~5m/s;
所述的磺化改性吸附树脂的脱附再生方法为:将1~2b.v 3~6wt%NaOH溶液通入树脂吸附塔,磺化改性吸附树脂在55~65℃下脱附再生2~3h,得到再生的磺化改性吸附树脂。
8.一种用于权利要求1所述的处理煤化工废水的工艺的系统,包括聚结器、精馏塔、冷凝器、再沸器、活性炭吸附塔、树脂吸附塔;所述的聚结器的废水出口与精馏塔的进料口连接,精馏塔的底部出料口与活性炭吸附塔的进料口连接,所述的活性炭吸附塔的出料口与树脂吸附塔的进料口连接;所述的精馏塔的底部出料管上设有支路经再沸器与精馏塔的回流入口连接,精馏塔顶部的轻组分出口与冷凝器连接,冷凝器的冷凝液回流出口与精馏塔的回液口连接;
其中,活性炭吸附塔中改性活性炭的制备方法为:木质活性炭与活化液按照体积比1:3~10混合,在20~50℃处理0.5~3h,过滤、洗涤成中性、干燥得到改性活性炭;所述的活化液为过硫酸钠溶液、过硫酸铵溶液中的任意一种;所述的活化液的质量分数为5~20%;
树脂吸附塔中磺化改性吸附树脂的制备方法为:大孔吸附树脂去除杂质后用无水乙醇溶胀1~2小时;在温度80~95℃下、边搅拌边加入浓硫酸,加完后保温1~5h,用冰水冷却并水洗至中性,烘干,得到磺酸基改性树脂;将磺酸基改性树脂浸泡在盐溶液中5~8 h,直接烘干,得到磺化改性吸附树脂;其中,所述的大孔吸附树脂和无水乙醇的质量体积比为1: 2~5g/mL;所述的大孔吸附树脂和浓硫酸的质量比为1:2~3;所述的盐溶液为硝酸镍和/或选自硝酸镁和硝酸钙中的至少一种的水溶液;所述的磺化改性吸附树脂中Ni2+的负载量为1~3%,Mg2+的负载量为0~1%,Ca2+的负载量为0~1%。
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