专利名称：炼油、化工催化剂生产废水回用工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及到一种废水处理和回用工艺，特别指一种用于炼油、化工催化剂生产废水回用工艺。
背景技术：
炼油、化工催化剂多为硅、铝化合物，在制备过程中，以水玻璃、硫酸铝、氧化铝、硅酸铝等为原料，经过化学反应成胶、晶化合成分子筛，再经过铵交换或稀土交换，然后用化学水洗涤出钠离子，最后通过干燥、焙烧、活化等合成催化剂成品或半成品。在生产工序的交换和洗涤过程中产生大量的氨氮废水和高盐废水。催化剂生产废水分为三种，第一种为低含氨或不含氨污水，包括NaY胶体合成过滤排水、NaY胶体洗涤水、过滤机的洗布水、微球硅铝胶废水和铂剂干胶粉废水；第二种为低含氨废水，包括交换后的洗涤水；第三种为高含氨废水，包括交换滤液和初次洗涤水。
氨氮废水的处理一直是石油化工催化剂生产行业的一大技术难题。在催化剂的生产过程中需要使用大量的氯化铵、硫酸铵、液氨等含氨化合物，而它们只使用于工艺过程中，不出现在最终产品中，所有这些氨氮都要进入废水和大气中，所以废水中的氨氮含量高，外排废水的氨氮含量在1000-4000mg/L，远远超过15mg/L的国家排放标准，治理任务十分紧迫。该种废水的特点是含盐量高、氨氮浓度高，并含有较高的悬浮物，废水的可生化性差。过量氨氮排入水体将导致水体富营养化，破坏自然环境，并且被氧化生成的硝酸盐和亚硝酸盐还会影响水生生物甚至人类的健康，因此，该废水脱氮处理受到人们的广泛关注。随着今年来我国对环境保护的要求日益提高，这种废水的处理是企业生存的关键。
目前，主要的脱氮方法有生物硝化反硝化、折点加氯、汽提吹脱和离子交换法等，高浓度氨氮废水的处理方法可以分为物化法、生化联合法和新型生物脱氮法。传统的氨氮治理方法，包括吹脱法、汽提法，能耗高，碱耗高，运行成本高，企业无法承担。而生化法，由于废水中没有碳源，也很难实现。
CN1123543C介绍了一种催化剂含氨/铵工艺废水的综合处理和回收方法，它主要包括以下步骤1)稀含氨/铵废水经过反渗透膜浓缩，膜渗透液直接回收利用或作为蒸汽汽提塔氨蒸汽的吸收液；2)膜浓缩液与浓含氨/铵废水混合并加碱调节PH值；3)碱化后的含氨废水进入汽提塔，回收其中的氨/铵，汽提净化水达标排放。这种方法比单独采用吹脱法、汽提法等的运行费用稍微低一些，但是它仍然采用了汽提法，汽提法的运行费用企业仍然无法承受；另外汽提塔的排放水中仍然含有一定的氨/铵，不能够达到环保排放要求，废水中盐含量较高，也不能够进行生物化学处理，所以这种方法最终不能够推广应用。
CN1032465C介绍了一种氨/水膜分离及回收氨的新工艺，在膜分离装置中强疏水性微孔膜一侧为废氨水，而膜的另一侧设减压装置，以降低该侧气体压力，在膜两侧压力梯度推动下，使含氨废水中的氨不断挥发透过多孔膜，而将不能透过膜的水和其它物质排放；透过膜的氨经冷凝或用吸收剂吸收，获得回收产物。由于这种方法对氨氮的去除率在93％左右，如果污水中的氨氮达在1000-4000mg/l，膜法脱氨氮后的水中氨氮含量仍然在100-400mg/l，此时的氨氮仍然远超过环保排放标准，而且运行费用较高。
虽然处理高浓度氨氮废水的处理方法有多种，但是目前还没有一种能够兼顾流程简单、投资省、技术成熟、控制方便以及无二次污染等各个方面。根据催化剂厂生产废水含盐量高、氨氮浓度高的特点，采用任何单一的技术都不能够达到技术和经济指标的双重要求。现有技术存在运行费用高或者不能够达到环保的排放要求。
发明内容
本发明的目的是针对背景技术中存在的缺点和问题加以改进和创新，提供一种运行费用低、处理效果切实有效一种炼油、化工催化剂生产废水处理和回用工艺。
本发明包括以下步骤a、首先将氨氮废水输入反应罐，并在反应罐中加入聚铝和聚丙烯酰氨，用于吸附水溶液中硅、铝化合物及悬浮物形成大颗粒絮体；b、再将生成反应后的液体输入脱胶除悬浮物装置，将液体中的硅、铝化合物、悬浮物与清水分离，其中分离后的胶体和悬浮物形成的废渣外运填埋或作深加工处理；c、絮凝脱胶除悬浮物的水进入二级反渗透系统，用于去除水中氨氮和钠盐，其中一部分经过一级反渗透系统后的清水再进入二级反渗透系统，即可达到回用标准，另一部分浓水循环到进水端继续处理；d、将一级反渗透系统中截留下来的浓水进行PH值调节，PH值10.5-11.5，其中加入石灰，用于进一步沉淀和过滤除渣；e、将除渣后的废水进行膜法脱氨氮处理，用于获得回收产物氨；f、膜法脱氨氮后的污水再进入除钠盐系统，在污水中加入α-环糊精除钠剂，使水溶液中钠盐发生螯合反应，形成固体化合物沉淀；g、除钠盐后的水返回到一级渗透装置的入水口，实现了氨氮污水处理的零排放；h、或者除钠盐后的水输送至生活污水混合，一起进入污水处理厂达到综合利用。
本发明是根据催化剂生产工艺的特点，从循环经济的角度出发，注重把废水中有用的氨回收并将水进行循环利用。本发明是将废水中对生产有害的硅胶或氧化硅、钠盐和悬浮物去除，把废水中有回收价值的氨以及干净的水回用到生产工艺中。达到了即保护了环境，又回收了废水中的有用物质，将水和氨氮回用到生产中，大大降低了运行费用，解决了困扰催化剂厂的一大技术难题。
附图是本发明工艺流程图具体实施方式
本发明的工艺步骤及效果1、絮凝脱胶除悬浮物在氨氮废水中加入药剂A和药剂B，药剂在水溶液中吸附硅、铝化合物及悬浮物，形成大颗粒絮体。在前述的小试中，絮凝脱胶除悬浮物效果明显，对硅的去除可以达到97％以上，对铝的去除可以达到99％以上，经过絮凝后，水中硅、铝的含量都小于10ppm。经过絮凝脱胶后的水完全可以满足反渗透的进水要求。(反渗透进水对硅的要求在中性条件，25℃的运行工况，允许硅含量＜100ppm；PH值越高，允许硅含量越高；温度越高，允许硅含量越高。)如果絮凝脱胶除悬浮物效果不好，硅、铝化合物及悬浮物指标过高，都会影响反渗透系统的运行，因此絮凝脱胶除悬浮物是非常关键的工序。
2、反渗透除盐絮凝脱胶除悬浮物后的水进入双级反渗透系统，双级反渗透对各水样中钠(盐)的去除率在99％以上，出水盐含量在1ppm以下，双级反渗透对各水样中氨氮的去除率在99％以上，双级反渗透的出水中氨氮为0，反渗透出水混浊度为0，完全可以达到脱盐的目的。双级反渗透的出水可以直接回用，但污水中的盐和氨氮都截留到了一级反渗透的浓水中，浓水中的氨氮达到2000-4000mg/l，盐含量达到20000mg/l左右，要达到治理污染的最终目的，还必须对一级反渗透的浓水进行脱氨氮和脱盐的深度处理。
3、膜法脱氨氮一级反渗透的浓水进入膜法脱氨氮系统，在膜分离装置中强疏水性微孔膜一侧为废氨水，而膜的另一侧设减压装置，以降低该侧气体压力，使其真空度保持在10～760mmHg范围，在膜两侧压力梯度推动下，使含氨废水中的氨不断挥发透过多孔膜，而将不能透过膜的水和其它物质排放；透过膜的氨经冷凝或用吸收剂吸收，获得回收产物。它对氨氮的去除率在90％以上，如果反渗透的浓水中的氨氮达到2000-4000mg/l，膜法脱氨氮后的水中氨氮含量仍然在100-400mg/l，盐含量仍然在20000mg/l左右，此时的氨氮仍然远超过环保排放标准，所以污水必须进一步脱盐处理。
4、加药除钠盐膜法脱氨氮后的污水进入除钠盐系统，药剂在水溶液中与钠盐发生螯合反应，形成固体化合物沉淀。加药除钠盐有以下特征去除率最高的水样为分子筛NaY废水，其最高去除率为72％，其次是微球硅铝胶58％，超稳一交55％；实验水样中原液中钠(盐)含量最低的浓度为700mg/l，除钠效果不明显；对同一种废水，药剂添加量越大，除钠(盐)效果越好；对于钠(盐)含量在3000mg/l以上的废水，加入除钠剂后有明显的去除率；对于钠(盐)含量在3000mg/l以下的废水，加入除钠剂后无明显的去除率；膜法脱氨氮后的水中盐含量仍然在20000mg/l左右，经过除钠盐后工序后，估计盐含量在3000mg/l-6000mg/l，水可以循环回反渗透系统，或者与生活污水混合进入污水处理厂。
如果加药除盐后的水直接循环回反渗透系统，则基本可以达到零排放；如果加药除盐后的水进行生化处理，则必须与生活污水混合，因为该污水中没有微生物需要的营养物质，在与生活污水混合时，生活污水剩余氨氮污水＞4，采用厌氧—缺氧—好氧工艺，污水比较容易实现达标排放。
实施例
氨氮废水泵入反应罐，在反应罐内加药剂A和B，将硅、铝及悬浮物形成大颗粒絮体，然后进入脱胶除悬浮物装置，出水中硅、铝的含量都小于10ppm，悬浮物低于50ppm清水进入一级反渗透系统，胶体和悬浮物形成的废渣外运填埋、去水泥厂或砖厂；经过一级反渗透系统处理的清水作为二级反渗透系统的进水，二级反渗透系统的清水盐含量在1ppm以下、氨氮为0、混浊度为0，清水可以直接回用或排放，二级反渗透系统的浓水返回到一级反渗透系统的进水箱；一级反渗透系统的浓水循环到进水箱，当氨氮在线检测仪检测的氨氮浓度达到某一值时，一级反渗透系统的浓水进入PH值调配罐；浓水调节PH值后沉淀、过滤除渣，再进入膜法脱氨氮装置，氨分离出来被硫酸吸收形成硫氨，硫氨作为生产原料，膜法脱氨氮后的水中氨氮含量仍然在100-400mg/l；除氨后的水经过加药除钠盐处理，除钠盐后的水返回到一级反渗透装置的入水口。或者除钠盐后的水去与生活污水混合，然后一起进入污水处理厂，使污水既达到综合利用，又达到环保的排放要求。这样整套工艺基本实现了氨氮污水处理的零排放。
按照除钠盐后的水返回到一级反渗透装置的入水口工艺路线运行费用为5.933元/吨水，硫氨回收价值1.7元/吨水，经过该工艺处理后的水可以作为化学水或生产用水回用，其回收价值3.5元/吨水实际运行费用5.933-1.7-3.5＝0.733元/吨水(不包括设备投资和人工工资)。
按照除钠盐后的水去与生活污水混合工艺路线运行费用为5.4元/吨水，硫氨回收价值1.7元/吨水，经过该工艺处理后的水可以作为化学水或生产用水回用，其回收价值2.6元/吨水实际运行费用5.4-1.7-2.6＝1.1元/吨水(不包括设备投资和人工工资)。
权利要求
1.一种炼油、化工催化剂生产废水回用工艺，其特征在于包括以下步骤a、首先将氨氮废水输入反应罐，并在反应罐中加入聚铝和聚丙烯酰氨，用于吸附水溶液中硅、铝化合物及悬浮物形成大颗粒絮体；b、再将生成反应后的液体输入脱胶除悬浮物装置，将液体中的硅、铝化合物、悬浮物与清水分离，其中分离后的胶体和悬浮物形成的废渣外运填埋或作深加工处理；c、絮凝脱胶除悬浮物的水进入二级反渗透系统，用于去除水中氨氮和钠盐，其中一部分经过一级反渗透系统后的清水再进入二级反渗透系统，即可达到回用标准，另一部分浓水循环到进水端继续处理；d、将一级反渗透系统中截留下来的浓水进行PH值调节，PH值10.5-11.5，其中加入石灰，用于进一步沉淀和过滤除渣；e、将除渣后的废水进行膜法脱氨氮处理，用于获得回收产物氨；f、膜法脱氨氮后的污水再进入除钠盐系统，在污水中加入α-环糊精除钠剂，使水溶液中钠盐发生螯合反应，形成固体化合物沉淀；g、除钠盐后的水返回到一级渗透装置的入水口，实现了氨氮污水处理的零排放；h、或者除钠盐后的水输送至生活污水混合，一起进入污水处理厂达到综合利用。
全文摘要
本发明涉及到一种废水处理和回用工艺，特别指一种用于炼油、化工催化剂生产废水回用工艺。本发明是根据催化剂生产工艺的特点，从循环经济的角度出发，注重把废水中有用的氨回收并将水进行循环利用。本发明是将废水中对生产有害的硅胶或氧化硅、钠盐和悬浮物去除，把废水中有回收价值的氨以及干净的水回用到生产工艺中。达到了既保护了环境，又回收了废水中的有用物质，将水和氨氮回用到生产中，大大降低了运行费用，解决了困扰催化剂厂的一大技术难题。本发明工艺处理后的净水可以直接排放或回用，消除了催化剂生产废水产生的环境污染，将处理后的水回用到生产中，同时回收氨氮废水中的氨，产生较好的经济效益和环境效益。
文档编号C02F1/44GK1948191SQ20061010091
公开日2007年4月18日 申请日期2006年7月27日 优先权日2006年7月27日
发明者谢志成, 刘凯中, 张轶群 申请人:岳阳市新科环保设备工程有限公司