CN109678295A - 一种环保型焦油废水处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种环保型焦油废水处理方法，具体包括步骤一，使用过滤装置对焦油进行分级过滤以去除固体杂质；步骤二，将所得的已进行分级过滤的废水输入缓冲池；步骤三，将缓冲池内的废水输送至焦油沉淀罐内，向焦油废水中加入破乳剂、二甲基硅油，搅拌混合、静置分层，得到上层二甲基硅油和下层水；步骤四，将二甲基硅油层和水层分别输入油体罐和水体罐，将油层进行缩聚反应、过滤得到固体初聚物；步骤五，将固体初聚物进行聚合反应，得到最终产物沥青；步骤六，在所得水体中加入乙酸酸化，再经过微生物处理、沉降和吸附后达标排放。本发明提出的方法提高了焦油废水处理效果，实现了固体物再利用，使排放水质达到了国家工业水污染物排放标准。

Description

一种环保型焦油废水处理方法
技术领域
本发明涉及焦油废水的处理技术，尤其是一种环保型焦油废水处理方法。
背景技术
生物质发电技术是利用秸秆、禽畜粪便等生物质所具有的生物质能进行发电的新兴技术，是可再生能源发电的一种，生物质发电技术主要包括废弃物直接燃烧发电、混合发电、气化发电、垃圾发电以及沼气发电。其中直接燃烧发电是将生物质在锅炉中直接燃烧，产生蒸汽带动蒸汽轮机及发电机发电，生物质燃烧发电系统包括3个部分：燃烧炉、气体净化系统和发电机组，生物质直接燃烧发电的关键技术主要包括生物质原料预处理、燃烧炉防腐、燃烧炉的原料适用性以及燃料效率、蒸汽机效率。生物质原料在燃烧或气化过程中除了生成CO、CH4、H2等可燃气体外，还含有其他有害杂质，如焦油、H2S、NH3、HCN、HCl和灰分(灰尘、碳粒、碱金属)等。生物质气化炉中产生的可燃性气体，其中存在的焦油不仅降低了可燃气体的气化效率，造成了能源的严重浪费，焦油在低温下凝结成液体，容易和水、炭粒等结合在一起，堵塞输气管道，卡住阀门，腐蚀金属，加快设备的腐蚀速度；焦油成分复杂，可分析出的成分有200多种，主要成分不少于20种，其中含量大于5％的高浓度的有7种，即苯、萘、甲苯、二甲苯、苯乙烯、酚和茚，焦油废液中还含有氨氮、氰化物、固体颗粒物等污染物，多种环、稠环芳香烃有机物，烷烃有机物和胶质，毒性高，污染性大。
传统的焦油废水的处理方法主要包括重力分离、过滤网或者过滤膜吸附的方法，但这些方法的油类去除率仅为20～30wt.％，处理效果普遍较差难以满足要求，水体中仍存在大量的焦油类物质，焦油类物质未处理干净的水体进入生化处理系统，也会影响处理效果，将直接导致处理后的水体无法达到国家水质标准要求，影响水中微生物的生长，破坏水中的生态平衡；同时焦油废水处理过程中产生的固体物的利用问题仍是环保中难以解决的问题之一。
发明内容
为了克服现有技术中存在的存在的上述缺陷，提高焦油废水中焦油的去除率，提高处理效果，解决产生的固体残渣的循环再利用的问题，本发明提供一种环保型焦油废水处理方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种环保型焦油废水处理方法，包括以下步骤：
步骤一，使用过滤装置对焦油进行分级过滤以去除固体杂质，过滤出的固体杂质经干燥粉碎后可用于制作建筑用砖瓦的原料；
步骤二，将步骤一中所得的已进行分级过滤的废水输入缓冲池；
步骤三，通过提升泵将步骤二缓冲池内的废水输送至焦油沉淀罐内，在焦油沉淀罐的夹层内通入蒸汽确保罐体内废水的温度在60～80℃之间，向焦油废水中加入破乳剂和二甲基硅油，经过搅拌混合、静置分层，得到上层二甲基硅油和下层水；
步骤四，将步骤三所得的二甲基硅油层和水层分别输入油体罐和水体罐，并且油体罐内充入二甲基硅油前即使用惰性气体氮气或氩气去除罐体内的空气，之后持续向油体罐内输入该惰性气体，使油体在惰性气体的保护下进行缩聚反应，反应温度145℃，反应时间6h，冷却至10℃过滤得到固体初聚物；
步骤五，将固体初聚物在惰性气体氮气或氩气的保护下于360℃下进行聚合反应4.5h，得到最终产物沥青；
步骤六，将所述步骤四所得水体加热保温在30～40℃范围内，加入乙酸酸化后，再经过微生物处理、沉降和吸附后达标排放。
上述的一种环保型焦油废水处理方法，所述步骤一的过滤装置中设有三层过滤网，所述三层过滤网依次包括一级过滤网、二级过滤网和三级过滤网，并且一级过滤网、二级过滤网和三级过滤网的滤网网孔依次减小，对焦油进行微滤、超滤、纳滤三次分级过滤，所述一级过滤网的孔径为0.1～10um，二级过滤网的孔径为10～80nm，三级过滤网的孔径为1～10nm。
上述的一种环保型焦油废水处理方法，所述焦油废水与二甲基硅油的体积比为40～50:1。
上述的一种环保型焦油废水处理方法，所述油体罐设有保温夹层，所述保温夹层内充有保温蒸汽或加热循环油进行保温加热。
上述的一种环保型焦油废水处理方法，所述步骤六中乙酸的加入量为水体质量的0.2％～0.5％。
上述的一种环保型焦油废水处理方法，所述微生物处理过程为向水体中加入微生物污水处理菌，所述微生物污水处理菌的投加量为每立方米水1.0～1.2kg，微生物污水处理菌投放时水体的pH值为6.8～7.2，所述微生物污水处理菌为硝化反硝化复合菌种。
上述的一种环保型焦油废水处理方法，所述吸附过程中使用的吸附材料为活性炭材料。
与现有技术相比，本发明具有以下有益性效果：
本发明中提出的环保型焦油废水处理方法适用于生物质燃烧炉或者气化炉产生的焦油废水的处理，能够去除废水中含有的95％以上的焦油物质，提高了焦油废水的处理效果，达到了国家的工业水污染物排放标准；通过三级过滤网对污废水进行分级过滤处理，得到的固体产物用于建筑砖瓦的制作原料，并且分层得到的油层进行分步反应得到沥青，可用于道路建设，实现了固体废料最大程度的回收利用。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合具体实施方式对本发明作详细说明。
【实施例1】
一种环保型焦油废水处理方法，包括以下步骤：
步骤一，使用过滤装置对焦油进行分级过滤以去除固体杂质，过滤出的固体杂质经干燥粉碎后可用于制作建筑用砖瓦的原料；
步骤二，将步骤一中所得的已进行分级过滤的废水输入缓冲池；
步骤三，通过提升泵将步骤二缓冲池内的废水输送至焦油沉淀罐内，在焦油沉淀罐的夹层内通入蒸汽确保罐体内废水的温度为60℃，向焦油废水中加入破乳剂和二甲基硅油，经过搅拌混合、静置分层，得到上层二甲基硅油和下层水；
步骤四，将步骤三所得的二甲基硅油层和水层分别输入油体罐和水体罐，并且油体罐内充入二甲基硅油前即使用惰性气体氮气去除罐体内的空气，之后持续向油体罐内输入氮气，使油体在氮气的保护下进行缩聚反应，反应温度145℃，反应时间6h，冷却至10℃过滤得到固体初聚物；
步骤五，将步骤四所得的固体初聚物在氮气的保护下于360℃下进行聚合反应4.5h，得到最终产物沥青；
步骤六，将所述步骤四所得水体保温加热温度为30℃，加入乙酸酸化后，再经过微生物处理、沉降和吸附后达标排放。
进一步的，所述步骤一的过滤装置中设有三层过滤网，所述三层过滤网依次包括一级过滤网、二级过滤网和三级过滤网，并且一级过滤网、二级过滤网和三级过滤网的滤网网孔依次减小，对焦油进行微滤、超滤、纳滤三次分级过滤，所述一级过滤网的孔径为9um，二级过滤网的孔径为80nm，三级过滤网的孔径为10nm。
进一步的，所述焦油废水与二甲基硅油的体积比为40:1。
进一步的，所述油体罐设有保温夹层，所述保温夹层内输入保温蒸汽进行保温加热。
进一步的，所述步骤六中乙酸的加入量为水体质量的0.2％；所述微生物处理过程为向水体中加入微生物污水处理菌，所述微生物污水处理菌的投加量为每立方米水1.0kg，微生物污水处理菌投放时水体的pH值为6.8，所述微生物污水处理菌为硝化反硝化复合菌种；所述吸附过程中使用的吸附材料为活性炭材料。
【实施例2】
一种环保型焦油废水处理方法，包括以下步骤：
步骤一，使用过滤装置对焦油进行分级过滤以去除固体杂质，过滤出的固体杂质经干燥粉碎后可用于制作建筑用砖瓦的原料；
步骤二，将步骤一中所得的已进行分级过滤的废水输入缓冲池；
步骤三，通过提升泵将步骤二缓冲池内的废水输送至焦油沉淀罐内，在焦油沉淀罐的夹层内通入蒸汽确保罐体内废水的温度为70℃，向焦油废水中加入破乳剂和二甲基硅油，经过搅拌混合、静置分层，得到上层二甲基硅油和下层水；
步骤四，将步骤三所得的二甲基硅油层和水层分别输入油体罐和水体罐，并且油体罐内充入二甲基硅油前即使用惰性气体氩气去除罐体内的空气，之后持续向油体罐内输入氩气，使油体在氩气的保护下进行缩聚反应，反应温度145℃，反应时间6h，冷却至10℃过滤得到固体初聚物；
步骤五，将固体初聚物在氩气的保护下于360℃下聚合反应4.5h，得到最终产物沥青；
步骤六，将所述步骤四所得水体保温加热在35℃，加入乙酸酸化后，再经过微生物处理、沉降和吸附后达标排放。
进一步的，所述步骤一的过滤装置中设有三层过滤网，所述三层过滤网依次包括一级过滤网、二级过滤网和三级过滤网，并且一级过滤网、二级过滤网和三级过滤网的滤网网孔依次减小，对焦油进行微滤、超滤、纳滤三次分级过滤，所述一级过滤网的孔径为5um，二级过滤网的孔径为50nm，三级过滤网的孔径为5nm。
进一步的，所述焦油废水与二甲基硅油的体积比为45:1。
进一步的，所述油体罐设有保温夹层，所述保温夹层内设有加热循环油进行保温加热。
进一步的，所述步骤六中乙酸的加入量为水体质量的0.35％；所述微生物处理过程为向水体中加入微生物污水处理菌，所述微生物污水处理菌的投加量为每立方米水1.1kg，微生物污水处理菌投放时水体的pH值为7.0，所述微生物污水处理菌为硝化反硝化复合菌种；所述吸附过程中使用的吸附材料为活性炭材料。
【实施例3】
一种环保型焦油废水处理方法，包括以下步骤：
步骤一，使用过滤装置对焦油进行分级过滤以去除固体杂质，过滤出的固体杂质经干燥粉碎后可用于制作建筑用砖瓦的原料；
步骤二，将步骤一中所得的已进行分级过滤的废水输入缓冲池；
步骤三，通过提升泵将步骤二缓冲池内的废水输送至焦油沉淀罐内，在焦油沉淀罐的夹层内通入蒸汽确保罐体内废水的温度为80℃，向焦油废水中加入破乳剂和二甲基硅油，经过搅拌混合、静置分层，得到上层二甲基硅油和下层水；
步骤四，将步骤三所得的二甲基硅油层和水层分别输入油体罐和水体罐，并且油体罐内充入二甲基硅油前即使用惰性气体氮气去除罐体内的空气，之后持续向油体罐内输入惰性气体氮气，使油体在氮气保护下进行缩聚反应，反应温度145℃，反应时间6h，冷却至10℃过滤得到固体初聚物；
步骤五，将步骤四所得的固体初聚物在氮气的保护下于360℃下聚合反应4.5h，得到最终产物沥青；
步骤六，将所述步骤四所得水体保温加热在40℃，加入乙酸酸化后，再经过微生物处理、沉降和吸附后达标排放。
进一步的，所述步骤一的过滤装置中设有三层过滤网，所述三层过滤网依次包括一级过滤网、二级过滤网和三级过滤网，并且一级过滤网、二级过滤网和三级过滤网的滤网网孔依次减小，对焦油进行微滤、超滤、纳滤三次分级过滤，所述一级过滤网的孔径为0.1um，二级过滤网的孔径为10nm，三级过滤网的孔径为1nm。
进一步的，所述焦油废水与二甲基硅油的体积比为50:1。
进一步的，所述油体罐设有保温夹层，所述保温夹层内输有保温蒸汽进行保温加热。
进一步的，所述步骤六中乙酸的加入量为水体质量的0.5％；所述微生物处理过程为向水体中加入微生物污水处理菌，所述微生物污水处理菌的投加量为每立方米水1.2kg，微生物污水处理菌投放时水体的pH值为7.2，所述微生物污水处理菌为硝化反硝化复合菌种；所述吸附过程中使用的吸附材料为活性炭材料。
以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种环保型焦油废水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，使用过滤装置对焦油进行分级过滤以去除固体杂质，过滤出的固体杂质经干燥粉碎后可用于制作建筑用砖瓦的原料；
步骤二，将步骤一中所得的已进行分级过滤的废水输入缓冲池；
步骤三，通过提升泵将步骤二缓冲池内的废水输送至焦油沉淀罐内，在焦油沉淀罐的夹层内通入蒸汽确保罐体内废水的温度在60～80℃之间，向焦油废水中加入破乳剂和二甲基硅油，经过搅拌混合、静置分层，得到上层二甲基硅油和下层水；
步骤四，将步骤三所得的二甲基硅油层和水层分别输送至油体罐和水体罐内，并且油体罐内充入二甲基硅油前即使用惰性气体去除罐体内的空气，之后持续向油体罐内输入惰性气体，使油体在惰性气体的保护下进行缩聚反应，反应温度145℃，反应时间6h，冷却至10℃过滤得到固体初聚物；
步骤五，将固体初聚物在惰性气体的保护下于360℃下聚合反应4.5h，得到最终产物沥青；
步骤六，将所述步骤四所得水体保温加热在30～40℃范围内，加入乙酸酸化后，再经过微生物处理、沉降和吸附后达标排放。
2.根据权利要求1所述的一种环保型焦油废水处理方法，其特征在于，所述步骤一的过滤装置中设有三层过滤网，所述三层过滤网依次包括一级过滤网、二级过滤网和三级过滤网，并且一级过滤网、二级过滤网和三级过滤网的滤网网孔依次减小，对焦油进行微滤、超滤、纳滤三次分级过滤，所述一级过滤网的孔径为0.1～10um，二级过滤网的孔径为10～80nm，三级过滤网的孔径为1～10nm。
3.根据权利要求1所述的一种环保型焦油废水处理方法，其特征在于，所述焦油废水与二甲基硅油的体积比为40～50:1。
4.根据权利要求1所述的一种环保型焦油废水处理方法，其特征在于，所述油体罐设有保温夹层，所述保温夹层内充有保温蒸汽或加热循环油进行保温加热。
5.根据权利要求1所述的一种环保型焦油废水处理方法，其特征在于，所述步骤六中乙酸的加入量为水体质量的0.2％～0.5％。
6.根据权利要求1所述的一种环保型焦油废水处理方法，其特征在于，所述惰性气体为氮气或氩气。
7.根据权利要求1所述的一种环保型焦油废水处理方法，其特征在于，所述微生物处理过程中使用的微生物污水处理菌为硝化反硝化复合菌种。
8.根据权利要求1所述的一种环保型焦油废水处理方法，其特征在于，所述吸附过程中使用的吸附材料为活性炭材料。
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