TWI734174B - 以廢鹼添加物進行之廢料濕式空氣氧化作用 - Google Patents
以廢鹼添加物進行之廢料濕式空氣氧化作用 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI734174B TWI734174B TW108129809A TW108129809A TWI734174B TW I734174 B TWI734174 B TW I734174B TW 108129809 A TW108129809 A TW 108129809A TW 108129809 A TW108129809 A TW 108129809A TW I734174 B TWI734174 B TW I734174B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- waste
- wet air
- air oxidation
- spent
- stream
- Prior art date
Links
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 title claims abstract description 53
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 title claims abstract description 53
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 16
- 239000003518 caustics Substances 0.000 title abstract description 21
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 67
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 35
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 25
- 239000012620 biological material Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 93
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 38
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 13
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 claims description 13
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 5
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 claims description 4
- 238000004064 recycling Methods 0.000 claims description 2
- 238000003672 processing method Methods 0.000 claims 4
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract description 14
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M sodium hydroxide Inorganic materials [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 15
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 10
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 10
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 8
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 8
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 7
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 description 6
- HNNQYHFROJDYHQ-UHFFFAOYSA-N 3-(4-ethylcyclohexyl)propanoic acid 3-(3-ethylcyclopentyl)propanoic acid Chemical compound CCC1CCC(CCC(O)=O)C1.CCC1CCC(CCC(O)=O)CC1 HNNQYHFROJDYHQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 4
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 4
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 4
- 150000004763 sulfides Chemical class 0.000 description 4
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 3
- 150000002989 phenols Chemical class 0.000 description 3
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 description 3
- QTWJRLJHJPIABL-UHFFFAOYSA-N 2-methylphenol;3-methylphenol;4-methylphenol Chemical compound CC1=CC=C(O)C=C1.CC1=CC=CC(O)=C1.CC1=CC=CC=C1O QTWJRLJHJPIABL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000607534 Aeromonas Species 0.000 description 2
- 241001112741 Bacillaceae Species 0.000 description 2
- 241000304886 Bacilli Species 0.000 description 2
- 241000131971 Bradyrhizobiaceae Species 0.000 description 2
- 241001600148 Burkholderiales Species 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241001430149 Clostridiaceae Species 0.000 description 2
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical class S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000588921 Enterobacteriaceae Species 0.000 description 2
- 241001655327 Micrococcales Species 0.000 description 2
- 241000947836 Pseudomonadaceae Species 0.000 description 2
- 241001633102 Rhizobiaceae Species 0.000 description 2
- 241000589157 Rhizobiales Species 0.000 description 2
- 241000131970 Rhodospirillaceae Species 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 2
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- DHCDFWKWKRSZHF-UHFFFAOYSA-N sulfurothioic S-acid Chemical compound OS(O)(=O)=S DHCDFWKWKRSZHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000589218 Acetobacteraceae Species 0.000 description 1
- 241001185328 Acidobacteriaceae Species 0.000 description 1
- 241001660769 Aeromonadaceae Species 0.000 description 1
- 241000589013 Alcaligenaceae Species 0.000 description 1
- 241001248480 Alteromonadaceae Species 0.000 description 1
- 241000590031 Alteromonas Species 0.000 description 1
- 241001136697 Anaerolineaceae Species 0.000 description 1
- 241001377008 Aurantimonadaceae Species 0.000 description 1
- 241000193830 Bacillus <bacterium> Species 0.000 description 1
- 241000606126 Bacteroidaceae Species 0.000 description 1
- 241000606125 Bacteroides Species 0.000 description 1
- 241000191912 Beijerinckiaceae Species 0.000 description 1
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- 241001655314 Brevibacteriaceae Species 0.000 description 1
- 241000186146 Brevibacterium Species 0.000 description 1
- 241000589562 Brucella Species 0.000 description 1
- 241000249497 Brucellaceae Species 0.000 description 1
- 241001453380 Burkholderia Species 0.000 description 1
- 241000253402 Burkholderiaceae Species 0.000 description 1
- 241000589876 Campylobacter Species 0.000 description 1
- 241001248433 Campylobacteraceae Species 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 241000863012 Caulobacter Species 0.000 description 1
- 241001291843 Caulobacteraceae Species 0.000 description 1
- 229920002101 Chitin Polymers 0.000 description 1
- 241000852385 Chitinophagaceae Species 0.000 description 1
- 241000190834 Chromatiaceae Species 0.000 description 1
- 241000416813 Chromobacteriaceae Species 0.000 description 1
- 241000192699 Chroococcales Species 0.000 description 1
- 241000122114 Clostridiales Family XIII. Incertae Sedis Species 0.000 description 1
- 241000193403 Clostridium Species 0.000 description 1
- 241001600130 Comamonadaceae Species 0.000 description 1
- 241001032487 Cryomorphaceae Species 0.000 description 1
- 241000031711 Cytophagaceae Species 0.000 description 1
- 241001571070 Desulfobacteraceae Species 0.000 description 1
- 241001571049 Desulfobulbaceae Species 0.000 description 1
- 241001571084 Desulfomicrobiaceae Species 0.000 description 1
- 241001248482 Ectothiorhodospiraceae Species 0.000 description 1
- 241000186811 Erysipelothrix Species 0.000 description 1
- 241000609971 Erysipelotrichaceae Species 0.000 description 1
- 241000368135 Erythrobacteraceae Species 0.000 description 1
- 241000244332 Flavobacteriaceae Species 0.000 description 1
- 241000589565 Flavobacterium Species 0.000 description 1
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 1
- 241000192128 Gammaproteobacteria Species 0.000 description 1
- 241001212280 Hydrogenophilaceae Species 0.000 description 1
- 241000191917 Hyphomicrobiaceae Species 0.000 description 1
- 206010021143 Hypoxia Diseases 0.000 description 1
- 241000589246 Legionellaceae Species 0.000 description 1
- 241000253389 Methylobacteriaceae Species 0.000 description 1
- 241000589330 Methylococcaceae Species 0.000 description 1
- 241001430266 Methylocystaceae Species 0.000 description 1
- 241001453272 Methylophilaceae Species 0.000 description 1
- 241000863391 Methylophilus Species 0.000 description 1
- 241001655310 Microbacteriaceae Species 0.000 description 1
- 241001467578 Microbacterium Species 0.000 description 1
- 241000588621 Moraxella Species 0.000 description 1
- 241000589289 Moraxellaceae Species 0.000 description 1
- 241000186360 Mycobacteriaceae Species 0.000 description 1
- 241000186359 Mycobacterium Species 0.000 description 1
- 241001212101 Nitrosomonadaceae Species 0.000 description 1
- 241000605122 Nitrosomonas Species 0.000 description 1
- 241000192656 Nostoc Species 0.000 description 1
- 241000192543 Nostocaceae Species 0.000 description 1
- 241001277521 Oxalobacteraceae Species 0.000 description 1
- 241001112692 Peptostreptococcaceae Species 0.000 description 1
- 241000191992 Peptostreptococcus Species 0.000 description 1
- 241000601426 Phycisphaeraceae Species 0.000 description 1
- 241000982667 Phyllobacteriaceae Species 0.000 description 1
- 241001135342 Phyllobacterium Species 0.000 description 1
- 241000589963 Planctomycetaceae Species 0.000 description 1
- 241000692843 Porphyromonadaceae Species 0.000 description 1
- 241000107883 Pseudoalteromonadaceae Species 0.000 description 1
- 241001430267 Rhodobacteraceae Species 0.000 description 1
- 241000253387 Rhodobiaceae Species 0.000 description 1
- 241001277912 Rhodocyclaceae Species 0.000 description 1
- 241001185316 Rhodospirillales Species 0.000 description 1
- 241000606651 Rickettsiales Species 0.000 description 1
- 241000692845 Rikenellaceae Species 0.000 description 1
- 241000095588 Ruminococcaceae Species 0.000 description 1
- 241000031708 Saprospiraceae Species 0.000 description 1
- 241000107801 Shewanellaceae Species 0.000 description 1
- 241000919492 Sinobacteraceae Species 0.000 description 1
- 241001660099 Sphingobacteriaceae Species 0.000 description 1
- 241000131972 Sphingomonadaceae Species 0.000 description 1
- 241000295644 Staphylococcaceae Species 0.000 description 1
- 241000191940 Staphylococcus Species 0.000 description 1
- 241001584876 Synergistaceae Species 0.000 description 1
- 241001527177 Thioalkalispiraceae Species 0.000 description 1
- 241000644103 Tissierellia Species 0.000 description 1
- 241001183271 Verrucomicrobiaceae Species 0.000 description 1
- 241000607493 Vibrionaceae Species 0.000 description 1
- 241000368136 Xanthobacteraceae Species 0.000 description 1
- 241001453327 Xanthomonadaceae Species 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 1
- 150000001721 carbon Chemical class 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 229930003836 cresol Natural products 0.000 description 1
- 208000031513 cyst Diseases 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000001146 hypoxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 description 1
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N methane;hydrate Chemical compound C.O VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 235000013379 molasses Nutrition 0.000 description 1
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 1
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000011112 process operation Methods 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 238000005201 scrubbing Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- HYHCSLBZRBJJCH-UHFFFAOYSA-M sodium hydrosulfide Chemical compound [Na+].[SH-] HYHCSLBZRBJJCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000010186 staining Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 150000007944 thiolates Chemical class 0.000 description 1
- 241001148471 unidentified anaerobic bacterium Species 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
- C02F11/06—Treatment of sludge; Devices therefor by oxidation
- C02F11/08—Wet air oxidation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2301/00—General aspects of water treatment
- C02F2301/06—Pressure conditions
- C02F2301/066—Overpressure, high pressure
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Water Treatment By Sorption (AREA)
- Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
本發明揭露了濕式空氣氧化系統和方法，其係提供用於廢鹼材料與廢料(例如，廢碳、廢生物材料或其等之組合)的組合處理，以產生再生廢料流。
Description
本案之揭露內容一般係與化學處理系統和方法有關，且更具體地係與濕式空氣氧化系統與方法有關，其提供廢鹼與廢料(例如，廢碳、廢生物材料或其等之組合)的組合處理，以產生再生材料流。
濕式空氣氧化(wet air oxidation(WAO))技術係為一種眾所周知的用於處理程序流的技術，並且係被廣泛地用於例如破壞廢水中之污染物。該方法包括在較高的溫度與壓力下，藉由通常是來自含氧氣體之分子氧的氧化劑，來對不想要的成分進行水相氧化作用。更明確地說，該方法可以將有機污染物轉化為二氧化碳、水以及例如乙酸之可生物降解的短鏈有機酸。包括硫化物、硫醇鹽與氰化物之無機成分也可以被氧化。WAO可被用於各式各樣的應用中，以針對後續的排放作業、製程中再回收、或是作為傳統生物處理工廠之預處理步驟，來處理程序流。
採用例如粉末狀活性碳處理(powdered activated carbon treatment(PACT))和粒狀活性碳(granular activated carbon(GAC))系統之活性碳系統，係利用不同的活性碳，而自各種流體流中移除污染物。在某些時候，活性碳移除其他污染物
的能力會減低。因此，上述所討論之濕式空氣氧化(WAO)系統，便會被用於藉著氧化吸附於廢碳上之成分，來再生廢碳。當有生物固體存在時，WAO系統還可以同時揮發與生物材料有關之成分。在一些情況下，可以僅提供生物材料，在此一情況下，該生物固體可以藉著讓該生物材料進行濕式空氣氧化作用，而被揮發及/或溶解。該經溶解之生物固體可以再循環至生物處理系統中。總而言之，廢碳、廢生物材料及其等之組合，在此係被稱為「廢料」。此外，「廢」之術語係代表該碳材料及/或生物材料減少標的流體中之目標污染物的能力至少已經由使用而減低。
通常來說，工業廢水處理設施(包括煉油廠)，係採用其中包含一定量之化學需氧量(COD)的廢水流，係例如經過生物處理及/或活性碳處理，以減少廢水COD量之處理過程。該生物材料及/或活性碳消減COD的能力將會週期性地降低。如上所述，所得廢料可以進行濕式空氣氧化作用以再生該廢料。通常，相同的處理設施也會產生廢鹼之廢水流。這些高pH值廢水流包括化學需氧量(COD)濃縮物，其包括硫化物、硫醇、硫代硫酸鹽予酚類，所有這些物質都必須在排放之前，被降低至允許限制以下。
直到今日，一般係採用第二WAO系統來處理廢鹼，以便在其中氧化這些污染物並產生包含較低COD濃縮物之經處理物流。WAO系統通常是需要投入大量資本的。有鑑於所產生之廢鹼液的體積與流速係相對較低，單獨處理廢鹼幾乎沒有經濟價值。或者，該廢鹼係與該廢水進料組合，並進行生物及/或活性碳處理，而將該廢料定期導引至濕式空氣氧化單元以進行再生。然而，在該系統的這一點上已知與廢鹼之結合存在問題。舉一例
來說，已知許多廢鹼中之硫化物含量對於生物群落係為有害的。有鑑於上述情況，本技術領域中需要無須投入顯著資金成本，或不會損害現有的系統組件之廢鹼處理方式。
本發明人驚訝地發現，對含有或接收了廢料之濕式空氣氧化系統中加入廢鹼，可以提供一種可以處理兩種物流，而不會造成不利影響之有效方法。特別地，本案令人驚訝地發現在廢料中添加各種濃度的廢鹼，並不會對廢料的再生產生任何顯著的不利影響。另外，本案在此所描述的系統與方法，提供了用於處理與排放廢鹼的解決方案，而無需任何顯著的額外投資設備或製程。
因此，依據一態樣，本案提供了一種處理方法。該方法包括將一定量的廢料與一定量的廢鹼合併，以產生組合的廢物流；並將所合併之廢物流進行濕式空氣氧化程序以產生再生材料流。
依據另一態樣，本案提供了一種處理系統，其包括一濕式空氣氧化單元；並且在該濕式空氣氧化單元內，包含有廢鹼與廢料之組合廢水流。該濕式空氣氧化單元係架構成以在氧氣存在下於升高的溫度與壓力下，對該組合廢物流進行濕式空氣氧化程序，以產生再生廢料流。
100:處理系統
102:濕式空氣氧化單元
104:組合廢物流
106:廢鹼
108:廢料
110:再生材料流
112:處理容器
114:廢水進料
116:經處理物流
118:來源
120:再循環管線
本發明係在以下描述內容中依據附圖來加以解釋：第1圖為依本發明的一態樣之濕式空氣氧化(WAO)系統的示意圖。
第2圖為依據本發明另一態樣之濕式空氣氧化(WAO)系統的示意圖。
現在參照該等圖式，其顯示了一種處理系統100，其包括本技術領域已知的濕式空氣氧化單元102。在該濕式空氣氧化單元102內，提供有組合廢物流104，其包含一定量之廢鹼106與一定量之如在此所描述之廢料108。該廢料108包含一定量之廢活性碳、廢生物材料或其等之組合。在濕式空氣氧化單元102中進行濕式空氣氧化程序之後，該廢料108會被再生並產生一再生材料流110。
該廢鹼106可以包括本技術領域中已知的任何煉油廠廢鹼或硫化廢鹼。如在此所使用者，「煉油廠廢鹼」這個術語，是指例如可以在石油精煉廠中，所能看見的操作設備與製程中產生的廢鹼。煉油廠廢鹼可能具有高程度之化學需氧量(COD)，在某些情況下可能介於大約10,000mg/L與500,000mg/L之間。煉油廢鹼可以含有一或多種環烷酸類廢鹼(naphthenic spent caustics)或是甲酚類廢鹼(cresylic spent caustics)。如在此所使用的，「大約」這個術語係指所述數值之±1%的數值。
環烷酸類廢鹼可以通過煤油洗滌與噴氣機燃料來產生，並且可以含有高濃度之由環烷酸所組成之有機化合物，並且還可以含有酚類化合物與還原硫化合物。環烷酸類廢鹼還可以含有高程度之化學需氧量(COD)，在某些情況下可以大於100,000mg/L。環烷酸類廢鹼也可含有硫代硫酸鹽與環烷酸，其等可以在濕式空氣氧化程序中，於高於大約220℃至大約280℃或更高的溫度下分解。甲酚類廢鹼可以通過汽油洗滌來產生，並且可以含有高濃度的酚化合物(甲酚酸(cresylic acid)，並且也可以含有還原硫化合物。
在另一具體實施例中，該廢鹼106包含一硫化物廢鹼。硫化物廢鹼可以通過烴類洗滌產生，並且可以含有高濃度的還原硫化合物，例如硫化物和硫醇，以及有機碳濃縮物。在一個具體實施例中，硫化物廢鹼包含乙烯廢鹼。「乙烯廢鹼」是這個術語係指在設備和製程操作中所產生的廢鹼，譬如那些可以在乙烯生產設施中所發現者，例如用於洗滌乙烯的廢鹼。
舉例來說，乙烯廢鹼可以來自乙烯裂解器之裂解氣體的鹼洗作用。此一液體可以由廢鹼洗滌塔所產生。乙烯產物氣體可能會被H2S(g)與CO2(g)所污染，並且這些污染物可以藉著在廢鹼洗滌塔中被吸收，以產生NaHS(aq)與Na2CO3(aq)而移除。該氫氧化鈉可以被消耗並得到被硫化物、碳酸鹽與一小部分之有機化合物所污染的廢水(乙烯廢鹼)。也可能存在有在洗滌過程中，自烯烴縮合作用產生之不可溶聚合物。在美國專利第9,630,867號中說明了廢鹼的其他具體實施例，其之全部內容係在此被併入以供參考。
再次說明，如在此所使用者，「廢料」這個術語在此通常係指活性碳、生物材料或其等之組合，其等能夠減少目標污染物的含量的能力，例如使得有機物或化學需氧量(COD)之含量，至少通過基於相同之目的的運用而被減少。廢料108通常係為漿料形式，以使得其可以流動至該濕式空氣氧化單元102。在一具體實施例中，該廢料108包含一定量的活性碳，其係適合於在其上吸附有機物質。如本技術領域所已知者，活性碳可以包括粒狀活性碳(GAC)或是粉末狀活性碳(PAC)。在一具體實施例中，該活性碳包含粉末狀活性碳。
另外或替代地，該廢料108可以包括一定量之生物材料。特別地，該生物材料(或生物質)可以包括適合在缺氧及/或需氧條件下，茁壯成長的任何細菌或細菌組合。可用於此之代表性微生物可以是來自以下細菌家族中之一或多種：醋酸桿菌科(Acetobacteraceae)、酸桿菌科(Acidobacteriaceae)、氣單胞菌科(Aeromonadaceae)、產鹼菌科(Alcaligenaceae)、異單孢菌科(Alteromonadaceae)、厭氧繩菌科(Anaerolineaceae)、橙單胞菌科(Aurantimonadaceae)、芽孢桿菌科(Bacillaceae)、擬桿菌科(Bacteroidaceae)、拜葉林克氏菌科(Beijerinckiaceae)、慢生根瘤菌科(Bradyrhizobiaceae)、短桿菌科(Brevibacteriaceae)、布魯氏菌科(Brucellaceae)、伯克氏菌科(Burkholderiaceae)、伯克氏菌目(Burkholderiales)、彎曲菌科(Campylobacteraceae)、柄桿菌科(Caulobacteraceae)、噬幾丁質菌科(Chitinophagaceae)、著色菌科(Chromatiaceae)、染色菌科(Chromobacteriaceae)、色球藻目(Chroococcales)、梭菌科(Clostridiaceae)、梭菌目(Clostridiales)、梭菌目第六族所屬不明種類(Clostridiales Family XI.Incertae Sedis)、梭菌目第八族所屬不明種類(Clostridiales Family XIII.Incertae Sedis)、叢毛單胞菌科(Comamonadaceae)、蟑螂桿狀體科(Cryomorphaceae)、嗜纖維菌科(Cytophagaceae)、脫硫桿菌科(Desulfobacteraceae)、脫硫蔥狀菌科(Desulfobulbaceae)、脫硫微菌科(Desulfomicrobiaceae)、外硫紅螺旋菌科(Ectothiorhodospiraceae)、腸桿菌科(Enterobacteriaceae)、丹毒絲菌科(Erysipelotrichaceae)、赤桿菌科
(Erythrobacteraceae)、黃桿菌科(Flavobacteriaceae)、丙型變形菌綱(Gammaproteobacteria)、嗜氫菌科(Hydrogenophilaceae)、生絲微菌科(Hyphomicrobiaceae)、軍團菌科(Legionellaceae)、甲基桿菌科(Methylobacteriaceae)、甲基球菌科(Methylococcaceae)、甲基孢囊菌科(Methylocystaceae)、嗜甲基菌科(Methylophilaceae)、微桿菌科(Microbacteriaceae)、微球菌亞目(Micrococcineae)、莫拉氏菌科(Moraxellaceae)、分枝桿菌科(Mycobacteriaceae)、亞硝化單胞菌科(Nitrosomonadaceae)、念珠藻科(Nostocaceae)、草酸桿菌科(Oxalobacteraceae)、消化鏈球菌科(Peptostreptococcaceae)、Phycisphaeraceae、葉桿菌科(Phyllobacteriaceae)、浮黴菌科(Planctomycetaceae)、紫單胞菌科(Porphyromonadaceae)、假交替單胞菌科(Pseudoalteromonadaceae)、假單胞菌科(Pseudomonadaceae)、根瘤菌科(Rhizobiaceae)、根瘤菌目(Rhizobiales)、紅桿菌科(Rhodobacteraceae)、紅菌科(Rhodobiaceae)、紅環菌科(Rhodocyclaceae)、紅螺旋菌科(Rhodospirillaceae)、紅螺旋菌目(Rhodospirillales)、立克次氏體目(Rickettsiales)、理研菌科(Rikenellaceae)、瘤胃球菌科(Ruminococcaceae)、腐螺旋菌科(Saprospiraceae)、希萬氏菌科(Shewanellaceae)、華桿菌科(Sinobacteraceae)、鞘脂桿菌科(Sphingobacteriaceae)、鞘脂單胞菌科(Sphingomonadaceae)、葡萄球菌科(Staphylococcaceae)、互養菌科(Synergistaceae)、Thioalkalispiraceae、疣微菌科
(Verrucomicrobiaceae)、弧菌科(Vibrionaceae)、紗麗桿菌科(Xanthobacteraceae)與黃單胞菌科(Xanthomonadaceae)。
在其他具體實施例中，該廢料108可以包括活性碳與生物材料之混合物。碳與生物材料的混合物係被用於處理易於生物降解的化合物，以及較不易生物降解的化合物，例如生物難分解有機物。在該濕式空氣氧化單元102內，該組合廢物流104可以包括任何適當比例之廢料108與廢鹼106。在一具體實施例中，該廢料108與廢鹼106的比例係為1：1至100：1，在一個特定具體實施例中則為1：1至50：1。
該濕式空氣氧化單元102可以包括一或多個專用反應器容器，該廢料108之氧化及/或再生作用會於其中發生。其中的再生過程通常包括在較高的溫度與壓力(相對於環境條件)下，用氧化劑(通常來自含氧氣體的分子氧)來處理進料。在一具體實施例中，該濕式空氣氧化程序係在大約20atm至大約240atm的壓力，以及和大約150℃至大約373℃的溫度下，對該進料流或濕式空氣氧化單元102中添加氧氣來進行。在一具體實施例中，係對該單元提供足夠的氧氣，以提供具有至少為3體積%之氧氣濃度的排氣，在一特定具體實施例中為5至15體積%之氧。
在一具體實施例中，該濕式空氣氧化程序係在250℃或更低的溫度下，以至少為大約30分鐘之停留時間來進行。在一特定具體實施例中，該濕空氣再生作用係在大約200℃或更低之溫度下進行，並且在一特定具體實施例中，係在大約150℃至大約200℃的溫度下，進行至少大約1小時的持續時間，並且在一特定具體實施例中係為大約3至8小時。
該濕式空氣氧化程序會破壞該生物固體之揮發性部分，並將吸附在活性碳上的有機物質加以氧化及/或改變，以恢復其之吸附能力，並產生再生漿料(再生材料110)。該再生材料110包括適合用來再利用之再活化碳顆粒及/或生物固體。在某些具體實施例中，該再生材料110包含藉著該碳從廢水中移除，並於再生過程中形成之無機灰分顆粒。該無機灰可以通過例如在美國專利第4,778,598和4,749,492號中所報導的已知分離方法，而與該再生漿料進一步分離，這兩篇專利的全部內容係在此被併入以供參考。
此外，在某些具體實施例中，可能需要讓高pH值廢鹼的影響最小化，以使得組合流104的pH值不高於氧化作用的所欲數值。有利地，濕式空氣氧化程序通常會從有機物的氧化作用，產生一定量之CO2。所產生的CO2可被用來中和組合流104中，廢鹼液部分增加pH值之效果，使其不需要添加pH調節劑。
現在請參照第2圖，其顯示該廢料係從一或多個處理容器(處理容器)112所產生，其中含有活性碳及/或生物材料。包含一定量之污染物(例如COD)的廢水進料114係被輸送至容器112，該汙染物係可以被其中之活性碳及/或生物材料來進行處理。該廢水進料114係受到活性碳及/或生物材料的作用，而產生經處理物流116，其可被引導至進一步的處理或研磨步驟，以進行排放或儲存。經過一段時間之後，該活性碳及/或生物材料降低目標污染物之濃度的能力本身會降低，從而產生如在此所述的廢料108。
一旦出現一定量之廢料108，該廢料108便可通過流體管線116或類似構造，而直接或間接地供給至該濕式空氣氧化單元102。該廢鹼106然後可以在該系統100中的任何適當位置與廢料結合。在某些具體實施例中，每個該廢料108與和該廢鹼106係如第2圖中所示，獨立地輸送至該濕式空氣氧化單元102並結合(且係任擇地於其中進行混合)。舉例來說，該廢鹼106可以從其之適當的來源118輸送至濕式空氣氧化單元102，而該廢料108則係從容器112輸送至該濕式空氣氧化單元102。在其他具體實施例中，該廢鹼106與該廢料108可以在濕式空氣氧化單元102的外部結合，並且其等之組合物流104係被輸送至該濕式空氣氧化單元102。在一具體實施例中，該廢鹼106與該廢料108係在流體管線116或類似構造內結合。在其他具體實施例中，該廢鹼106與該廢料108係在適當的混合槽中混合，而所得到的組合廢物流104係被輸送至濕式空氣氧化單元102。
在該濕式空氣氧化單元102內，該組合廢物流104係如上所述進行濕式空氣氧化以產生再生材料流110。在某些具體實施例中，包含再生的活性碳及/或生物材料的該再生材料流110，係通過再循環管線120而導引回容器112，以用於隨後的物流12之處理中。在某些具體實施例中，為了用於取代再生材料或是除了再生材料之外，可以將新鮮的活性碳及/或生物材料導引至容器112內。
在於此所述的具體實施例中，應當理解一或多個入口、通路、加熱器、鼓風機、出口、泵、閥、冷卻器、能量來源、流量感測器或控制器(包括微處理器與記憶體)、或是類似元件，都可以包括在於此所述的任何系統中，以協助導入、輸出、定時、
定量、選擇，並且導引其中之任何該等成分的流動方向(例如，再生材料、廢鹼、廢料、廢水進料、結合流、氧氣冷卻液等等)。在美國專利第8,501,011號中，出另一個典型的WAO系統及其之元件，其係在此被併入以供參考。
本發明的這些與其他具體實施例的功能與優點，可以從以下實施例中更全面地理解。這些實施例係本質上用來例示說明的，而不應被視為是用於侷限本發明之範圍。
為了要例示說明向廢碳添加各種不同比例之廢鹼，對於廢碳之再生的影響很小，而進行了以下實驗。將包含廢碳之漿料與各種濃度的廢鹼混合，並在批次高壓釜中進行處理，該高壓釜係在全規模系統中進行模擬處理。使用MRE(糖蜜相對效率(molasses relative efficiency))來分析再生碳的效率。如在下表中所例示，隨著廢鹼濃度的增加，吸附效率僅略有下降，從而表明廢鹼對廢碳的再生沒有實質性影響。
雖然本發明的各種具體實施例已經在此例示與描述，但是具體實施例顯然僅只是提供以作為範例。在不背離本發
明的情況下，可以進行許多變化、修改與替換。因此，本發明僅欲受到隨附之申請專利範圍的精神和範圍之限制。
Claims (13)
- 一種處理方法，其包括：將一定量的廢料與一定量的廢鹼合併，以產生一組合廢物流；以及將該組合廢物流進行一濕式空氣氧化程序，以產生一再生材料流。
- 如請求項1之處理方法，其中該廢料包括選自於由廢活性碳、廢生物材料以及其等之組合所組成的群組之成員。
- 如請求項1之處理方法，其中該組合廢物流係來自一廢水處理過程，該廢水處理過程係運用選自於由一活性碳、一生物材料以及其等之組合所組成的群組之成員。
- 如請求項3之處理方法，其進一步包括將該再生材料流再循環至該廢水處理過程中。
- 如請求項1之處理方法，其中該廢料的含量與該廢鹼的含量之比例，以體積計係為1：1至1：100。
- 如請求項1之處理方法，其中該濕式空氣氧化程序係在250℃或更低的溫度，停留時間為至少大約30分鐘下進行。
- 如請求項1之處理方法，其中該濕式空氣氧化程序係在200℃或更低的溫度且停留時間為至少約1小時下進行。
- 一種處理系統，其包括：一濕式空氣氧化單元；以及在該濕式空氣氧化單元內，包含廢鹼與廢料之一組合廢水流，其中該濕式空氣氧化單元係架構成以在氧氣存在下於升高的溫度和壓力下，對該組合廢物流進行一濕式空氣氧化程序，以產生一再生廢料流。
- 如請求項8之處理系統，其中該廢料包括選自於由廢活性碳、廢生物材料以及其等之組合所構成的群組之成員。
- 如請求項8之處理系統，其進一步包括設置在該濕式空氣氧化單元上游之一處理容器，該處理容器包括一定量之選自於由活性碳、生物材料以及其等之組合所組成的群組之成員。
- 如請求項10之處理系統，其進一步包括再循環管線，該再循環管線係從該濕式空氣氧化單元延伸至該處理容器，以將該再生廢料流輸送至該處理容器。
- 如請求項8之處理系統，其中該廢料的含量與該廢鹼的含量之比例，以體積計係為1：1至1：100。
- 如請求項8之處理系統，其進一步包括與該濕式空氣氧化單元形成流體連通之該廢鹼的一來源以及該廢料的一來源。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201862723777P | 2018-08-28 | 2018-08-28 | |
| US62/723,777 | 2018-08-28 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW202014388A TW202014388A (zh) | 2020-04-16 |
| TWI734174B true TWI734174B (zh) | 2021-07-21 |
Family
ID=67734831
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW108129809A TWI734174B (zh) | 2018-08-28 | 2019-08-21 | 以廢鹼添加物進行之廢料濕式空氣氧化作用 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20210323854A1 (zh) |
| EP (1) | EP3826967A1 (zh) |
| CN (1) | CN112839907A (zh) |
| BR (1) | BR112021003747A2 (zh) |
| SG (1) | SG11202101987YA (zh) |
| TW (1) | TWI734174B (zh) |
| WO (1) | WO2020046554A1 (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020033166A1 (en) | 2018-08-07 | 2020-02-13 | Siemens Energy, Inc. | Catalyst treatment to improve corrosion resistance |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106587480A (zh) * | 2015-10-14 | 2017-04-26 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种乙烯废碱液处理的方法 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4778598A (en) | 1987-02-02 | 1988-10-18 | Zimpro Inc. | Separation of ash from regenerated adsorbent |
| US4749492A (en) | 1987-07-06 | 1988-06-07 | Zimpro/Passavant | Process for recovering regenerated adsorbent particles and separating ash therefrom |
| US20060060541A1 (en) * | 2004-09-23 | 2006-03-23 | Abazajian Armen N | Waste disposal method and apparatus using wet oxidation and deep well injection |
| CN101553435B (zh) * | 2006-03-08 | 2016-05-11 | 西门子能源公司 | 废水处理系统和方法 |
| US8501011B2 (en) | 2007-01-22 | 2013-08-06 | Siemens Energy, Inc. | Wet air oxidation process using recycled catalyst |
| US8734648B2 (en) * | 2007-09-11 | 2014-05-27 | Siemens Energy, Inc. | Treatment of spent caustic waste |
| EP2852559B1 (en) * | 2012-05-23 | 2019-02-20 | Wetox Limited | Sludge treatment method |
| CN103663842B (zh) * | 2012-09-06 | 2016-03-30 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种乙烯废碱液的深度处理方法 |
| RU2015119652A (ru) * | 2012-10-26 | 2016-12-20 | Сименс Энерджи, Инк. | Способы и системы для обработки использованной щелочи и регенерируемой среды |
| JP6801079B2 (ja) * | 2016-07-25 | 2020-12-16 | シーメンス エナジー インコーポレイテッド | 活性炭と膜との直接的な接触を可能にする廃棄物流を処理するためのシステムおよび方法 |
| CN109641769A (zh) * | 2016-08-31 | 2019-04-16 | 西门子能源有限公司 | 用于处理高总溶解固体废水的系统和方法 |
-
2019
- 2019-08-08 WO PCT/US2019/045679 patent/WO2020046554A1/en unknown
- 2019-08-08 EP EP19758569.8A patent/EP3826967A1/en not_active Withdrawn
- 2019-08-08 SG SG11202101987YA patent/SG11202101987YA/en unknown
- 2019-08-08 BR BR112021003747-0A patent/BR112021003747A2/pt not_active Application Discontinuation
- 2019-08-08 US US17/271,640 patent/US20210323854A1/en active Pending
- 2019-08-08 CN CN201980068144.1A patent/CN112839907A/zh active Pending
- 2019-08-21 TW TW108129809A patent/TWI734174B/zh not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106587480A (zh) * | 2015-10-14 | 2017-04-26 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种乙烯废碱液处理的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP3826967A1 (en) | 2021-06-02 |
| WO2020046554A1 (en) | 2020-03-05 |
| BR112021003747A2 (pt) | 2021-05-25 |
| SG11202101987YA (en) | 2021-03-30 |
| US20210323854A1 (en) | 2021-10-21 |
| CN112839907A (zh) | 2021-05-25 |
| TW202014388A (zh) | 2020-04-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9630867B2 (en) | Treatment of spent caustic waste | |
| CN104609645B (zh) | 焦化真空碳酸钾脱硫废液脱硫脱氰的预处理方法及装置 | |
| CN103553269A (zh) | 一种兰炭废水处理与资源化的方法与装置 | |
| CN102276121A (zh) | 冷轧钢厂反渗透浓水处理工艺及其处理系统 | |
| CN109052850A (zh) | 一种石油及煤化工行业高含硫废碱液的达标处理方法 | |
| TWI734174B (zh) | 以廢鹼添加物進行之廢料濕式空氣氧化作用 | |
| KR100992117B1 (ko) | 산 및 염기성 폐수의 전처리방법 및 전처리장치 | |
| EP3468924B1 (en) | Process for treatment of high total dissolved solids wastewater | |
| CN102887612A (zh) | 一种与选煤过程结合的煤化工废水处理和利用方法 | |
| CN203007071U (zh) | 污水臭氧催化氧化处理装置 | |
| CN103842302B (zh) | 废烧碱的处理方法 | |
| CN211999160U (zh) | 一种工业废水深度处理回用中的预处理设备 | |
| Heidarinasab et al. | A study of biological treatment of spent sulfidic caustic | |
| CN106977004B (zh) | 一种焦化反渗透浓水深度处理的方法和装置 | |
| CN104402174A (zh) | 一种煤化工废水深度处理方法 | |
| CN111018243A (zh) | 一种焦化废水处理方法 | |
| JP5802578B2 (ja) | 水処理装置、及び水処理方法 | |
| CN108862813B (zh) | 一种废水的处理方法 | |
| Ganczarczyk et al. | State‐of‐the‐art in coke‐plant effluent treatment | |
| CN111320295A (zh) | 一种工业废水深度处理回用中的预处理设备及方法 | |
| US20120241376A1 (en) | Method of selenium removal from an aqueous source | |
| CN204779249U (zh) | 一种炼油碱渣废液的综合处理装置 | |
| CN113121057B (zh) | 一种利用好氧活性污泥处理有机废水的工艺及装置 | |
| KR100872586B1 (ko) | 황함유 폐가성소다액을 적용한 하수고도처리장치 | |
| CN111087121B (zh) | 一种催化烟气脱硫脱硝废水处理方法及装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees |