CN1278514A

CN1278514A - 脱除工业废水中有机物质的新工艺

Info

Publication number: CN1278514A
Application number: CN 00119532
Authority: CN
Inventors: 孙尧俊; 王力平; 吴泰琉; 胡颖; 费伦
Original assignee: 费伦
Priority date: 2000-08-01
Filing date: 2000-08-01
Publication date: 2001-01-03

Abstract

本发明涉及环境保护新工艺和新装备,是基于疏水型晶态氧化硅沸石分子筛材料的疏水和强烈吸附有机物分子又易于脱附的特性,研制成含有机物工业废水的净化处理新工艺,它是一种纯物理方法,无二次污染,脱附出来的有机物可以回收,作为化工原料再次利用。整个装备结构紧凑,占地面积小,利于在车间,工段等场地狭小的场合下使用。

Description

脱除工业废水中有机物质的新工艺

本发明涉及环境保护新工艺

工业废水中有机污染物质通常都是用曝气方法将水中的有机物氧化并随气带走，以达到净化的目的，但曝气法的净化效率很低，且建立曝气池及相关设备的一次性固定资产投资很大，占地面积也很大。在某种情况下也有用活性炭吸附方法来净化工业废水中的有机污染物质的，虽然其吸附性能很高，但脱附再生很困难，必须在高温下进行，且再生周期长，不利于在工业废水处理中反复循环连续使用，还由于活性炭吸附剂颗粒的结构强度较差。经过高温再生处理的活性炭颗粒其粉化度每次达10-30％，必须经常补充新的活性炭颗粒填料，从而又增加了日常的运行费，致使此种高效率吸附有机污染物的活性炭材料在工业废水环保处理的应用中受到了很大的限制。

本发明目的旨在提供一种基于疏水型晶态氧化硅沸石分子筛材料既能吸附工业废水中的有机污染物质，又易于用热空气流使分子筛材料脱附再生的优异性能，研制开发成的一种环保新工艺。

本发明是这样实现的：将除去沉淀物后的工业废水由下而上压入装有疏水型晶态氧化硅沸石分子筛(硅铝克分子比≥100∶1)填料的液相吸附塔中，在常温下废水中的有机分子被分子筛的筛孔所吸附。脱污后，达到环保法规的排放标准后的水，即可通过塔顶出口处排出。当塔内分子筛填料对有机物分子吸附接近饱和时，将该吸附塔切换至脱附状态，用热空气流对分子筛填料进行吹扫，使吸附在筛孔中的有机物分子脱附出来，分子筛填料获得再生，并再次切换入吸附工作状态。脱附出来的有机物气体与热空气的水蒸气等组成的脱附混合气体通过另一套气相吸附工艺将混合气体中的有机物吸附、浓缩、脱附、回收、利用。工业废水中可被脱除的有机污染物包括：甲醇、甲醛、甲酸、乙醇、乙醛、乙二醛、乙酸、乙二酸、丙醇、丙醛、丙二醛、丙酸、丙二酸、丙酮、苯、甲苯、二甲苯、二酚、甲酚、氯苯、二氯苯、氯甲苯、萘、乙酸乙酯以及溴、NH₃等。其中所述的脱除工业废水中有机污染物新工艺专用装置，包括一对内充疏水型晶态氧化硅沸石分子筛填料的液相吸附塔，塔的底部接有一组自动控制的阀门系统的工业废水进水管，进水管的另一端与一个水泵和沉淀物过滤器相连接塔的顶部还设有一组与塔底部阀门系统同步动作的阀门系统，该阀门系统还与一组由空气过滤器、增压泵、加热器、热交换器构成的热空气流吹扫脱附系统相连。气相吸附塔一组的底部有一组自动控制阀门系统；该系统一端与来自液相吸附塔顶部的脱附混合气体进气管相接，另一端与减压脱附系统相接。减压脱附系统由减压泵、冷凝液化器、气液分离器以及冷却冷凝液化器用的制冷机组等构成，气相吸附塔的顶部另有一组与底部阀门系统同步动作可将脱附后的达标气体放空的阀门系统。其中根据权利要求1、2所述，液相吸附系统是脱除工业废水中的有机污染物起到净化水质的作用，气相吸附系统是将低浓度有机物空气、水蒸气的脱附气相混合物中的有机物通过气相吸附浓缩并与空气、水蒸气分离，回收再利用有机物。这二个系统既可以前后串联起来运行，也可以根据需要单独运行。

本发明的优点是：1．它是一种纯物理方法的处理过程，不加入任何其他化学品，因此不会造成二次污染。2．回收的有机物和净化处理后的水可以再利用，实现零排放，或充

作其他用途，从而降低生产成本。3．可适用于工业废水中有机污染物浓度虽已达标但其累计排放总量

仍超标的环保处理。4．由于晶态氧化硅沸石分子筛填料的结构强度很高，抗化学品的腐

蚀和在高温下长期运行，其使用寿命长达5-8年，从而大大降

低日常的环保运行费用。5．整套设备的结构紧凑，占地面积小，适用于车间，工段级的废水

处理。以下附图和实施例对本发明的技术特征作进一步的详细说明：

附图为本发明装置示意图图中设备、配件编号：1．液相吸附塔2．液相吸附塔3．气相吸附塔4．气相吸附塔5．工业废水沉淀物过滤器6．空气尘粒过滤器7．加热器(蒸汽锅炉或电源)8．热交换器9．冷凝液化器10．制冷器机组11．气液分离器V1……V8液相吸附／脱附阀门控制系统一组阀门V9……V14气相吸附／脱附阀门控制系统一组阀门P1．水泵P2．增压泵P3．减压泵

如附图所示：一对液相吸附塔1、2中均装有疏水型晶态氧化硅沸石分子筛填料，通过一套控制阀门V1-V8系统，使1、2二塔分别轮流处于吸附、脱附工作状态。图中显示V1、V3、V5、V8开，V2、V4、V6、V7闭，1塔处于吸附状态，2塔处于脱附状态。工业废水通过沉淀物过滤器5被水泵P1压入1塔，并由下而上地从分子筛填料中穿透过去，废水中所含的有机污染物分子则不断被吸附在分子筛的筛孔内，分子筛填料的填装高度(废水的穿透路程)是根据分子筛对废水中所含有机物的吸附率、吸附速率、脱附速率、废水中有机物的浓度以及环保法规定的排放标准等参数来设计的，以确保当废水到达吸附塔顶部时其中所含的有机污染物浓度已低于排放标准，达到了净化要求，遂通过阀门V7排放除去；与此同时塔2处于脱附状态，空气通过空气尘粒过滤器6被增压泵P2压进热交换器8(8被加热器7加热)中，被加热到150℃以上，再被压入塔2底部，由下而上地对分子筛填料进行吹扫，吸附在分子筛筛孔中的有机物分子不断脱附出来，此时粘附于分子筛填料颗粒表面的水膜层也不断蒸发为水蒸气，最后形成由热空气、水蒸气和有机物气体三种成份组成的脱物混合气体通过V8排出2塔。为了不使有机物气体直接放空、污染空气，本装置中启用了一套气相吸附回收系统，串接在液相吸附系统之后，它是由一对装有疏水型晶态氧化硅沸石分子筛填料的气相吸附塔3、4，与之相配合的控制阀门组V9-V14，减压泵P3以及冷凝液化器9，制冷机组10，气液分离器11等构成。图中阀门V9、V11、V13开，V10、V12、V14闭，塔3处于吸附工作状态、塔4处于脱附工作状态。从塔2顶部排出的脱附混合气体通过阀门V9进入塔3底部，由下而上地穿过分子筛填料，混合气体中的有机物分子吸附在分子筛的筛孔中。为确保混合气体中的水蒸气不冷凝成液体滞留在分子筛填料颗粒的表面。塔3中的温度必须保持在120℃以上。由于分子筛对水蒸气和空气的吸附率都极小，所以混合气体中的空气和水蒸气的绝大部分都穿过分子筛填料，通过塔3顶部和阀门V13排出放空，从而与有机物气体分离，当塔3内的吸附接近饱和时，控制阀门组V9-V14自动切换，此时V9、V11、脱V13关闭，V10、V12、V14开通，塔4处于吸附工作状态，塔3处于脱附工作状态。减压泵P3对塔3内抽吸产生负压，原先吸附在筛孔中的有机物分子不断脱附出来，从而使塔3内的分子筛再生。脱附出来的有机物分子被减压泵抽至冷凝液化器9中液化成液体，通过气液分离器11被分离出来，装入储罐回收利用。未能被液化的气体则从液化器顶部排出放空，由于冷凝器内的气体压力为常压，所以制冷机组10只要使冷凝液化器9内的温度低于有机物液化点10℃，即能将绝大部分有机物液化成液体回收。

实施例1．含丙酮废水的净化处理

疏水型晶态氧化硅沸石分子筛在常温下对丙酮的动态吸附容量为60毫克／克分子筛，每克分子筛填料可处理丙酮含量为1wt％的废水量为15克，经过液相吸附塔后其丙酮的脱除效率为98％，亦即废水中的丙酮浓度由原来的1％降低到0．02％。实施例2．含甲醇废水的净化处理和甲醇的回收

疏水型晶态氧化硅沸石分子筛在常温下对含量20wt％的甲醇废水中甲醇的动态吸附容量为50毫克／克分子筛，每克分子筛填料可处理甲醇浓度为20％的废水量为40克。经过液相吸附处理后其甲醇的脱除(净化)效率为99％，亦即废水中的甲醇浓度由原来的20wt％降低到0．2wt％。如果增加分子筛填料的填装高度，延长废水在分子筛填料中的穿透路程和时间，还可将废水中的甲醇浓度降低到0．01wt％以下，以满足排放总量控制的要求。

从液相吸附塔脱附出来的混合气体经过气相吸附处理后，其最终回收得到的甲醇浓度可达60％以上。

Claims

1．一种脱除工业废水中有机污染物的新工艺，其特征在于：将除去沉淀物后的工业废水由下而上地压入装有疏水型晶态氧化硅沸石分子筛(硅铝克分子比≥100∶1)填料的液相吸附塔中，在常温下废水中的有机分子被分子筛的筛孔所吸附，脱污后达到环保排放标准的水，即通过塔顶出口处排放。当塔内分子筛填料对有机物分子的吸附接近饱和时，将该吸附塔切换到脱附状态，用热空气流对分子筛填料进行吹扫，使吸附在筛孔中的有机物分子脱附出来，分子筛填料获得再生，并再次切换入吸附工作状态，脱附出来的有机物气体与热空气、水蒸气组成的脱附混合气体通过另一套气相吸附工艺将混合气体中的有机物吸附、浓缩、脱附、回收、利用。

2．根据权利要求1所述的脱除废水中有机污染物的新工艺，其特征在于，所述工业废水中可被脱除的有机污染物包括甲醇、甲醛、甲酸、乙醇、乙醛、乙二醛、乙酸、乙二酸、丙醇、丙醛、丙二醛、丙酸、丙二酸、丙酮、苯、甲苯、二甲苯、二酚、甲酚、氯苯、二氯苯、氯甲苯、萘、乙酸乙酯以及溴、NH₃等。

3．如权利要求1所述的脱除工业废水中有机污染物新工艺专用装置，包括一对内充疏水型晶态氧化硅沸石分子筛填料的液相吸附塔，其特征在于塔的底部接有一组自动控制的阀门系统的工业废水进水管，进水管的另一端与一个水泵和沉淀物过滤器相连接塔的顶部还设有一组与塔底部阀门系统同步动作的阀门系统，该阀门系统和一组由过滤器、增压泵、加热器、热交换器构成的热空气流吹扫脱附系统。二个气相吸附塔构成的塔组底部有一组自动控制阀门系统，该系统一端与来自液相吸附塔顶部的脱附混合气体进气管相接，另一端与减压脱附系统相接。减压脱附系统由减压泵、冷凝液化器、气液分离器以及冷却冷凝液化器用的制冷机组等构成，气相吸附塔的顶部另有一组与底部阀门系统同步动作可将脱附后的达标气体放空的阀门系统。

4．根据权利要求1、2所述，液相吸附系统是脱除工业废水中的有机污染物起到净化水质的作用，气相吸附系统是将低浓度有机物空气、水蒸气的脱附气相混合物中的有机物通过气相吸附浓缩并与空气、水蒸气分离，回收再利用有机物。这二个系统既可以前后串联起来运行，也可以根据需要单独运行。