CN110655259B - 一种煤化工废水萃取脱酚资源化处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种煤化工废水萃取脱酚资源化处理工艺，该工艺先将废水进行除油处理，除油出水经萃取脱酚后进行蒸氨处理，得到的萃取液与蒸氨废水进行换热处理，升温后的萃取液进行渗透汽化处理，从而分离萃取剂和酚类化合物；萃取剂与换热后的蒸氨废水进行二次换热，最终得到的萃取剂回收，蒸氨废水进入下一步生化处理；本发明处理工艺流程简单，不但降低萃取剂损失，而且回收的苯酚产品纯度高，萃取剂回收后可以直接重复利用。

Description

一种煤化工废水萃取脱酚资源化处理工艺
技术领域
本发明属于废水深度处理领域，尤其涉及一种煤化工废水萃取脱酚资源化处理工艺。
背景技术
随着煤化工行业的快速发展，其废水排放量日益增加，其中含酚废水的危害较大，苯酚及其他酚类化合物会引起人体的皮肤过敏、贫血及各种神经系统疾病，肆意排放将引起动植物死亡，严重破坏生态环境。
目前含酚废水的处理方法主要为吸附法、蒸汽法和萃取法等，萃取法具备能耗低、利于回收重复利用等优点，因而被广泛应用，但其缺点是易存在溶剂损失，造成溶剂消耗量大；萃取剂剂回收多采用碱液进行反萃取，不仅增加了溶剂损失，且工艺流程繁琐，不利于酚类化合物的最终回收。
专利CN103964543B公开了一种煤化工领域废水除油脱酚的方法，其工艺方法包含废水预处理、萃取除油脱酚和萃取剂回收程序，达到了良好的除油脱酚效果，但其萃取剂回收方法为碱洗法，其中容易造成两项共混，增加萃取剂损失，且得到的酚钠盐溶液浓度较低。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种煤化工废水萃取脱酚资源化处理工艺，该工艺在现有技术基础上，通过渗透汽化技术实现了萃取剂和酚类化合物的直接分离回收，不但降低萃取剂损失，而且经渗透汽化的苯酚产品纯度高，工艺流程简单。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种煤化工废水萃取脱酚资源化处理工艺，先将所述废水进行除油处理，除油出水经萃取脱酚后进行蒸氨处理，得到的萃取液与蒸氨废水进行换热处理，升温后的萃取液进行渗透汽化处理，从而分离萃取剂和酚类化合物；所述萃取剂与换热后的蒸氨废水进行二次换热，最终得到的萃取剂回收，蒸氨废水进入下一步生化处理。
所述除油处理包括依次连接的重力除油和气浮除油；
所述重力除油优选为隔油池、隔油井、除油罐、粗粒化除油中的任意一种；
所述气浮除油优选为加全流程加压溶气气浮、部分加压溶气气浮或部分回流加压溶气气浮中的任意一种；
经除油处理后的废水除油率≥80%。
萃取脱酚处理优选采用填料萃取塔、筛板萃取塔、转盘萃取塔、振动筛板塔或多级离心萃取塔中的任意一种。
萃取剂优选为甲基异丁基甲酮、乙酸乙酯、苯或二异丙醚中的至少一种；
萃取剂和水的体积比为1:20—1:1；
萃取温度优选为30-50℃。
萃取脱酚处理后，酚类化合物去除率≥95%。
蒸氨处理优选为直接蒸氨或间接蒸氨中的任意一种；
蒸氨单元出水温度为100-110℃；
蒸氨处理氨氮去除率≥95%。
换热处理选用换热器，所述换热器优选为浮头式换热器、固定管板式换热器、U形管板式换热器或板式换热器中的任意一种；换热后的萃取液出口温度为30-80℃，蒸氨废水进入二次换热处理。
渗透汽化处理采用抽真空法，渗透汽化膜优选为亲水性复合平板膜；
渗透汽化操作温度优选为30-80℃；
最终回收的萃取剂分离因子≥15，回收率≥90%。
渗透汽化回收的萃取剂与换热后的蒸氨废水进行二次换热，最终萃取剂出口温度为30-50℃，可回用于萃取脱酚处理，蒸氨废水进一步进行生化处理。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
（1）本发明公开了一种煤化工废水萃取脱酚资源化处理工艺，该工艺流程简单，不但降低萃取剂损失，而且回收的苯酚产品纯度高，经分离的萃取剂可以直接重复利用；
（2）通过蒸氨处理排出的冷凝水与渗透汽化处理进出水进行换热升温，大大节省了加热成本，强化了渗透汽化处理工作效率，且蒸氨废水温度降低有利于后续生化等深度处理，从而提高系统稳定性。
附图说明
图1 是本发明用于煤化工废水萃取脱酚资源化处理工艺流程图。
具体实施方式
为了更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下：
如图1所示，一种煤化工废水萃取脱酚资源化处理工艺，先将所述废水进行除油处理，除油出水经萃取脱酚后进行蒸氨处理，得到的萃取液与蒸氨废水进行换热处理，升温后的萃取液进行渗透汽化处理，从而分离萃取剂和酚类化合物；萃取剂与换热后的蒸氨废水进行二次换热，最终得到的萃取剂回收，蒸氨废水进入下一步生化处理。
其中，除油处理包括依次连接的重力除油和气浮除油；重力除油优选为隔油池、隔油井、除油罐、粗粒化除油中的任意一种；气浮除油优选为加全流程加压溶气气浮、部分加压溶气气浮或部分回流加压溶气气浮中的任意一种，经除油处理后的废水除油率≥80%。
萃取脱酚处理优选采用填料萃取塔、筛板萃取塔、转盘萃取塔、振动筛板塔或多级离心萃取塔中的任意一种，萃取剂优选为甲基异丁基甲酮、乙酸乙酯、苯或二异丙醚中的至少一种，萃取剂和水的体积比为1:20—1:1，1:20、1:19、1:18、1:17、1:16、1:15、1:14、1:13、1:12、1:11、1:10、1:9、1:8、1:7、1:6、1:5、1:4、1:3、1:2、1:1；萃取温度优选为30-50℃，30℃、31℃、32℃、33℃、34℃、35℃、36℃、37℃、38℃、39℃、40℃、41℃、42℃、43℃、44℃、45℃、46℃、47℃、48℃、49℃、50℃，萃取脱酚处理后，酚类化合物去除率≥95%
v.蒸氨处理优选为直接蒸氨或间接蒸氨中的任意一种；蒸氨单元出水温度为100-110℃，100℃、101℃、102℃、103℃、104℃、105℃、106℃、107℃、108℃、109℃、110℃；蒸氨处理氨氮去除率≥95%。
换热处理选用换热器，换热器优选为浮头式换热器、固定管板式换热器、U形管板式换热器或板式换热器中的任意一种；换热后的萃取液出口温度为30-80℃，30℃、31℃、32℃、33℃、34℃、35℃、36℃、37℃、38℃、39℃、40℃、41℃、42℃、43℃、44℃、45℃、46℃、47℃、48℃、49℃、50℃、51℃、52℃、53℃、54℃、55℃、56℃、57℃、58℃、59℃、60℃、61℃、62℃、63℃、64℃、65℃、66℃、67℃、68℃、69℃、70℃、71℃、72℃、73℃、74℃、75℃、76℃、77℃、78℃、79℃、80℃，蒸氨废水进入二次换热处理。
渗透汽化处理采用抽真空法，渗透汽化膜优选为亲水性复合平板膜；渗透汽化操作温度优选为30-80℃，30℃、31℃、32℃、33℃、34℃、35℃、36℃、37℃、38℃、39℃、40℃、41℃、42℃、43℃、44℃、45℃、46℃、47℃、48℃、49℃、50℃、51℃、52℃、53℃、54℃、55℃、56℃、57℃、58℃、59℃、60℃、61℃、62℃、63℃、64℃、65℃、66℃、67℃、68℃、69℃、70℃、71℃、72℃、73℃、74℃、75℃、76℃、77℃、78℃、79℃、80℃，最终回收的萃取剂分离因子≥15，回收率≥90%。
渗透汽化回收的萃取剂与换热后的蒸氨废水进行二次换热，最终萃取剂出口温度为30-50℃，30℃、31℃、32℃、33℃、34℃、35℃、36℃、37℃、38℃、39℃、40℃、41℃、42℃、43℃、44℃、45℃、46℃、47℃、48℃、49℃、50℃，可回用于萃取脱酚处理，蒸氨废水进一步进行生化处理。
实施例1
某煤化工工厂废水油含量100mg/L，苯酚含量为3000mg/L，氨氮含量为2000mg/L，采用如下方法处理：
将煤化工废水预处理后进行除油处理，除油技术包含重力除油和气浮除油技术，重力除为隔油池，气浮除油为全流程加压溶气气浮，除油单元出水油含量为8mg/L；
将步骤（1）处理后的煤化工废水进行萃取脱酚处理，萃取脱酚装置为筛板萃取塔，萃取剂为甲基异丁基甲酮，萃取剂和水的体积比为1:10，萃取温度为45℃，萃取后出水苯酚含量为120mg/L；
将步骤（2）处理后的废水进行蒸氨处理，蒸氨技术为直接蒸氨，蒸氨单元出水温度为105℃，蒸氨出水氨氮含量为80mg/L；
将步骤（2）中萃取液和步骤（3）中处理后的废水进行换热处理，换热器为板式换热器，萃取液出口温度为80℃，废水换热后再进行二级换热处理；
将步骤（4）中升温后的萃取液进行渗透汽化处理，渗透汽化采用抽真空法，渗透汽化膜为亲水性复合平板膜，操作温度为80℃ ，萃取剂分离因子约为20，回收率约为98%；
将步骤（5）中分离出的萃取剂和步骤（4）换热后的废水进行二级换热处理，换热器为板式换热器，萃取剂出口温度为30℃，经蒸汽进一步预热至45℃，返回萃取单元，二次换热后的蒸氨出水进一步进行生化处理。
实施例2
某煤化工工厂废水油含量50mg/L，苯酚含量为2000mg/L，氨氮含量为2000mg/L，采用如下方法处理：
将煤化工废水预处理后进行除油处理，除油技术包含重力除油和气浮除油技术，重力除为隔油池，气浮除油为全流程加压溶气气浮，除油单元出水油含量为6mg/L；
将步骤（1）处理后的煤化工废水进行萃取脱酚处理，萃取脱酚装置为筛板萃取塔，萃取剂为甲基异丁基甲酮，萃取剂和水的体积比为1:10，萃取温度为45℃，萃取后出水苯酚含量为80mg/L；
将步骤（2）处理后的废水进行蒸氨处理，蒸氨技术为直接蒸氨，蒸氨单元出水温度为105℃，蒸氨出水氨氮含量为80mg/L；将步骤（2）中萃取液和步骤（3）中处理后的废水进行换热处理，换热器为板式换热器，萃取液出口温度为80℃，废水换热后再进行二级换热处理；
将步骤（4）中升温后的萃取液进行渗透汽化处理，渗透汽化采用抽真空法，渗透汽化膜为亲水性复合平板膜，操作温度为80℃ ，萃取剂分离因子约为20，回收率约为98%；
将步骤（5）中分离出的萃取剂和步骤（4）换热后的废水进行二级换热处理，换热器为板式换热器，萃取剂出口温度为30℃，经蒸汽进一步预热至45℃，返回萃取单元，二次换热后的蒸氨出水进一步进行生化处理。
实施例3
某煤化工工厂废水油含量150mg/L，苯酚含量为5000mg/L，氨氮含量为3000mg/L，采用如下方法处理：
将煤化工废水预处理后进行除油处理，除油技术包含重力除油和气浮除油技术，重力除为隔油池，气浮除油为全流程加压溶气气浮，除油单元出水油含量为10mg/L；
将步骤（1）处理后的煤化工废水进行萃取脱酚处理，萃取脱酚装置为筛板萃取塔，萃取剂为甲基异丁基甲酮，萃取剂和水的体积比为1:15，萃取温度为45℃，萃取后出水苯酚含量为180mg/L；
将步骤（2）处理后的废水进行蒸氨处理，蒸氨技术为直接蒸氨，蒸氨单元出水温度为105℃，蒸氨出水氨氮含量为200mg/L；
将步骤（2）中萃取液和步骤（3）中处理后的废水进行换热处理，换热器为板式换热器，萃取液出口温度为80℃，废水换热后再进行二级换热处理；
将步骤（4）中升温后的萃取液进行渗透汽化处理，渗透汽化采用抽真空法，渗透汽化膜为亲水性复合平板膜，操作温度为80℃ ，萃取剂分离因子约为20，回收率约为98%；
将步骤（5）中分离出的萃取剂和步骤（4）换热后的废水进行二级换热处理，换热器为板式换热器，萃取剂出口温度为30℃，经蒸汽进一步预热至45℃，返回萃取单元，二次换热后的蒸氨出水进一步进行生化处理。
实施例4
某煤化工工厂废水油含量80mg/L，苯酚含量为1500mg/L，氨氮含量为1000mg/L，采用如下方法处理：
将煤化工废水预处理后进行除油处理，除油技术包含重力除油和气浮除油技术，重力除为隔油池，气浮除油为全流程加压溶气气浮，除油单元出水油含量为6mg/L；
将步骤（1）处理后的煤化工废水进行萃取脱酚处理，萃取脱酚装置为筛板萃取塔，萃取剂为甲基异丁基甲酮，萃取剂和水的体积比为1:15，萃取温度为40℃，萃取后出水苯酚含量为45mg/L；
将步骤（2）处理后的废水进行蒸氨处理，蒸氨技术为直接蒸氨，蒸氨单元出水温度为105℃，蒸氨出水氨氮含量为40mg/L；
将步骤（2）中萃取液和步骤（3）中处理后的废水进行换热处理，换热器为板式换热器，萃取液出口温度为70℃，废水换热后再进行二级换热处理；
将步骤（4）中升温后的萃取液进行渗透汽化处理，渗透汽化采用抽真空法，渗透汽化膜为亲水性复合平板膜，操作温度为70℃ ，萃取剂分离因子约为18，回收率约为98%；
将步骤（5）中分离出的萃取剂和步骤（4）换热后的废水进行二级换热处理，换热器为板式换热器，萃取剂出口温度为30℃，经蒸汽进一步预热至40℃，返回萃取单元，二次换热后的蒸氨出水进一步进行生化处理。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (9)

1.一种煤化工废水萃取脱酚资源化处理工艺，其特征在于，先将所述废水进行除油处理，除油出水经萃取脱酚后进行蒸氨处理，得到的萃取液与蒸氨废水进行换热处理，升温后的萃取液进行渗透汽化处理，从而分离萃取剂和酚类化合物；所述萃取剂与换热后的蒸氨废水进行二次换热，最终得到的萃取剂回收，蒸氨废水进入下一步生化处理。
2.如权利要求1所述的处理工艺，其特征在于，所述除油处理包括依次连接的重力除油和气浮除油；
所述重力除油为隔油池、隔油井、除油罐、粗粒化除油中的任意一种；
所述气浮除油为加全流程加压溶气气浮、部分加压溶气气浮或部分回流加压溶气气浮中的任意一种。
3.如权利要求2所述的处理工艺，其特征在于，经除油处理后的废水除油率≥80%。
4.如权利要求3所述的处理工艺，其特征在于，萃取脱酚处理采用填料萃取塔、筛板萃取塔、转盘萃取塔、振动筛板塔或多级离心萃取塔中的任意一种；
萃取剂为甲基异丁基甲酮、乙酸乙酯、苯或二异丙醚中的至少一种；
萃取剂和水的体积比为1:20 - 1:1；
萃取温度为30-50℃。
5.如权利要求4所述的处理工艺，其特征在于，萃取脱酚处理后，酚类化合物去除率≥95%。
6.如权利要求5所述的处理工艺，其特征在于，蒸氨处理为直接蒸氨或间接蒸氨中的任意一种；蒸氨单元出水温度为100-110℃；蒸氨处理氨氮去除率≥95%。
7.如权利要求6所述的处理工艺，其特征在于，换热处理选用换热器，所述换热器为浮头式换热器、固定管板式换热器、U形管板式换热器或板式换热器中的任意一种；换热后的萃取液出口温度为30-80℃，蒸氨废水进入二次换热处理。
8.如权利要求7所述的处理工艺，其特征在于，渗透汽化处理采用抽真空法，渗透汽化膜为亲水性复合平板膜；渗透汽化操作温度为30-80℃；最终回收的萃取剂分离因子≥15，回收率≥90%。
9.如权利要求8所述的处理工艺，其特征在于，渗透汽化回收的萃取剂与换热后的蒸氨废水进行二次换热，最终萃取剂出口温度为30-50℃，回用于萃取脱酚处理，蒸氨废水进一步进行生化处理。
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