CN108862800A - 一种煤气化含酚废水蒸氨萃取复合处理系统及其处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种煤气化含酚废水蒸氨萃取复合处理系统及其处理方法，煤气化含酚废水蒸氨萃取复合处理系统包括有pH调整系统、蒸氨系统和萃取系统。本发明根据煤气含酚废水特性，利用pH调节、蒸氨、萃取等复合技术，达到降低含酚废水中挥发酚、氨氮及其它成份，满足生化进水要求，同时回收氨水及酚钠盐，避免造成环境污染。
Description
技术领域
本发明涉及废水处理领域，具体是一种煤气化含酚废水蒸氨萃取复合处理系统及其处理方法。
背景技术
我国是一个煤炭资源丰富，石油和天然气储量少的国家，能源消费结构中对煤炭依赖性大，为了促进能源结构合理，开发推广洁净煤技术，发展煤气化、煤化工。煤炭气化技术可以广泛应用到陶瓷、化工、玻璃、氧化铝氧化镁生产、固碱、冶金、耐火材料、铸锻造等行业。特别是在建筑陶瓷、玻璃、氧化铝、氧化镁行业的应用，降低成本是非常显著的，使用煤气化产生煤气作为燃料可以使燃料成本降低50%以上。
煤气化生产过程中，由于冷却、洗涤、净化等工艺处理产生大量含酚废水。其水质组成成分复杂，主要成分有挥发酚、焦油、氰化物及苯系化合物、氨氮等，属于污染物浓度高，成份复杂，难于治理的工业废水之一，严重制约煤气化技术发展，对煤气化含酚废水的处理，单纯靠物理、物理化学、化学的方法进行处理，难以达到排放标准，迫切需要一种先进工艺、低成本治理，处理后废水达标排放。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种煤气化含酚废水蒸氨萃取复合处理系统及其处理方法，根据煤气含酚废水特性，利用pH调节、蒸氨、萃取、反萃取等复合技术，达到降低含酚废水中挥发酚、氨氮及其它成份，满足生化进水要求，同时回收氨水及酚钠盐，避免造成环境污染。
本发明的技术方案为：
一种煤气化含酚废水蒸氨萃取复合处理系统，包括有pH调整系统、蒸氨系统和萃取系统；
所述的pH调整系统包括有碱液储罐和加药泵；
所述的蒸氨系统包括有一级预热器、二级预热器、塔底冷却器、蒸氨塔、冷凝器、回流罐和氨水储罐；所述的碱液储罐通过加药泵与一级预热器的加药口连通，一级预热器的出口与二级预热器的进口连通，二级预热器的出口与蒸氨塔的进口连通，蒸氨塔塔底的废水出口通过塔底输出泵与一级预热器的预热液进口连接，一级预热器的预热液出口与塔底冷却器的进口连接，所述的蒸氨塔塔顶的氨氮出口与冷凝器的进口连通，冷凝器的出口与回流罐的进口连通，蒸氨塔顶部的回流进口、氨水储罐均通过回流泵与回流罐的出口连通；
所述的萃取系统包括有中间水池、萃取塔、萃取剂循环池和萃取剂过渡池，所述的塔底冷却器的出口与中间水池连通，所述的萃取塔的塔顶设置有废水进口和萃取剂出口，萃取塔的塔底设置有废水出口和萃取剂进口，萃取塔的废水进口通过废水进料泵与中间水池连通，萃取塔的萃取剂进口通过萃取剂过渡泵与萃取剂过渡池连通，萃取塔的萃取剂出口与萃取剂循环池连通。
所述的冷凝器包括有一级冷凝器和二级冷凝器，所述的一级冷凝器的进口与蒸氨塔塔顶的氨氮出口连通，一级冷凝器的出口与二级冷凝器的进口连通，二级冷凝器的出口与回流罐的进口连通。
所述的蒸氨系统还包括有洗涤塔，所述的回流罐的氨气逃逸口、冷凝器的氨气逃逸口均与洗涤塔的进口连通，洗涤塔的出口通过水循环泵与洗涤塔的进口连通，且洗涤塔的出口与氨水储罐连通。
所述的煤气化含酚废水蒸氨萃取复合处理系统还包括有反萃取系统，反萃取系统包括有反萃塔和反萃剂循环池，所述的反萃塔的塔底设置有反萃剂出口和萃取剂进口，反萃塔的塔顶设置有反萃剂进口和萃取剂出口，所述的反萃塔的萃取剂进口通过萃取剂循环泵与萃取剂循环池连通，反萃塔的反萃剂进口通过反萃剂循环泵与反萃剂循环池连通，反萃塔的萃取剂出口与萃取剂过渡池连通，反萃塔的反萃剂出口与反萃剂循环池连通。
一种煤气化含酚废水蒸氨萃取复合处理系统的处理方法，具体包括有以下步骤：
（1）、煤气化含酚废水进入一级预热器，同时碱液储罐中的碱液通过加药泵进入到一级预热器中，调节含酚废水的pH值至9-11；
（2）、蒸氨塔塔底输出的废水通过塔底输出泵泵入到一级预热器作为预热液对含酚废水进行一级预热，然后进入二级预热器通过热蒸汽对含酚废水进行二级预热；
（3）、二级预热后的含酚废水进入蒸氨塔内部，经蒸氨塔塔板的传质传热的汽液交换，将含酚废水进行分离，由于氨氮的沸点较低，将由下向上运动分离，在塔顶部聚集，含酚废水由于沸点较高而由上向下和氨氮分离，在塔底部聚集；
（4）、蒸氨塔塔底输出的蒸氨后的含酚废水经过塔底输出泵泵入一级预热器作为预热液，然后经塔底冷却器冷却降温后，排入中间水池；
（5）、蒸氨塔分离出来的氨氮在塔顶形成的是组分稳定的氨水，氨水依次通过一级冷凝器、二级冷凝器冷后进入回流罐，回流罐内的氨水通过回流泵控制回流比得到质量稳定的氨水,部分氨水进入氨水储罐中储存，其余氨水作为回流打入蒸氨塔顶部回流；
（6）、中间水池内的含酚废水通过萃取进料泵提升到萃取塔的塔顶并进入萃取塔内，萃取剂过渡池内的萃取剂通过萃取剂过渡泵输送到萃取塔的塔底并进入萃取塔内，含酚废水：萃取剂按1:2的重量比进行逆向萃取，萃取后分层，上层饱和萃取液从萃取塔塔顶流入萃取剂循环池，下层废水液通过塔底底部U型管自流进入生化处理。
所述的步骤（2）中，二级预热器预热后的含酚废水温度为85-95℃。
所述的步骤（4）中，塔底冷却器冷却降温后的废水温度为35-45℃。
所述的回流罐逃逸的氨气、一级冷凝器和二级冷凝器逃逸的氨气均进入洗涤塔，在洗涤塔内经水洗涤后排出的洗涤水经水循环泵重新进入洗涤塔内反复洗涤氨气，吸收氨气浓度达到一定浓度，排入氨水储罐储存。
所述的萃取剂循环池内的饱和萃取剂通过萃取剂循环泵输送到反萃塔的塔底并进入反萃塔，反萃剂循环池内的反萃剂通过反萃剂循环泵提升至反萃塔的塔顶并进入反萃塔，饱和萃取剂：反萃剂按1:1的重量比进行逆向反萃，上层的再生萃取剂从反萃塔塔顶自流入萃取剂过渡池，返回重新使用，下层反萃剂的通过反萃塔塔底自流进入反萃剂循环池循环使用，
所述的反萃剂循环池内饱和后的反萃剂补充32%浓度液碱作为酚钠盐处理。
本发明的优点：
（1）、针对煤气化含酚废水氨氮、酚浓度高，氨氮在3000mg/L，酚在6000mg/L,采取蒸氨萃取复合技术，保证满足生化处理进水对氨氮、酚控制要求，同时回收氨水、酚钠盐；
（2）、煤气化含酚废水通过蒸氨塔塔板的传质传热的汽液交换，将物料进行分离，蒸氨塔塔底聚集的含酚废水中的氨氮降到50mg/L，氨氮在塔顶形成的是组分稳定的氨水，通过冷凝器的冷凝回流和氨水的提取，然后进入洗涤塔进行喷淋吸收；
（3）、蒸氨后的含酚废水中的酚依然很高，需要脱酚处理，来自蒸氨后的含酚废水从萃取塔塔顶进入萃取塔，与塔底进入的萃取剂进行逆向交换，利用萃取剂吸附废水中的酚，同时萃取剂不溶于水，从萃取塔塔顶排出，脱酚后的废水从塔底排出，降低废水中酚，酚含量在200mg/L以下；
（4）、本发明萃取塔排出的饱和萃取剂进入反萃塔，反萃后的萃取剂回到萃取剂循环池，重新利用，反萃剂饱和后，作为回收产物酚钠盐处理。
附图说明
图1是本发明煤气化含酚废水蒸氨萃取复合处理系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
见图1，一种煤气化含酚废水蒸氨萃取复合处理系统，包括有pH调整系统、蒸氨系统、萃取系统和反萃取系统；
pH调整系统包括有碱液储罐1和加药泵2；
蒸氨系统包括有一级预热器3、二级预热器4、塔底冷却器5、蒸氨塔6、一级冷凝器7、二级冷凝器8、回流罐9、洗涤塔10和氨水储罐11；碱液储罐1通过加药泵2与一级预热器3的加药口连通，一级预热器3的出口与二级预热器4的进口连通，二级预热器4的出口与蒸氨塔6的进口连通，蒸氨塔6塔底的废水出口通过塔底输出泵12与一级预热器4的预热液进口连接，一级预热器4的预热液出口与塔底冷却器5的进口连接，一级冷凝器7的进口与蒸氨塔6塔顶的氨氮出口连通，一级冷凝器7的出口与二级冷凝器8的进口连通，二级冷凝器8的出口与回流罐9的进口连通，蒸氨塔7顶部的回流进口、氨水储罐11均通过回流泵13与回流罐9的出口连通，回流罐9的氨气逃逸口、一级冷凝器7和二级冷凝器8的氨气逃逸口均与洗涤塔10的进口连通，洗涤塔10的出口通过水循环泵14与洗涤塔10的进口连通，且洗涤塔10的出口与氨水储罐9连通；
萃取系统包括有中间水池15、萃取塔16、萃取剂循环池17和萃取剂过渡池18，塔底冷却器5的出口与中间水池15连通，萃取塔16的塔顶设置有废水进口和萃取剂出口，萃取塔16的塔底设置有废水出口和萃取剂进口，萃取塔16的废水进口通过废水进料泵19与中间水池15连通，萃取塔16的萃取剂进口通过萃取剂过渡泵20与萃取剂过渡池18连通，萃取塔16的萃取剂出口与萃取剂循环池17连通；
反萃取系统包括有反萃塔21和反萃剂循环池22，反萃塔21的塔底设置有反萃剂出口和萃取剂进口，反萃塔21的塔顶设置有反萃剂进口和萃取剂出口，反萃塔21的萃取剂进口通过萃取剂循环泵23与萃取剂循环池17连通，反萃塔21的反萃剂进口通过反萃剂循环泵24与反萃剂循环池22连通，反萃塔21的萃取剂出口与萃取剂过渡池18连通，反萃塔21的反萃剂出口与反萃剂循环池22连通。
一种煤气化含酚废水蒸氨萃取复合处理方法，具体包括有以下步骤：
（1）、煤气化含酚废水进入一级预热器3，同时碱液储罐1中的碱液通过加药泵2进入到一级预热器3中，调节含酚废水的pH值至9-11；
（2）、蒸氨塔6塔底输出的废水通过塔底输出泵12泵入到一级预热器3作为预热液对含酚废水进行一级预热，然后进入二级预热器4通过热蒸汽对含酚废水进行二级预热，二级预热器4预热后的含酚废水温度为85-95℃；
（3）、二级预热后的含酚废水进入蒸氨塔6内部，经蒸氨塔6塔板的传质传热的汽液交换，将含酚废水进行分离，由于氨氮的沸点较低，将由下向上运动分离，在塔顶部聚集，含酚废水由于沸点较高而由上向下和氨氮分离，在塔底部聚集；
（4）、蒸氨塔6塔底输出的蒸氨后的含酚废水经过塔底输出泵12泵入一级预热器3作为预热液，然后经塔底冷却器5冷却降温，塔底冷却器5冷却降温后温度为35-45℃的废水排入中间水池15；
（5）、蒸氨塔6分离出来的氨氮在塔顶形成的是组分稳定的氨水，氨水依次通过一级冷凝器7、二级冷凝器8冷后进入回流罐9，回流罐9内的氨水通过回流泵13控制回流比得到质量稳定的氨水,部分氨水（质量比为10%）进入氨水储罐11中储存，其余氨水作为回流打入蒸氨塔6顶部回流；
（6）、回流罐9逃逸的氨气、一级冷凝器7和二级冷凝器8逃逸的氨气均进入洗涤塔10，在洗涤塔10内经水洗涤后排出的洗涤水经水循环泵14重新进入洗涤塔10内反复洗涤氨气，吸收氨气浓度达到一定浓度，排入氨水储罐11储存；
（7）、中间水池15内的含酚废水通过萃取进料泵19提升到萃取塔16的塔顶并进入萃取塔16内，萃取剂过渡池18内的萃取剂通过萃取剂过渡泵20输送到萃取塔16的塔底并进入萃取塔16内，含酚废水：萃取剂按1:2的重量比进行逆向萃取，萃取后分层，上层饱和萃取液（（苯酚含量接近1600ppm））从萃取塔16塔顶流入萃取剂循环池17，下层废水液（苯酚含量≤200ppm）通过塔底底部U型管自流进入生化处理；
（8）、萃取剂循环池17内的饱和萃取剂通过萃取剂循环泵23输送到反萃塔的塔底并进入反萃塔21，反萃剂循环池22内的反萃剂通过反萃剂循环泵24提升至反萃塔21的塔顶并进入反萃塔21，饱和萃取剂：反萃剂按1:1的重量比进行逆向反萃，上层的再生萃取剂（苯酚含量≤50ppm）从反萃塔21塔顶自流入萃取剂过渡池18，返回重新使用，下层反萃剂的通过反萃塔21塔底自流进入反萃剂循环池22循环使用；其中，反萃剂循环池22内饱和后的反萃剂补充32%浓度液碱作为酚钠盐处理。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种煤气化含酚废水蒸氨萃取复合处理系统，其特征在于：包括有pH调整系统、蒸氨系统和萃取系统；
所述的pH调整系统包括有碱液储罐和加药泵；
所述的蒸氨系统包括有一级预热器、二级预热器、塔底冷却器、蒸氨塔、冷凝器、回流罐和氨水储罐；所述的碱液储罐通过加药泵与一级预热器的加药口连通，一级预热器的出口与二级预热器的进口连通，二级预热器的出口与蒸氨塔的进口连通，蒸氨塔塔底的废水出口通过塔底输出泵与一级预热器的预热液进口连接，一级预热器的预热液出口与塔底冷却器的进口连接，所述的蒸氨塔塔顶的氨氮出口与冷凝器的进口连通，冷凝器的出口与回流罐的进口连通，蒸氨塔顶部的回流进口、氨水储罐均通过回流泵与回流罐的出口连通；
所述的萃取系统包括有中间水池、萃取塔、萃取剂循环池和萃取剂过渡池，所述的塔底冷却器的出口与中间水池连通，所述的萃取塔的塔顶设置有废水进口和萃取剂出口，萃取塔的塔底设置有废水出口和萃取剂进口，萃取塔的废水进口通过废水进料泵与中间水池连通，萃取塔的萃取剂进口通过萃取剂过渡泵与萃取剂过渡池连通，萃取塔的萃取剂出口与萃取剂循环池连通。
2.根据权利要求1所述的一种煤气化含酚废水蒸氨萃取复合处理系统，其特征在于：所述的冷凝器包括有一级冷凝器和二级冷凝器，所述的一级冷凝器的进口与蒸氨塔塔顶的氨氮出口连通，一级冷凝器的出口与二级冷凝器的进口连通，二级冷凝器的出口与回流罐的进口连通。
3.根据权利要求1所述的一种煤气化含酚废水蒸氨萃取复合处理系统，其特征在于：所述的蒸氨系统还包括有洗涤塔，所述的回流罐的氨气逃逸口、冷凝器的氨气逃逸口均与洗涤塔的进口连通，洗涤塔的出口通过水循环泵与洗涤塔的进口连通，且洗涤塔的出口与氨水储罐连通。
4.根据权利要求1所述的一种煤气化含酚废水蒸氨萃取复合处理系统，其特征在于：所述的煤气化含酚废水蒸氨萃取复合处理系统还包括有反萃取系统，反萃取系统包括有反萃塔和反萃剂循环池，所述的反萃塔的塔底设置有反萃剂出口和萃取剂进口，反萃塔的塔顶设置有反萃剂进口和萃取剂出口，所述的反萃塔的萃取剂进口通过萃取剂循环泵与萃取剂循环池连通，反萃塔的反萃剂进口通过反萃剂循环泵与反萃剂循环池连通，反萃塔的萃取剂出口与萃取剂过渡池连通，反萃塔的反萃剂出口与反萃剂循环池连通。
5.根据权利要求1所述的一种煤气化含酚废水蒸氨萃取复合处理系统的处理方法，其特征在于：具体包括有以下步骤：
（1）、煤气化含酚废水进入一级预热器，同时碱液储罐中的碱液通过加药泵进入到一级预热器中，调节含酚废水的pH值至9-11；
（2）、蒸氨塔塔底输出的废水通过塔底输出泵泵入到一级预热器作为预热液对含酚废水进行一级预热，然后进入二级预热器通过热蒸汽对含酚废水进行二级预热；
（3）、二级预热后的含酚废水进入蒸氨塔内部，经蒸氨塔塔板的传质传热的汽液交换，将含酚废水进行分离，由于氨氮的沸点较低，将由下向上运动分离，在塔顶部聚集，含酚废水由于沸点较高而由上向下和氨氮分离，在塔底部聚集；
（4）、蒸氨塔塔底输出的蒸氨后的含酚废水经过塔底输出泵泵入一级预热器作为预热液，然后经塔底冷却器冷却降温后，排入中间水池；
（5）、蒸氨塔分离出来的氨氮在塔顶形成的是组分稳定的氨水，氨水依次通过一级冷凝器、二级冷凝器冷后进入回流罐，回流罐内的氨水通过回流泵控制回流比得到质量稳定的氨水,部分氨水进入氨水储罐中储存，其余氨水作为回流打入蒸氨塔顶部回流；
（6）、中间水池内的含酚废水通过萃取进料泵提升到萃取塔的塔顶并进入萃取塔内，萃取剂过渡池内的萃取剂通过萃取剂过渡泵输送到萃取塔的塔底并进入萃取塔内，含酚废水：萃取剂按1:2的重量比进行逆向萃取，萃取后分层，上层饱和萃取液从萃取塔塔顶流入萃取剂循环池，下层废水液通过塔底底部U型管自流进入生化处理。
6.根据权利要求5所述的处理方法，其特征在于：所述的步骤（2）中，二级预热器预热后的含酚废水温度为85-95℃。
7.根据权利要求5所述的处理方法，其特征在于：所述的步骤（4）中，塔底冷却器冷却降温后的废水温度为35-45℃。
8.根据权利要求5所述的处理方法，其特征在于：所述的回流罐逃逸的氨气、一级冷凝器和二级冷凝器逃逸的氨气均进入洗涤塔，在洗涤塔内经水洗涤后排出的洗涤水经水循环泵重新进入洗涤塔内反复洗涤氨气，吸收氨气浓度达到一定浓度，排入氨水储罐储存。
9.根据权利要求5所述的处理方法，其特征在于：所述的萃取剂循环池内的饱和萃取剂通过萃取剂循环泵输送到反萃塔的塔底并进入反萃塔，反萃剂循环池内的反萃剂通过反萃剂循环泵提升至反萃塔的塔顶并进入反萃塔，饱和萃取剂：反萃剂按1:1的重量比进行逆向反萃，上层的再生萃取剂从反萃塔塔顶自流入萃取剂过渡池，返回重新使用，下层反萃剂的通过反萃塔塔底自流进入反萃剂循环池循环使用。
10.根据权利要求9所述的处理方法，其特征在于：所述的反萃剂循环池内饱和后的反萃剂补充32%浓度液碱作为酚钠盐处理。
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