蘭炭高濃度含酚廢水的協同萃取負壓閃蒸脫酚方法
【專利摘要】本發明屬于廢水處理【技術領域】，公開了一種蘭炭高濃度含酚廢水的協同萃取負壓閃蒸脫酚方法。其主要技術特征為：該方法包括脫酸脫氨、萃取、分離萃取相中的酚和萃取劑、分離萃余相中的廢水和萃取劑步驟，以二異丙基醚和甲基異丁基酮為萃取劑，進行協同萃取脫酚，二異丙基醚和甲基異丁基酮的體積比為1：10-1：1，萃取劑和水的體積比為1：18-1：5.5；然后由酚塔進料泵送至酚塔中進行負壓閃蒸，萃取劑收集后循環使用，總酚脫除率大于91%，多元酚脫除率大于70%，COD脫除率大于91%。脫酚效率高、設備應用少、溶劑用量小、能耗低，有利于節能環保。具有較高的經濟效益和社會效益。
【專利說明】蘭炭高濃度含酚廢水的協同萃取負壓閃蒸脫酚方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于蘭炭高濃度含酚廢水處理方法【技術領域】，具體的講涉及蘭炭高濃度含酚廢水的協同萃取負壓閃蒸脫酚方法。
【背景技術】
[0002]蘭炭化工廢水是在蘭炭的干餾過程中產生的廢水，總酚含量可高達10500 mg/L以上。污染物濃度高、成分復雜，含有焦油、芳烴、氨氮、硫化物、氰化物等多種污染物，是一種處理難度最大的含酚廢水。
[0003]蘭炭化工廢水中酚和氨對生化系統危害大，但同時它們可以回收利用。目前，含酚工業廢水常用的方法是溶劑法。常用的溶劑法有脫酸一?)萃取一脫氨法、脫酸脫氨-單塔脫酚法、脫酸脫氨-串聯雙塔兩級脫酚法等。其中，對于蘭炭這種總酚大于10000 mg/L的蘭炭廢水，脫酸一酚萃取一脫氨法工藝出水達不到生化進水指標要求；脫酸脫氨-單塔脫酚法對單元酚的脫除率較高，可達99%以上，但對多元酚的萃取效果很差，一般不超過68%。萃取脫酚后總酚含量仍高達550mg/L，COD大于5000mg/L，由于多元酚類難以生物降解，且抑制活性菌生長，必須通過配水等手段調節水質指標后才能進行生化處理。脫酸脫氨-串聯雙塔兩級脫酚法雖然提高了多元酚的去除率，但增加了二級萃取塔和酚二塔及水塔的投資。
[0004]選擇合適的萃取劑是提高廢水萃取脫酚效率的關鍵。萃取劑必須考慮其對單元酚和多元酚的溶解度、水溶性以及能耗、價格、操作難易等問題。目前常用的萃取劑二異丙基醚和甲基異丁基酮。二異丙基醚在水中的溶解度為0.8%，沸點為68.5°C，對單元酚萃取脫除率高，但由于多元酚更強的極性和水溶性，萃取脫除率非常低。如二異丙基醚對苯酚的分配系數可達30-36.5，但對苯二酚和偏苯三酚分別只有0.8-1.2和0.1-0.25。所以，二異丙基醚只適合于單元酚的萃取脫除。甲基異丁基酮是一種高效的脫酚萃取劑，對多元酚的分配系數較高，對苯二酚和偏苯三酚分配系數分別為9-12和4-6。因此適合于多元酚的萃取脫除。(《高校化學工程學報》，2003，17 (3):261-265)，相對于其它溶劑，對多元酚的溶解度較聞。
[0005]專利號為200610033936.X,200610033932.1的專利公開了采用甲基異丁基酮進
行萃取脫酚的方法，總酚脫除率可達92%。哈爾濱氣化廠的操作實踐證明，采用甲基異丁基酮萃取工藝，廢水的總酚含量約300mg/L，C0D約2000mg/L。但甲基異丁基酮在水中的溶解度為1.9%，沸點為117-118°C。因此，甲基異丁基酮較二異丙基醚回收損失大，蒸汽消耗量大，能耗聞。
[0006]綜上所述，高濃度含酚廢水的萃取脫酚技術主要困難在于，由于多元酚較單元酚具有更強的極性和水溶性，萃取脫除效率低；而采用高效萃取劑，又造成溶劑回收能耗高、損失大，增大了操作費用。對于該難題專利ZL 2010 I 0242537.0公開了兩種萃取劑，脫酸脫氨-串聯雙塔兩級脫酚法。能耗略有降低，萃取劑的用量減少了 10%，但增加了二級萃取和配套的酚塔和水塔，增加了投資。
【發明內容】

[0007]本發明解決的技術問題就是提供一種脫酚效率高、設備應用少、溶劑用量小、能耗低的優點，有利于節能環保的蘭炭高濃度含酚廢水的協同萃取負壓閃蒸脫酚方法。
[0008]為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為:該方法包括下列步驟:
第一步，脫酸脫氨
蘭炭化工過程產生的高濃度含酚廢水經重力沉降和加熱氣浮除油預處理后，進入脫酸脫氨塔，經過脫酸脫氨后，使廢水PH值控制在5.5-8.5 ；
第二步，萃取
經過脫酸脫氨后的廢水進入萃取塔，以二異丙基醚和甲基異丁基酮為萃取劑，進行協同萃取脫酚，二異丙基醚和甲基異丁基酮的體積比為1:10 -1:1，萃取劑和水的體積比為I:18-1:5.5 ； 第三步，分離萃取相中的酚和萃取劑
富含酚的萃取相進入油水分離器，從油水分離器上層溢流進萃取物儲罐中，由酚塔進料泵送至酚塔中進行負壓閃蒸，酚塔的真空度保持在200-400毫米汞柱范圍內，酚塔內的操作溫度為80-105°C，酚塔內的操作壓力為-0.03~-0.05MPa，揮發的溶劑經壓縮機和冷凝器冷卻至40°C后進入溶劑循環罐供循環使用；塔釜的粗酚經冷卻器冷卻后送至粗酚精制工段；
第四步，分離萃余相中的廢水和萃取劑
萃取塔中的萃余相進入水塔進行負壓閃蒸，回收溶于其中的萃取劑循環使用，水塔的真空度保持在200-400毫米汞柱范圍內，水塔內的操作溫度為40-60°C，酚塔內的操作壓力為-0.03~-0.05MPa，其后的廢水總酚含量為200_300mg/L，COD為2000_4000mg/ L，進入生化系統處理。
[0009]其附加技術特征為:
在所述第一步脫酸脫氨步驟中，脫酸脫氨塔釜溫度為100-16(TC，脫酸脫氨塔釜壓力為0.3-0.6MPa,萃取塔溫度為30_50°C，萃取塔壓力為0.3-0.5Mpa ；
所述二異丙基醚和甲基異丁基酮的體積比為1:5 -1:1，萃取劑和水的體積比為1:10-1:8。
[0010]本發明提供的蘭炭高濃度含酚廢水的協同萃取負壓閃蒸脫酚方法，同現有技術相比較具有以下優點:其一，蘭炭高濃度含酚廢水首先汽提脫酸脫氨脫除機械雜質，使廢水的PH值控制在5-8，有利于提高萃取脫酚效果；協同萃取脫酚后，萃取相一部分回流和萃取塔進水混合，另一部分進入油水分離器分離后底部的水相進入萃取塔，油相進入酚塔負壓閃蒸脫酚，萃取相回流和油水分離可提高酚的濃度和酚脫除率，提高萃取塔的萃取效率；、采用二異丙基醚和甲基異丁基酮混合物協同萃取酚時，其分配比顯著地大于每一種萃取劑在相同濃度條件下單獨萃取的分配比之和，協同萃取保證對多元酚高脫除率，提高脫酚效果，同時，可降低溶劑回收的能耗和損耗；經過協同萃取，可以取消二級萃取塔和相應配套的酚二塔和水塔，從而節省了酚塔和水塔的能耗，降低了設備投資；酚塔和水塔采用的負壓閃蒸工藝，負壓閃蒸工藝的酚塔和水塔操作溫度低，同時萃取相和萃余相無需經過一系列繁瑣的塔前換熱過程，節省了能耗；處理前廢水單元酚含量為3000-9000mg/L、多元酚含量為2000-7000 mg/L、總氨 3000-10000mg/L，COD 約 30000-70000 mg/L, PH 值為 10-12，萃取脫酚后的廢水總酚含量為200-300mg/L，COD為2000-4000mg/L，PH值為5-8，總酚脫除率大于91%，多元酚脫除率大于70%，COD脫除率大于91% ；
其二，在所述第一步脫酸脫氨步驟中，脫酸脫氨塔釜溫度為100-160°C，脫酸脫氨塔釜壓力為0.3-0.6MPa,萃取塔溫度為30_50°C，萃取塔壓力為0.3-0.5MPa ;脫硫、脫氨和脫酚效果更好；
其三，所述二異丙基醚和甲基異丁基酮的體積比為1:5 -1:1，萃取劑和水的體積比為1:10-1:8，不但脫酚效果更好，而且在負壓閃蒸分離時，分離效果更佳。
【具體實施方式】
[0011]下面對本發明所提出的蘭炭高濃度含酚廢水的協同萃取負壓閃蒸脫酚方法做進一步說明。
[0012]本發明提出的蘭炭高濃度含酚廢水的協同萃取負壓閃蒸脫酚方法包括以下步驟:
第一步，脫酸脫氨
蘭炭化工過程產生的高濃度含酚廢水經重力沉降和加熱氣浮除油預處理后，進入脫酸脫氨塔，經過脫酸脫氨后，使廢水PH值控制在5.5-8.5 ；
第二步，萃取
經過脫酸脫氨后的廢水進入萃取塔，以二異丙基醚和甲基異丁基酮為萃取劑，進行協同萃取脫酚，二異丙基醚和甲基異丁基酮的體積比為1:10 -1:1，萃取劑和水的體積比為1:18-1:5.5 ；
第三步，分離萃取相中的酚和萃取劑
富含酚的萃取相進入油水分離器，從油水分離器上層溢流進萃取物儲罐中，由酚塔進料泵送至酚塔中進行負壓閃蒸，酚塔的真空度保持在200-400毫米汞柱范圍內，酚塔內的操作溫度為80-105°C，酚塔內的操作壓力為-0.03~-0.05MPa，揮發的溶劑經壓縮機和冷凝器冷卻至40°C后進入溶劑循環罐供循環使用；塔釜的粗酚經冷卻器冷卻后送至粗酚精制工段；
第四步，分離萃余相中的廢水和萃取劑
萃取塔中的萃余相進入水塔進行負壓閃蒸，回收溶于其中的萃取劑循環使用，其后的廢水總酚含量為200-300mg/L，COD為2000_4000mg/ L，進入生化系統處理。
[0013]在所述第一步脫酸脫氨步驟中，脫酸脫氨塔釜溫度為100-160°C，脫酸脫氨塔釜壓力為0.3-0.6MPa,萃取塔溫度為30_50°C，萃取塔壓力為0.3-0.5MPa ；
所述二異丙基醚和甲基異丁基酮的體積比為1:5 -1:1，萃取劑和水的體積比為1:10-1:8。
[0014]實施例1
第一步，脫酸脫氨
蘭炭化工過程產生的高濃度含酚廢水經重力沉降和加熱氣浮除油預處理后，進入脫酸脫氨塔，脫酸脫氨塔釜溫度為100°c，脫酸脫氨塔釜壓力為0.6MPa，經過脫酸脫氨后，使廢水PH值控制在5.5 ；第二步，萃取
經過脫酸脫氨后的廢水進入萃取塔，以二異丙基醚和甲基異丁基酮為萃取劑，進行協同萃取脫酚，二異丙基醚和甲基異丁基酮的體積比為1:10，萃取劑和水的體積比為1:18 ；第三步，分離萃取相中的酚和萃取劑
富含酚的萃取相進入油水分離器，從油水分離器上層溢流進萃取物儲罐中，由酚塔進料泵送至酚塔中進行負壓閃蒸，酚塔的真空度保持在200毫米汞柱范圍內，酚塔內的操作溫度為105°C，酚塔內的操作壓力為-0.05MPa，揮發的溶劑經壓縮機和冷凝器冷卻至40°C后進入溶劑循環罐供循環使用；塔釜的粗酚經冷卻器冷卻后送至粗酚精制工段；
第四步，分離萃余相中的廢水和萃取劑
萃取塔中的萃余相進入水塔進行負壓閃蒸，回收溶于其中的萃取劑循環使用，水塔的真空度保持在200毫米汞柱范圍內，水塔內的操作溫度為85°C，水塔內的操作壓力為-0.03MPa，其后的廢水總酚含量為200mg/L，COD為2000mg/ L，進入生化系統處理。
[0015]本實施例1不同處理階段的水質分析數據如表1所示。
[0016]表1不同處理階段的水質分析數據。
【權利要求】
1.蘭炭高濃度含酚廢水的協同萃取負壓閃蒸脫酚方法，其特征在于:該方法包括下列步驟: 第一步，脫酸脫氨 蘭炭化工過程產生的高濃度含酚廢水經重力沉降和加熱氣浮除油預處理后，進入脫酸脫氨塔，經過脫酸脫氨后，使廢水PH值控制在5.5-8.5 ； 第二步，萃取 經過脫酸脫氨后的廢水進入萃取塔，以二異丙基醚和甲基異丁基酮為萃取劑，進行協同萃取脫酚，二異丙基醚和甲基異丁基酮的體積比為1:10 -1:1，萃取劑和水的體積比為I:18-1:5.5 ； 第三步，分離萃取相中的酚和萃取劑 富含酚的萃取相進入油水分離器，從油水分離器上層溢流進萃取物儲罐中，由酚塔進料泵送至酚塔中進行負壓閃蒸，酚塔的真空度保持在200-400毫米汞柱范圍內，酚塔內的操作溫度為80-105°C，酚塔內的操作壓力為-0.03~-0.05MPa，揮發的溶劑經壓縮機和冷凝器冷卻至40°C后進入溶劑循環罐供循環使用；塔釜的粗酚經冷卻器冷卻后送至粗酚精制工段； 第四步，分離萃余相中的廢水和萃取劑 萃取塔中的萃余相進入水塔進行負壓閃蒸，回收溶于其中的萃取劑循環使用，水塔的真空度保持在200-400毫米汞柱范圍內，水塔內的操作溫度為60-85°C，酚塔內的操作壓力為-0.03~-0.05MPa，其后的廢水總酚含量為200_300mg/L，COD為2000_4000mg/ L，進入生化系統處理。
2.根據權利要求1所述的蘭炭高濃度含酚廢水的協同萃取負壓閃蒸脫酚方法，其特征在于:在所述第一步脫酸脫氨步驟中，脫酸脫氨塔釜溫度為100-16(TC，脫酸脫氨塔釜壓力為0.3-0.6MPa,萃取塔溫度為30_50°C，萃取塔壓力為0.3-0.5MPa。
3.根據權利要求1所述的蘭炭高濃度含酚廢水的協同萃取負壓閃蒸脫酚方法，其特征在于:所述二異丙基醚和甲基異丁基酮的體積比為1:5 -1:1，萃取劑和水的體積比為1:10-1:8。
【文檔編號】C02F9/10GK103553260SQ201310591606
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月22日 優先權日:2013年11月22日
【發明者】焦偉祥 申請人:焦偉祥