用于处理废碱和再生介质的方法和系统的制作方法_3

文档序号:8547374阅读:来源:国知局
精加 工之前存在的任何剩余的游离油。考虑到在供给至系统的进料中的组分的可能的变化,过 滤器可防止油对吸附介质柱的抑制(spike)。随后的吸附介质可具有较少的油和固体的负 荷,降低再生频率或使COD下降增加。用于过滤器的反洗系统可利用流体(例如原料废碱 进料、酸化的废碱进料、或经精加工的流、以及空气)。所述过滤器可包括核桃壳过滤器。还 可使用包括塑料或木材介质的其它过滤器替代核桃壳过滤器。
[0064] 在该过程中使用过滤器,例如核桃壳过滤器,是独特且有效的。由于核桃壳过滤器 除去比预期更多的C0D,因而所述核桃壳过滤器带来了意想不到的成效。并非在中性的pH 下运行所述核桃壳过滤器以除去原油,而是可在酸性条件下运行所述核桃壳过滤器以除去 酸油(例如环烷酸),从而如上所述容许下游的精加工步骤更加有效。另外,并非在中性的 PH下使用进料,而是可使用废碱、酸化流或精加工流来反洗所述核桃壳过滤器,从而降低污 水体积。
[0065] 可将吸附介质置于标准容器中。所述系统可无需高的温度和压力。可将标准系统 设计成各种尺寸以适应用于所需处理的废碱进料的流速和COD负荷。相比于其它处理技术 (例如WA0),低温、低压以及标准化设计可有助于最小化成本。
[0066] 所公开的系统可提供以下优势,包括但不限于:对于向生物处理的排放物的足够 的COD降低(例如小于2000mg/l);很少到用于再生的额外的化学物质并且没有额外的废 料;标准设计;以及使用廉价建造材料的低压系统。
[0067] 废碱的酸化随后进行介质精加工可提供用于废碱中的COD降低的具有成本效益 的方式。使用废碱或蒸汽源而不是化学物质来再生介质,降低了系统的成本,避免了额外的 废料流并且简化了设计。
[0068] 参照图1,示出了根据本公开内容的一项或多项实施方式的废碱处理系统1的示 意图。实线表示与废碱处理相关的物流以及进料管线。虚线表示与废碱处理中所使用的过 滤器和介质的再生相关的物流以及进料管线。
[0069] 可提供废碱源3。提供废碱源3可包括连接废碱源3至进料管线5以进一步处理。 废碱可具有大于约7的pH。在某些实施方式中,废碱可具有约12或大于约12的pH。
[0070] 作为处理过程的一部分,可将废碱流5分为多个部分。可对废碱的第一部分10进 行处理以降低其pH并且由此产生酸化流35。废碱的第一部分10的pH的降低可通过将废 碱的第一部分10引至混合槽30来实现,其中还可将来自于酸源20的酸引至混合槽30。酸 源20可包括含水的酸。酸源20可包括硫酸。替代地,酸源20可包括盐酸、磷酸等及其组 合。可以足以与碱流中所含的氢氧化钠反应的量引入酸源20。可以足以降低体系的pH的 量引入酸源20。可以足以使体系的pH降至小于7的pH的量引入酸源20。可以足以使体 系的pH降至约2~约3的量引入酸源20。可以足以使体系的pH降至约1~约3的量引入 酸源20。
[0071] 可在混合槽30中完全混合废碱流的第一部分10和酸源20。然后可引入混合流或 酸化流35至分离器37或分离区域,其中可通过例如沉降将混合物分离成不同的层。替代 地,在某些实施方式中,分离可发生在其中酸被引入和/或混合的槽30中。所述不同的层 可包括底部层,即固体层;盐水层或水层;和油层。底部层和油层分别位于盐水层的下方和 上方,可将底部层和油层分离出来并将其引向独立的出口(图1中未示出)。分离器37或 分离区域可包括任何本领域普通技术人员已知的各种分离装置。分离器37或分离区域可 例如允许通过如下进行分离:重力沉降成不同的层,随后引导所述不同的层至沉降槽的不 同出口。
[0072] 可将盐水层作为酸化流35引向进一步处理。当系统正在废碱处理阶段中运行时, 沿进料管线35所示的任选的阀可处于打开的位置,引导酸化流35至容器60中。容器60 可例如为立式柱。
[0073] 容器60可包括介质65。容器60可包括吸附介质65。介质65可固定床的形式。 介质65可包括活性炭。介质65可包括颗粒状的活性炭(GAC)。介质65可包括吸附聚合 物,其也被称为聚合物吸附剂。
[0074] GAC可来自于多种来源。在优选的实施方式中,GAC可为木基的。替代地,GAC可 来自于,例如椰子、烟煤、褐煤、或石油。GAC可例如包括NUCHAR^WV-B。NUCHAR? WV-B由MeadWestvaco公司生产。NUCHAR?_WV-B是具有高表面积和宽孔径分布的低密 度、高活性的颗粒状活性炭。它具有7440-44-0的CAS登记号。这种材料的某些典型特性 可包括6x18 (U.S. Mesh,美国筛目)或8x25 (U.S. Mesh,美国筛目)的平均颗粒尺寸、240~ 300kg/m3的表观密度、以及1400~1600m Vg的表面积(由氮BET法测得)。
[0075] 吸附聚合物可不溶于强酸、强碱或有机溶剂中。其可具有高的表面积。其可具有 20~50筛目的颗粒尺寸。该吸附聚合物可为高度交联的聚合物。该吸附聚合物可为苯乙烯 类聚合物。该吸附聚合物可为苯乙烯-二乙烯基苯聚合物。该吸附聚合物可为苯乙烯-二 乙烯基苯大孔聚合物。
[0076] 该吸附聚合物可例如包括DOWEX OPTIPORE'其是由Dow Chemical Company生 产的材料。DowEx Optiporex是高度交联的苯乙烯类聚合物,其不溶于强酸、强碱或有机 溶剂。其具有高的表面积和独特的孔径分布。其总的孔体积为I. 16cc/g,并且它的BET表 面积为ii〇〇m2/g。DowEx Optiporeu具有2〇~5〇筛目的颗粒尺寸。其具有〇. 62g/cc 的表观密度以及46 A的平均孔径。它具有69011-14-9的CAS登记号。
[0077] 传送酸化流35通过含介质65的容器60的行为可导致有机物质和其它污染物从 酸化流35中被去除,以产生精加工流70。可使用不同的流速来传送酸化流35通过含介质 65的容器60。例如,流速可为约lm 3/hr~约4m3/hr。可用向上流动的流体或向下流动的 流体来运行容器60。对于向下流动的装置,流体可在压力下或仅通过重力流动。
[0078] 尽管图1示出含介质65的单个容器60,但多个容器60可被串联或并联连接以从 酸化流35中解吸有机物质和其它污染物并且产生精加工流或经处理的流70。
[0079] 额外地,可在含吸附介质65的容器60的上游或下游纳入包括过滤器(图1未示 出)的装置以在酸化流35被输送至含介质65的容器60之前除去由酸化流35携带的污染 物,例如游离油。在这样的结构中,随后的GAC柱可具有较少的油和固体的负荷,降低再生 频率或使COD下降增加。用于过滤器的再生系统可仅需要用于反洗的流体(例如原料废碱 进料、酸化的废碱流、或精加工流和空气)。所述过滤器可包括核桃壳过滤器。
[0080] 在离开含介质65的容器60之后,具有降低的COD的精加工流70之后可处于被引 导用于进一步的生物处理75的状态。生物处理75可包括一个或多个单元操作。生物处 理75可包括例如通过细菌吸附、呼吸及合成机制进行污染物的分解和氧化。其可在澄清化 (净化,clarification)和稳定化之前包括额外的细菌池。在生物处理75之前,可任选在 pH处理区域67中进行pH调节以产生用于生物处理75的经中和的精加工流75。可通过在 管线中或在混合槽中将碱性材料引入精加工流70来进行pH的调节。经中和的精加工流72 可具有约6~9的pH。在一些实施方式中可不需要pH中和。
[0081] 最后,在一定体积的酸化流35通过介质65之后,可使介质65的从酸化流35中除 去有机物质和其它污染物的功效下降。结果,从容器60的流出物可具有高于期望的C0D。 降低的介质65的除去有机物质和其它污染物的功效可由如下事实引起:介质65上的吸附 位点已被有机物质和其它污染物占据。因此,可合乎期望的是,从介质65中解吸有机物质 以再生介质65。可需要介质65的周期性再生。
[0082] 在图1所公开的实施方式中,介质65可在位于容器65中时被再生。如上所述,与 系统1的再生段相关的进料管线以虚线示出。
[0083] 在再生段期间,可将废碱流的第二部分15转移至含介质65的容器60。废碱可通 过介质65,并且在该过程中从介质65中除去或解吸有机物质。然后,进一步包含经解吸的 有机物的废碱流可离开容器60并且沿着再生废料管线80而行,其中它可最终被引回至混 合槽30或在混合槽30的上游或下游的点。随后,在混合槽30中酸化期间产生的油层中可 将剩余的经解吸的有机物质从系统1中除去。再生中使用的废碱15的量可根据特定系统 的需要和条件而变化,正如领会本发明教导的本领域普通技术人员所理解的那样。再生阶 段所需的废碱15的量可低至约1个至约2个柱床体积。柱床体积可被理解为等同于容器 60中的吸附介质65的体积的体积。虽然再生流被描绘成在与被处理的流的方向相反的方 向上移动,但是也可容许再生流在与被处理的流相同的方向或其它的方向上流动。
[0084] -旦完成引入废碱15至再生介质65,就可在重新启动(reinitiating)容器60中 的酸化流35的处理之前,使冲洗水(未示出)通过含介质65的容器60,以除去任何未被酸 化的废碱(其可含有高的C0D)。冲洗水可包括经处理的流出物或者可从一些其它来源提 供。通过于再生后使用冲洗水冲洗容器60,可降低高COD的原料废碱进入进料管线70的机 会。在废碱15之后的冲洗量也可根据特定系统的需要和条件而变化,正如领会本发明教导 的本领域普通技术人员所理解的那样。在废碱再生之后所需的冲洗量可低至1个至2个柱 床体积。
[0085] 可通过例如精加工流降至低于设定点,落在系统的测量参数值的预定范围之外, 实现跨越过滤床的预定压降,或处理段的预设时间的经过,来触发向再生段的转换。控制系 统(未示出)可控制向再生段或从再生段的转换。所述控制系统可与传感器(未示出)或 传感器系列通讯,安置所述传感器或传感器系列以收集该控制系统所利用的数据。例如,可 将传感器安置在容器60的下游并配置用于测量经处理的精加工流70的COD。如果传感器 测得的值在化学需氧量的值的预定范围之外或高于化学需氧量的预定设定点,则可配置该 控制系统以启动吸附介质的再生。COD值的预定范围可为约1,000mg/l~约5, 000mg/l。所 述控制系统可控制系统内的各种任选阀门的打开和关闭以促进向再生段或从再生段的转 换。
[0086] 以这种方式,系统1的操作可在处理段和再生段之间交替,在处理段中可使酸化 流35通过含吸附介质65的容器60以产生精加工流70,在再生段中可使废碱流的第二部分 15通过容器60以解吸有机物质和其它污染物并由此再生介质65。
[0087] 参照图2,示出根据本公开内容的一项或多项实施方式的废碱处理系统2的示意 图。实线表示
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