CN109020037A - 一种针状焦废水预处理系统及处理方法 - Google Patents

Abstract

一种针状焦废水预处理系统及处理方法，系统包括除油装置、除硫化物装置、除硫化物后出水储槽、过滤器、蒸氨进水调节水槽、蒸氨装置、换热器、蒸氨出水调节水槽、脱酚装置、脱酚后出水槽、树脂吸附装置、预处理出水槽。本发明解决了高浓度度污染物，组成复杂的针状焦废水处理难的问题。采用成熟稳定的处理工艺和设备，优化组合，靶向去除，有效地降低废水中的污染物浓度，同时回收有价值的工业原料，实现了针状焦废水的资源化处理。

Description

一种针状焦废水预处理系统及处理方法

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，尤其涉及一种针状焦废水预处理系统及处理方法。

背景技术

国内外冶炼行业大多需要高功率、超高功率的石墨电极，特别是电炉炼钢技术的快速发展，对高功率、超高功率的石墨电极需求不断增加，针状焦具有高导电性、高耐热冲击性和耐氧化性，同时低硫、低氮，是电炉的理想电极材料。除此之外，针状焦作为新型的碳材料，因其易于石墨化、电导率高、灰分低等优异特性，成为一种优质的锂离子电池负极材料。随着国家节能、环保相关产业的大力发展，针状焦的需求将不断增长，同时其生产过程产生的高浓度废水处理问题也不容忽视。

生产针状焦产生的轻油分离废水中含有高浓度的硫化物、硫氰化物、酚类、氨氮等污染物，COD高达40000mg/L以上，酚类和氨氮浓度大于10000mg/L，硫化物大于5000mg/L，硫氰化物大于2000mg/L，是一种高浓度难降解的工业废水。对于该类废水的处理罕有报道。何连雨等《煤系针状焦生产废水处理的研究》论文，王雄等《某针状焦石化废水处理工程实例》研究论文，提及了针状焦废水的处理，但是论文中采用的污水属于经过稀释后的废水，各项污染物浓度很低，所以只采用生化处理工艺或后续氧化工艺对废水进行处理，未提及针状焦废水预处理。因此，未经稀释的针状焦废水含有高浓度有机和无机污染物，可生化性极差，无法直接进行生化处理，目前还没有对该类废水的处理工艺，成为针状焦企业扩大发展的一大难题。

发明内容

为了解决针状焦废水中高浓度的污染物，本发明提出了一种针状焦废水预处理系统及处理方法，根据废水中污染物的组成和特征，采用除油→除硫化物→蒸氨→脱酚→树脂吸附预处理系统和处理方法，有效的降低废水中的污染物，提高废水的可生化性，符合生化处理要求，并回收有价值的工业原料。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种针状焦废水预处理系统，包括除油装置、除硫化物装置、除硫化物后出水储槽、过滤器、蒸氨进水调节水槽、蒸氨装置、换热器、蒸氨出水调节水槽、脱酚装置、脱酚后出水槽、树脂吸附装置、预处理出水槽；所述除油装置的出水口连接除硫化物装置的入水口，所述除硫化物装置的出水口连接除硫化物后出水储槽，所述除硫化物后出水储槽通过过滤器泵连接过滤器，所述过滤器的出水口连接蒸氨进水调节水槽，所述蒸氨进水调节水槽通过蒸氨进水泵连接蒸氨装置，蒸氨装置的出水口连接换热器，所述换热器的出水口连接蒸氨出水调节水槽，所述蒸氨出水调节水槽通过脱酚装置进水泵连接过滤器，过滤器的出水口连接脱酚装置，脱酚装置的出水口连接脱酚后出水槽，脱酚后出水槽通过树脂吸附进水泵连接树脂吸附装置，所述树脂吸附装置的出水口连接预处理出水槽。

所述的除硫化物装置连接聚合硫酸铁储罐。

所述蒸氨进水调节水槽连接碱液储罐。

所述蒸氨出水调节水槽连接硫酸储罐。

所述树脂吸附装置连接树脂再生液储罐和再生溶剂储罐。

一种针状焦废水预处理方法，包括如下步骤：

1)针状焦废水进入除油装置，去除并分离重油和轻油；除油装置出水进入除硫化物装置，同时质量浓度为15％-40％聚合硫酸铁溶液，加入量为废水质量的1％-5％，作为催化剂；鼓入空气氧化废水中的硫化物转化为硫酸盐，液气比体积为1:10-100；除硫化物后出水经过滤器去除渣质后，加入质量浓度为10％-35％碱液，加入量为废水质量的1％-3％，混合后进入蒸氨装置，去除氨氮并回收氨水，出水经过换热后进入蒸氨出水调节水槽中；

2)蒸氨出水调节水槽中的废水加入质量浓度为98％浓硫酸，加入量为废水质量的0.03％-0.1％，调节废水pH＜5，经过滤器去除机械杂质后，进入脱酚装置，去除并回收酚类物质，脱酚后的水进入脱酚后出水槽中；

3)脱酚后出水槽中的废水进入树脂吸附装置，吸附交换去除废水中的硫氰酸根离子进入预处理出水槽。

在上述步骤3)中，当树脂吸附装置出水中硫氰酸根离子浓度≥10mg/L时，需要对树脂进行再生，采用质量浓度为4％-10％的氢氧化钠溶液作为再生溶剂，用量是2倍树脂体积。

与现有的技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供一种针状焦废水处理系统及处理方法，解决了高浓度度污染物，组成复杂的针状焦废水处理难的问题。采用成熟稳定的处理工艺和设备，优化组合，靶向去除，有效地降低废水中的污染物浓度，同时回收有价值的工业原料，实现了针状焦废水的资源化处理。

附图说明

图1是本发明的针状焦废水处理系统工艺流程示意图。

图2是本发明的针状焦废水处理系统设备流程图。

图3是本发明的树脂吸附装置应用示意图。

图中：1-除油装置，2-除硫化物装置，3-蒸氨装置，4-换热器，5-脱酚装置，6-树脂吸附装置，7-过滤器，8-聚合硫酸铁储罐，9-碱液储罐，10-硫酸储罐，11-再生溶剂储罐，12-树脂再生液储罐，13-聚合硫酸铁泵，14-过滤器泵，15-碱液泵，16-蒸氨进水泵，17-硫酸泵，18-脱酚装置进水泵，19-树脂吸附进水泵，20-树脂吸附再生溶剂泵，21-除硫化物后出水储槽，22-蒸氨进水调节水槽，23-蒸氨出水调节水槽，24-脱酚后出水水槽，25-预处理出水水槽。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式进一步说明：

如图1-图3所示，一种针状焦废水预处理系统，包括除油装置1、除硫化物装置2、除硫化物后出水储槽21、过滤器7、蒸氨进水调节水槽22、蒸氨装置3、换热器4、蒸氨出水调节水槽23、脱酚装置5、脱酚后出水槽24、树脂吸附装置6、预处理出水槽25；所述除油装置1的出水口连接除硫化物装置2的入水口，所述除硫化物装置2的出水口连接除硫化物后出水储槽21，所述除硫化物后出水储槽21通过过滤器泵14连接过滤器7，所述过滤器7的出水口连接蒸氨进水调节水槽22，所述蒸氨进水调节水槽22通过蒸氨进水泵16连接蒸氨装置3，蒸氨装置3的出水口连接换热器4，所述换热器4的出水口连接蒸氨出水调节水槽23，所述蒸氨出水调节水槽23通过脱酚装置进水泵18连接过滤器7，过滤器7的出水口连接脱酚装置5，脱酚装置5的出水口连接脱酚后出水槽24，脱酚后出水槽24通过树脂吸附进水泵19连接树脂吸附装置6，所述树脂吸附装置6的出水口连接预处理出水槽25。树脂吸附装置6中填充强碱性阴离子交换树脂。

所述的除硫化物装置2连接聚合硫酸铁储罐8。

所述蒸氨进水调节水槽22连接碱液储罐9。

所述蒸氨出水调节水槽23连接硫酸储罐10。

所述树脂吸附装置6连接树脂再生液储罐12和再生溶剂储罐11。再生溶剂储罐11通过管道和树脂吸附再生溶剂泵20连接树脂吸附装置6的再生溶剂入口。树脂吸附装置6再生液出口连接树脂吸附再生液储罐12。

除油装置1可以采用：重力除油罐或陆用油水分离器。

除硫化物装置2可以采用：CAF曝气机。

蒸氨装置3可以采用：蒸氨塔。

脱酚装置5可以采用：萃取塔或离心萃取机。

一种针状焦废水预处理方法，包括如下步骤：

1)针状焦废水进入除油装置1，去除并分离重油和轻油；除油装置1出水进入除硫化物装置2，同时加入质量浓度为15％-40％聚合硫酸铁溶液，加入量为为废水质量的1％-5％，作为催化剂；鼓入空气氧化废水中的硫化物转化为硫酸盐，液气比体积为1:10-100；除硫化物后出水经过滤器7去除渣质后，加入质量浓度为10％-35％碱液，加入量为废水质量的1％-3％，混合后进入蒸氨装置3，去除氨氮并回收氨水，出水经过换热后进入蒸氨出水调节水槽23中；

2)蒸氨出水调节水槽23中的废水加入质量浓度为98％浓硫酸，加入量为废水质量的0.03％-0.1％，调节废水pH＜5，经过滤器7去除机械杂质后，进入脱酚装置5，去除并回收酚类物质，脱酚后的水进入脱酚后出水槽24中；

3)脱酚后出水槽24中的废水进入树脂吸附装置6，吸附交换去除废水中的硫氰酸根离子进入预处理出水槽。

在上述步骤3)中，当树脂吸附装置6出水中硫氰酸根离子浓度≥10mg/L时，需要对树脂进行再生，采用质量浓度为4％-10％的氢氧化钠溶液作为再生溶剂，用量是2倍树脂体积。

最终预处理出水COD≤3500mg/L，氨氮≤100mg/L，挥发酚≤100mg/L，硫化物≤10mg/L，硫氰化物≤10mg/L，石油类≤10mg/L。

除油装置1出水采用重力自流方式连接除硫化物装置2；聚合硫酸铁储罐8通过管道和聚合硫酸铁泵13连接除硫化物装置2，除硫化物装置2出水溢流至除硫化物后出水储槽21中；除硫化物后出水储槽21出口接过滤器泵14，再连接过滤器7；过滤器7出口接蒸氨进水调节水槽22，碱液储罐9通过碱液泵15和管道连接蒸氨进水调节水槽22；蒸氨进水调节水槽22出口接蒸氨进水泵16，再连接蒸氨装置3；蒸氨装置3出水口连接换热器4，再连接蒸氨出水调节水槽23；硫酸储罐10出口连接硫酸泵17，再连接蒸氨出水调节水槽23；蒸氨出水调节水槽23出口连接脱酚装置进水泵18，再连接过滤器7；过滤器7出口连接脱酚装置5进水口，脱酚装置5出水口连接脱酚后出水槽24；脱酚后出水槽24出口接树脂吸附进水泵19，再连接树脂吸附装置6进水口；树脂吸附装置6出水口连接预处理出水槽25。

实施例：

实施例采用针状焦生产产生的轻油分离废水，处理量为1m³/h。

1)除油工艺，废水在除油装置1中停留时间为8h，温度55℃，去除并分离重油和轻油；

2)除硫化物工艺，除油装置1中间位置排水进入除硫化物装置2中，同时加入质量浓度为30％的聚合硫酸铁溶液，加入量为废水质量的2％，气液体积比为50:1，停留时间为1.5h，催化氧化废水中的硫化物转化为硫酸盐；

3)蒸氨工艺，除硫化物后出水经过滤器7去除渣质后，加入质量浓度为30％碱液，加入量为废水质量的1.2％，在蒸氨进水调节水槽22中混合均匀后进入蒸氨装置3，蒸氨装置3顶部压力为0.24MPa，蒸氨装置3顶部温度102℃，去除氨氮并回收氨水，出水经过换热后进入蒸氨出水调节水槽23；

4)蒸氨出水调节水槽23中的废水加入质量浓度为98％的浓硫酸，加入量为废水质量的0.05％，调节废水pH＜5，经过滤器7去除机械杂质后，进入脱酚装置5，去除并回收酚类物质；

5)脱酚后出水槽24中的废水进入树脂吸附装置6，吸附流速为5倍树脂体积/h，吸附交换去除废水中的硫氰酸根离子，最终出水进入预处理出水槽25中。

当树脂吸附装置6出水硫氰酸根离子浓度≥10mg/L时，需要对树脂进行再生。

树脂吸附装置6再生采用质量浓度为8％的氢氧化钠溶液，用量是2倍树脂体积。

最终预处理出水COD≤3500mg/L，氨氮≤100mg/L，挥发酚≤100mg/L，硫化物≤10mg/L，硫氰化物≤10mg/L，石油类≤10mg/L。

系统进出水水质变化情况如表1所示。

表1.工艺系统进出水水质情况

以上仅是本发明有限的实施例。应当指出，上述实施例仅用于对本发明作进一步说明，对于本领域的专业人员所做出的非本质更改或仿效，仍属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种针状焦废水预处理系统，其特征在于，包括除油装置、除硫化物装置、除硫化物后出水储槽、过滤器、蒸氨进水调节水槽、蒸氨装置、换热器、蒸氨出水调节水槽、脱酚装置、脱酚后出水槽、树脂吸附装置、预处理出水槽；所述除油装置的出水口连接除硫化物装置的入水口，所述除硫化物装置的出水口连接除硫化物后出水储槽，所述除硫化物后出水储槽通过过滤器泵连接过滤器，所述过滤器的出水口连接蒸氨进水调节水槽，所述蒸氨进水调节水槽通过蒸氨进水泵连接蒸氨装置，蒸氨装置的出水口连接换热器，所述换热器的出水口连接蒸氨出水调节水槽，所述蒸氨出水调节水槽通过脱酚装置进水泵连接过滤器，过滤器的出水口连接脱酚装置，脱酚装置的出水口连接脱酚后出水槽，脱酚后出水槽通过树脂吸附进水泵连接树脂吸附装置，所述树脂吸附装置的出水口连接预处理出水槽。

2.根据权利要求1所述的一种针状焦废水预处理系统，其特征在于，所述的除硫化物装置连接聚合硫酸铁储罐。

3.根据权利要求1所述的一种针状焦废水预处理系统，其特征在于，所述蒸氨进水调节水槽连接碱液储罐。

4.根据权利要求1所述的一种针状焦废水预处理系统，其特征在于，所述蒸氨出水调节水槽连接硫酸储罐。

5.根据权利要求1所述的一种针状焦废水预处理系统，其特征在于，所述树脂吸附装置连接树脂再生液储罐和再生溶剂储罐。

6.一种采用如权利要求1所述的针状焦废水预处理系统的针状焦废水预处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)针状焦废水进入除油装置，去除并分离重油和轻油；除油装置出水进入除硫化物装置，同时质量浓度为15％-40％聚合硫酸铁溶液，加入量为废水质量的1％-5％，作为催化剂；鼓入空气氧化废水中的硫化物转化为硫酸盐，液气比体积为1:10-100；除硫化物后出水经过滤器去除渣质后，加入质量浓度为10％-35％碱液，加入量为废水质量的1％-3％，混合后进入蒸氨装置，去除氨氮并回收氨水，出水经过换热后进入蒸氨出水调节水槽中；

2)蒸氨出水调节水槽中的废水加入质量浓度为98％浓硫酸，加入量为废水质量的0.03％-0.1％，调节废水pH＜5，经过滤器去除机械杂质后，进入脱酚装置，去除并回收酚类物质，脱酚后的水进入脱酚后出水槽中；

3)脱酚后出水槽中的废水进入树脂吸附装置，吸附交换去除废水中的硫氰酸根离子进入预处理出水槽。

7.根据权利要求6所述一种针状焦废水预处理方法，其特征在于，在上述步骤3)中，当树脂吸附装置出水中硫氰酸根离子浓度≥10mg/L时，需要对树脂进行再生，采用质量浓度为4％-10％的氢氧化钠溶液作为再生溶剂，用量是2倍树脂体积。