一种煤化工废水中酚类物质的回收方法与流程

文档序号:14512863阅读:1128来源:国知局

本发明属于水处理技术领域,具体涉及一种煤化工废水中酚类物质的回收方法。



背景技术:

煤化工是中国化学工业的基础和主要支柱之一。煤化工废水是煤制焦炭、煤气净化及焦化产品回收过程中产生的高浓度有机废水。煤化工废水的来源主要有气化废水、煤液化废水、煤干馏废水(焦化废水或兰炭废水)。煤化工废水含有大量的酚类、烷烃类、芳香烃类、杂环类和氨氮等有毒有害物质。煤化工废水的处理不仅是制约我国煤化工产业发展的瓶颈,也是国内外煤化工产业共同面临的一大难题。

中国专利申请cn102815844b介绍了一种煤化工废水的预处理及其资源化回收方法,技术方案如下:1)精馏脱酸脱氨:煤化工废水送入精馏脱酸脱氨塔,废水中的氨气和二氧化碳由液相转移到气相,分别回收15-20%氨水和碳酸氢铵;2)络合萃取回收酚类物质:先将精馏后釜残液用酸调节废水ph<3,再按照一定比例加入已配制好的油相进行络合萃取,萃取平衡后得到负载油相和预处理后废水。并用氢氧化钠溶液作为反萃剂对负载油相进行反萃取,得到浓缩的酚钠溶液和再生油相,酚钠经酸析得到粗酚,再生油相循环使用。

中国专利申请cn104445815b介绍了一种兰炭生产废水资源化利用工艺方法及装置,包括深度油水分离、高效络合萃取脱酚、蒸氨三部分,废水首先在隔油罐中分离回收部分煤焦油,出水通过粗过滤器后依次在精密过滤器、油水分离器回收煤焦油;除油后的兰炭废水与萃取剂进入萃取塔进行萃取脱酚,萃取相与氢氧化钠溶液进入反萃取塔逆流接触反萃取,得到的酚钠盐溶液进入酸析釜加硫酸进行酸析得到粗酚;萃取塔底部排出脱酚后的废水进入废水加热器,被来自空气加热器的烟气加热后进入氨氰分离器与来自空气加热器的热空气混合进行脱氨,氨氰分离器顶部出来的含氨混合气体进入氨水冷却器冷却得到氨水。

上述两种方法均包含络合萃取脱酚步骤,在脱酚后反萃取中均采用氢氧化钠溶液为反萃取剂,这样会存在以下问题:(1)酚类物质回收流程长、操作复杂:反萃取后得到为酚钠水溶液,不能直接回收酚类物质,需要进一步调酸回收;(2)浪费资源、成本高:消耗了大量的氢氧化钠水溶液,不仅浪费了大量资源,并使得操作成本大幅度增加;(3)无用副产品产生量大、且二次污染严重:调酸回收酚类物质后,会有大量的硫酸钠盐产生,且硫酸钠盐中含有酚类物质,属于危险废物,存在严重的二次污染。



技术实现要素:

本发明在于克服现有技术的不足,提供一种煤化工废水中酚类物质的回收方法。该方法采用碱性气体反萃取,直接得到酚类物质,流程短,节约资源,成本低,无大量固废产生,无二次污染。

本发明技术方案如下:

一种煤化工废水中酚类物质的回收方法,其特征在于包括以下步骤:(1)萃取:将络合萃取剂、调酸剂、煤化工含酚废水进料至萃取反应器中进行混合,在反应器中络合萃取剂将废水中的酚类物质萃取;之后静止分层,上层为含有酚类物质的络合萃取剂(又称负载萃取剂),下层为萃取处理后的水相(又称出水);(2)反萃取:将萃取后得到的负载萃取剂中通入碱性气体进行反萃取,负载萃取剂转化为络合萃取剂与酚类物质,之后静止分层,上层为络合萃取剂(返回至萃取步骤套用);下层为回收的酚类物质(又称粗酚)。

如上所述,需要将络合萃取剂、调酸剂、煤化工含酚废水三者进行混合萃取,缺一不可。发现若只将络合萃取剂与煤化工含酚废水两者进行混合,无萃取效果。调酸剂起着极其重要的作用:一方面是调节废水的ph值,使得出水ph值≤9;另一方面是对络合萃取剂进行调节,使络合萃取剂的形态发生改变,形态改变后的络合萃取剂才可完成酚类物质的萃取。

由于调酸剂的重要作用,所以反萃取时采用与调酸剂发生反应的碱性气体进行反萃取,碱性气体消耗掉调酸剂后络合萃取剂形态发生改变,从而将酚类物质释放出来,静止分层后即可得到络合萃取剂与酚类物质,络合萃取剂返回到萃取步骤套用,酚类物质进行回收。

作为优选,步骤(1)中所述的络合萃取剂中至少含有一种有机胺,包括脂肪胺类、醇胺类、酰胺类、芳香胺类、萘系胺类等。

再优选,步骤(1)中所述的络合萃取剂中至少含有一种叔胺,包括:三烯丙基胺(n235)、三辛胺(toa)等。

作为优选,步骤(1)中所述的调酸剂为一种或多种无机酸。

作为优选,步骤(2)中所述的碱性气体为一种或多种碱性无机气体。

作为优选,步骤(1)中萃取时控制出水的ph值≤9。

本发明提供的煤化工废水中酚类物质的回收方法具有如下优点:

(1)酚类物质去除率高。总酚去除率高达98%,cod去除率大于95%,显著提高可生化性。

(2)实现废水资源化利用。得到的粗酚可作为副产外售,具有明显的经济效益。

(3)与现有脱酚技术相比,成本低、无二次污染。

具体实施方式

通过以下实施例,对本发明作进一步具体说明。但是本发明绝非仅限于此。

实施例1

本例使用废水取自陕西榆林神木县某兰炭生产厂家,水质情况如下:cod为25340mg/l,总酚浓度为8317mg/l,氨氮浓度为2700mg/l,ph值为9.3,黑色。

用量筒量取25ml三辛胺toa、50ml煤油,混合均匀配成萃取剂。然后取500ml废水加入浓硫酸调节ph为3,在搅拌条件下加入72ml已配制好的萃取剂,搅拌条件下萃取60min,静止分层,得到77ml负载萃取剂与495ml无色出水,出水总酚79mg/l,出水cod=870mg/l,总酚去除率99%,cod去除率96.5%

向萃取后得到的负载萃取剂通入氨气进行反萃取,氨气用量1.1g,之后分层,分出71.5ml萃取剂、12ml粗酚,萃取剂返回萃取步骤循环套用。

实施例2

废水来源同于实施例1。

取496ml废水加入浓硫酸调节ph为3,在搅拌条件下加入71.5ml实施例1回收的萃取剂,搅拌条件下萃取60min,静止分层,得到76ml负载萃取剂与491ml无色出水,出水总酚81mg/l,出水cod=901mg/l,总酚去除率99%,cod去除率96.4%

向萃取后得到的负载萃取剂通入氨气进行反萃取,氨气用量1.1g,之后分层,分出71ml萃取剂、11.5ml粗酚,萃取剂返回萃取步骤循环套用。

实施例3

废水来源同于实施例1。

取493ml废水加入浓硫酸调节ph为3,在搅拌条件下加入71ml实施例2回收的萃取剂,搅拌条件下萃取60min,静止分层,得到75.5ml负载萃取剂与488ml无色出水,出水总酚77mg/l,出水cod=867mg/l,总酚去除率99%,cod去除率96.5%

向萃取后得到的负载萃取剂通入氨气进行反萃取,氨气用量1.1g,之后分层,分出70.5ml萃取剂、11ml粗酚,萃取剂返回萃取步骤循环套用。

实施例4

废水来源同于实施例1。

取489ml废水加入浓硫酸调节ph为3,在搅拌条件下加入70.5ml实施例3回收的萃取剂,搅拌条件下萃取60min,静止分层,得到75ml负载萃取剂与484ml无色出水,出水总酚82mg/l,出水cod=912mg/l,总酚去除率99%,cod去除率96.4%

向萃取后得到的负载萃取剂通入氨气进行反萃取,氨气用量1.1g,之后分层,分出70ml萃取剂、10.5ml粗酚,萃取剂返回萃取步骤循环套用。

实施例5

废水来源同于实施例1。

取486ml废水加入浓硫酸调节ph为3,在搅拌条件下加入70ml实施例4回收的萃取剂,搅拌条件下萃取60min,静止分层,得到74ml负载萃取剂与481ml无色出水,出水总酚78mg/l,出水cod=882mg/l,总酚去除率99%,cod去除率96.5%

向萃取后得到的负载萃取剂通入氨气进行反萃取,氨气用量1.1g,之后分层,分出69.5ml萃取剂、10ml粗酚,萃取剂返回萃取步骤循环套用。

实施例6

本例使用废水取自哈尔滨某气化厂,水质情况如下:cod为21340mg/l,总酚浓度为5520mg/l,氨氮浓度为7700mg/l,ph值为9,黑色。

用量筒量取25ml三烯丙基胺(n235)、25ml甲苯,混合均匀配成萃取剂。然后取500ml废水加入浓盐酸调节ph为3,在搅拌条件下加入49ml已配制好的萃取剂,搅拌条件下萃取60min,静止分层,得到53ml负载萃取剂与496ml无色出水,出水总酚69mg/l,出水cod=810mg/l,总酚去除率98.7%,cod去除率96.2%

向萃取后得到的负载萃取剂通入氨气进行反萃取,氨气用量2.5g,之后分层,分出49ml萃取剂、8ml粗酚,萃取剂返回萃取步骤循环套用。

实施例7

本例使用废水取自内蒙伊东某兰炭生产厂家,水质情况如下:cod为29000mg/l,总酚浓度为8775mg/l,氨氮浓度为7090mg/l,ph值为9,黑色。

用量筒量取25ml三辛胺toa、50ml煤油,混合均匀配成萃取剂。然后在搅拌条件下向萃取剂中滴加6g浓硫酸改变萃取剂形态。然后取500ml废水加入浓硫酸调节ph为7,在搅拌条件下加入75ml已配制好的萃取剂,搅拌条件下萃取60min,静止分层,得到78ml负载萃取剂与496ml无色出水,出水总酚156mg/l,出水cod=1340mg/l,总酚去除率98.2%,cod去除率95.3%

向萃取后得到的负载萃取剂通入氨气进行反萃取,氨气用量1.1g,之后分层,分出72ml萃取剂、11ml粗酚,萃取剂返回萃取步骤循环套用。

对比例1

废水来源同于实施例7。

用量筒量取25ml三辛胺toa、50ml煤油,混合均匀配成萃取剂。然后取500ml废水加入浓硫酸调节ph为7,在搅拌条件下加入72ml已配制好的萃取剂,搅拌条件下萃取60min,静止分层,得到72ml负载萃取剂与500ml黑色出水,出水总酚8770mg/l,出水cod=29000mg/l,基本无萃取效果。

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