兰炭高浓度含酚废水的协同萃取负压闪蒸脱酚方法
【专利摘要】本发明属于废水处理【技术领域】，公开了一种兰炭高浓度含酚废水的协同萃取负压闪蒸脱酚方法。其主要技术特征为：该方法包括脱酸脱氨、萃取、分离萃取相中的酚和萃取剂、分离萃余相中的废水和萃取剂步骤，以二异丙基醚和甲基异丁基酮为萃取剂，进行协同萃取脱酚，二异丙基醚和甲基异丁基酮的体积比为1：10-1：1，萃取剂和水的体积比为1：18-1：5.5；然后由酚塔进料泵送至酚塔中进行负压闪蒸，萃取剂收集后循环使用，总酚脱除率大于91%，多元酚脱除率大于70%，COD脱除率大于91%。脱酚效率高、设备应用少、溶剂用量小、能耗低，有利于节能环保。具有较高的经济效益和社会效益。
【专利说明】兰炭高浓度含酚废水的协同萃取负压闪蒸脱酚方法
【技术领域】
[0001]本发明属于兰炭高浓度含酚废水处理方法【技术领域】，具体的讲涉及兰炭高浓度含酚废水的协同萃取负压闪蒸脱酚方法。
【背景技术】
[0002]兰炭化工废水是在兰炭的干馏过程中产生的废水，总酚含量可高达10500 mg/L以上。污染物浓度高、成分复杂，含有焦油、芳烃、氨氮、硫化物、氰化物等多种污染物，是一种处理难度最大的含酚废水。
[0003]兰炭化工废水中酚和氨对生化系统危害大，但同时它们可以回收利用。目前，含酚工业废水常用的方法是溶剂法。常用的溶剂法有脱酸一?)萃取一脱氨法、脱酸脱氨-单塔脱酚法、脱酸脱氨-串联双塔两级脱酚法等。其中，对于兰炭这种总酚大于10000 mg/L的兰炭废水，脱酸一酚萃取一脱氨法工艺出水达不到生化进水指标要求；脱酸脱氨-单塔脱酚法对单元酚的脱除率较高，可达99%以上，但对多元酚的萃取效果很差，一般不超过68%。萃取脱酚后总酚含量仍高达550mg/L，COD大于5000mg/L，由于多元酚类难以生物降解，且抑制活性菌生长，必须通过配水等手段调节水质指标后才能进行生化处理。脱酸脱氨-串联双塔两级脱酚法虽然提高了多元酚的去除率，但增加了二级萃取塔和酚二塔及水塔的投资。
[0004]选择合适的萃取剂是提高废水萃取脱酚效率的关键。萃取剂必须考虑其对单元酚和多元酚的溶解度、水溶性以及能耗、价格、操作难易等问题。目前常用的萃取剂二异丙基醚和甲基异丁基酮。二异丙基醚在水中的溶解度为0.8%，沸点为68.5°C，对单元酚萃取脱除率高，但由于多元酚更强的极性和水溶性，萃取脱除率非常低。如二异丙基醚对苯酚的分配系数可达30-36.5，但对苯二酚和偏苯三酚分别只有0.8-1.2和0.1-0.25。所以，二异丙基醚只适合于单元酚的萃取脱除。甲基异丁基酮是一种高效的脱酚萃取剂，对多元酚的分配系数较高，对苯二酚和偏苯三酚分配系数分别为9-12和4-6。因此适合于多元酚的萃取脱除。(《高校化学工程学报》，2003，17 (3):261-265)，相对于其它溶剂，对多元酚的溶解度较闻。
[0005]专利号为200610033936.X,200610033932.1的专利公开了采用甲基异丁基酮进
行萃取脱酚的方法，总酚脱除率可达92%。哈尔滨气化厂的操作实践证明，采用甲基异丁基酮萃取工艺，废水的总酚含量约300mg/L，C0D约2000mg/L。但甲基异丁基酮在水中的溶解度为1.9%，沸点为117-118°C。因此，甲基异丁基酮较二异丙基醚回收损失大，蒸汽消耗量大，能耗闻。
[0006]综上所述，高浓度含酚废水的萃取脱酚技术主要困难在于，由于多元酚较单元酚具有更强的极性和水溶性，萃取脱除效率低；而采用高效萃取剂，又造成溶剂回收能耗高、损失大，增大了操作费用。对于该难题专利ZL 2010 I 0242537.0公开了两种萃取剂，脱酸脱氨-串联双塔两级脱酚法。能耗略有降低，萃取剂的用量减少了 10%，但增加了二级萃取和配套的酚塔和水塔，增加了投资。
【发明内容】
[0007]本发明解决的技术问题就是提供一种脱酚效率高、设备应用少、溶剂用量小、能耗低的优点，有利于节能环保的兰炭高浓度含酚废水的协同萃取负压闪蒸脱酚方法。
[0008]为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为:该方法包括下列步骤:
第一步，脱酸脱氨
兰炭化工过程产生的高浓度含酚废水经重力沉降和加热气浮除油预处理后，进入脱酸脱氨塔，经过脱酸脱氨后，使废水PH值控制在5.5-8.5 ；
第二步，萃取
经过脱酸脱氨后的废水进入萃取塔，以二异丙基醚和甲基异丁基酮为萃取剂，进行协同萃取脱酚，二异丙基醚和甲基异丁基酮的体积比为1:10 -1:1，萃取剂和水的体积比为I:18-1:5.5 ； 第三步，分离萃取相中的酚和萃取剂
富含酚的萃取相进入油水分离器，从油水分离器上层溢流进萃取物储罐中，由酚塔进料泵送至酚塔中进行负压闪蒸，酚塔的真空度保持在200-400毫米汞柱范围内，酚塔内的操作温度为80-105°C，酚塔内的操作压力为-0.03~-0.05MPa，挥发的溶剂经压缩机和冷凝器冷却至40°C后进入溶剂循环罐供循环使用；塔釜的粗酚经冷却器冷却后送至粗酚精制工段；
第四步，分离萃余相中的废水和萃取剂
萃取塔中的萃余相进入水塔进行负压闪蒸，回收溶于其中的萃取剂循环使用，水塔的真空度保持在200-400毫米汞柱范围内，水塔内的操作温度为40-60°C，酚塔内的操作压力为-0.03~-0.05MPa，其后的废水总酚含量为200_300mg/L，COD为2000_4000mg/ L，进入生化系统处理。
[0009]其附加技术特征为:
在所述第一步脱酸脱氨步骤中，脱酸脱氨塔釜温度为100-16(TC，脱酸脱氨塔釜压力为0.3-0.6MPa,萃取塔温度为30_50°C，萃取塔压力为0.3-0.5Mpa ；
所述二异丙基醚和甲基异丁基酮的体积比为1:5 -1:1，萃取剂和水的体积比为1:10-1:8。
[0010]本发明提供的兰炭高浓度含酚废水的协同萃取负压闪蒸脱酚方法，同现有技术相比较具有以下优点:其一，兰炭高浓度含酚废水首先汽提脱酸脱氨脱除机械杂质，使废水的PH值控制在5-8，有利于提高萃取脱酚效果；协同萃取脱酚后，萃取相一部分回流和萃取塔进水混合，另一部分进入油水分离器分离后底部的水相进入萃取塔，油相进入酚塔负压闪蒸脱酚，萃取相回流和油水分离可提高酚的浓度和酚脱除率，提高萃取塔的萃取效率；、采用二异丙基醚和甲基异丁基酮混合物协同萃取酚时，其分配比显著地大于每一种萃取剂在相同浓度条件下单独萃取的分配比之和，协同萃取保证对多元酚高脱除率，提高脱酚效果，同时，可降低溶剂回收的能耗和损耗；经过协同萃取，可以取消二级萃取塔和相应配套的酚二塔和水塔，从而节省了酚塔和水塔的能耗，降低了设备投资；酚塔和水塔采用的负压闪蒸工艺，负压闪蒸工艺的酚塔和水塔操作温度低，同时萃取相和萃余相无需经过一系列繁琐的塔前换热过程，节省了能耗；处理前废水单元酚含量为3000-9000mg/L、多元酚含量为2000-7000 mg/L、总氨 3000-10000mg/L，COD 约 30000-70000 mg/L, PH 值为 10-12，萃取脱酚后的废水总酚含量为200-300mg/L，COD为2000-4000mg/L，PH值为5-8，总酚脱除率大于91%，多元酚脱除率大于70%，COD脱除率大于91% ；
其二，在所述第一步脱酸脱氨步骤中，脱酸脱氨塔釜温度为100-160°C，脱酸脱氨塔釜压力为0.3-0.6MPa,萃取塔温度为30_50°C，萃取塔压力为0.3-0.5MPa ;脱硫、脱氨和脱酚效果更好；
其三，所述二异丙基醚和甲基异丁基酮的体积比为1:5 -1:1，萃取剂和水的体积比为1:10-1:8，不但脱酚效果更好，而且在负压闪蒸分离时，分离效果更佳。
【具体实施方式】
[0011]下面对本发明所提出的兰炭高浓度含酚废水的协同萃取负压闪蒸脱酚方法做进一步说明。
[0012]本发明提出的兰炭高浓度含酚废水的协同萃取负压闪蒸脱酚方法包括以下步骤:
第一步，脱酸脱氨
兰炭化工过程产生的高浓度含酚废水经重力沉降和加热气浮除油预处理后，进入脱酸脱氨塔，经过脱酸脱氨后，使废水PH值控制在5.5-8.5 ；
第二步，萃取
经过脱酸脱氨后的废水进入萃取塔，以二异丙基醚和甲基异丁基酮为萃取剂，进行协同萃取脱酚，二异丙基醚和甲基异丁基酮的体积比为1:10 -1:1，萃取剂和水的体积比为1:18-1:5.5 ；
第三步，分离萃取相中的酚和萃取剂
富含酚的萃取相进入油水分离器，从油水分离器上层溢流进萃取物储罐中，由酚塔进料泵送至酚塔中进行负压闪蒸，酚塔的真空度保持在200-400毫米汞柱范围内，酚塔内的操作温度为80-105°C，酚塔内的操作压力为-0.03~-0.05MPa，挥发的溶剂经压缩机和冷凝器冷却至40°C后进入溶剂循环罐供循环使用；塔釜的粗酚经冷却器冷却后送至粗酚精制工段；
第四步，分离萃余相中的废水和萃取剂
萃取塔中的萃余相进入水塔进行负压闪蒸，回收溶于其中的萃取剂循环使用，其后的废水总酚含量为200-300mg/L，COD为2000_4000mg/ L，进入生化系统处理。
[0013]在所述第一步脱酸脱氨步骤中，脱酸脱氨塔釜温度为100-160°C，脱酸脱氨塔釜压力为0.3-0.6MPa,萃取塔温度为30_50°C，萃取塔压力为0.3-0.5MPa ；
所述二异丙基醚和甲基异丁基酮的体积比为1:5 -1:1，萃取剂和水的体积比为1:10-1:8。
[0014]实施例1
第一步，脱酸脱氨
兰炭化工过程产生的高浓度含酚废水经重力沉降和加热气浮除油预处理后，进入脱酸脱氨塔，脱酸脱氨塔釜温度为100°c，脱酸脱氨塔釜压力为0.6MPa，经过脱酸脱氨后，使废水PH值控制在5.5 ；第二步，萃取
经过脱酸脱氨后的废水进入萃取塔，以二异丙基醚和甲基异丁基酮为萃取剂，进行协同萃取脱酚，二异丙基醚和甲基异丁基酮的体积比为1:10，萃取剂和水的体积比为1:18 ；第三步，分离萃取相中的酚和萃取剂
富含酚的萃取相进入油水分离器，从油水分离器上层溢流进萃取物储罐中，由酚塔进料泵送至酚塔中进行负压闪蒸，酚塔的真空度保持在200毫米汞柱范围内，酚塔内的操作温度为105°C，酚塔内的操作压力为-0.05MPa，挥发的溶剂经压缩机和冷凝器冷却至40°C后进入溶剂循环罐供循环使用；塔釜的粗酚经冷却器冷却后送至粗酚精制工段；
第四步，分离萃余相中的废水和萃取剂
萃取塔中的萃余相进入水塔进行负压闪蒸，回收溶于其中的萃取剂循环使用，水塔的真空度保持在200毫米汞柱范围内，水塔内的操作温度为85°C，水塔内的操作压力为-0.03MPa，其后的废水总酚含量为200mg/L，COD为2000mg/ L，进入生化系统处理。
[0015]本实施例1不同处理阶段的水质分析数据如表1所示。
[0016]表1不同处理阶段的水质分析数据。
【权利要求】
1.兰炭高浓度含酚废水的协同萃取负压闪蒸脱酚方法，其特征在于:该方法包括下列步骤: 第一步，脱酸脱氨 兰炭化工过程产生的高浓度含酚废水经重力沉降和加热气浮除油预处理后，进入脱酸脱氨塔，经过脱酸脱氨后，使废水PH值控制在5.5-8.5 ； 第二步，萃取 经过脱酸脱氨后的废水进入萃取塔，以二异丙基醚和甲基异丁基酮为萃取剂，进行协同萃取脱酚，二异丙基醚和甲基异丁基酮的体积比为1:10 -1:1，萃取剂和水的体积比为I:18-1:5.5 ； 第三步，分离萃取相中的酚和萃取剂 富含酚的萃取相进入油水分离器，从油水分离器上层溢流进萃取物储罐中，由酚塔进料泵送至酚塔中进行负压闪蒸，酚塔的真空度保持在200-400毫米汞柱范围内，酚塔内的操作温度为80-105°C，酚塔内的操作压力为-0.03~-0.05MPa，挥发的溶剂经压缩机和冷凝器冷却至40°C后进入溶剂循环罐供循环使用；塔釜的粗酚经冷却器冷却后送至粗酚精制工段； 第四步，分离萃余相中的废水和萃取剂 萃取塔中的萃余相进入水塔进行负压闪蒸，回收溶于其中的萃取剂循环使用，水塔的真空度保持在200-400毫米汞柱范围内，水塔内的操作温度为60-85°C，酚塔内的操作压力为-0.03~-0.05MPa，其后的废水总酚含量为200_300mg/L，COD为2000_4000mg/ L，进入生化系统处理。
2.根据权利要求1所述的兰炭高浓度含酚废水的协同萃取负压闪蒸脱酚方法，其特征在于:在所述第一步脱酸脱氨步骤中，脱酸脱氨塔釜温度为100-16(TC，脱酸脱氨塔釜压力为0.3-0.6MPa,萃取塔温度为30_50°C，萃取塔压力为0.3-0.5MPa。
3.根据权利要求1所述的兰炭高浓度含酚废水的协同萃取负压闪蒸脱酚方法，其特征在于:所述二异丙基醚和甲基异丁基酮的体积比为1:5 -1:1，萃取剂和水的体积比为1:10-1:8。
【文档编号】C02F9/10GK103553260SQ201310591606
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年11月22日 优先权日:2013年11月22日
【发明者】焦伟祥 申请人:焦伟祥