一种含酚废水连续化预处理方法与流程

本发明属于含酚废水处理领域，具体涉及一种含酚废水大块液膜连续化预处理方法。

背景技术：

含酚废水主要来源于焦化、煤气、炼油和以苯酚或酚醛为原料的化工、制药等生产过程，以及用酚作原料或合成酚的各种工业、化学试剂等工业生产过程中。其特点是来源广、数量多、危害大。随着钢铁、炼油、石油化工、塑料合成纤维等工业的发展，含酚废水的种类与数量日益增加，是各国水污染控制中列为重点解决的有毒有害废水之一。为此中国专利CN201410496699介绍了一种含酚废水的处理的方法。

该方法首先将废水用格栅去除杂质，然后用酸碱调节废水pH在3-4，然后向废水加入过氧化氢和硫酸亚铁，搅拌下进行氧化反应，上清液即为处理后排水。该方法虽然可以去除废水中酚类物质，但是需加入过氧化氢和硫酸亚铁，易产生二次污染；间歇操作占地较大；而且对于高浓度含酚废水药剂用量大，成本较高；同时排出上清液后产生的沉淀也需进一步处理。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种含酚废水连续化预处理方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种含酚废水连续化预处理方法，调节待处理含酚废水pH至3-5，在常温常压下用大块液膜装置对废水进行连续化萃取反应，萃取反应后废水即为脱酚后废水，回收相回收为酚钠盐溶液。

具体为：将萃取相泵入大块液膜装置容积的1/5至1/3，处，同时向大块液膜装置内连续泵入待处理含酚废水，并在50-500转/分钟搅拌下进行下萃取0.5-2小时，萃取反应连续化操作，泵出萃取后废水为脱酚废水，回收相回收为酚钠盐溶液。

所述萃取相为添加剂和溶剂，添加剂和溶剂的体积比为(5-20):(95-80)；添加剂选自液体石蜡、丙三醇、三辛胺中一种或几种混合物；溶剂选自航空煤油、磺化煤油、加氢煤油或二甲苯中一种或几种。

优选，添加剂选用工业三辛胺；溶剂选自航空煤油、加氢煤油一种或几种。

所述连续化为在大块液膜装置内废水相区域连续出水即为含酚废水处理后废水；回收相区域连续排出从废水中分离出的酚钠盐溶液。其中，回收相区域内添加质量分数10-20％的NaOH溶液。

所述大块液膜装置的主体(1)内分为废水区(A)、回收相区(B)及萃取相区(C)，所述废水区(A)与回收相区(B)并排设置，所述萃取相区(C)位于废水区(A)与回收相区(B)的上方，所述废水区(A)对应的主体(1)上分别设有废水进口(a)及废水出口(b)，所述回收相区(B)对应的主体(1)上分别设有回收相进口(c)及回收相出口(d)；所述废水区(A)内、废水区(A)上方的萃取相区内、回收相区(B)内及回收相区(B)上方的萃取相区内均设有搅拌器。

所述废水进口(a)与废水区(A)内的搅拌器高度相同，或位于废水区(A)内搅拌器与废水区(A)顶部之间，所述废水出口(b)位于废水区(A)的底部；

所述废水进口(a)和废水出口(b)分别位于废水区(A)的两侧，在该废水出口(b)上安装有监测出水口(g)。

所述回收相进口(c)与回收相区(B)内的搅拌器高度相同，或位于回收相区(B)内搅拌器与回收相区(B)顶部之间，所述回收相出口(d)位于回收相区(B)的底部；

所述回收相进口(c)与回收相出口(d)分别位于回收相区(B)的两侧，在该回收相出口(d)上安装有监测回收相口(h)。

所述废水区(A)内的搅拌器为废水相界面搅拌器(e1)，废水区(A)上方的萃取相区内的搅拌器为废水区萃取相搅拌器(e2)，该废水相界面搅拌器(e1)与废水区萃取相搅拌器(e2)共用同一根输出轴(3)，并通过所述输出轴(3)与位于主体(1)外的电机(2)相连，所述废水相界面搅拌器(e1)与废水区萃取相搅拌器(e2)分别具有多个搅拌叶(4)，废水相界面搅拌器(e1)的搅拌叶及废水区萃取相搅拌器(e2)的搅拌叶通过电机(2)的驱动旋转，实现搅拌；

所述废水相界面搅拌器(e1)位于废水区(A)内的废水相与废水区(A)上方萃取相区(C)内的萃取相界面处。

所述回收相区(B)内的搅拌器为回收相界面搅拌器(f1)，回收相区(B)上方的萃取相区内的搅拌器为回收相区萃取搅拌器(f2)，该回收相界面搅拌器(f1)与回收相区萃取搅拌器(f2)共用同一根输出轴(3)，并通过所述输出轴(3)与位于主体(1)外的电机(2)相连，所述回收相界面搅拌器(f1)与回收相区萃取搅拌器(f2)分别具有多个搅拌叶(4)，回收相界面搅拌器(f1)的搅拌叶及回收相区萃取搅拌器(f2)的搅拌叶通过电机(2)的驱动旋转，实现搅拌；

所述回收相界面搅拌器(f1)位于回收相区(B)内的回收相与回收相区(B)上方萃取相区(C)内的萃取相界面处。

并排设置的所述废水区(A)与回收相区(B)在水平面上的投影均为圆形，位于该废水区(A)及回收相区(B)上方的所述萃取相区(C)在水平面上的投影为椭圆形。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1.本发明处理方法简单、易行，主体反应设备仅为一个，避免了传统萃取、反萃、静置、套用等繁琐步骤，易于操作，减少占地。

2.采用本发明方法实现了废水的资源化利用。回收的酚盐可根据生产工艺的实际情况直接套用于生产或外售，具有明显的经济效益。

3.采用本发明的方法对废水预处理后，废水中酚去除率95％以上，该过程可去除废水中COD，减轻后续生化负荷。

4.采用本发明连续化处理方法，工艺参数稳定，操作条件易于控制，同时提高了废水处理能力，易于工业化操作。

5.本发明通过在两相界面连续进行萃取—反萃取反应，可高效分离重金属离子或有机污染物，并在回收相中进行富集浓缩。

6.本发明在两相界面连续进行萃取—反萃取反应时，通过相界面搅拌提高了废水相、回收相与萃取相的接触面积，增加了传质速率；通过废水区萃取相搅拌和回收相区萃取搅拌推动萃取相传质。

7.本发明的废水进口与回收相进口可设置在两相界面处，使废水与回收相进入反应器时迅速分散，加大传质速度。

8.本发明的废水进口和废水出口分别位于废水区的两侧，回收相进口和回收相出口分别位于回收相区的两侧，避免萃取过程的短路现象发生。

9.本发明的废水和回收相由泵连续进入，通过调整废水和回收相的流速参数，使料液与萃取相充分接触，物质迁移率可以达到95％以上。

10.本发明处理方法技术可行、经济合理，能够有效去除其中酚类有毒化合物并回收利用，同时利用连续化处理提高处理能力，其不但可以有效去除废水中的酚类化合物，而且可以回收酚类物质，避免了二次污染；主体反应设备少，处理方法简单，易于操作，避免了传统处理方式的繁琐步骤；打破常规间歇操作，提出连续化处理方式，操作条件更易于控制，处理方法简单，工艺参数稳定，同时连续化工艺提高了废水处理能力，更易于规模化与工业化。

附图说明

图1为本发明连续化预处理方法流程图。

图2为本发明的主视剖视图；

图3为本发明的左视剖视图；

图4为本发明的俯视图；

图5为本发明搅拌器的结构示意图；

其中：A为废水区，B为回收相区，C为萃取相区，a为废水进口，b为废水出口，c为回收相进口，d为回收相出口，e1为废水相界面搅拌器，e2为废水区萃取相搅拌器，f1为回收相界面搅拌器，f2为回收区萃取搅拌器，g为监测出水口，h为监测回收相口，1为主体，2为电机，3为输出轴，4为搅拌叶。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详述。以下具体实例用来进一步详细说明本发明的技术方案。其废水取自国内煤化工生产厂的造气废水，水质情况如下：总酚浓度为3100mg/L，COD＝8395mg/L。

实施例1：

取工业三辛胺150ml和航空煤油850ml配成油相，放入大块液膜萃取装置中，同时在回收相区域加入800ml体积的10％氢氧化钠溶液，在废水相区域加入800ml待处理含酚废水，调节pH值为4。调整搅拌速度为150转/分钟，反应时间为2小时。然后打开进水泵连续进水，打开出水泵连续排水，调节流量使停留时间为2小时。同时打开碱液泵使碱液回收相连续进入与连续排出。废水相区域排水即为处理后含酚废水，回收相区域排放的回收相即为回收的酚钠盐，可收集起来集中外销(参见图1)。

检测处理后废水，COD为452mg/L，总酚为102mg/L。

大块液膜萃取装置如图2～4所示，大块液膜萃取连续化反应装置的主体1内分为废水区A、回收相区B及萃取相区C，废水区A与回收相区B并排设置，该废水区A与回收相区B在水平面上的投影均为圆形；萃取相区C位于废水区A与回收相区B的上方，该萃取相区C在水平面上的投影为椭圆形。

废水区A对应的主体1上分别设有废水进口a及废水出口b，回收相区B对应的主体1上分别设有回收相进口c及回收相出口d；在废水区A内、废水区A上方的萃取相区内、回收相区B内及回收相区B上方的萃取相区内均设有搅拌器。废水进口a与废水区A内的搅拌器高度相同，或位于废水区A内搅拌器与废水区A顶部之间，本实施例的废水进口a是位于废水区A内搅拌器与废水区A顶部之间；废水出口b位于废水区A的底部。废水进口a和废水出口b分别位于废水区A的两侧，即废水进口a的轴向中心线与废水出口b的轴向中心线平行，并在水平面上的投影共线，且经过废水区A在水平面上投影圆形的圆心。在废水出口b上安装有监测出水口g，该监测出水口g的轴向中心线与废水出口b的轴向中心线相垂直。回收相进口c与回收相区B内的搅拌器高度相同，或位于回收相区B内搅拌器与回收相区B顶部之间，本实施例的回收相进口c是位于回收相区B内搅拌器与回收相区B顶部之间；回收相出口d位于回收相区B的底部。回收相进口c与回收相出口d分别位于回收相区B的两侧，即回收相进口c的轴向中心线与回收相出口d的轴向中心线平行，并在水平面上的投影共线，且经过回收相区B在水平面上投影圆形的圆心。在回收相出口d上安装有监测回收相口h，该监测回收相口h的轴向中心线与回收相出口d的轴向中心线相垂直。

如图2、图3及图5所示，废水区A内的搅拌器为废水相界面搅拌器e1，废水区A上方的萃取相区内的搅拌器为废水区萃取相搅拌器e2，该废水相界面搅拌器e1与废水区萃取相搅拌器e2共用同一根输出轴3，并通过输出轴3与位于主体1外的电机2相连，废水相界面搅拌器e1与废水区萃取相搅拌器e2分别具有多个搅拌叶4，废水相界面搅拌器e1的搅拌叶及废水区萃取相搅拌器e2的搅拌叶通过电机2的驱动旋转，实现搅拌。废水相界面搅拌器e1位于废水区A内的废水相与废水区A上方萃取相区C内的萃取相界面处。

回收相区B内的搅拌器为回收相界面搅拌器f1，回收相区B上方的萃取相区内的搅拌器为回收相区萃取搅拌器f2，该回收相界面搅拌器f1与回收相区萃取搅拌器f2共用同一根输出轴3，并通过输出轴3与位于主体1外的电机2相连，回收相界面搅拌器f1与回收相区萃取搅拌器f2分别具有多个搅拌叶4，回收相界面搅拌器f1的搅拌叶及回收相区萃取搅拌器f2的搅拌叶通过电机2的驱动旋转，实现搅拌。回收相界面搅拌器f1位于回收相区B内的回收相与回收相区B上方萃取相区C内的萃取相界面处。

本发明的主体1、废水进口a、废水出口b；回收相进口c、回收相出口d、废水相界面搅拌器e1、废水区萃取相搅拌器e2、回收相界面搅拌器f1、回收相区萃取搅拌器f2均为耐酸碱、耐腐蚀材料，例如不锈钢304或不锈钢316。

本发明的废水进口a、废水出口b、回收相进口c及回收相出口d分别通过管路与泵相连通，由泵带动废水相和回收相连续进水进料，由泵带动废水相或回收相连续出水出料。

实施例2：

取工业三辛胺200ml和航空煤油800ml配成油相，放入大块液膜萃取装置中，同时在回收相区域加入800ml体积的10％氢氧化钠溶液，在废水相区域加入800ml待处理含酚废水，调节pH值为3。调整搅拌速度150转/分钟，反应时间为2小时。然后打开进水泵连续进水，打开出水泵连续排水，调节流量使停留时间为2小时。同时打开碱液泵使碱液回收相连续进入与连续排出。废水相区域排水即为处理后含酚废水，回收相区域排放的回收相即为回收的酚钠盐，可收集起来集中外销。

检测处理后废水，COD为540mg/L，总酚为147mg/L。

实施例3：

取工业三辛胺200ml和航空煤油800ml配成油相，放入大块液膜萃取装置中，同时在回收相区域加入800ml体积的15％氢氧化钠溶液，在废水相区域加入800ml待处理含酚废水，调节pH值为3。调整搅拌速度200转/分钟，反应时间为2小时。然后打开进水泵连续进水，打开出水泵连续排水，调节流量使停留时间为2小时。同时打开碱液泵使碱液回收相连续进入与连续排出。废水相区域排水即为处理后含酚废水，回收相区域排放的回收相即为回收的酚钠盐，可收集起来集中外销。

检测处理后废水，COD为378mg/L，总酚为97mg/L。