一种用微波脱除焦化废水中氰化物的工艺的制作方法

本发明属于环保技术领域，尤其是涉及一种用微波脱除焦化废水中氰化物的工艺。

背景技术：

焦化废水是焦化厂在炼焦、煤气净化及化工产品回收过程中产生的，其成分复杂、有害物浓度高、毒性大且难以处理。焦化废水组成复杂而多变，其成分和性质随着煤的组成和性质、炭化温度以及煤气净化与化工产品精制工艺不同而变化。焦化废水中不仅含有许多有机污染物、氨和硫化物，还含有很高的氰化物，其中氰化物主要是以游离氰根、氰化氢、络合氰根及硫氰根等形式存在。

近年来，随着环保要求的提高，焦化废水处理已全部采用生化处理工艺，该工艺同时具有去除废水中的酚、氰、cod及氨氮等污染物质的目的。生物脱氮工艺处于焦化废水处理的末端，其废水大部分由蒸氨工段送出，蒸氨工段送出的废水中氰化物浓度一般在15～40mg/l(与原料组成有关)，但是生物脱氮处理工艺对装置进水中氰化物浓度要求不大于10mg/l，因为过多的氰化物或是破坏细菌细胞某些必要的组织，或是抑制细菌的代谢进程，从而影响处理后废水中的氰化物、cod等污染物的去除。目前，现有技术通常采用稀释原水的方法来降低毒物浓度，但是这种方法却增加了生化脱氮处理的废水量，因此，在生物脱氮处理之前对焦化废水里的氰化物进行预处理，使其能够满足生物脱氮进水需求具有重要的意义。

经检索，关于焦化废水的脱氰处理方法已有相关公开。如，中国专利申请号为201010542005.9的申请案公开了一种焦化废水脱氰的方法，该方法采用硫酸亚铁络合脱氰，氰根离子与亚铁离子、铁离子反应生成不溶于水的亚铁氰化铁即普鲁士蓝沉淀，然后将沉淀物从水中分离出来，从而去除水中的氰化物，使进入生化系统的废水中总氰控制在15mg/l以下，氰化物控制在8mg/l以下。该申请案虽然可以达到去除蒸氨废水中的氰化物，保证焦化废水后续生化处理的顺利进行的效果，但该申请案需要在管道混合器中投加硫酸亚铁，反应后还需分离沉淀物，操作相对比较复杂，同时也增加了工艺成本。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种焦化废水脱氰的方法，能有效降低焦化废水中的氰化物，并克服硫酸亚铁络合脱氰方案带来的分离沉淀操作复杂、工艺成本高等缺陷。

为解决上述技术问题，本发明提供一种用微波脱除焦化废水中氰化物的方法，其步骤为：

(1)将焦化废水加热至70～90℃，送至酸气分解器，所述酸气分解器顶部控制顶部温度为28～32℃，在分解器内使包含部分氰化氢在内的酸性气体被分解出来，得脱除了酸性气体的含氨废水；

(2)将步骤(1)得到的含氨废水送至蒸氨塔内进行蒸氨操作，由蒸氨塔底排出废水；

(3)将步骤(2)得到的废水送至微波分解器，所述微波分解器内装有催化剂，所述催化剂为tio2、ni2o3或活性炭，利用功率为300-900w，频率为2400-2500mhz微波辐射1～30min，将氰化物水解，使氰化物浓度降低至5mg/l以下，然后输送至生化处理工段。

具体的，所述步骤(1)中，所述焦化废水在加热前先与剩余氨水混合。所述剩余氨水来源于焦炉煤气初冷过程产生的氨水，其主要由炼焦煤表面含水和炼焦煤在炼焦过程中产生的化合水组成。

具体的，所述步骤(1)中，通过将焦化废水送至废水换热器及废水加热器来实现焦化废水加热。

具体的，所述步骤(1)中，所述的废水加热器可以为蒸汽加热，也可以为管式炉加热，也可以为其它热介质加热。

具体的，所述步骤(1)中，所述酸气分解器顶部采用喷洒冷却液的方式控制顶部温度。

具体的，所述步骤(1)中，经酸气分解器分解出来的酸气还包括硫化氢。

具体的，所述步骤(2)中，蒸氨塔内蒸出的氨汽经过分缩器、冷却器后进入浓氨水槽得产品。

具体的，所述步骤(2)中，蒸出的氨汽自塔顶进入分缩器，出来的浓氨汽再经冷却器冷却至35℃以下。

具体的，所述步骤(2)中，所述浓氨水槽内的产品经过氨水泵一部分作为酸气分解器顶部用冷却液，一部分作为产品输出。

具体的，所述步骤(3)中，氰化物水解主要是指游离氰根、氰化氢、络合氰根及硫氰根等形式的氰根水解成甲酸和氨。

具体的，所述步骤(3)中，经水解后的废水经过废水换热器及废水冷却器冷却后送至生化处理工段。

具体的，所述方法中所采用的装置包括：剩余氨水泵、废水换热器、废水加热器、酸气分解器、蒸氨塔、微波分解器和剩余氨水进管；所述剩余氨水进管的进水口经剩余氨水泵、废水换热器、废水加热器、酸气分解器与蒸氨塔相连，蒸氨塔底的蒸氨废水经蒸氨废水泵、微波分解器、废水换热器、废水冷却器后，通过管道与生化处理设备相连。

本发明中所述的微波分解器是一种微波水解脱氰装置，该装置内设置了装有催化剂的列管，该催化剂用于催化氰根水解。该催化剂优选为二氧化钛、三氧化二镍、活性炭。本发明的微波分解器通过利用微波水处理技术，把微波场对吸波物质的选择性供能、强烈催化作用、穿透作用及其杀灭微生物的功能用于水处理。本发明中，在微波辐射下催化剂的活性有较大提高，反应时间也比传统方法短，反应的温度也会降低。微波辐射技术和催化剂联合使用，从而降低反应温度，缩短处理时间，提高处理效果。

本发明微波分解器利用微波辐射技术除了能够氧化水中的难降解物之外，还能聚合废水中焦油，使废水中的焦油聚合沉淀，降低废水中的cod，降幅达17～28％。

本发明提供的焦化废水脱氰的方法采用了微波处理，可有效去除脱剩余氨水、蒸氨废水等焦化生产过程中的废水中的氰化物，能够解决焦化废水中氰化物浓度较高导致生物脱氮处理工艺无法顺利进行的问题。通过本发明的方法对脱氨处理后的焦化废水进行预处理后，可以有效地降低废水中的氰化物浓度，降幅达83～95％，经处理后的焦化废水中氰化物浓度为5mg/l以下，降低生化处理负荷，同时也可以改善设备的腐蚀情况，有利于保证后续处理工艺的正常运行。

相比于现有技术，本发明的有益效果还包括：

(1)本发明的一种用微波脱除焦化废水中氰化物的工艺，通过在蒸氨塔前设置酸气分解器，将剩余氨水输送至酸气分解器处理后再送至蒸氨塔进行蒸氨，从而可以降低蒸氨塔内硫化氢及氰化氢含量，改善了氰化物对蒸馏塔的腐蚀情况。

(2)本发明的一种用微波脱除焦化废水中氰化物的工艺，通过在蒸氨塔后设置微波分解器，将蒸氨废水首先输送至微波分解器进行脱氰处理再送至生化处理工段，可有效除去蒸氨废水中的氰化物，保证焦化废水后续生化处理的顺利进行；同时在微波的作用下，生化废水的油和悬浮物还会部分沉淀下来，起到除去焦油的作用，降低了废水的cod含量，为生化处理创造有利的微生物环境，降低成本生化处理负荷。

(3)本发明的一种用微波脱除焦化废水中氰化物的工艺，采用微波辅助处理废水，此工艺无废气、废液、废固产生，过程中无副产物沉淀产生，因此不需要增加污泥沉淀过程，具有明显的高效、节能、降耗、无污染等绿色化学的特征，符合环境保护和清洁生产技术的要求。

(4)本发明具有操作方法简易，投资少，设计合理，适用范围较广的特点。

附图说明

图1为本发明一种用微波脱除焦化废水中氰化物的工艺的工艺流程图。

具体实施方式

下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，是本发明一种用微波脱除焦化废水中氰化物的工艺流程图。

该工艺流程的具体步骤是：

1)需进行蒸氨处理的焦化废水进入剩余氨水贮槽，同剩余氨水混合。混合后的含氨废水由剩余氨水泵泵出，与蒸氨废水换热，经废水加热器加热到85～90℃后进入分解器。加热器可以为蒸汽加热，也可以为管式炉加热，也可以为其它热介质加热。

2)分解器顶部用冷却液喷洒，冷却液可以为循环水、富氨水等，控制顶部温度28～32℃。在分解器内，硫化氢、氰化氢等酸气被分解出来，进入后序工序，如克劳斯炉等。

3)含氨废水经分解器后自流入蒸氨塔，由塔底部直接通入蒸汽将挥发氨蒸出。蒸出的氨汽自塔顶进入分缩器，分缩器出口温度根据氨水现流样浓度控制，出来的浓氨汽经冷凝冷却至35℃以下，得15～20％的浓氨水，去浓氨水贮槽。蒸氨塔底排出的废水经由蒸氨废水泵泵出去微波分解器。

4)蒸氨废水泵泵出的废水进入微波分解器中，微波分解器内部是装有催化剂的列管，处部是微波发生器。废水在微波分解器内通过微波辐射，使催化剂的效率大幅提高，废水中的氰化物进一步分解。废水在微波反应器中的停留时间为1分钟至30分钟。进入微波分解器的蒸氨废水的氰化物浓度在50mg/l左右，分解后的蒸氨废水的氰化物浓度小于5mg/l。

5)经微波分解器分解后的蒸氨废水同剩余氨水换热、废水冷却器冷却后，温度降至35℃以下通过管道去生化系统。

下面叙述具体实例，进一步证明本发明的有益效果，但该实例的数据不是对本发明保护范围的具体限定，本发明权利保护范围的相关数据在具体实施方式中所述范围内均作了大量实验，效果都很好。

实施例1

某焦化厂原蒸氨废水量70m³/h，cod3000mg/l，氨氮100mg/l，氰化物20mg/l，总氰50mg/l。改用本发明的焦化废水脱氰方法，在蒸氨废水后增加微波分解器。在微波分解器内的列管内装有含二氧化钛的催化剂。废水进入微波分解器的温度为98℃，停留时间3分钟，微波的频率是2450mhz，微波功率500w。经过微波反应器后的蒸氨废水为cod2500mg/l，氨氮100mg/l，氰化物2mg/l，总氰5mg/l。

本实施例中，氰化物浓度下降至2mg/l，降幅达95％。废水中的cod降幅达17％。

实施例2

某焦化厂原蒸氨废水量30m³/h，cod3500mg/l，氨氮90mg/l，氰化物30mg/l，总氰50mg/l。改用本发明的焦化废水脱氰方法，在蒸氨废水后增加微波分解器。在微波分解器内的列管内装有含三氧化二镍的催化剂。废水进入微波分解器的温度为96℃，停留时间3分钟，微波的频率是2450mhz，微波功率550w。经过微波反应器后的蒸氨废水为cod2500mg/l，氨氮90mg/l，氰化物4mg/l，总氰7mg/l。

本实施例中，氰化物浓度下降至4mg/l，降幅达87％。废水中的cod降幅达28％。

实施例3

某焦化厂原蒸氨废水量30m³/h，cod3500mg/l，氨氮90mg/l，氰化物30mg/l，总氰50mg/l。改用本发明的焦化废水脱氰方法，在蒸氨废水后增加微波分解器。在微波分解器内的列管内装有活性炭。废水进入微波分解器的温度为99℃，停留时间3分钟，微波的频率是2450mhz，微波功率550w。经过微波反应器后的蒸氨废水为cod2800mg/l，氨氮90mg/l，氰化物5mg/l，总氰8mg/l。

本实施例中，氰化物浓度下降至5mg/l，降幅达83％。废水中的cod降幅达20％。

采用本发明的方法预处理后，焦化废水氰化物浓度为2～5mg/l，降幅达83～95％，废水中的cod降幅达17～28％。

综上所述，上述各实施例仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，皆应包含在本发明的保护范围内。