CN109455788A - 焦化废水脱氨的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种焦化废水脱氨的处理方法，主要解决了焦化废水中氨氮、焦油高，影响后续蒸氨效率及影响生化装置运行排放的技术问题。本发明通过将高氨氮焦化废水送入装填有吸附剂的吸附塔，其中所述的吸附剂为分子筛吸附剂；净化后的水送入储水池，一部分作为冷却水回用的技术方案，解决了上述技术问题。该处理方法可用于焦化废水处理工业生产流程。

Description

焦化废水脱氨的方法

技术领域

本发明属于废水处理领域，特别是焦化废水的脱氨方法。

背景技术

焦化废水主要来自于炼焦、煤气净化及化工产品的精制过程，为高浓度含氨氮、酚、氰、油及有毒有害有机物的废水，其中以蒸氮过程中产生的高氨氮剩余氨水为主要来源。为了降低焦化废水中的氨氮浓度，通常设置蒸氨系统对剩余氨水进行预处理。焦化废水中的高氨氮会增加蒸氨系统的负荷，增大碱的用量，而蒸氨废水相应变高的PH值会影响后续生化工艺的处理效率。废水中的焦油类物质进入蒸氨塔，在塔盘逐渐积累，最终会堵塞塔盘，造成塔板阻力升高，甚至发生液泛，严重影响生产效率和蒸氨塔的的稳定运行。焦油类物质进入生化处理装置时，能显著抑制生物活性，影响最终的污水处理效果。因此，为了蒸氨系统稳定运行、焦化废水有效达标排放或回收利用，需要对焦化废水进行脱氨、脱焦油深度处理。

吸附法作为一种常用的水处理方法，通过利用多孔性固体的吸附性，来处理水中污染物，具有适用范围广泛、处理效果明显、流程简单并且可回收有用物质的优点，因此在水处理领域，得到了越来越多的关注。最常用的吸附剂为活性炭，而活性炭由于使用量大，再生困难，多作为其他废水处理的辅助手段，例如与膜处理技术联用、与臭氧联用等。

中国专利CN201610611939.0涉及一种废水处理装置，所述废水处理装置由过滤池、蒸发池和活性炭水处理池组成，过滤池底部与蒸发池顶部相连，蒸发池顶面和活性炭水处理池顶面相连，所述过滤池内设有粗滤膜和精滤膜，所述蒸发池底部设有加热装置，蒸发池一侧顶部设有风扇，所述活性炭水处理池内设有活性炭水处理层，活性炭水处理池底部设有排水口；过滤充分，当废水中COD为600mg/L，COD的去除率为80-90%；当废水中COD低于500 mg/L，COD的去除率为90-99%。该方法并未提到活性炭能脱氨或焦油的效果。

中国专利201210119762.4公开了一种可再生循环利用粉末活性炭处理难生物降解废水的 PACT 新工艺，包括以下步骤 ：1）将在二沉池中沉淀下来的粉末活性炭和生物活性污泥抽出 ；2）对步骤 1）抽出的粉末活性炭和生物活性污泥进行脱水处理 ；3）对步骤2）得到的脱水后的粉末活性炭和生物活性污泥依次进行干燥、干馏和活化处理，使粉末活性炭吸附的有机物分解挥发，生物活性污泥热解为活性炭 ；4）将步骤 3）得到的产物磨粉后作为再生粉末活性炭投入生化池使用。本发明中，粉末活性炭随着生物活性污泥脱水后经干燥、干馏和活化处理而再生，同时生物活性污泥热解为活性炭，达到了回收利用粉末活性炭及生物活性污泥的目的，大大降低了PACT工艺的运行成本。该工艺需要用污泥泵将吸附饱和的粉末活性炭从翅中抽出，抽取粉末活性炭时污水池需要排干水，待活性炭再生、回填完毕后才能再次投入运行，耗时长，这将导致污水池较长时间停工而使污水处理系统无法正常运行。无法满足污水处理系统连续运行的需求。

中国专利201510548775.7公开了一种臭氧、活性炭联用处理高含盐废水中的有机物 的方法，该方法包括以下步骤：将原废水通过臭氧鼓泡形式进行氧化后，根据废水中残留的有机物的量采用适当过量的活性炭吸附废水中的有机物，活性炭吸附时进行辅助加热。苯发明方法能有效去除高含盐废水中的有机物，COD的去除率可高大99.6%，对水质脱色效果明显，且能显著降低活性炭的用量。该方法并未提到活性炭能除油及除油的效果，且活性炭与臭氧联用，耗电量大、对设备要求高、容易发生臭 氧泄露，造成二次污染。

上述文献中，都没有公开采用分子筛吸附焦化废水中脱氨、脱焦油的报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是焦化废水中含氨氮高的技术问题，提供了一种焦化废水中脱氨的方法，该处理方法具有流程短，设备投资省，再生简单，能耗低，工业化实施性强的优点。

为解决上述技术问题，本发明采用一种焦化废水脱氨的方法，包括以下步骤：

a)焦化厂来的高氨氮焦化废水送入装填有微晶吸附剂的吸附塔，

b)吸附后的废水送入废水生化池，

c)吸附饱和后的吸附剂，用50~400℃的氮气再生后继续使用。

在上述技术方案中，优选的技术方案，所述的分子筛吸附剂选自包括X型分子筛、Y型分子筛、A型分子筛、TS-1、Ti-MWW、Ti-MOR、ZSM型分子筛、丝光沸石、β型分子筛、SAPO型分子筛、MCM-22、MCM-49、MCM-56、ZSM-5/丝光沸石、ZSM-5/β沸石、ZSM-5/Y、MCM-22/丝光沸石、ZSM-5/Magadiite、ZSM-5/β沸石/丝光沸石、ZSM-5/β沸石/Y沸石或ZSM-5/Y沸石/丝光沸石中的至少一种。

在上述技术方案中，优选的技术方案，所述的分子筛的硅铝摩尔比大于2。

在上述技术方案中，优选的技术方案，所述的分子筛吸附剂中还含有包括元素周期表中第ⅠA、ⅡA、ⅤA、ⅠB、ⅡB、ⅢB、ⅣB、ⅤB、ⅥB、ⅦB或第Ⅷ族元素中的至少一种元素。

在上述技术方案中，优选的技术方案，所述的元素周期表中第ⅡA元素选自镁和钙中的至少一种；第ⅠB族元素选自铜、银中的至少一种；第ⅢB族元素选自镧、铈、钇中的至少一种。

在上述技术方案中，优选的技术方案，所述的分子筛吸附剂中ZSM型分子筛选自包括ZSM-5、ZSM-23、ZSM-11、ZSM-48中的至少一种，其中所述分子筛的硅铝摩尔比大于20。

在上述技术方案中，优选的技术方案，处理后的废水中，氨氮含量小于100mg/L，苯并芘的含量小于0.03 ug/L，COD小于4000mg/L，所述的分子筛吸附剂吸附饱和后，用氮气在80~200℃再生3~60小时后继续使用。

在上述技术方案中，优选的技术方案，吸附床操作温度为10~80℃，操作压力为常压。

在上述技术方案中，优选的技术方案，吸附床中通入空气、臭氧、双水氧水中的至少一种。

在上述技术方案中，优选的技术方案，废水送入装填有吸附剂的吸附床前，经过活性炭预处理。

在上述技术方案中，优选的技术方案，所述的分子筛吸附剂吸附饱和后，用氮气再生后，再用60-200℃的热水冲洗。

在上述技术方案中，优选的技术方案，处理后的废水中，焦油的含量小于10mg/L；所述的分子筛吸附剂吸附焦油饱和后，用氮气在100~200℃再生3~20小时后继续使用。

在上述技术方案中，优选的技术方案，吸附塔操作温度为10~60℃，操作压力为常压。

在上述技术方案中，优选的技术方案，吸附塔中通入空气、臭氧、双水氧水中的至少一种。

在上述技术方案中，优选的技术方案为再生后的废气进入脱硫塔前的预冷塔中，或者进入煤气初冷器前。

在上述技术方案中，更优选的技术方案为，再生后的废气进入脱硫塔前的预冷塔前，或者进入煤气初冷器前，先经过冷却。

在上述技术方案中，优选的技术方案，剩余氨水送入装填有吸附剂的吸附塔前，经过活性炭预处理。

采用本技术方案，将焦化废水直接用吸附剂吸附，解决了剩余氨水中氨氮、焦油含量高，影响后续蒸氨塔设备运行效率及生化装置运行排放的技术问题。当焦化废水固定铵盐为3g/L（硫酸铵、氯化铵），挥发氨含量为3g/L（碳酸氢铵、游离氨），COD（化学需氧量）为8000±2000 mg/L，并含有酚类、氰化物、浮油（主要是芳香烃为主的轻质焦油）等物质，温度为70℃～90℃，经过吸附净化后，含氨氮(NH₃—N)小于100mg/L，COD小于2000mg/L。整个处理过程流程短，设备投资省，再生操作简单可靠，能耗低，取得了较好的技术效果。

附图说明

图1为本发明的焦化废水脱氨方法的流程示意图。

图1中Ⅰ为活性炭预处理系统，Ⅱ为吸附塔，Ⅲ为废水生化池，Ⅳ为煤气初冷器。

1为焦化厂来的高氨氮焦化废水，2为活性炭预处理后的废水，3为吸附氨氮、焦油及有机物后的废水，4为50~400℃的氮气，5为60-200℃的热水，6为再生出来的气体。

下面通过实施例对本发明作进一步的阐述，但不仅限于本实施例。

具体实施方式

【实施例1】

具体的实施方式如图1所示的装置流程，含焦油浓度181mg/L，含挥发氨含量为3g/L（碳酸氢铵、游离氨），COD（化学需氧量）为8000 mg/L的焦化废水送入装填有吸附剂的吸附塔，其中所述的吸附剂为分子筛吸附剂，吸附剂采用疏水的ZSM-5型分子筛；吸附后的废水送入储水池；储水池中的一部分废水作为冷却水回用，一部分排放。处理后的废水中焦油含量为2.2 mg /L，氨氮含量为80mg/L，COD含量为2000 mg/L。

【实施例2】

具体的实施方式如图1所示的装置流程，含焦油浓度200mg/L的焦化废水送入装填有吸附剂的吸附塔，其中所述的吸附剂为分子筛吸附剂，吸附剂采用TS-1型分子筛；吸附后的焦化废水送入储水池；储水池中的一部分废水作为冷却水回用，一部分排放。处理前的焦化废水含焦油浓度200mg/L，含挥发氨含量为3g/L，COD为8000 mg/L，处理后的焦化废水中，焦油含量为3 mg /L，氨氮含量为60mg/L，COD含量为1500 mg/L。

【实施例3】

具体的实施方式如图1所示的装置流程，含焦油浓度220mg/L的焦化废水送入装填有吸附剂的吸附塔，其中所述的吸附剂为分子筛吸附剂，吸附剂采用Ti-MOR分子筛；吸附后的焦化废水送入储水池；储水池中的一部分废水作为冷却水回用，一部分排放。

处理前的焦化废水含焦油浓度100mg/L，含挥发氨含量为4g/L，COD为7000 mg/L，处理后的焦化废水中，焦油含量为1 mg /L，氨氮含量为50mg/L，COD含量为1000 mg/L。

【实施例4】

具体的实施方式如图1所示的装置流程，含焦油浓度170mg/L的焦化废水送入装填有吸附剂的吸附塔，其中所述的吸附剂为分子筛吸附剂，吸附剂采用疏水的Ti-MWW型分子筛；吸附后的焦化废水送入生化池。

处理前的焦化废水含焦油浓度150mg/L，含挥发氨含量为3.5g/L，COD为6500 mg/L，处理后的焦化废水中，焦油含量为0.5 mg /L，氨氮含量为50mg/L，COD含量为600 mg/L。

吸附剂饱和后，用150℃的氮气再生5小时，再生后的废气进入脱硫塔前的初冷塔，再生后吸附剂继续使用，处理前的焦化废水含焦油浓度120mg/L，含挥发氨含量为3.8g/L，COD为6800 mg/L，处理后的焦化废水中，焦油含量为0.4 mg /L，氨氮含量为40mg/L，COD含量为500 mg/L，吸附剂活性能恢复。

【实施例5】

具体的实施方式如图1所示的装置流程，含焦油浓度238mg/L的焦化废水送入装填有吸附剂的吸附塔，其中所述的吸附剂为分子筛吸附剂，吸附剂采用铜改性的Y沸石分子筛；吸附后的焦化废水送入储水池；储水池中的一部分废水作为冷却水回用，一部分排放。处理后的废水中焦油含量为5.2mg/L。

【实施例6】

具体的实施方式如图1所示的装置流程，含焦油浓度176mg/L的焦化废水送入装填有吸附剂的吸附塔，其中所述的吸附剂为分子筛吸附剂，吸附剂采用铜锌改性的ZSM-5沸石分子筛，分子筛的硅铝摩尔比大于600；吸附后的焦化废水送入储水池；储水池中的一部分废水作为冷却水回用，一部分排放。处理后的废水中焦油含量为2.3mg/L。

【实施例7】

具体的实施方式如图1所示的装置流程，含焦油浓度208mg/L的焦化废水送入装填有吸附剂的吸附塔，其中所述的吸附剂为分子筛吸附剂，吸附剂采用铜锌改性的ZSM-5沸石分子筛，分子筛的硅铝摩尔比大于600；吸附过程中吸附塔中通入空气，吸附后的焦化废水送入储水池；储水池中的一部分废水作为冷却水回用，一部分排放。处理后的废水中苯并芘含量为2.5mg/L。

【实施例8】

具体的实施方式如图1所示的装置流程，含焦油浓度228mg/L的焦化废水送入装填有吸附剂的吸附塔，其中所述的吸附剂为分子筛吸附剂，吸附剂采用铜锌改性的ZSM-5沸石分子筛，分子筛的硅铝摩尔比大于600；吸附过程中吸附塔中通入臭氧，吸附后的废水送入储水池；储水池中的一部分废水作为冷却水回用，一部分排放。处理后的废水中苯并芘含量为5.5mg/L。

【实施例9】

含焦油浓度170mg/L的焦化废水送入装填有吸附剂的吸附塔，其中所述的吸附剂为分子筛吸附剂，吸附剂采用疏水的Ti-MWW型分子筛；吸附后的焦化废水送入生化池。

处理前的焦化废水含焦油浓度150mg/L，含挥发氨含量为3.5g/L，COD为6500 mg/L，处理后的焦化废水中，焦油含量为0.5 mg /L，氨氮含量为50mg/L，COD含量为600 mg/L。

吸附剂饱和后，用150℃的氮气再生5小时，再生后的废气进入脱硫塔前的预冷塔，氮气再生后，再用90℃的热水清洗吸附剂，清洗后吸附剂继续使用，处理前的焦化废水含焦油浓度150mg/L，含挥发氨含量为3.6g/L，COD为6400 mg/L，处理后的焦化废水中，焦油含量为0.2 mg /L，氨氮含量为30mg/L，COD含量为300 mg/L，吸附剂活性能恢复。

【实施例10】

含焦油浓度170mg/L的焦化废水送入装填有吸附剂的吸附塔，其中所述的吸附剂为分子筛吸附剂，吸附剂采用疏水的Ti-MWW型分子筛；吸附后的焦化废水送入生化池。

处理前的焦化废水含焦油浓度150mg/L，含挥发氨含量为3.5g/L，COD为6500 mg/L，处理后的焦化废水中，焦油含量为0.5 mg /L，氨氮含量为50mg/L，COD含量为600 mg/L。

吸附剂饱和后，用150℃的氮气再生5小时，再生后的废气进入煤气初冷器前，氮气再生后，再用90℃的热水清洗吸附剂，清洗后吸附剂继续使用，处理前的焦化废水含焦油浓度150mg/L，含挥发氨含量为3.6g/L，COD为6400 mg/L，处理后的焦化废水中，焦油含量为0.2 mg /L，氨氮含量为30mg/L，COD含量为300 mg/L，吸附剂活性能恢复。

【实施例11】

含焦油浓度170mg/L的焦化废水送入装有活性炭的预处理吸附塔，预处理后的焦化废水进入装填有吸附剂的吸附塔，其中所述的吸附剂为分子筛吸附剂，吸附剂采用疏水的MOR型分子筛；吸附后的焦化废水送入生化池。

处理前的焦化废水含焦油浓度150mg/L，含挥发氨含量为3.5g/L，COD为6500 mg/L，处理后的焦化废水中，焦油含量为0.2mg /L，氨氮含量为30mg/L，COD含量为300 mg/L。

吸附剂饱和后，用150℃的氮气再生5小时，再生后的废气进入煤气初冷器前，氮气再生后，再用90℃的热水清洗吸附剂，清洗后吸附剂继续使用，处理前的焦化废水含焦油浓度150mg/L，含挥发氨含量为3.5g/L，COD为6500 mg/L，处理后的焦化废水中，焦油含量为0.2 mg /L，氨氮含量为30mg/L，COD含量为220 mg/L，吸附剂活性能恢复。

Claims (10)

1.一种焦化废水脱氨的处理方法，包括以下步骤：

a) 焦化厂的高氨氮焦化废水送入装填有微晶吸附剂的吸附塔，

b) 吸附后的焦化废水送入废水生化池，

c) 吸附饱和后的吸附剂，用50~400℃的氮气或者蒸汽再生；再用60-200℃的热水冲洗后继续使用。

2.根据权利要求1所述的焦化废水脱氨的方法，其特征在于所述的微晶吸附剂为分子筛吸附剂，分子筛选自包括X型分子筛、Y型分子筛、A型分子筛、TS-1、Ti-MWW、Ti-MOR、ZSM型分子筛、丝光沸石、β型分子筛、SAPO型分子筛、MCM-22、MCM-49、MCM-56、ZSM-5/丝光沸石、ZSM-5/β沸石、ZSM-5/Y、MCM-22/丝光沸石、ZSM-5/Magadiite、ZSM-5/β沸石/丝光沸石、ZSM-5/β沸石/Y沸石或ZSM-5/Y沸石/丝光沸石中的至少一种，所述的分子筛的硅铝摩尔比大于2。

3.根据权利要求1所述的焦化废水脱氨的处理方法，其特征在于所述的分子筛吸附剂中还含有包括元素周期表中第ⅠA、ⅡA、ⅤA、ⅠB、ⅡB、ⅢB、ⅣB、ⅤB、ⅥB、ⅦB或第Ⅷ族元素中的至少一种元素。

4.根据权利要求4所述的焦化废水脱氨的处理方法，其特征在于所述的元素周期表中第ⅡA元素选自镁和钙中的至少一种；第ⅠB族元素选自铜、银中的至少一种；第ⅢB族元素选自镧、铈、钇中的至少一种；所述的分子筛吸附剂中ZSM型分子筛选自包括ZSM-5、ZSM-23、ZSM-11、ZSM-48、ZSM-22中的至少一种，其中所述分子筛的硅铝摩尔比大于20。

5.根据权利要求1所述的焦化废水脱氨的处理方法，其特征在于吸附塔操作温度为10~80℃，操作压力为常压。

6.根据权利要求1所述的焦化废水脱氨的处理方法，其特征在于处理后的废水中，氨氮含量小于100mg/L，苯并芘的含量小于0.03 ug/L，COD小于4000mg/L，所述的分子筛吸附剂吸附饱和后，用氮气在80~200℃再生3~60小时后继续使用。

7.根据权利要求1所述的焦化废水脱氨的处理方法，其特征在于再生后的废气进入脱硫塔前的预冷塔中，或者进入煤气初冷器前。

8.根据权利要求6所述的焦化废水脱氨的处理方法，其特征在于再生后的废气进入脱硫塔前的预冷塔前，或者进入煤气初冷器前，先经过冷却。

9.根据权利要求1所述的焦化废水脱氨的处理方法，其特征在于废水送入装填有吸附剂的吸附塔前，经过活性炭预处理。

10.根据权利要求6所述的焦化废水脱氨的处理方法，其特征在于所述的分子筛吸附剂吸附饱和后，用氮气再生后，再用60-200℃的热水冲洗。