一种熄焦废水的处理方法和处理装置与流程

本发明涉及化工生产废水处理领域，特别涉及一种熄焦废水的处理方法和相应的处理装置。

背景技术：

在焦化行业熄焦过程中，绝大多数焦化厂采用湿法熄焦工艺进行熄焦，湿法熄焦是将炼制好的赤热焦炭用水冷却到便于运输和贮存的温度的这个过程，焦炭的温度一般在950～1100℃，经过熄焦将温度降到250℃以下，工艺简单，操作方便。但焦化厂为了防止生产废水排入外环境及节约成本，采用焦化废水和生活污水经过生化处理后的生化出水以及少量清水作为熄焦循环水。总体来说，熄焦废水的主要污染物有焦粉、氨氮、酚、氰化物等，大量污染物随熄焦过程中由于高温产生的水蒸气排放到空气中，造成了大气环境污染。

为了避免造成大气环境的污染，熄焦后产生的废水必须经过处理后，将废水中的有毒有害有机物去除，才能作为湿法熄焦的补充水。熄焦产生的废水不能直接回用，外排又造成了大量水资源的浪费，排放又存在环境污染，因此湿法熄焦产生的废水回用是实现节水和减少运行费用的最有效环保方法。

中国专利cn108341525介绍了一种熄焦废水降解处理方法，该方法采用混凝沉淀和催化氧化相结合处理熄焦废水。前述技术方案虽然可以解决该专利的发明目的，但是依然存在如下缺陷：1)混凝沉淀过程时间较长，需要大容积沉淀池才能满足熄焦水回用的需要；2)混凝沉淀会产生大量固体废弃物。

因此，我们需要一种新的熄焦废水的处理方法和处理装置，可以解决熄焦废水处理时间长且产生大量固体废弃物的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种熄焦废水的处理方法，通过极少量的萃取剂高效地将熄焦废水中不易被氧化和吸附的特征有机物分子转化为易吸附的有机物分子分离出来，降低废水cod值和主要污染物含量，并实现有机物的资源化利用。

为了实现上述目的，本发明首先提供一种熄焦废水的处理方法，包括：酸性环境下，以萃取剂对所述熄焦废水进行萃取的步骤；以及，将萃取获得的水相经活性炭吸附的步骤；其中，所述萃取剂为磷酸三丁酯、丁基膦酸二丁酯、三丁基氧膦中的一种或几种混合。

在本发明一实施例中，在萃取的步骤中，所述萃取剂与助溶剂和稀释剂混合使用，使得所述萃取剂占总体积的5～50％，所述助溶剂占总体积的10～30％；其中，所述助溶剂选自异癸醇、异十一醇、异十五醇中的一种或几种混合；所述稀释剂选自十五烷、十七烷、二十烷中的一种或几种混合。

在本发明一实施例中，在活性炭吸附的步骤中，以活性炭粉对萃取的水相进行吸附。

在本发明一实施例中，在ph值为2.5～3的环境下进行所述萃取的步骤。

在本发明一实施例中，在所述萃取的步骤中，所述萃取剂与所述熄焦废水的体积比为1:50～200；在活性炭吸附的步骤中，萃取获得的水相与活性炭的质量比为1:0.0001～0.01。

在本发明一实施例中，所述处理方法还包括使用碱液将萃取的步骤中获得的负载萃取剂进行再生的步骤。

在本发明一实施例中，所述碱液与负载萃取剂的体积比为1:5～10。

在本发明一实施例中，所述碱液为氢氧化钠溶液，质量分数为20％。

在本发明一实施例中，所述处理方法还包括：将活性炭吸附步骤中获得的固体分离后配煤的步骤。

本发明还提供一种熄焦废水的处理装置，包括：萃取装置，所述萃取装置具有废水进水、萃取剂进口、水相出水和负载萃取剂出水；以及，吸附装置，所述吸附装置具有进水、出水和固体出口；其中，所述萃取装置的水相出水流体连接至所述吸附装置的进水，所述吸附装置的出水流体连接至所述萃取装置的废水进水。

在本发明一实施例中，所述处理装置还包括：再生装置，所述再生装置具有负载萃取剂进口、萃取剂出口和回收相出口；其中，所述萃取装置的负载萃取剂出水流体连接至所述再生装置的负载萃取剂进口，所述再生装置的所述萃取剂出口流体连接至所述萃取装置的所述萃取剂进口。

在本发明一实施例中，所述处理装置还包括一初滤池，熄焦废水经所述初滤池降温过滤后，流体连接至所述萃取装置的所述废水进水；并且，所述吸附装置的出水流体连接至所述初滤池，与熄焦废水混合后进行降温过滤处理。

在本发明一实施例中，所述处理装置还包括一废水储水池，所述废水储水池流体连接至所述初滤池及所述萃取装置，使得经所述初滤池降温过滤的熄焦废水进入所述废水储水池，随后通过所述萃取装置的废水进水进入所述萃取装置。

在本发明中，采用萃取吸附的处理方法处理熄焦废水，利用磷酸酯类络合萃取剂将熄焦废水中几乎所有极性有机物以及易溶于有机相的有机物萃入有机相，因此，处理后的出水可以达到熄焦废水的回用标准，减少了回用后的环境风险。在本发明中，选择含9-18个碳原子的异构醇为助溶剂的原因在于：该类助溶剂水溶性极小、溶解损耗小，因此经处理后的废水几乎不会因助溶剂的加入而导致cod增加。同时，在本发明的所述处理方法中，由于处理废水时萃取剂加入量少，后续萃取剂再生时不需频繁操作，处理成本也低。

因此，本发明提供的上述处理方法既具有步骤简单、反应条件温和等优点，又具有明显的环境效益、经济效益和社会效益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据本发明一实施例所述的熄焦废水的处理装置。

具体实施方式

以下，结合具体实施方式，对本发明的技术进行详细描述。应当知道的是，以下具体实施方式仅用于帮助本领域技术人员理解本发明，而非对本发明的限制。

实施例1

在本实施例中，提供一种熄焦废水的处理装置1，如图1所示。

所述处理装置1包括：初滤池11，废水储水池12，萃取装置13，吸附装置14和再生装置15。其中，所述萃取装置13具有废水进水、萃取剂进口、水相出水和负载萃取剂出水；所述吸附装置14具有进水、出水和固体出口。所述再生装置15具有负载萃取剂进口、萃取剂出口和回收相出口。本领域技术人员可以理解的是，各进水、出水、进口、出口等为本领域常规结构，本实施例中以附图箭头代表流体或物料的流动方向，为了清晰的目的而未标出进水、出水、进口、出口等具体部件。

熄焦废水(待处理废水)经所述初滤池11降温过滤后，进入所述废水储水池12，等待处理。通过所述萃取装置13的废水进水进入所述萃取装置13，进行萃取处理。在萃取完成后，所述萃取装置13内的水相通过水相出水流体连接至所述吸附装置14的进水，进行吸附处理。所述萃取装置13的负载萃取剂则通过负载萃取剂出水流体连接至所述再生装置15的负载萃取剂进口，进行萃取剂的再生。

如图1所示，再生后的萃取剂通过所述再生装置15的所述萃取剂出口流体连接至所述萃取装置13的所述萃取剂进口，进行萃取剂的回用。而所述吸附装置14的出水则进入所述初滤池11与熄焦废水混合后进入下一轮的处理。

如图1所示，所述处理装置1还可以包括一回收相收集装置16，用于收集所述再生装置15所产生的回收相，以进行后续的固废处理。如图1所示，所述再生装置15的回收相出口与所述回收相收集装置16连接。

如图1所示的，所述吸附装置14在完成吸附处理后的固体产物可以进行后续配煤，以提高废水处理的回收利用。

实施例2

在本实施例中，提供一种利用实施例1所述的处理装置处理熄焦废水。处理对象取自某焦化厂熄焦循环池，原水水质情况如下：外观浅黄色，ph值为7～8，cod292mg/l。处理工艺具体如下。

将萃取剂与经过过滤并调节好ph值为2.5～3的熄焦废水按体积比1:100加入到萃取装置中，搅拌30分钟，使两相达到萃取平衡。

在本实施例中，所述萃取剂与助溶剂和稀释剂混合使用，使得所述萃取剂占总体积的30％，所述助溶剂占总体积的15％；其中，所述萃取剂为丁基磷酸二丁酯；所述助溶剂为异癸醇；所述稀释剂为二十烷。

将平衡后的溶液在分离装置中静置，分相，30分钟后分离有机相和水相，下层水相与活性炭按质量比1:0.0002加入吸附装置中，搅拌30分钟后过滤，滤液取样分析。将有机相与质量分数20％氢氧化钠溶液按体积比6.5:1送入萃取剂再生装置，反应30分钟，静置、分相，得再生萃取剂。所述再生萃取剂回用于萃取装置。吸附装置的出水经检测，cod为102mg/l可与熄焦废水混合后，进入初滤池进入下一轮的处理。吸附装置的固体在分离后进行配煤。

实施例3

在本实施例中，提供一种利用实施例1所述的处理装置处理熄焦废水。处理对象取自某焦化厂熄焦循环池，原水水质情况如下：外观浅黄色，ph值为7-8，cod179mg/l。处理工艺具体如下。

将萃取剂与经过过滤并调节好ph值为2.5～3的熄焦废水按体积比1:100加入到萃取装置中，搅拌30分钟，使两相达到萃取平衡。

在本实施例中，所述萃取剂与助溶剂和稀释剂混合使用，使得所述萃取剂占总体积的30％，所述助溶剂占总体积的15％；其中，所述萃取剂为丁基磷酸二丁酯；所述助溶剂为异十五醇；所述稀释剂为二十烷。

将平衡后的溶液在分离装置中静置，分相，30分钟后分离有机相和水相，下层水相与活性炭按质量比1:0.0002加入吸附装置中，搅拌30分钟后过滤，滤液取样分析。将有机相与质量分数20％氢氧化钠溶液按体积比6.5:1送入萃取剂再生装置，反应30分钟，静置、分相，得再生萃取剂。所述再生萃取剂回用于萃取装置。吸附装置的出水经检测，cod为90.4mg/l可与熄焦废水混合后，进入初滤池进入下一轮的处理。吸附装置的固体在分离后进行配煤。

实施例4

在本实施例中，提供一种利用实施例1所述的处理装置处理熄焦废水。处理对象取自某焦化厂熄焦循环池，原水水质情况如下：外观浅黄色，ph值为7-8，cod779mg/l。处理工艺具体如下。

将萃取剂与经过过滤并调节好ph值为2.5～3的熄焦废水按体积比1:50加入到萃取装置中，搅拌30分钟，使两相达到萃取平衡。

在本实施例中，所述萃取剂与助溶剂和稀释剂混合使用，使得所述萃取剂占总体积的30％，所述助溶剂占总体积的15％；其中，所述萃取剂为丁基磷酸二丁酯与磷酸三丁脂的混合物，体积比为2：1；所述助溶剂为异十一醇；所述稀释剂为十七烷。

将平衡后的溶液在分离装置中静置，分相，30分钟后分离有机相和水相，下层水相与活性炭按质量比1:0.001加入吸附装置中，搅拌30分钟后过滤，滤液取样分析。将有机相与质量分数20％氢氧化钠溶液按体积比6.5:1送入萃取剂再生装置，反应30分钟，静置、分相，得再生萃取剂。所述再生萃取剂回用于萃取装置。吸附装置的出水经检测，cod为134mg/l可与熄焦废水混合后，进入初滤池进入下一轮的处理。吸附装置的固体在分离后进行配煤。

对比实施例1

重复实施例2，其不同之处在于：萃取剂不与助溶剂一起使用。吸附装置的出水经检测cod为162mg/l。本实施例与实施例2相比较后可见，萃取剂不与助溶剂一起使用时，会降低低低含量特征有机物的转化效率。而如实施例2中所示的，本发明以含有9-18碳原子的异构醇作为助溶剂，较好地解决了上述问题并获得了良好的处理效果。

对比实施例2

重复实施例2，其不同之处在于：所述助溶剂采用辛醇。吸附装置的出水经检测cod132mg/l。本实施例与实施例2相比较后可见，萃取剂与含有低于9个碳原子的醇类助溶剂一起使用时，也会降低低含量特征有机物的转化效率。

本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已公开的实施例并未限制本发明的范围。相反地，包含于权利要求书的精神及范围的修改及均等设置均包括于本发明的范围内。