CN1205987A - 催化剂生产废水中悬浮物的回收处理方法 - Google Patents

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Abstract

一种催化剂生产废水中悬浮物的回收处理方法,特别是分子筛、氧化铝的回收处理方法。采用微孔过滤技术。废水中的悬浮物在不加任何药剂的状态下回收,催化剂生产废水中的悬浮物在回收的同时脱水形成滤饼,当滤饼达到一定厚度以后,用空气反吹,从回收系统把滤饼除去。主要成分是催化剂半成品的滤饼直接回收利用于催化剂生产过程。过滤后的废水中悬浮物浓度可由1500—5000ppm降至200ppm以下。使催化剂生产收率提高。减少催化剂生产废水处理场的悬浮物处理负荷,降低废水处理场的运行费用。

Description

催化剂生产废水中悬浮物的回收处理方法
本发明属于一种催化剂生产废水中悬浮物的回收处理方法，尤其是属于一种炼油过程催化剂生产废水中悬浮物(随废水流失物料)的回收方法。
催化剂生产过程中排出大量的废水。在其废水中含有大量的污染物，其主要排放点是催化剂生产过程的成胶、洗涤单元的过滤过程排出的废水，在这些废水中的主要污染物是悬浮物(过滤过程中随水排出的固体物料)。这些悬浮物是催化剂生产过程的成品或半成品。这些废水的排放不仅污染了环境，同时也造成了物料的流失降低了产品的收率。
对于炼油过程催化剂生产工艺废水的处理，一直采用把生产废水集中进行沉淀、絮凝的处理工艺去除悬浮物，该技术尽管可以达到废物处理减少污染的目的，但絮凝后得到的浓缩固体物由于特性变化，不能回收用于催化剂生产，需要大量的占用土地去建设污水处理场和固体废物堆放场。这种技术被广泛应用于催化剂生产废水的处理，但随着企业对生产成本下降的要求日益增加和希望回收有用物料，减少废水的处理费用以便获得更大的经济效益。以上的处理工艺不能满足生产的要求。由于催化剂生产过程的特殊性和对产品的质量要求严格，对催化剂生产废水中的“污染物”分别分类回收利用尚无较好的方案。CN93112674.6“固液混合物的分离方法和装置”提出了一种在提高温度条件下压滤的方法，装置主要包括一个收集容器、一个压滤机、一个排放系统和用于冷凝液和固体物的容器组成，该过程适用于处理矿砂或煤的悬浮液。由于该方法需要提高进料的温度使过程变得复杂化，能耗大大增加，特别是用于较低浓度悬浮液的处理时，因而，不能用于催化剂生产废水的处理，此外，用该方法回收的固体物料在加热情况下，可能导致理化性质发生改变。
CN92107803“反渗透进水的预处理方法”提出了一种城市饮用水的预处理方法。其方法是使原水通过PE膜过滤机，并预先在PE膜上挂一层硅藻土或粉末活性炭助滤剂，该方法虽然有较好的过滤效果，但对于象催化剂生产废水这样固体含量较高的物料，则是不能适用的，特别是由于该方法使用了助滤剂，使其更不能达到回收纯净固体物料的目的。
现有微孔过滤机
(1)由于在过滤开始后微孔过滤管式膜中存有水，产生静压，过滤通量减小，过滤通量只有90-100L/m2.h。
(2)在过滤过程中，废水中直径小于微孔过滤膜孔径的固体粒子穿透微孔过滤膜后，由于固体粒子的比重大，而管式微孔过滤膜内清水流速很低，不能随过滤的清水排出，最终沉积在微孔过滤膜的内侧，造成微孔过滤膜的堵塞，微孔过滤膜的使用周期只有2个月。
(3)在用于含有较高浓度悬浮物的溶液处理时，操作繁杂，工作劳动强度大，不易控制。
(4)由于在过滤初期添加了助滤剂，截留的固体物料不能回收用于催化剂生产。
本发明的目的在于提供一种处理催化剂生产废水，同时回收其中的有用资源的方法。
本发明提供了用于回收催化剂生产过程废水的微孔过滤技术和独特的微孔过滤设备，达到了回收炼油催化剂生产过程废水中悬浮物的目的。用它在回收炼油催化剂生产过程排水中流失物料、提高催化剂生产过程收率的同时，也达到了减少污染物排放，保护环境的目的。图-2说明了改造后微孔过滤机的结构。
本发明的主要过程为：将炼油催化剂生产工艺排出的废水分别在其工艺排出口进行微孔过滤处理，分别回收排水中流失的物料并净化排水。进一步讲，使用微孔过滤技术和设备分别处理Na-Y分子筛生产过程的过滤机排水、催化裂化催化剂生产过程中的成胶过滤机和成球洗涤过滤机排水、超稳分子筛过滤机排水、全白土催化裂化催化剂生产过滤机排水、加氢催化剂载体(氧化铝)生产过程的氢氧化铝胶体成胶过滤机排水和胶体洗涤过滤排水，回收随废水流失的固体物料。
本发明采用一套内含储料罐、微孔过滤单元、空气储罐、进料泵的工艺过程，在不向废水中和回收系统内投加任何药剂的情况下回收催化剂生产废水中的污染物(流失固体物料)。使回收的物料不再经过任何处理直接用于催化剂生产，同时对催化剂生产废水进行处理。其工艺原理见图-1。
用本发明的工艺回收炼油催化剂生产过程排水中流失物料、提高催化剂生产过程收率的同时，也达到了减少污染物排放，保护环境的目的。
本发明的催化剂生产废水中悬浮物的回收方法的基本操作分为，废水的收集、过滤、卸料、反洗三个过程。为了保持回收物料的纯净，在过滤过程中，不加助滤剂，通过逐渐提高过滤压力来维持过滤处理量。为了保证微孔过滤机3的使用寿命和延长运转周期，避免穿过的超微粒在微孔过滤膜管14内沉积，本发明的微孔过滤机3中的微孔过滤膜管14的出水口均向下开，使得穿过的超微粒随水流排出过滤机。
本发明的流程如下：
1、过滤过程
催化剂生产过程中，过滤单元排出的含悬浮物废水(以下简称“废水”)经101管线进入一个储水罐1，储水罐1的作用是，(1)把流量不均衡的过滤单元排水在罐中储存；(2)作为微孔过滤单元的前置缓冲罐，以适应微孔过滤单元的间歇循环操作。废水从储水罐1经管线103进入泵6，经泵6加压的废水从管线104经控压阀2进入微孔过滤机3的进料口13。进入微孔过滤机3的废水透过微孔过滤膜管14(图-2)，进入微孔过滤膜管14的内部，经设置在微孔过滤机3下部的排水口7排出微孔过滤机3。进入微孔过滤机3的废水中含有的悬浮物固体被微孔过滤膜管14截留，在微孔过滤膜管14的外表面形成滤饼，随着过滤过程的进行，在微孔过滤膜管14的外表面形成的滤饼层逐渐加厚，同时微孔过滤机3的过滤压力逐渐升高，当过滤压力升高到设定值(一般设定为0.08-0.2MPa)时，经过一定时间的延迟(一般为0.5-1.0h)，停止过滤过程，进入卸料过程。
2、卸料过程的操作流程
卸料用压缩空气从微孔过滤机3的出口7反吹入微孔过滤膜管14的内部。具体操作流程为：从空气压缩机5来的压缩空气经管线107进入压缩空气储罐4，再依次经过阀10，12进入微孔过滤膜管14的内管，在通过微孔过滤膜管14向外流动的同时，把附着在微孔过滤膜外表面的滤饼剥离下来，剥离下来的滤饼与空气一起经微孔过滤机3的卸料口16排出体外，滤饼经收集设备收集回收用于催化剂生产。完成卸料后进入反洗操作。
3、反洗操作过程
经过过滤操作的微孔过滤膜管14卸除滤饼后，还有少量固体粒子粘附在微孔过滤膜管14表面或滞留在微孔过滤膜管14的孔中，这部分固体粒子不除去会严重影响下一轮的过滤操作。反洗用压缩空气与加压水交替进行。其操作过程为：首先把加压水依次经过管线108，阀11，12导入微孔过滤机3的出水口7，进入微孔过滤膜管14的内侧，经过3-15秒停止进入加压水。依次通过阀10，12通入压缩空气1-5秒。再引入加压水，依次反复几次，到洗涤干净为止，洗涤后的废水返回到储水罐1。然后进入下一轮过滤操作。
工艺操作条件描述
1、微孔过滤单元过滤初期的预膜过滤压力一般在0.005-0.02MPa之间，最好保持在0.05-0.01Mpa之间。预膜过滤时间一般在10-60分钟，最好在20-40分钟。
2、微孔过滤单元的最终过滤压力一般为0.05-0.2MPa，最好设置在0.1-0.18MPa之间。
3、卸料压缩空气的压力一般在0.25-0.8MPa，最好保持在0.45-0.6MPa。卸料反吹次数一般为2-10次，最好为3-5次。反吹时间一般为1-15秒，最好为3-5秒。
4、反洗加压水的压力一般为0.2-0.6MPa，最好保持在0.4-0.5MPa。水反洗次数一般为1-10次，最好为4-6次。每次的反洗时间一般为1-20秒，最好为3-6秒。
5、反洗压缩空气的压力一般为0.3-0.8MPa，最好保持在0.45-0.6MPa。压缩空气反洗次数一般为1-10次，最好为4-6次。每次的反洗时间一般为1-20秒，最好为3-5秒。
6、处理的催化剂生产废水的SS浓度一般为500-20000mg/L，最好为2000-8000mg/L。
7、微孔过滤单元的操作温度一般为0-80℃，最好保持在30-40℃。
8、处理的催化剂生产废水中固体粒子的粒径分布一般在0.5-200μm，最好在2-150μm。
图-1为本发明催化剂生产废水微孔过滤回收悬浮物工艺原则流程；
1：出水罐；2：控压阀；3：微孔过滤机；4：压缩空气储罐；5：空气压缩机；6：泵；7：排水口；8：流量计；9：阀；10：阀；11：阀；12：阀；13：进料口；15：残液排出口；16：卸料口；101：原料管线；102：残液回流管线；103：泵进料管线；104微孔过滤机进料管线；106：过滤水排出管线；106：压缩空气管线；108：加压水管线。
图-2为本发明微孔过滤机结构图。
7：排水口；13：进料口；14：微孔过滤膜管；15：残液排出口；16：卸料口。
本发明具有如下优点：
(1)通过把微孔过滤机内微孔过滤管式膜开口向上的放置方式，改为向下放置的方式，解决了过滤过程中由于固体粒子在微孔过滤膜管内表面沉积使微孔过滤膜堵塞的问题。
(2)通过改进排除了微孔过滤膜管内静压损失。使过滤通量提高到120-170L/m2.h。
(3)采用了无级升压过程，在过滤初期在微孔过滤膜外表面形成初级滤饼层，达到了预膜的目的，同时不向回收的固体物料中添加任何助剂。
采用本发明的方法在处理催化剂生产排水时，可以把含SS 5000mg/L的催化剂生产排水中的SS浓度降低到150mg/L以下，回收的固体物料固含量在40w％-80w％。与现有技术相比较大地延长了微孔过滤膜的使用寿命，使回收的固体悬浮物直接回收用于催化剂生产。
本发明很好地解决了回收催化剂生产废水中的污染物，使其用于催化剂生产，同时解决了微孔过滤过程中微孔过滤膜使用周期短，容易堵塞的技术问题。
本发明的微孔过滤机操作条件和处理结果
(1)过滤压力0～0.08MPa
(2)过滤通量最小控制值70L/h.m2
(3)反吹空气压力0.45MPa，3次/组.周期5秒/次
(4)反洗空气压力0.4～0.45MPa
反洗水压力     0.12～0.2MPa
交替进行3次/组.周期5秒/次
(5)微空管型号PE-7试验结果：本发明的微孔过滤机的处理结果表本发明微孔过滤机清水通量试验结果
          过滤初期              380过滤周期后
  过滤压力(Mpa)   清水通量(l/m2.h)   过滤压力(MPa)   清水通量(l/m2.h)
   0.017     390     0.015     333
   0.020     404     0.020     402
   0.025     450     0.025     456
   0.026     470     0.030     510
实施例1
                     表-1、催化裂化催化剂废水微孔过滤
膜型号 原水SSmg/L 出水SSmg/L 滤饼含湿量w％ 膜型号 原水SSmg/L 出水SSmg/L 滤饼含湿量w％
  PE-7  5004  304.4   80.4  PE-6  3002  113.9   75.4
  PE-5  1838  111.7   -----  PE-4  728  186.3   65.4
  PE-3  2786   72.9   80.7
实施例2
                  表-2催化裂化催化剂废水微孔过滤
  膜型号   原水SSmg/L   出水SSmg/L 滤饼含湿量w％   膜型号   原水SSmg/L   出水SSmg/L 滤饼含湿量w％
    PE-7     2116     45.8     72.8     PE-6     1632     47.8     -----
    PE-5     33278     29.8     70.5     PE-4     5802     323.0     77.8
    PE-3     3128     85.3     70.4
实施例3
                 表-3分子筛废水微孔过滤
  膜型号   原水SSmg/L  出水SSmg/L 滤饼含湿量w％ 膜型号   原水SSmg/L 出水SSmg/L 滤饼含湿量w％
    PE-7     6786    106     56.8  PE-6    4054  432     -----
    PE-5     4230    146     44.2
实施例4
                 表-4分子筛废水微孔过滤
膜型号   原水SSmg/L   出水SSmg/L 滤饼含湿量w％ 膜型号   原水SSmg/L    出水SSmg/L 滤饼含湿量w％
    PE-7     1412     236     60.6    PE-6    1410     265    ------
    PE-5    11308     137.8     60.3    PE-3    1664     210.8     59.2
实施例5
               表-5催化裂化催化剂废水微孔过滤
  膜型号   原水SSmg/L    出水SSmg/L 滤饼含湿量w％   膜型号   原水SSmg/L    出水SSmg/L 滤饼含湿量w％
    PE-7   12560    199.4     58.4     PE-6    3856     511.4     48.3
    PE-5    234     80.2     40.5

Claims (5)

1、一种催化剂生产废水中悬浮物的回收处理方法，采用微孔过滤技术，其特征在于催化剂生产排出的废水送入微孔过滤机3，微孔过滤机3的操作压力从0MPa逐步升高到0.2MPa时，在过滤过程中废水无需加热，微孔过滤膜管14的表面也无需挂助滤膜。
2、根据权利要求1的方法，其特征在于所说的微孔过滤机[3]中的微孔过滤膜管[14]的出水口向下设置。
3、根据权利要求1的方法，其特征在于微孔过滤膜的微孔孔径在11-50μm。
4、根据权利要求1的方法，其特征在于催化剂生产废水是指用于炼油过程的催化剂生产废水。
5、根据权利要求4的方法，其特征在于催化剂生产废水主要是指，Na-Y分子筛，超稳分子筛，催化裂化催化剂和加氢裂化催化剂载体生产过程中的工艺排水。
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