CN116282731A - 一种兰炭酚氨废水的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了本发明提供一种兰炭酚氨废水的处理方法,属于兰炭酚氨废水处理领域。本发明将废水依次经单塔加压汽提脱酸脱氨―双塔串联萃取脱酚―溶剂回收―废水汽提处理工艺,改进了原兰炭废水处理技术除油处理工艺中的不足,降低了系统开车运行过程中的能量投用和安全隐患问题,提高了兰炭废水处理工艺中煤焦油、酚、氨等有用物质的资源化回收,保证了进入生化处理系统的废水的质量;而采用的水油分离装置能够将废水中悬浮油、分散油和乳化油同时去除,分离效率高,实现了兰炭废水处理领域能够深度除油净化,降低后端蒸氨脱酚系统塔板、换热器堵塞风险;之后进行萃取分离酚类,最终实现对兰炭酚氨废水的处理。
Description
技术领域
本发明属于兰炭酚氨废水处理领域,尤其是一种兰炭酚氨废水的处理方法。
背景技术
目前兰炭(半焦)生产产业正在向大型化、集中化方向发展。在兰炭生产过程中会产生大量的兰炭废水,兰炭废水组分复杂,含大量的油、悬浮物、酚、氨等有机污染物,COD和色度很高,可生化性极差。兰炭废水处理后大部分作为熄焦水用于高温兰炭熄焦使用,或者经中水深度除盐处理后作为循环水使用。现有的兰炭废水处理技术路线,主要包括除油预处理系统、酚氨回收系统、生化处理系统及中水回用系统。而工艺前段除油处理和酚氨回收系统运行效果的好坏将直接影响后端生化系统能否正常开启运行。为进一步降低兰炭废水中污染物浓度及提高废水的可生化性,需要对兰炭废水处理工艺进行优化提升。
目前,兰炭废水除油系统多为隔油池等土建构筑物,投资成本高,除油效果差,大量煤焦油(轻油、重油)仍旧被废水带入后端酚氨回收装置,造成酚氨回收系统无法正常运行,煤焦油堵塞塔器塔板、管道及换热器,造成资源浪费,甚至导致整个系统瘫痪报废;而酚氨回收系统中萃取塔所用萃取剂多为络合萃取剂,此络合萃取剂不能同时保证对废水中的单元酚和多元酚均具有较大的分配系数,且络合萃取剂后期再生也较困难,不仅影响处理效果,也使得萃取剂在使用过程中浪费;为控制脱酸塔塔釜温度及溶剂回收塔塔釜温度,脱酸塔和溶剂回收塔底部分别采用0.7MPa左右和1.1MPa左右的低压蒸汽,而塔底采用塔釜再沸器和对应的蒸汽管道就会造成项目建设过程中投资成本的增加。而按照目前的处理工艺,若继续开启被煤焦油污堵后的系统,则需要加大蒸汽用量及蒸汽压力,这不仅产生巨大的能量损耗,也对整个系统有很大的安全隐患。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点,提供一种兰炭酚氨废水的处理方法。
为达到上述目的,本发明采用以下技术方案予以实现:
一种兰炭酚氨废水的处理方法,包括以下步骤:
(1)将兰炭废水通入两个串联的油水分离装置内,二级油水分离装置内将悬浮油、分散油及乳化油从兰炭废水中分离出去;
(2)除油后兰炭废水分为两股进料进入脱酸脱氨塔内,一股作为冷进料进入脱酸脱氨塔的顶部,另一股作为热进料进入脱酸脱氨塔的中部,同时在酸脱氨塔内加入碱液和通入蒸汽,此时,依靠酸性气体和NH3在废水中溶解度不同,分时段从废水中逸出,实现废水中酸性气体和NH3的分离;
(3)脱酸脱氨后废水依次通入双串联萃取塔内,萃取塔内从塔底通入萃取剂,废水与塔底逆流上升的萃取剂进行接触,利用酚类物质在萃取剂和废水中溶解度的差异,实现废水中酚类物质向萃取剂中的转移;
(4)将萃取塔塔顶内的萃取物通入萃取物槽,而后进入溶剂回收塔中,溶剂回收塔提供高温使得萃取物分离出萃取剂和粗酚,分离出的萃取剂进入溶剂循环槽中进行循环利用,而粗酚作为产品输出;
(5)将萃取塔塔底的萃余相通入废水汽提塔内,废水汽提塔内同时通入蒸汽,在蒸汽的作用下将萃余相中残余萃取剂蒸出,蒸出的萃取剂通入溶剂循环槽中进行循环利用;
(6)对萃余相中的废水进行检测,若各项指标合格后输出使用;
若有指标不合格,则将所述废水输入至脱酸脱氨塔中,循环进行步骤(2)~(5)。
进一步的,步骤(2)中,将产生的富氨气体通入三级分凝系统中分凝富集,之后与检测合格的酸性气体作为煤气使用。
进一步的,步骤(3)中,所述萃取剂为甲基异丁基甲酮MIBK。
进一步的,步骤(1)中,步骤(2)中产生的酸性气体为H2S或CO2。
进一步的,步骤(1)中,两个串联的油水分离装置包括相连通的一级油水分离装置和二级油水分离装置;
一级油水分离装置的出水口连接有二级油水分离装置的进水口。
进一步的,一级油水分离装置包括一级筒体,一级筒体上开设有一级进水口和一级出水口,一级筒体内排列的设置有一级第一除油元件、一级第二除油元件和一级第三除油元件,一级第一除油元件通过一级布水管连接一级进水口,一级第一除油元件的收水管连接一级第二除油元件和一级第三除油元件的一级布水管,一级第二除油元件和一级第三除油元件的收水管与一级出水口相连;
一级筒体的顶部设有轻油收集包和轻油付排油出口,一级筒体的底部设有重油收集包和排污口。
进一步的,所述二级油水分离装置包括二级筒体,所述二级筒体上设有二级进水口和二级出水口,所述二级筒体内排列的设置有破乳元件和除油元件,破乳元件的布水管连接有二级进水口,破乳元件的收水管连接有除油元件的布水管,除油元件的收水管连接有二级出水口;
二级筒体的顶部设有轻油收集包和轻油付排油出口,二级筒体的底部设有重油收集包和排污口。
进一步的,所述除油元件均为空间网状纤维结构的超亲油疏水型材料构成。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
本发明提供一种兰炭酚氨废水的处理方法,依次经单塔加压汽提脱酸脱氨―双塔串联萃取脱酚―溶剂回收―废水汽提处理工艺,改进了原兰炭废水处理技术除油处理工艺中的不足,降低了系统开车运行过程中的能量投用和安全隐患问题,提高了兰炭废水处理工艺中煤焦油、酚、氨等有用物质的资源化回收,保证了进入生化处理系统的废水的质量;而采用的水油分离装置能够将废水中悬浮油、分散油和乳化油同时去除,分离效率高,实现了兰炭废水处理领域能够深度除油净化,降低后端蒸氨脱酚系统塔板、换热器堵塞风险;之后进行萃取分离酚类,最终实现对兰炭酚氨废水的处理。
进一步的,萃取剂为甲基异丁基甲酮MIBK,该萃取剂对废水中多元酚和单元酚均具有很高的分配系数,对总酚去除率高,且萃取剂再生效果好。
进一步的,当废水通过除油元件时,超亲油丝状体将捕集废水中油珠,油珠被捕集不断长大聚集,同时在废水湍流作用下,油珠之间将产生大量的碰撞,油珠长大形成油膜,形成油层的速度不断被加快加剧,最终密度小于水的油膜上浮至水层上端,密度大于水的油膜下落至水层之下,后经排油通道分别排出,实现对粒径大于40μm的小油粒的去除。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图;
图2是本发明的一级油水分离装置的结构图;
图3是本发明的二级油水分离装置的结构图;
其中:1-1-一级筒体;1-2-一级进水口;1-3-一级反洗水进口;1-4-一级进水布水管;1-5-一级第一轻油收集包;1-6-一级第一轻油付油出口;1-7-一级第二轻油付油出口;1-8-一级布水管;1-9-一级第二除油元件;1-10-一级第一反洗水进口;1-11-一级第二轻油收集包;1-12-一级第二除油元件;1-13-一级设备出水口;1-14-一级第三除油元件;1-15-一级第一排污口;1-16-一级鞍座;1-17-一级第一重油收集包;1-18-一级第二排污口;1-19-一级第二重油收集包;1-20-一级第三排污口;2-1-二级筒体;2-2-二级第一腔室进水口;2-3-二级第一反洗水入口;2-4-破乳元件;2-5-二级第一腔室出水口;2-6-二级第二腔室出水口;2-7-二级第二反洗水入口;2-8-二级第二腔室进水口;2-9-二级第三腔室进水口;2-10-二级轻油收集包;2-11-二级第三腔室反洗水入口;2-12-二级除油元件;2-13-二级除油元件布水管;2-14-二级出水口;2-15-二级蒸汽进气管;2-16-二级第一腔室排污口;2-17-二级第二腔室排污口;2-18-二级重油收集包;2-19-二级鞍座;2-20-二级第三腔室排污口。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,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的实施例,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,都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是,本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
下面结合附图对本发明做进一步详细描述:
参见图1,图1为本发明的兰炭酚氨废水的处理方法的流程图,一种兰炭酚氨废水的处理方法,包括以下流程:
单塔加压汽提脱酸脱氨-双塔串联萃取脱酚-溶剂回收;单塔加压汽提脱酸脱氨中,除油系统所用除油元件为强亲油疏水型材料和强破乳性能材料,所用萃取剂为针对多元酚和单元酚均具有大的分配系数的MIBK,且萃取剂MIBK再生容易。
一种兰炭酚氨废水的处理方法,具体步骤如下:
第一步:兰炭酚氨废水经除油装置1中深度去除煤焦油(悬浮油、分散油和乳化油)后进入单体加压汽提脱酸脱氨塔2内;
第二步:除油后兰炭酚氨废水分为两股进料,其中一股作为冷进料进入单体加压汽提脱酸脱氨塔的顶部,另一股作为热进料进入单体加压汽提脱酸脱氨塔的中部,在塔釜再沸器作用下,依据酸性气体和氨的溶解度的差异,实现兰炭酚氨废水中酸性气体和氨的充分分离,富氨气体进入三级分凝系统中分凝富集后连同塔顶酸性气体经检测合格后一同进入煤气管道;
第三步:脱酸脱氨后兰炭酚氨废水从单体加压汽提脱酸脱氨塔的塔底出来进入双串联萃取塔的塔顶,即第一萃取塔3和第二萃取塔4,与双串联萃取塔的塔底逆流上升的萃取剂MIBK进行充分接触,利用酚类物质在萃取剂MIBK和废水中溶解度的差异,实现废水中酚类物质向萃取剂MIBK中转移分离;
第四步:双串联萃取塔塔顶产生的萃取物1和萃取物2均进入萃取物槽5内,而后进入溶剂回收塔7中分离萃取剂MIBK和粗酚,分离后的萃取剂MIBK进入溶剂循环槽8中,以供萃取塔萃取循环使用,而粗酚作为产品外售;
第五步:两级串联双萃取塔塔底的萃余相1和萃余相2进入废水汽提塔内,利用塔底再沸器的作用将萃余相中残余萃取剂MIBK蒸出回收,处理后废水进入生化系统中去降解处理。
参见图2,图2为一级油水分离装置的结构示意图,一级油水分离包括一级筒体1-1,一级筒体1-1上开设有一级进水口1-2和一级出水口1-13,一级筒体1-1内排列的设置有一级第一除油元件1-14、一级第二除油元件1-9和一级第三除油元件1-12,一级第一除油元件1-14通过一级布水管3连接一级进水口1-2,一级第一除油元件1-14的收水管连接一级第二除油元件1-9和一级第三除油元件1-12的一级布水管8,一级第二除油元件1-9和一级第三除油元件1-12的收水管与一级出水口1-13相连;一级筒体1-1的顶部设有轻油收集包和轻油付排油出口,一级筒体1-1的底部设有重油收集包和排污口。
参见图3,图3是本发明的二级油水分离装置的结构图,二级油水分离装置包括二级筒体2-1,二级筒体2-1内由挡板隔成三个腔室,第一腔室和第二腔室内均分别设有破乳元件2-4,破乳元件2-4顶部连接有布水管,布水管连接对应的二级第一腔室进水口2-2和二级第二腔室进水口2-8,破乳元件2-4底部设有二级蒸汽进气管2-15,二级蒸汽进气管2-15连接对应的二级第一腔室出水口2-5和二级第二腔室出水口2-6;第三腔室内设有二级除油元件2-12,二级除油元件2-12通过二级除油元件布水管2-13连接有二级第三腔室进水口2-9,二级第三腔室进水口2-9接有二级第一腔室出水口2-5、二级第二腔室出水口2-6,二级除油元件2-12的收水管连接有二级出水口2-14;
三个腔室的顶部分别设有二级第一腔室反洗水入口2-3、二级第二腔室反洗水入口2-7和二级第三腔室反洗水入口2-11,三个腔室的底部分别设有二级第一腔室排污口2-16、二级第二腔室排污口2-17和二级第三腔室排污口2-20;
二级筒体2-1的上设有二级重油收集包2-18和二级轻油收集包2-10。
新型一级、二级油水分离装置内除油元件1及为改性后因表面修饰有大量乳突结构,是具有粗糙度和低表面能的超亲油疏水型改性高分子有机材料,其表面存在捕油点,在润湿聚结和碰撞聚结的协同功效作用下,对于密度小于水的轻油,油膜厚度不断增加,在油层上层水流流动剪切应力的作用下,油层上浮经排油通道排出,对于密度大于水的重油,在油层下层水流流动剪切应力的作用下,油层下落经排油通道排出,最终可将循环氨水中粒径大于100μm的悬浮油和部分分散油进行捕集。
一级油水分离装置内的除油元件为空间网状纤维结构,由超亲油疏水型材料所构成,含油废水通过空间网状结构时,超亲油丝状体会不断捕集废水中油珠,当油珠被捕集长大时,各油珠会发生一定程度聚并,同时在废水流过元件湍流的作用下,进一步加剧了小油珠之间的碰撞,油珠长大形成油膜,形成油层的速度不断被加快加剧,最终密度小于水的油珠上浮至水流上端,密度大于水的油珠下落至水流下端,后经排油通道分别排出装置外,实现对粒径大于40μm的小油粒的去除。
二级油水分离装置内的破乳元件为强破乳材料,具有高孔隙率、低密度、高选择性和稳定机械性能,同时具有多层级结构、高孔隙度、双向超亲油性和超亲水性,不会因为油珠的聚集而造成孔隙堵塞,具有深度油水分离效率及循环分离性能。含油废水通过破乳元件时,由一定压力所形成的“拥挤”的情况下,水包油型乳状液中水相优先同超亲油型材料接触,此时水相可经高孔隙除油元件渗透过去,而油相则与亲油型材料黏附累积,在水流的湍动碰撞作用下,加快了油珠的聚并生长,加速了水珠的渗透。随着水流的不断进入,除油元件表面所形成的轻油膜和重油膜分别在水流剪切应力的作用下上浮和下沉,最终经由排油通道排出,将稳定性水包油型乳状液转变为不稳定态,从而保证废水中油类(≤5μm)被最大程度去除。
以上内容仅为说明本发明的技术思想,不能以此限定本发明的保护范围,凡是按照本发明提出的技术思想,在技术方案基础上所做的任何改动,均落入本发明权利要求书的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种兰炭酚氨废水的处理方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将兰炭废水通入两个串联的油水分离装置内,二级油水分离装置内将悬浮油、分散油及乳化油从兰炭废水中分离出去;
(2)除油后兰炭废水分为两股进料进入脱酸脱氨塔内,一股作为冷进料进入脱酸脱氨塔的顶部,另一股作为热进料进入脱酸脱氨塔的中部,同时在酸脱氨塔内加入碱液和通入蒸汽,此时,依靠酸性气体和NH3在废水中溶解度不同,分时段从废水中逸出,实现废水中酸性气体和NH3的分离;
(3)脱酸脱氨后废水依次通入双串联萃取塔内,萃取塔内从塔底通入萃取剂,废水与塔底逆流上升的萃取剂进行接触,利用酚类物质在萃取剂和废水中溶解度的差异,实现废水中酚类物质向萃取剂中的转移;
(4)将萃取塔塔顶内的萃取物通入萃取物槽,而后进入溶剂回收塔中,溶剂回收塔提供高温使得萃取物分离出萃取剂和粗酚,分离出的萃取剂进入溶剂循环槽中进行循环利用,而粗酚作为产品输出;
(5)将萃取塔塔底的萃余相通入废水汽提塔内,废水汽提塔内同时通入蒸汽,在蒸汽的作用下将萃余相中残余萃取剂蒸出,蒸出的萃取剂通入溶剂循环槽中进行循环利用;
(6)对萃余相中的废水进行检测,若各项指标合格后输出使用;
若有指标不合格,则将所述废水输入至脱酸脱氨塔中,循环进行步骤(2)~(5)。
2.根据权利要求1所述的兰炭酚氨废水的处理方法,其特征在于,步骤(2)中,将产生的富氨气体通入三级分凝系统中分凝富集,之后与检测合格的酸性气体作为煤气使用。
3.根据权利要求1所述的兰炭酚氨废水的处理方法,其特征在于,步骤(3)中,所述萃取剂为甲基异丁基甲酮MIBK。
4.根据权利要求1所述的兰炭酚氨废水的处理方法,其特征在于,步骤(1)中,步骤(2)中产生的酸性气体为H2S或CO2。
5.根据权利要求1所述的兰炭酚氨废水的处理方法,其特征在于,步骤(1)中,两个串联的油水分离装置包括相连通的一级油水分离装置和二级油水分离装置;
一级油水分离装置的出水口连接有二级油水分离装置的进水口。
6.根据权利要求5所述的兰炭酚氨废水的处理方法,其特征在于,一级油水分离装置包括一级筒体(1-1),一级筒体(1-1)上开设有一级进水口(1-2)和一级出水口(1-13),一级筒体(1-1)内排列的设置有一级第一除油元件(1-14)、一级第二除油元件(1-9)和一级第三除油元件(1-12),一级第一除油元件(1-14)通过一级布水管(1-3)连接一级进水口(1-2),一级第一除油元件(1-14)的收水管连接一级第二除油元件(1-9)和一级第三除油元件(1-12)的一级布水管(1-8),一级第二除油元件(1-9)和一级第三除油元件(1-12)的收水管与一级出水口(1-13)相连;
一级筒体(1-1)的顶部设有轻油收集包和轻油付排油出口,一级筒体(1-1)的底部设有重油收集包和排污口。
7.根据权利要求5或6所述的兰炭酚氨废水的处理方法,其特征在于,所述二级油水分离装置包括二级筒体(2-1),所述二级筒体(2-1)上设有二级进水口(2-3)和二级出水口(2-14),所述二级筒体(2-1)内排列的设置有破乳元件和除油元件,破乳元件的布水管连接有二级进水口(2-3),破乳元件的收水管连接有除油元件的布水管,除油元件的收水管连接有二级出水口(2-14);
二级筒体(2-1)的顶部设有轻油收集包和轻油付排油出口,二级筒体(2-1)的底部设有重油收集包和排污口。
8.根据权利要求6或7所述的兰炭酚氨废水的处理方法,其特征在于,所述除油元件均为空间网状纤维结构的超亲油疏水型材料构成。
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