一種去除煤化工高鹽水有機物的間歇式吸附-催化氧化處理方法
【專利摘要】本發明涉及一種去除煤化工高鹽水有機物的間歇式吸附?催化氧化處理方法，利用活性炭吸附及催化臭氧氧化的雙重作用，在同一反應器內分步實現活性炭吸附、催化臭氧的作用，該方法用于強化去除煤化工高鹽水有機物，具有顯著的去除效果，提高了去除效率，為結晶鹽資源化利用、蒸發結晶器正常運行提供保障。
【專利說明】
一種去除煤化工高鹽水有機物的間歇式吸附-催化氧化處理方法
技術領域
[0001]本發明屬于煤化工高鹽廢水處理技術領域，具體涉及一種去除高鹽水中有機物的處理方法。【背景技術】
[0002]合理發展煤化工產業是保證我國能源安全和經濟可持續發展的必由之路。實施煤化工廢水“零排放”解決水資源緊缺和環境污染雙重問題，是確保煤化工行業可持續發展的必要條件。但是，煤化工高鹽水處理作為煤化工廢水“零排放”的終端環節，最終產生含有多種無機鹽和大量有機物的雜鹽仍屬危險廢物范疇。煤化工企業產出的雜鹽數量巨大，以40 億標立方/年煤制天然氣的煤化工項目為例，項目產雜鹽3萬噸/年，按照危險固廢處置費用 3000元/噸計，該企業每年用于處置雜鹽的費用將高達9000萬元/年，這樣高額的雜鹽處置成本基本是企業不可接受的。
[0003] 煤化工高鹽水中C0D濃度高達1000?5000 mg/L，鹽濃度在10000?50000 mg/L， 主要含他+、1(+丄32+、]\%2+^13+、]\1112+、3〇42一、(:1一、勵3—、勵2—等離子，其中他+的濃度達到10000 ?40000 mg/L，Cl—濃度可達到 10000?20000 mg/L，S〇42—濃度為 10000?20000 mg/L。煤化工高鹽水鹽離子成分復雜同時還含有高濃度的有機物，這兩點是造成煤化工廢水“零排放” 最終產生雜鹽的主要原因。因此，國內幾家研發機構提出了“預處理—膜分離—蒸發結晶” 分質分鹽的工藝路線，該工藝中“預處理”系統主要執行去除濃鹽水中的硬度及硅的目的， 對有機物的去除率小于0.5%; “膜分離”系統主要起到截留雜鹽離子及有機物的作用，對有機物的去除率達到60%以上；“蒸發結晶”主要起到將高鹽水含鹽量濃縮至結晶鹽飽和制備結晶鹽的作用，不涉及有機物去除的功能。因此，現有分質分鹽工藝中，主要依靠“膜分離” 系統實現有機物的去除。但是，“膜分離”系統僅對分子量高于200?lOOODa的有機物具有較高的截留率，“膜分離”出水中有機物濃度達到40mg/L?60mg/L，其中包含苯系物、苯酚等小分子有毒有機物，這是目前該工藝導致結晶鹽仍可能被列為危險廢物范疇的主要原因。鑒于該工藝路線中各單元的作用，在“膜分離”系統后、“蒸發結晶”系統前對高鹽水有機物采取進一步的強化處理是解決生物毒性有機物影響高鹽水資源化利用的有效方法。
【發明內容】
[0004]本發明針對煤化工高鹽水有機物去除不完全，導致煤化工高鹽水分離結晶鹽仍屬危險廢物的問題，提供一種強化去除煤化工高鹽水有機物的間歇式吸附-催化氧化處理方法。
[0005]本發明解決上述問題所采用的技術方案為:一種去除煤化工高鹽水有機物的間歇式吸附-催化氧化處理方法，包括如下步驟，步驟一:高鹽水通入反應器I內進行一級吸附處理，反應器I內填充活性炭，活性炭的表面積為1500?2000mg ? m2/g，填充量為400?500kg/m3，反應時間為1?2h;步驟二:反應器I內高鹽水通入反應器II進行二級吸附處理，反應器II內填充活性炭， 活性炭的表面積為1500?2000mg.m2/g，填充量為400?500kg/m3,反應時間為1?2h;步驟三:中間水箱III內PH8?9的新鮮水通入反應器I，同時通入臭氧，采用連續投加的方式將臭氧通入反應器I內進行一級催化臭氧氧化處理，臭氧質量濃度10?20%、投加量為 40?60mg/L，反應時間為1?2h，反應器I產生尾氣經管道輸送至尾氣處理器；步驟四:停止向反應器I內通臭氧，將反應器I內的新鮮水經管道全部返回中間水箱III 作為催化臭氧氧化循環水再利用；步驟五:將步驟二吸附處理后的高鹽水經管道全部返回至反應器I進行二次吸附處理， 反應時間1?2h;步驟六:中間水箱III內循環水經管道通入反應器II，同時通入臭氧，采用連續投加的方式將臭氧通入反應器II進行二級催化臭氧氧化處理，臭氧質量濃度為10?20%，投加量為 20?40mg/L，反應時間為1?2h，反應器II產生尾氣經管道輸送至尾氣處理器；步驟七:停止向反應器II內通臭氧，將反應器II內的循環水經管道全部返回中間水箱 III，中間水箱III循環水可多次重復利用，有機物濃度以TOC計為25?35mg/L時將中間水箱 III的多次循環水由管道排出，并向中間水箱III內補充PH8?9新鮮水；步驟八:反應器I內二次吸附處理后高鹽水經管道再次通入反應器II，于反應器II內再進行二次吸附處理，反應時間1?2h;步驟九:高鹽水經管道通入蒸發結晶器，至此即完成煤化工高鹽水有機物的強化去除。
[0006]本發明另一目的是提供一種去除煤化工高鹽水有機物的間歇式吸附-催化氧化處理系統，包括:反應器1:對高鹽廢水進行一級吸附處理，以及作為一級催化臭氧氧化處理反應器； 反應器I1:對高鹽廢水進行二級吸附處理，以及作為二級催化臭氧氧化處理反應器；中間水箱II1:分別與反應器1、反應器II相通，以實現分別向反應器1、反應器II內通入 pH8?9的水，并回收處理后得到的循環水；反應器1、反應器II分別與臭氧源接管，反應器1、反應器II分別設有尾氣排管；反應器I與反應器II之間設置進水管和回流管。
[0007]本發明利用活性炭吸附及催化臭氧氧化的雙重作用，在同一反應器內分步實現活性炭吸附、催化臭氧氧化的作用，該方法對于強化處理煤化工高鹽水有機物的顯著優點在于:(1)避免氯離子、硫酸根等鹽離子降低催化氧化效率的問題氯離子、硫酸根等鹽離子具有顯著消除羥基自由基的作用，煤化工高鹽水中氯離子、硫酸根濃度高達10000?20000mg/L，造成高濃度臭氧投加量(120mg/L?200mg/L)才能保證催化氧化有效去除有機物的問題。本發明通過間歇式運行實現了高鹽水條件下有機物活性炭吸附、新鮮水條件下有機物活性炭催化臭氧氧化分步執行，通過避免氯離子、硫酸根等鹽離子降低催化臭氧氧化效率問題，有效的降低了臭氧投加量(20?60mg/L)。
[0008] (2)實現煤化工高鹽水有毒有機物與發泡類有機物的強化去除煤化工高鹽水中主要含有苯系物、苯酚以及C5~16烷烴類有機物，其中苯系物、苯酚為有毒有機物，是直接導致結晶鹽屬于危險廢物的關鍵;而烷烴屬于物理發泡劑，預熱氣化會產生發泡作用，是導致蒸發結晶器產生大量泡沫，影響結晶器運行的主要因素。本發明構建了活性炭吸附-催化臭氧氧化多次循環系統，實現了煤化工高鹽水有毒有機物與發泡類有機物的強化去除，為結晶鹽資源化利用、蒸發結晶器正常運行提供保障。
[0009](3)實現活性炭吸附、催化氧化及再生多重作用一體化由于活性炭孔隙結構發達、比表面積大、含有大量的不飽和鍵使其具有高效的吸附性能和催化性能。本方法采用活性炭同時作為吸附劑和催化劑，在高鹽水條件下實現有機物活性炭吸附，在新鮮水條件下實現有機物活性炭催化臭氧氧化及活性炭再生，實現同一反應器內活性炭的吸附、催化氧化及再生，最大限度的發揮了活性炭的作用。【附圖說明】
[0010]圖1為本發明實施例中間歇式吸附-催化氧化處理系統的結構示意圖；1:反應器I; I1:反應器II; II1:中間水池III;(1)反應器I高鹽水進水管；(2)反應器II高鹽水進水管；(3)反應器II高鹽水排水管；(4)反應器I新鮮水進水管；(5)反應器I新鮮水出水管；(6)反應器I高鹽水回流管；(7)反應器II新鮮水進水管；(8)反應器II新鮮水出水管；(9)反應器I尾氣集氣管；(10)反應器II尾氣集氣管；(11)中間水箱III新鮮水進水管；(12)中間水箱III多次循環排水管；(13)臭氧進氣管；(a)反應器I臭氧進氣閥；(b)反應器II臭氧進氣閥。【具體實施方式】
[0011]以下結合附圖實施例對本發明作進一步詳細描述。
[0012]如圖1所示，本實施例中的間歇式吸附-催化氧化處理系統包括反應器1:對高鹽廢水進行一級吸附處理，以及作為一級催化臭氧氧化處理反應器;反應器I1:對高鹽廢水進行二級吸附處理，以及作為二級催化臭氧氧化處理反應器；中間水箱II1:分別與反應器1、反應器II相通，以實現分別向反應器1、反應器II內通入PH8?9的水，并將回收處理后得到的循環水;反應器1、反應器II分別與臭氧源接管，反應器1、反應器II分別設有尾氣排管;反應器I與反應器II之間設置進水管和回流管。
[0013]本實施例的去除煤化工高鹽水有機物的間歇式吸附-催化氧化處理方法，包括如下步驟:步驟一:高鹽水經管道(1)通入反應器I內進行吸附處理，反應器I內活性炭表面積為 1700mg.m2/g、填充量為450kg/m3、反應時間為lh;步驟二:反應器I內高鹽水經管道(2)全部通入反應器II，在反應器II內進行吸附處理，反應器II內活性炭表面積為1700mg.m2/g，填充量為450kg/m3，反應時間為lh;步驟三:中間水箱III內PH8.5新鮮水經管道(4)通入反應器I，然后打開臭氧進氣閥 (a)，采用連續投加方式經管道(13)將臭氧通入反應器I內進行催化臭氧氧化處理，臭氧質量濃度為10%、投加量為50mg/L，反應時間為lh，反應器I產生尾氣經管道(9)輸送至尾氣處理器；步驟四:關閉臭氧進氣閥(a)，停止向反應器I內通入臭氧，將反應器I內新鮮水經管道(5)全部通入中間水箱III作為催化臭氧氧化循環水進行再利用；步驟五:將步驟二吸附處理后高鹽水經管道(6)全部通入反應器I進行二次吸附處理， 反應時間lh;步驟六:中間水箱III內循環水經管道(7)通入反應器II，然后打開臭氧進氣閥(b)，采用連續投加方式經管道(13)將臭氧通入反應器II進行催化臭氧氧化處理，臭氧質量濃度為 10%、投加量為30mg/L，反應時間為lh，反應器II產生尾氣經管道(10)輸送至尾氣處理器； 步驟七:關閉臭氧進氣閥(b)，停止向反應器II內通入臭氧，將反應器II內循環水經管道(8)全部通入中間水箱III，中間水箱III循環水可多次重復利用，有機物濃度(以TOC計) 30mg/L時將中間水箱111多次循環水由管道(12)排出，并由管道(11)向中間水箱III內補充 PH8.5新鮮水；步驟八:反應器I內二次吸附處理后高鹽水經管道(2)再次通入反應器II，反應時間lh; 步驟九:高鹽水經管道(3)通入蒸發結晶器，即完成煤化工高鹽水有機物的強化去除。
[0014]本發明利用活性炭吸附及催化臭氧氧化的雙重作用，在同一反應器內分步實現活性炭吸附、催化臭氧氧化的作用，該方法用于強化去除煤化工高鹽水有機物，具有顯著的去除效果，提高了去除效率，為結晶鹽資源化利用、蒸發結晶器正常運行提供保障。
[0015]除上述實施例外，本發明還包括有其他實施方式，凡采用等同變換或者等效替換方式形成的技術方案，均應落入本發明權利要求的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種去除煤化工高鹽水有機物的間歇式吸附-催化氧化處理方法，其特征在于:包括 如下步驟，步驟一:高鹽水通入反應器I內進行一級吸附處理，反應器I內填充活性炭，活性炭的表 面積為1500?2000mg ? m2/g，填充量為400?500kg/m3，反應時間為1?2h;步驟二:反應器I內高鹽水通入反應器II進行二級吸附處理，反應器II內填充活性炭， 活性炭的表面積為1500?2000mg.m2/g，填充量為400?500kg/m3,反應時間為1?2h;步驟三:中間水箱III內PH8?9的新鮮水通入反應器I，同時通入臭氧，采用連續投加的 方式將臭氧通入反應器I內進行一級催化臭氧氧化處理，臭氧質量濃度10?20%、投加量為 40?60mg/L，反應時間為1?2h，反應器I產生尾氣經管道輸送至尾氣處理器；步驟四:停止向反應器I內通臭氧，將反應器I內的新鮮水經管道全部返回中間水箱III 作為催化臭氧氧化循環水再利用；步驟五:將步驟二吸附處理后的高鹽水經管道全部返回至反應器I進行二次吸附處理， 反應時間1?2h;步驟六:中間水箱III內循環水經管道通入反應器II，同時通入臭氧，采用連續投加的 方式將臭氧通入反應器II進行二級催化臭氧氧化處理，臭氧質量濃度為10?20%，投加量為 20?40mg/L，反應時間為1?2h，反應器II產生尾氣經管道輸送至尾氣處理器；步驟七:停止向反應器II內通臭氧，將反應器II內的循環水經管道全部返回中間水箱 III，中間水箱III循環水可多次重復利用，有機物濃度以TOC計為25?35mg/L時將中間水箱 III的多次循環水由管道排出，并向中間水箱III內補充pH至8?9新鮮水；步驟八:反應器I內二次吸附處理后高鹽水經管道再次通入反應器II，于反應器II內再 進行二次吸附處理，反應時間1?2h;步驟九:高鹽水經管道通入蒸發結晶器，至此即完成煤化工高鹽水有機物的強化去除。2.—種去除煤化工高鹽水有機物的間歇式吸附-催化氧化處理系統，其特征在于:包括 反應器1:對高鹽廢水進行一級吸附處理，以及作為一級催化臭氧氧化處理反應器； 反應器I1:對高鹽廢水進行二級吸附處理，以及作為二級催化臭氧氧化處理反應器；中間水箱II1:分別與反應器1、反應器II相通，以實現分別向反應器1、反應器II內通入 pH8?9的新鮮水，并將回收處理后得到的循環水；反應器1、反應器II分別與臭氧源接管，反應器1、反應器II分別設有尾氣排管；反應器I與反應器II之間設置進水管和回流管。
【文檔編號】C02F9/04GK106007078SQ201610518783
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月5日
【發明人】方芳, 吳剛, 韓洪軍, 陳建東, 馬明敏
【申請人】雙良節能系統股份有限公司