一种乙二醇生产废水预处理系统及方法与流程

本发明涉及一种乙二醇生产废水预处理系统及方法，尤其是一种通过物联网远程监控诊断管理的乙二醇生产废水资源化预处理系统及方法，属于资源环境领域。

背景技术

目前的煤化工项目均要求废水零排放。乙二醇是一种重要的基础化工原料，其中以煤为原料的甲醛氢羧基化法乙二醇生产工艺中，会产生一定量含甲缩醛和2-甲氧基乙醇的高浓度废水，难以直接进行常规的生化处理，是废水零排放的一个难点；同时煤化工项目的环保成本高昂，上述废水中含有的较高浓度有机物具有一定的价值，采用物化、生化或焚烧等方式完全降解的技术路线难度大、投资运行成本高、可靠性差，且浪费了资源，不利于降低环保成本、提高项目收益率；目前的煤化工污水处理项目运营管理难度较大，远程智能化管理水平较低。

技术实现要素：

本发明要解决的是煤基甲醛氢羧基化乙二醇生产工艺中含甲缩醛和含2-甲氧基乙醇高浓度废水的预处理难度大、成本高，运营管理维护难度大等问题。

为此本发明提供了一种乙二醇生产废水预处理系统，包括含2-甲氧基乙醇废水预处理单元；含2-甲氧基乙醇废水预处理单元包括含2-甲氧基乙醇废水调节池、含2-甲氧基乙醇废水循环泵、萃取剂循环泵、烃类萃取剂储罐和至少一级萃取装置；含2-甲氧基乙醇废水调节池的出水口通过管道与含2-甲氧基乙醇废水循环泵的进水口相连；当萃取装置为单级时，含2-甲氧基乙醇废水循环泵的出水口通过管道与萃取装置的进水口相连，萃取装置的萃取剂进口通过管道与萃取剂循环泵的出液口相连；当萃取装置为多级时，含2-甲氧基乙醇废水循环泵的出水口通过管道与第一级萃取装置的进水口相连，上一级萃取装置的萃余相出口通过管道与下一级萃取装置的萃余相进口相连，上一级萃取装置的萃取相进口通过管道与下一级萃取装置的萃取相出口相连，最后一级萃取装置的萃取剂进口通过管道与萃取剂循环泵的出口相连；烃类萃取剂储罐的出口通过管道与萃取剂循环泵的进口相连。采用上述技术方案，可把废水中的2-甲氧基乙醇等有机物高效分离出来，使出水达到后续处理进水要求。

作为本发明系统的进一步改进方案，还包括萃取相分离装置和萃余相处理装置；萃取相分离装置为减压蒸馏装置、膜蒸馏装置或渗透汽化装置；萃余相处理装置为膜分离装置和高级氧化装置之一或其串联组合，或为膜分离装置与生化处理装置的串联组合，或为膜分离装置与高级氧化装置及生化处理装置的串联组合；当萃取装置为单级时，萃取装置的萃取相出口通过管道与萃取相分离装置相连，萃取装置的萃余相出口通过管道与萃余相处理装置的进水口相连；当萃取装置为多级时，第一级萃取装置萃取相出口通过管道与萃取相分离装置相连，最后一级萃取装置的萃余相出口通过管道与萃余相处理装置的进水口相连，萃取相分离装置分离出的萃取剂返回烃类萃取剂储罐循环利用。采用上述技术方案，可把萃取剂和溶质从萃取相中高效分离出来循环或资源化利用，使萃余相出水经萃余相处理装置处理后达到后续处理进水要求。

作为本发明系统的进一步改进方案，还包括含甲缩醛废水预处理单元；含甲缩醛废水预处理单元包括含甲缩醛废水调节池和至少一级减压蒸馏系统；每一级减压蒸馏系统包括含甲缩醛废水循环泵、换热器、减压蒸馏塔、冷凝器和真空泵；每一级减压蒸馏系统中，含甲缩醛废水循环泵的出水口通过管道与换热器的进水口相连，换热器的出水口通过管道与减压蒸馏塔的进水口相连，减压蒸馏塔出汽口通过管道与冷凝器的进汽口相连，冷凝器的排气口通过管道与真空泵的进气口相连；当减压蒸馏系统为单级时，含甲缩醛废水调节池的出水口通过管道与减压蒸馏系统的含甲缩醛废水循环泵的进水口相连，减压蒸馏塔出水通过管道排出进一步处理；当减压蒸馏系统为多级时，含甲缩醛废水调节池的出水口通过管道与第一级减压蒸馏系统的含甲缩醛废水循环泵的进水口相连，上一级减压蒸馏系统的减压蒸馏塔出水口通过管道与下一级减压蒸馏系统的含甲缩醛废水循环泵的进水口相连，最后一级减压蒸馏系统的减压蒸馏塔出水通过管道排出进一步处理。采用上述一级或多级减压蒸馏的技术方案，可把废水中的甲缩醛等有机物高效分离出来，使出水达到后续处理进水要求。

针对煤化工污水处理项目运营成本高的问题，作为本发明系统的进一步改进方案，还包括燃料比例混合器；燃料比例混合器的进液口与萃取相分离装置的溶质出液口相连；萃取相分离装置分离出的溶质和冷凝器回收的含甲缩醛冷凝液混合或分别进入燃料比例混合器与燃料按比例混合资源化利用。采用上述技术方案，可把废水中的2-甲氧基乙醇等有机物资源化利用，降低环保成本、提高项目收益率。

针对煤化工污水处理项目运营管理难度大，远程智能化管理水平低的问题，作为本发明系统的进一步改进方案，还包括自控及物联网远程监控诊断管理单元；自控及物联网远程监控诊断管理单元包括自动控制柜、远传温度计、远传真空表、含甲缩醛废水生物毒性在线监测预警仪、含2-甲氧基乙醇废水生物毒性在线监测预警仪、信号转换装置和远程监控终端；含甲缩醛废水循环泵、真空泵、含2-甲氧基乙醇废水循环泵和萃取剂循环泵分别与自动控制柜电连接；远传温度计安装在换热器的出口管道上；远传真空表安装在减压蒸馏塔上；含甲缩醛废水生物毒性在线监测预警仪安装在减压蒸馏塔的出水管道上；含2-甲氧基乙醇废水生物毒性在线监测预警仪安装在高级氧化装置的出水管道上；远传温度计、远传真空表、含甲缩醛废水生物毒性在线监测预警仪、含2-甲氧基乙醇废水生物毒性在线监测预警仪、信号转换装置均与自动控制柜电连接；自动控制柜对远传温度计、远传真空表、含甲缩醛废水生物毒性在线监测预警仪、含2-甲氧基乙醇废水生物毒性在线监测预警仪传输来的参数进行采集并经信号转换装置转换后通过网络传输至远程监控终端；远程监控终端为远程管理中心计算机或移动监控终端。采用物联网远程监控诊断管理技术，有利于系统的远程运行监控，故障的预警维护和判断维修，提高项目运营管理水平，保障生产经营顺利进行。

本发明还提供了一种乙二醇生产废水预处理方法，包括含2-甲氧基乙醇废水预处理方法，具体步骤为：将萃取装置设置为单级或多级；当萃取装置为单级时，含2-甲氧基乙醇废水调节池的出水通过管道经含2-甲氧基乙醇废水循环泵提升进入萃取装置，烃类萃取剂储罐中的萃取剂通过萃取剂循环泵提升进入萃取装置进行萃取分离；当萃取装置为多级时，含2-甲氧基乙醇废水通过循环泵进入第一级萃取装置进行萃取分离，烃类萃取剂储罐中的萃取剂通过萃取剂循环泵提升进入最后一级萃取装置进行萃取分离，上一级萃取装置的萃余相通过管道进入下一级萃取装置进行萃取分离，下一级萃取装置的萃取相通过管道进入上一级萃取装置进行萃取分离。

作为本发明方法的进一步改进方案，还包括含2-甲氧基乙醇废水萃取相分离和萃余相处理方法，具体步骤为：当萃取装置为单级时，萃取装置的萃取相通过管道进入萃取相分离装置分离萃取剂和溶质，萃取装置的萃余相通过管道进入萃余相处理装置进行进一步处理；当萃取装置为多级时，第一级萃取装置萃取相通过管道进入萃取相分离装置分离萃取剂和溶质，最后一级萃取装置的萃余相通过管道进入萃余相处理装置进一步处理，萃取相分离装置分离出的萃取剂返回烃类萃取剂储罐循环利用。

作为本发明方法的进一步改进方案，还包括含甲缩醛废水预处理方法，具体步骤为：将减压蒸馏系统设置为单级或多级；在各级减压蒸馏系统中，换热器的出水通过管道进入减压蒸馏塔汽化分离，减压蒸馏塔内的有机蒸汽通过管道进入冷凝器冷凝收集，冷凝器通过真空泵排出不凝性气体以保持系统真空度；当减压蒸馏系统为单级时，含甲缩醛废水调节池的出水经减压蒸馏系统的含甲缩醛废水循环泵提升进入换热器加热升温，减压蒸馏塔的出水通过管道排出进一步处理；当减压蒸馏系统为多级时，含甲缩醛废水调节池的出水经第一级减压蒸馏系统的含甲缩醛废水循环泵提升进入换热器加热升温；上一级减压蒸馏系统的减压蒸馏塔的出水通过管道经下一级减压蒸馏系统的含甲缩醛废水循环泵提升进入下一级减压蒸馏系统的换热器加热升温，最后一级减压蒸馏系统的减压蒸馏塔出水通过管道排出进一步处理。

作为本发明方法的进一步改进方案，还包括萃取相分离和冷凝回收有机物资源化方法，具体措施为：萃取相分离装置分离出的溶质和冷凝器回收的含甲缩醛冷凝液混合或分别进入燃料比例混合器与燃料按比例混合资源化利用。

作为本发明方法的进一步改进方案，还包括自控及物联网远程监控诊断管理方法，具体措施为：将含甲缩醛废水循环泵、真空泵、含2-甲氧基乙醇废水循环泵和萃取剂循环泵分别与自动控制柜电连接；自动控制柜根据设定程序协调各设备顺利工作；将远传温度计安装在换热器的出口管道上，监测废水温度并传输给自动控制柜；将远传真空表安装在减压蒸馏塔上，监测减压蒸馏塔的真空度并传输给自动控制柜；将含甲缩醛废水生物毒性在线监测预警仪安装在减压蒸馏塔的出水管道上，监测废水生物毒性并传输给自动控制柜；将含2-甲氧基乙醇废水生物毒性在线监测预警仪安装在高级氧化装置的出水管道上，监测废水生物毒性并传输给自动控制柜；将远传温度计、远传真空表、含甲缩醛废水生物毒性在线监测预警仪、含2-甲氧基乙醇废水生物毒性在线监测预警仪、信号转换装置均与自动控制柜电连接；自动控制柜对远传温度计、远传真空表、含甲缩醛废水生物毒性在线监测预警仪、含2-甲氧基乙醇废水生物毒性在线监测预警仪传输的参数进行采集并经信号转换装置转换后通过网络传输至远程监控终端用于远程监控诊断管理。

本发明的有益效果在于：(1)采用一级或多级萃取工艺把废水中的2-甲氧基乙醇等有机物高效分离出来，使出水达到后续处理进水要求，保障后续工艺顺利运行；(2)把含2-甲氧基乙醇废水萃取相中的萃取剂和溶质进行分离循环或资源化利用，可降低环保成本、提高项目收益率；(3)采用一级或多级减压蒸馏工艺把废水中的甲缩醛等有机物高效分离出来资源化利用，使出水达到后续处理进水要求，可保障后续工艺顺利运行，同时降低环保成本、提高项目收益率；(4)采用物联网远程监控诊断管理技术，故障的预警维护和判断维修易于做到准确及时，可提高项目运营管理水平，保障生产经营顺利进行。

附图说明

图1为本发明的系统结构示意图。

图中：1、含甲缩醛废水调节池，2、含甲缩醛废水循环泵，3、换热器，4、远传温度计，5、减压蒸馏塔，6、远传真空表，7、冷凝器，8、真空泵，9、含甲缩醛废水生物毒性在线监测预警仪，10、含2-甲氧基乙醇废水生物毒性在线监测预警仪，11、燃料比例混合器，12、含2-甲氧基乙醇废水调节池，13、萃取相分离装置，14、含2-甲氧基乙醇废水循环泵，15、萃取装置，16、萃取剂循环泵，17、烃类萃取剂储罐，18、自动控制柜，19、信号转换装置，20、萃余相处理装置，21、远程监控终端。

具体实施方式

如图1所示，本发明所述的一种乙二醇生产废水预处理系统，包括含2-甲氧基乙醇废水调节池12、含2-甲氧基乙醇废水循环泵14、萃取剂循环泵16、烃类萃取剂储罐17、至少一级萃取装置15、萃取相分离装置13、萃余相处理装置20、含甲缩醛废水调节池1、至少一级减压蒸馏系统、燃料比例混合器11、自动控制柜18、远传温度计4、远传真空表6、含甲缩醛废水生物毒性在线监测预警仪9、含2-甲氧基乙醇废水生物毒性在线监测预警仪10、信号转换装置19和远程监控终端21，其中的每一级减压蒸馏系统包括含甲缩醛废水循环泵2、换热器3、减压蒸馏塔5、冷凝器7和真空泵8。

含2-甲氧基乙醇废水调节池12的出水口通过管道与含2-甲氧基乙醇废水循环泵14的进水口相连；当萃取装置15为单级时，含2-甲氧基乙醇废水循环泵14的出水口通过管道与萃取装置15的进水口相连，萃取装置15的萃取剂进口通过管道与萃取剂循环泵16的出液口相连；当萃取装置15为多级时，含2-甲氧基乙醇废水循环泵14的出水口通过管道与第一级萃取装置15的进水口相连，上一级萃取装置15的萃余相出口通过管道与下一级萃取装置15的萃余相进口相连，上一级萃取装置15的萃取相进口通过管道与下一级萃取装置15的萃取相出口相连，最后一级萃取装置15的萃取剂进口通过管道与萃取剂循环泵16的出口相连；烃类萃取剂储罐17的出口通过管道与萃取剂循环泵16的进口相连。

萃取相分离装置13为减压蒸馏装置、膜蒸馏装置或渗透汽化装置；萃余相处理装置20为膜分离装置和高级氧化装置之一或其串联组合，或为膜分离装置与生化处理装置的串联组合，或为膜分离装置与高级氧化装置及生化处理装置的串联组合；当萃取装置15为单级时，萃取装置15的萃取相出口通过管道与萃取相分离装置13相连，萃取装置15的萃余相出口通过管道与萃余相处理装置20的进水口相连；当萃取装置15为多级时，第一级萃取装置15萃取相出口通过管道与萃取相分离装置13相连，最后一级萃取装置15的萃余相出口通过管道与萃余相处理装置20的进水口相连，萃取相分离装置13分离出的萃取剂返回烃类萃取剂储罐17循环利用；萃余相处理装置20的出水口通过管道与后续处理装置相连。

每一级减压蒸馏系统中，含甲缩醛废水循环泵2的出水口通过管道与换热器3的进水口相连，换热器3的出水口通过管道与减压蒸馏塔5的进水口相连，减压蒸馏塔5出汽口通过管道与冷凝器7的进汽口相连，冷凝器7的排气口通过管道与真空泵8的进气口相连；当减压蒸馏系统为单级时，含甲缩醛废水调节池1的出水口通过管道与减压蒸馏系统的含甲缩醛废水循环泵2的进水口相连，减压蒸馏塔5出水通过管道排出进一步处理；当减压蒸馏系统为多级时，含甲缩醛废水调节池1的出水口通过管道与第一级减压蒸馏系统的含甲缩醛废水循环泵2的进水口相连，上一级减压蒸馏系统的减压蒸馏塔5出水口通过管道与下一级减压蒸馏系统的含甲缩醛废水循环泵2的进水口相连，最后一级减压蒸馏系统的减压蒸馏塔5出水通过管道排出进一步处理。

燃料比例混合器11的进液口与萃取相分离装置13的溶质出液口相连；萃取相分离装置13分离出的溶质和冷凝器7回收的含甲缩醛冷凝液混合或分别进入燃料比例混合器11与燃料按比例混合资源化利用。

含甲缩醛废水循环泵2、真空泵8、含2-甲氧基乙醇废水循环泵14和萃取剂循环泵16分别与自动控制柜26电连接；远传温度计4安装在换热器3的出口管道上；远传真空表6安装在减压蒸馏塔5上；含甲缩醛废水生物毒性在线监测预警仪9安装在减压蒸馏塔5的出水管道上；含2-甲氧基乙醇废水生物毒性在线监测预警仪10安装在高级氧化装置20的出水管道上；远传温度计4、远传真空表6、含甲缩醛废水生物毒性在线监测预警仪9、含2-甲氧基乙醇废水生物毒性在线监测预警仪10、信号转换装置19均与自动控制柜18电连接；自动控制柜18对远传温度计4、远传真空表6、含甲缩醛废水生物毒性在线监测预警仪9、含2-甲氧基乙醇废水生物毒性在线监测预警仪10传输来的参数进行采集并经信号转换装置19转换后通过网络传输至远程监控终端21；远程监控终端21为远程管理中心计算机或移动监控终端。

本发明所述的乙二醇生产废水预处理系统的实现方法步骤为：

含2-甲氧基乙醇废水预处理方法：将萃取装置15设置为单级或多级；当萃取装置15为单级时，含2-甲氧基乙醇废水调节池12的出水通过管道经含2-甲氧基乙醇废水循环泵14提升进入萃取装置15，烃类萃取剂储罐17中的萃取剂通过萃取剂循环泵16提升进入萃取装置15进行萃取分离；当萃取装置15为多级时，含2-甲氧基乙醇废水通过循环泵14进入第一级萃取装置15进行萃取分离，烃类萃取剂储罐17中的萃取剂通过萃取剂循环泵16提升进入最后一级萃取装置15进行萃取分离，上一级萃取装置15的萃余相通过管道进入下一级萃取装置15进行萃取分离，下一级萃取装置15的萃取相通过管道进入上一级萃取装置15进行萃取分离。

含2-甲氧基乙醇废水萃取相分离和萃余相处理方法：当萃取装置15为单级时，萃取装置15的萃取相通过管道进入萃取相分离装置13分离萃取剂和溶质，萃取装置15的萃余相通过管道进入萃余相处理装置20进行进一步处理；当萃取装置15为多级时，第一级萃取装置15萃取相通过管道进入萃取相分离装置13分离萃取剂和溶质，最后一级萃取装置15的萃余相通过管道进入萃余相处理装置20进一步处理，萃取相分离装置13分离出的萃取剂返回烃类萃取剂储罐17循环利用；萃余相处理装置20的出水通过管道排出进行后续处理。

含甲缩醛废水预处理方法：将减压蒸馏系统设置为单级或多级；在各级减压蒸馏系统中，换热器3的出水通过管道进入减压蒸馏塔5汽化分离，减压蒸馏塔5内的有机蒸汽通过管道进入冷凝器7冷凝收集，冷凝器7通过真空泵8排出不凝性气体以保持系统真空度；当减压蒸馏系统为单级时，含甲缩醛废水调节池1的出水经减压蒸馏系统的含甲缩醛废水循环泵2提升进入换热器3加热升温，减压蒸馏塔5的出水通过管道排出进一步处理；当减压蒸馏系统为多级时，含甲缩醛废水调节池1的出水经第一级减压蒸馏系统的含甲缩醛废水循环泵2提升进入换热器3加热升温；上一级减压蒸馏系统的减压蒸馏塔5的出水通过管道经下一级减压蒸馏系统的含甲缩醛废水循环泵2提升进入下一级减压蒸馏系统的换热器3加热升温，最后一级减压蒸馏系统的减压蒸馏塔5出水通过管道排出进一步处理。

萃取相分离和冷凝回收有机物资源化方法：萃取相分离装置13分离出的溶质和冷凝器7回收的含甲缩醛冷凝液混合或分别进入燃料比例混合器11与燃料按比例混合资源化利用。

自控及物联网远程监控诊断管理方法：将含甲缩醛废水循环泵2、真空泵8、含2-甲氧基乙醇废水循环泵14和萃取剂循环泵16分别与自动控制柜26电连接；自动控制柜26根据设定程序协调各设备顺利工作；将远传温度计4安装在换热器3的出口管道上，监测废水温度并传输给自动控制柜18；将远传真空表6安装在减压蒸馏塔5上，监测减压蒸馏塔5的真空度并传输给自动控制柜18；将含甲缩醛废水生物毒性在线监测预警仪9安装在减压蒸馏塔5的出水管道上，监测废水生物毒性并传输给自动控制柜18；将含2-甲氧基乙醇废水生物毒性在线监测预警仪10安装在高级氧化装置20的出水管道上，监测废水生物毒性并传输给自动控制柜18；将远传温度计4、远传真空表6、含甲缩醛废水生物毒性在线监测预警仪9、含2-甲氧基乙醇废水生物毒性在线监测预警仪10、信号转换装置19均与自动控制柜18电连接；自动控制柜18对远传温度计4、远传真空表6、含甲缩醛废水生物毒性在线监测预警仪16、含2-甲氧基乙醇废水生物毒性在线监测预警仪17传输的参数进行采集并经信号转换装置19转换后通过网络传输至远程监控终端21用于远程监控诊断管理。

以上所述仅为本发明的较佳可行实施例，并非用以局限本发明的专利范围，故凡运用本说明书及附图内容所作的方法步骤及等效变化，均在本发明的保护范围之内。