申請(qǐng)日2015.06.19
公開(公告)日2017.01.11
IPC分類號(hào)C02F9/04; C02F9/10; C02F9/14
摘要
本發(fā)明提供了一種煤化工廢水中煤灰和油氨酚的脫除方法及裝置，該脫除方法為：將煤化工廢水用煤灰/焦油萃取劑進(jìn)行萃取脫煤灰脫焦油，得到脫煤灰脫焦油廢水和富煤灰富焦油萃取劑;將脫煤灰脫焦油廢水依次進(jìn)行脫酸處理和脫氨處理;再將脫氨處理后的廢水進(jìn)行萃取脫酚脫油，得到富酚富油萃取劑和脫酚脫油廢水;部分富酚富油萃取劑用于萃取脫煤灰脫焦油循環(huán)使用。該脫除方法除煤灰/焦油率高，不堵塔，酚/氨/油可分步回收，運(yùn)行穩(wěn)定，處理成本低，尤其適用于處理含較高濃度煤灰和焦油的煤化工廢水，能夠避免廢水二次污染，廢水中總酚去除率大于94%，氨去除率大于99%，油去除率大于93%，煤灰去除率大于95%，BOD5/CODCr比原煤化工廢水提高30%，為后續(xù)生化處理創(chuàng)造有利條件。
摘要附圖
權(quán)利要求書
1.一種煤化工廢水中煤灰和油氨酚的脫除方法，其特征在于，所述方法為：將煤化工廢水用煤灰/焦油萃取劑萃取脫煤灰脫焦油，得到脫煤灰脫焦油廢水和富煤灰富焦油萃取劑，之后將脫煤灰脫焦油廢水依次進(jìn)行脫酸處理和脫氨處理，再將脫氨處理后的廢水進(jìn)行萃取脫酚脫油，得到富酚富油萃取劑和脫酚脫油廢水;其中，部分富酚富油萃取劑用于萃取脫煤灰脫焦油循環(huán)使用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脫除方法，其特征在于，所述煤灰/焦油萃取劑通過如下方法得到：
將煤化工廢水依次進(jìn)行脫酸處理和脫氨處理，再將脫氨處理后的廢水進(jìn)行萃取脫酚脫油，得到的含酚油物質(zhì)即為煤灰/焦油萃取劑;
優(yōu)選地，用于萃取脫煤灰脫焦油循環(huán)使用的富酚富油萃取劑，其體積為富酚富油萃取劑總體積的5-30%;
優(yōu)選地，除了用于萃取脫煤灰脫焦油循環(huán)使用以外的富酚富油萃取劑進(jìn)行酚反萃處理，得到酚鹽溶液和脫酚萃取劑;
優(yōu)選地，部分脫酚萃取劑與部分富煤灰富焦油萃取劑混合后進(jìn)行萃取劑凈化處理，得到輕油、重焦油、煤灰和凈化后萃取劑;
優(yōu)選地，所述脫酚萃取劑總體積的0-40%進(jìn)行萃取劑凈化處理;
優(yōu)選地，除了進(jìn)行萃取劑凈化處理以外的脫酚萃取劑用于萃取脫酚脫油循環(huán)使用;
優(yōu)選地，所述富煤灰富焦油萃取劑總體積的20-100%進(jìn)行萃取劑凈化處理;
優(yōu)選地，除了進(jìn)行萃取劑凈化處理以外的富煤灰富焦油萃取劑進(jìn)行酚反萃處理;
優(yōu)選地，所述凈化后萃取劑用于萃取脫酚脫油循環(huán)使用。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的脫除方法，其特征在于，所述煤化工廢水進(jìn)行預(yù)處理之后再進(jìn)行萃取脫煤灰脫焦油;
優(yōu)選地，所述預(yù)處理為：將煤化工廢水進(jìn)行重力沉降、焦炭過濾或隔油池除油操作中的一種或至少兩種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的脫除方法，其特征在于，所述煤化工廢水為煤炭熱解或加壓氣化產(chǎn)生的廢水，其總酚含量為2000-12000mg/L，揮發(fā)酚含量為1000-6000mg/L，煤灰含量為100-1000mg/L，油含量為200-2000mg/L，氨氮含量為2000-6000mg/L，pH值為6.5-10.5，CODCr值為5000-40000mg/L;
優(yōu)選地，所述萃取脫煤灰脫焦油為：將煤灰/焦油萃取劑與煤化工廢水混合接觸;
優(yōu)選地，所述煤灰/焦油萃取劑與煤化工廢水的體積比為(0.1-0.6):1;
優(yōu)選地，所述萃取脫煤灰脫焦油的萃取溫度為30-60℃;
優(yōu)選地，所述萃取脫煤灰脫焦油中所述煤灰/焦油萃取劑與煤化工廢水的混合接觸時(shí)間為2-10min;
優(yōu)選地，所述萃取脫煤灰脫焦油的分相時(shí)間為10-40min;
優(yōu)選地，所述萃取脫煤灰脫焦油在萃取反應(yīng)器、混合澄清槽、萃取塔或離心萃取器中的一種或至少兩種裝置上進(jìn)行。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4之一所述的脫除方法，其特征在于，所述脫酸處理在精餾塔內(nèi)進(jìn)行，精餾塔塔頂?shù)玫剿嵝詺怏w，塔釜得到脫酸廢水;
優(yōu)選地，所述精餾塔的塔頂溫度為30-60℃，塔釜溫度為90-110℃;
優(yōu)選地，所述脫氨處理在精餾塔內(nèi)進(jìn)行;
優(yōu)選地，所述脫酸廢水與脫氨廢水進(jìn)行熱交換之后再進(jìn)行脫氨處理;
優(yōu)選地，向所述脫酸廢水中加入堿液后再進(jìn)行所述脫氨處理;
優(yōu)選地，所述堿液中溶質(zhì)的質(zhì)量百分含量為20-50%;
優(yōu)選地，所述堿液為氫氧化鈉溶液。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5之一所述的脫除方法，其特征在于，所述萃取脫酚脫油為：將酚萃取劑與脫氨處理后的廢水逆流接觸;
優(yōu)選地，所述酚萃取劑為酮類、酯類、芳香烴、脂肪烴、醚類或脂肪酸中的一種或至少兩種的組合;
優(yōu)選地，所述酚萃取劑為2-乙基己基膦酸單-2-乙基己基酯、二(2-乙基己基)磷酸、3-庚酮、環(huán)丙基二甲己酯、異戊基二甲戊酯、二氯甲烷、三氯乙烷、丙二醇丁醚、二甲基異丁基酮、二甲基異丙基酮、乙酸丁酯、乙酸戊酯、苯、甲苯、乙苯、異丙苯、二甲苯、十二烷基苯、乙酸苯酯、辛烷、庚烷、正辛醇、乙醚或磷酸三丁酯中的任一種或至少兩種的組合;
優(yōu)選地，所述萃取劑為2-乙基己基膦酸單-2-乙基己基酯、環(huán)丙基二甲己酯、異戊基二甲戊酯、二(2-乙基己基)磷酸、3-庚酮、二氯甲烷、三氯乙烷或丙二醇丁醚中的一種或至少兩種的組合;
優(yōu)選地，所述酚萃取劑與所述脫氨處理后的廢水的體積比為(0.5-1.5):1;
優(yōu)選地，所述萃取脫酚脫油中的萃取溫度為30-60℃;
優(yōu)選地，所述萃取脫酚脫油在萃取塔或混合澄清槽內(nèi)進(jìn)行;
優(yōu)選地，所述萃取塔為板式塔或填料塔;
優(yōu)選地，所述萃取塔的理論塔板數(shù)為3-6個(gè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2-6之一所述的脫除方法，其特征在于，所述酚反萃處理為：除了用于萃取脫煤灰脫焦油循環(huán)使用以外的富酚富油萃取劑與氫氧化鈉溶液混合接觸，得到酚鈉水溶液與脫酚萃取劑;
優(yōu)選地，所述氫氧化鈉溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量百分含量為20-50%;
優(yōu)選地，所述酚反萃處理在反萃取塔內(nèi)進(jìn)行;
優(yōu)選地，所述萃取劑凈化處理為：將部分富煤灰富焦油萃取劑和部分脫酚萃取劑混合后進(jìn)行精餾;
優(yōu)選地，所述萃取劑凈化中精餾的操作壓力為0.1-1atm，所述操作壓力為絕對(duì)壓力;
優(yōu)選地，所述萃取劑凈化中精餾的塔頂溫度為60-160℃，塔底溫度為120-200℃。
8.根據(jù)權(quán)利要求2-7之一所述的煤化工廢水的脫除方法，其特征在于，所述處理方法包括以下步驟：
(1)萃取脫煤灰脫焦油：將體積比為(0.1-0.6):1的煤灰/焦油萃取劑與煤化工廢水在30-60℃混合接觸2-10min，之后進(jìn)行分相，分相時(shí)間為10-40min，得到脫煤灰脫焦油廢水和富煤灰富焦油萃取劑;
(2)精餾脫酸：將脫煤灰脫焦油廢水進(jìn)行精餾脫酸，精餾時(shí)塔頂溫度為30-60℃，塔釜溫度為90-110℃，塔頂?shù)玫剿嵝詺怏w，塔釜得到脫酸廢水;
(3)精餾脫氨：將脫酸廢水進(jìn)行熱交換，并向熱交換后的脫酸廢水中加入堿液，之后進(jìn)行精餾脫氨，塔頂?shù)玫綕獍睔猓玫矫摪睆U水;
(4)萃取脫酚脫油：將體積比為(0.5-1.5):1的酚萃取劑與脫氨廢水混合接觸，脫氨廢水的溫度為30-60℃，得到富酚富油萃取劑和脫酚脫油廢水，其中，富酚富油萃取劑總體積的5-30%用于萃取脫煤灰脫焦油循環(huán)使用，剩余的富酚富油萃取劑進(jìn)行步驟(5);
(5)酚反萃：將除了用于萃取脫煤灰脫焦油循環(huán)使用以外的富酚富油萃取劑與氫氧化鈉溶液混合接觸，得到酚鈉水溶液和脫酚萃取劑;
(6)萃取劑凈化：將部分富煤灰富焦油萃取劑與部分脫酚萃取劑混合后進(jìn)行精餾，精餾的操作壓力為0.1-1atm，所述操作壓力為絕對(duì)壓力，塔頂溫度為60-160℃，塔底溫度為120-200℃，得到輕油、重焦油、煤灰和凈化后萃取劑，其中，用于萃取劑凈化的富煤灰富焦油萃取劑的體積為富煤灰富焦油萃取劑總體積的20-100%，用于萃取劑凈化的脫酚萃取劑的體積為脫酚萃取劑總體積的0-40%。
9.實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1-8之一所述的脫除方法的煤化工廢水中煤灰和油氨酚的脫除裝置，其特征在于，所述脫除裝置包括依次連接的萃取脫煤灰脫焦油系統(tǒng)，脫酸系統(tǒng)，脫氨系統(tǒng)和萃取脫酚脫油系統(tǒng)，所述萃取脫煤灰脫焦油系統(tǒng)與萃取脫酚脫油系統(tǒng)相連。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的脫除裝置，其特征在于，所述脫除裝置還包括酚反萃系統(tǒng)，所述酚反萃系統(tǒng)分別與所述萃取脫酚脫油系統(tǒng)和萃取脫煤灰脫焦油系統(tǒng)相連;
優(yōu)選地，所述脫除裝置還包括萃取劑凈化系統(tǒng)，所述萃取劑凈化系統(tǒng)分別與所述萃取脫煤灰脫焦油系統(tǒng)、酚反萃系統(tǒng)和萃取脫酚脫油系統(tǒng)相連;
優(yōu)選地，所述脫除裝置還包括預(yù)處理系統(tǒng)，所述預(yù)處理系統(tǒng)與所述萃取脫煤灰脫焦油系統(tǒng)相連;
優(yōu)選地，所述預(yù)處理系統(tǒng)為重力沉降池、焦炭過濾池或隔油池;
優(yōu)選地，所述萃取脫煤灰脫焦油系統(tǒng)為萃取反應(yīng)器(1)、混合澄清槽、萃取塔或離心萃取器;
優(yōu)選地，所述萃取脫煤灰脫焦油系統(tǒng)為萃取反應(yīng)器(1)，所述萃取反應(yīng)器(1)包括混合段和重力分離段，所述混合段設(shè)有第一廢水進(jìn)口(1-1)和第一有機(jī)相進(jìn)口(1-2)，所述重力分離段設(shè)有第一廢水出口(1-5)、第一有機(jī)相出口(1-3)和中間相排出口(1-4);
優(yōu)選地，所述脫酸系統(tǒng)為脫酸精餾塔(2)，所述脫酸精餾塔(2)塔底用熱源加熱，塔內(nèi)裝有填料或塔板，所述脫酸精餾塔(2)的頂部或中上部設(shè)有第二廢水進(jìn)口(2-1)和酸性氣體出口(2-2)，底部設(shè)有第二廢水出口(2-3)，所述第二廢水進(jìn)口(2-1)與所述第一廢水出口(1-3)相連;
優(yōu)選地，所述脫氨系統(tǒng)為脫氨精餾塔(4)，所述脫氨精餾塔(4)包括精餾段和提餾段，所述脫氨精餾塔用熱源加熱，塔頂設(shè)有濃氨氣出口(4-2)，上方側(cè)壁設(shè)有第三廢水進(jìn)口(4-1)，底部設(shè)有第三廢水出口(4-3)，所述第三廢水進(jìn)口(4-1)與所述第二廢水出口(2-3)相連;
優(yōu)選地，所述脫酸精餾塔(2)與所述脫氨精餾塔(4)之間設(shè)有熱交換器(3)，所述熱交換器分別與第三廢水進(jìn)口(4-1)和第二廢水出口(2-3)相連;
優(yōu)選地，所述萃取脫酚脫油系統(tǒng)為酚油萃取塔(5)或酚油混合澄清槽;
優(yōu)選地，所述萃取脫酚脫油系統(tǒng)為酚油萃取塔(5)，所述酚油萃取塔(5)頂部設(shè)有第四廢水進(jìn)口(5-1)和第二有機(jī)相出口(5-3)，塔內(nèi)安裝有填料或塔板，塔底部設(shè)有第四廢水出口(5-4)和酚萃取劑進(jìn)口(5-2)，所述第四廢水進(jìn)口(5-1)與所述第三廢水出口(4-3)相連;
優(yōu)選地，所述酚反萃系統(tǒng)為酚反萃取塔(6)，所述酚反萃取塔(6)的塔底設(shè)有第三有機(jī)相進(jìn)口(6-1)和酚鈉水溶液出口(6-3)，塔頂設(shè)有脫酚萃取劑出口(6-2)，所述第三有機(jī)相進(jìn)口(6-1)與所述第一有機(jī)相出口(1-3)和第二有機(jī)相出口(5-3)分別相連;
優(yōu)選地，所述萃取劑凈化系統(tǒng)為萃取劑凈化精餾塔(7)，所述萃取劑凈化精餾塔(7)由精餾段構(gòu)成，或者由精餾段和提餾段構(gòu)成，所述萃取劑凈化精餾塔(7)用熱源加熱，塔頂部設(shè)有低沸點(diǎn)組分出口(7-2)，塔側(cè)壁設(shè)有中等沸點(diǎn)組分出口(7-3)，側(cè)壁或底部設(shè)有第四有機(jī)相進(jìn)口(7-1)，底部設(shè)有煤灰/焦油出口(7-4)，所述萃取劑凈化精餾塔(7)的第四有機(jī)相進(jìn)口(7-1)分別與所述脫酚萃取劑出口(6-2)和所述第一有機(jī)相出口(1-3)相連，所述中等沸點(diǎn)組分出口(7-3)與酚萃取劑進(jìn)口(5-2)相連。
說明書
一種煤化工廢水中煤灰和油氨酚的脫除方法及裝置
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于水處理及資源化利用技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種煤化工廢水中煤灰和油氨酚的脫除方法及裝置，尤其涉及一種煤化工廢水中煤灰和油氨酚的脫除工藝及裝置。
背景技術(shù)
煤化工廢水是煉焦、煤氣凈化及化工產(chǎn)品精制等過程產(chǎn)生的工業(yè)廢水，主要含有揮發(fā)酚、多環(huán)芳烴及氧、硫、氮等雜環(huán)化合物，是一種高COD、高酚值、高氨氮且很難處理的工業(yè)有機(jī)廢水。該類廢水水質(zhì)水量變化大、成分復(fù)雜并且生物難降解，國內(nèi)多采用預(yù)處理除油，氣提法除氨，萃取法去除酚、氰，生物法處理等工序。
CN 101913718A公開了一種煤化工廢水萃取脫酚方法，以兩種不同的溶劑為萃取劑，采用串聯(lián)雙塔兩級(jí)萃取脫酚，煤化工過程產(chǎn)生的高濃度含酚廢水經(jīng)重力沉降除油預(yù)處理并進(jìn)行脫酸、脫氨、脫除機(jī)械雜質(zhì)后，首先以第一種溶劑為萃取劑，進(jìn)行一級(jí)萃取脫酚，再以第二種溶劑為萃取劑，進(jìn)行二級(jí)萃取脫酚，之后脫酚水送入生化處理工段;該方法采用兩級(jí)萃取脫除煤化工廢水中的酚，但是廢水中的焦油僅采用重力沉降的方式進(jìn)行預(yù)處理，這將會(huì)對(duì)后續(xù)的脫酸、脫氨及萃取脫酚工藝產(chǎn)生影響;CN 101597124A公開了一種處理含酚氨煤氣化廢水的方法，該方法包括：單塔加壓汽提脫除酸性氣體和氨、測(cè)線抽出氣三級(jí)分凝、二異丙醚萃取酚、溶劑回收過程，并得到粗酚產(chǎn)品。該發(fā)明溶劑回收塔和溶劑汽提塔回收萃取劑，得到粗酚，并實(shí)現(xiàn)了煤氣化廢水單塔聯(lián)合脫除酸性氣體和氨的過程。CN 102815844A公開了一種煤化工廢水的預(yù)處理及其資源化回收方法，技術(shù)方案如下：1)精餾脫酸脫氨：煤化工廢水送入精餾脫酸脫氨塔，廢水中的氨氣和二氧化碳由液相轉(zhuǎn)移到氣相，分別回收15-20%氨水和碳酸氫銨;2)絡(luò)合萃取回收酚類物質(zhì)：先將精餾后釜?dú)堃河盟嵴{(diào)節(jié)廢水pH<3，再按照一定比例加入已配制好的油相進(jìn)行絡(luò)合萃取，萃取平衡后得到負(fù)載油相和預(yù)處理后廢水，并用氫氧化鈉溶液作為反萃劑對(duì)負(fù)載油相進(jìn)行反萃取，得到濃縮的酚鈉水溶液和再生油相，酚鈉經(jīng)酸析得到粗酚，再生油相循環(huán)使用;CN 103880242A公開了一種煤化工廢水深度處理工藝及裝置，工藝過程包括除油、脫酸脫氨、離心萃取脫酚、催化濕式氧化和生化處理，裝置包括依次連接的除油池、脫酸脫氨調(diào)節(jié)池、蒸氨塔、高速離心機(jī)、催化濕式氧化調(diào)節(jié)池、催化濕式氧化塔、生化調(diào)節(jié)池、A/O生化系統(tǒng);CN 103964544A公開了一種煤化工領(lǐng)域廢水除油的方法，所述油包含可溶性油，所述方法包括廢水預(yù)處理、萃取除油和萃取劑回收，使用正己烷和/或石油醚作為萃取劑。
同時(shí)含有焦油、煤灰、酸、氨和酚的煤化工廢水比較難處理，主要原因是其中含有大量的焦油和煤灰容易粘附到后續(xù)工藝設(shè)備及內(nèi)件上，造成設(shè)備無法正常運(yùn)行，最終導(dǎo)致工藝過程癱瘓。煤化工或焦化廢水的處理過程中一般采用重力除油、焦炭除油、陶瓷膜除油等工藝的組合進(jìn)行除油，這些除油方法無法脫除煤化工廢水中大量的焦油和焦粉，導(dǎo)致脫酚萃取塔或脫氨塔堵塔嚴(yán)重，無法正常運(yùn)行，大大增加后續(xù)生化處理設(shè)施負(fù)荷，且提高處理成本，廢水難以達(dá)標(biāo)排放。
現(xiàn)有煤化工廢水處理工藝多采用過濾等技術(shù)將焦油與廢水中固廢物同步濾除，不適用于污染物濃度高，油含量大的煤化工廢水，且未見有效回收煤灰的工藝。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種煤化工廢水中煤灰和油氨酚的脫除方法及裝置，所述煤化工廢水中煤灰和油氨酚的脫除方法及裝置除煤灰及除油率高，不堵塔，酚/氨/油可分步回收，運(yùn)行穩(wěn)定，成本低，能夠避免廢水二次污染，煤化工廢水中主要污染物總酚的去除率大于94%，氨的去除率大于99%，油的去除率大于93%，煤灰去除率大于95%，BOD5/CODCr比原煤化工廢水提高30%，為后續(xù)生化處理創(chuàng)造有利條件。
本發(fā)明中“/”表示和的意思，即煤灰/焦油為煤灰和焦油，酚/氨/油為酚、氨和油。
為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
本發(fā)明的目的之一在于提供一種煤化工廢水中煤灰和油氨酚的脫除方法，所述脫除方法為：將煤化工廢水用煤灰/焦油萃取劑進(jìn)行萃取脫煤灰脫焦油，得到脫煤灰脫焦油廢水和富煤灰富焦油萃取劑，之后將脫煤灰脫焦油廢水依次進(jìn)行脫酸處理和脫氨處理，再將脫氨處理后的廢水進(jìn)行萃取脫酚脫油，得到富酚富油萃取劑和脫酚脫油廢水;其中，部分富酚富油萃取劑用于萃取脫煤灰脫焦油循環(huán)使用。
本發(fā)明提供的煤化工廢水中煤灰和油氨酚的脫除方法在進(jìn)行脫酸、脫氨和脫酚前，先利用煤灰/焦油萃取劑除去煤化工廢水中的煤灰和焦油，并且將廢水脫酸和脫氨后再進(jìn)行萃取脫酚脫油處理，能夠避免脫酚效率下降，為后續(xù)工藝的順利運(yùn)行提供了技術(shù)保證;萃取脫酚脫油過程中得到的富酚富油萃取劑用作煤灰/焦油萃取劑循環(huán)使用，大大減少了處理煤化工廢水過程中萃取劑的用量。
所述煤灰/焦油萃取劑通過如下方法得到：
將煤化工廢水依次進(jìn)行脫酸處理和脫氨處理，再將脫氨處理后的廢水進(jìn)行萃取脫酚脫油，得到的含酚油物質(zhì)即為煤灰/焦油萃取劑。
本發(fā)明提供的煤化工廢水中煤灰和油氨酚的脫除方法，首先將煤化工廢水進(jìn)行脫酸處理和脫氨處理，再將脫氨處理后的廢水進(jìn)行萃取脫酚脫油，得到富酚富油萃取劑，將所述富酚富油萃取劑其中的一部分用作煤灰/焦油萃取劑，進(jìn)行萃取脫煤灰脫焦油，得到脫煤灰脫焦油廢水和富煤灰富焦油萃取劑，之后將脫煤灰脫焦油廢水依次進(jìn)行脫酸處理和脫氨處理，再將脫氨處理后的廢水進(jìn)行萃取脫酚脫油，得到富酚富油萃取劑和脫酚脫油廢水，部分富酚富油萃取劑用于萃取脫煤灰脫焦油循環(huán)使用。所述方法提高了萃取劑的利用率，并大大減少了處理煤化工廢水過程中萃取劑的用量。
所述富酚富油萃取劑一部分用作煤灰/焦油萃取劑，其余的用于酚反萃處理。
用于萃取脫煤灰脫焦油循環(huán)使用的富酚富油萃取劑，其體積為富酚富油萃取劑總體積的5-30%，如6%、10%、15%、20%、22%、25%、26%、27%、28%或29%等。
優(yōu)選地，除了用于萃取脫煤灰脫焦油循環(huán)使用以外的富酚富油萃取劑進(jìn)行酚反萃處理，得到酚鹽溶液和脫酚萃取劑。
優(yōu)選地，部分所述脫酚萃取劑與部分所述富煤灰富焦油萃取劑混合后進(jìn)行萃取劑凈化處理，得到輕油、重焦油、煤灰和凈化后萃取劑。
所述脫酚萃取劑一部分用作萃取脫酚脫油中的萃取劑循環(huán)使用，其余的進(jìn)行萃取劑凈化處理。
優(yōu)選地，所述脫酚萃取劑總體積的0-40%進(jìn)行萃取劑凈化處理，如5%、8%、10%、15%、20%、25%、30%、35%或38%等。
優(yōu)選地，除了進(jìn)行萃取劑凈化處理以外的脫酚萃取劑用于萃取脫酚脫油循環(huán)使用。
所述富煤灰富焦油萃取劑一部分進(jìn)行酚反萃處理，其余的進(jìn)行萃取劑凈化處理。
優(yōu)選地，所述富煤灰富焦油萃取劑總體積的20-100%進(jìn)行萃取劑凈化處理，如25%、30%、35%、40%、50%、60%、70%、75%、80%、85%、90%、95%或100%等。
優(yōu)選地，除了進(jìn)行萃取劑凈化處理以外的富煤灰富焦油萃取劑進(jìn)行酚反萃處理。
優(yōu)選地，所述凈化后萃取劑用于萃取脫酚脫油循環(huán)使用，以減少萃取劑的使用量。
所述煤化工廢水進(jìn)行預(yù)處理之后再進(jìn)行萃取脫煤灰脫焦油。
優(yōu)選地，所述預(yù)處理為：將煤化工廢水進(jìn)行重力沉降、焦炭過濾或隔油池除油操作中的一種或至少兩種。
所述煤化工廢水為煤炭熱解或加壓氣化產(chǎn)生的廢水，其總酚含量為2000-12000mg/L，揮發(fā)酚含量為1000-6000mg/L，煤灰含量為100-1000mg/L，焦油含量為200-2000mg/L，氨氮含量為2000-6000mg/L，pH值為6.5-10.5，CODCr值為5000-40000mg/L的廢水。
優(yōu)選地，所述萃取脫煤灰脫焦油為：將煤灰/焦油萃取劑與煤化工廢水混合接觸。
優(yōu)選地，所述煤灰/焦油萃取劑與所述煤化工廢水的體積比為：(0.1-0.6):1，如0.2:1、0.3:1、0.4:1、0.5:1或0.6:1。
萃取過程中的相比極大地影響萃取劑的萃取率，在萃取脫煤灰脫焦油過程中，萃取的目的主要是脫除煤化工廢水中的煤灰和焦油，不關(guān)心酚的脫除率，而廢水中煤灰和焦油的含量較酚少，因此可以用少量的煤灰/焦油萃取劑把煤灰和焦油從水相捕獲到有機(jī)相，而在脫除過程中，部分富酚富油萃取劑能夠替代煤灰/焦油萃取劑，從而減少煤灰/焦油萃取劑的使用量。
優(yōu)選地，所述萃取脫煤灰脫焦油中萃取溫度為30-60℃，如35℃、40℃、45℃、50℃、55℃或58℃等。萃取溫度的改變能夠改變萃取平衡常數(shù)，使平衡發(fā)生移動(dòng)，從而影響萃取效果，當(dāng)萃取溫度為30-60℃時(shí)，溫度對(duì)萃取反應(yīng)的影響不明顯。
優(yōu)選地，所述萃取脫煤灰脫焦油中煤灰/焦油萃取劑與煤化工廢水的混合接觸時(shí)間為2-10min，如3min、4min、5min、6min、7min、8min或9min等。
優(yōu)選地，所述萃取脫煤灰脫焦油中的分相時(shí)間為10-40min，如15min、20min、25min、30min、35min或38min等。
優(yōu)選地，所述萃取脫煤灰脫焦油在萃取反應(yīng)器、混合澄清槽、萃取塔或離心萃取器中的一種或至少兩種裝置上進(jìn)行。
所述脫酸處理在精餾塔內(nèi)進(jìn)行，精餾塔塔頂?shù)玫剿嵝詺怏w，塔釜得到脫酸廢水。
優(yōu)選地，所述精餾塔的塔頂溫度為30-60℃，如35℃、40℃、45℃、50℃、55℃或60℃等，塔釜溫度為90-110℃，如92℃、93℃、95℃、100℃、105℃或109℃等。
優(yōu)選地，所述脫氨處理在精餾塔內(nèi)進(jìn)行。
優(yōu)選地，所述脫酸廢水與脫氨廢水進(jìn)行熱交換之后再進(jìn)行所述脫氨處理。
優(yōu)選地，向所述脫酸廢水中加入堿液后再進(jìn)行所述脫氨處理。
優(yōu)選地，所述堿液中溶質(zhì)的質(zhì)量百分含量為20-50%，如22%、28%、30%、35%、39%、42%或49%等。
優(yōu)選地，所述堿液為氫氧化鈉溶液。
所述萃取脫酚脫油為：將酚萃取劑與脫氨處理后的廢水逆流接觸。所述萃取脫酚脫油的目的是深度脫酚除焦油。
所述酚萃取劑為CN 103848468A所公開的萃取劑。
優(yōu)選地，所述酚萃取劑為酮類、酯類、芳香烴、脂肪烴、醚類或脂肪酸中的一種或至少兩種的組合。
優(yōu)選地，所述酚萃取劑為：2-乙基己基膦酸單-2-乙基己基酯、環(huán)丙基二甲己酯、異戊基二甲戊酯、二(2-乙基己基)磷酸、3-庚酮、二氯甲烷、三氯乙烷、丙二醇丁醚、二甲基異丁基酮、二甲基異丙基酮、乙酸丁酯、乙酸戊酯、苯、甲苯、乙苯、異丙苯、二甲苯、十二烷基苯、乙酸苯酯、辛烷、庚烷、正辛醇、乙醚或磷酸三丁酯中的任一種或至少兩種的組合，典型但非限制性的組合有：2-乙基己基膦酸單-2-乙基己基酯、環(huán)丙基二甲己酯、二(2-乙基己基)磷酸與3-庚酮，異戊基二甲戊酯、二氯甲烷、三氯乙烷與丙二醇丁醚，二甲基異丁基酮與二甲基異丙基酮，乙酸丁酯、乙酸戊酯與苯，甲苯、乙苯、異丙苯與二甲苯，十二烷基苯、乙酸苯酯、辛烷、庚烷、正辛醇、乙醚與磷酸三丁酯等。
優(yōu)選地，所述酚萃取劑為2-乙基己基膦酸單-2-乙基己基酯、環(huán)丙基二甲己酯、異戊基二甲戊酯、二(2-乙基己基)磷酸、3-庚酮、二氯甲烷、三氯乙烷或丙二醇丁醚中的一種或至少兩種的組合物。
優(yōu)選地，所述酚萃取劑與所述脫氨處理后的廢水的體積比為(0.5-1.5):1，如0.6:1、0.8:1、0.9:1、1.0:1、1.1:1、1.2:1、1.3:1或1.4:1等，此時(shí)的萃取效果較好。
優(yōu)選地，所述萃取脫酚脫油中的萃取溫度為30-60℃，如35℃、40℃、45℃、50℃、55℃或58℃等。萃取溫度的改變能夠改變萃取平衡常數(shù)，使平衡發(fā)生移動(dòng)，從而影響萃取效果，當(dāng)萃取溫度為30-60℃時(shí)，溫度對(duì)萃取反應(yīng)的影響不明顯。
優(yōu)選地，所述萃取脫酚脫油在萃取塔或混合澄清槽內(nèi)進(jìn)行。
優(yōu)選地，所述萃取塔為板式塔或填料塔。
優(yōu)選地，所述萃取塔的理論塔板數(shù)為3-6個(gè)，如3個(gè)、4個(gè)、5個(gè)或6個(gè)等。
在所述較優(yōu)的溫度區(qū)間條件下，所述酚萃取劑在萃取脫酚脫油過程中經(jīng)過3-6級(jí)萃取，可將揮發(fā)酚降低至10mg/L以下，總酚降低至500mg/L以下，增加塔板數(shù)，分離效率不再顯著增加，因此，優(yōu)選地，萃取脫酚脫油過程中萃取塔的塔板數(shù)為3-6個(gè)。
所述酚反萃處理為：除了用于萃取脫煤灰脫焦油循環(huán)使用以外的富酚富油萃取劑與氫氧化鈉溶液混合接觸，得到酚鈉水溶液與脫酚萃取劑。
所述酚鈉水溶液還可與二氧化碳等酸性物質(zhì)反應(yīng)得到粗酚。
優(yōu)選地，所述氫氧化鈉溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量百分含量為20-50%，如22%、25%、26%、27%、28%、29%、35%、40%、45%或48%等。
優(yōu)選地，所述酚反萃處理在反萃取塔內(nèi)進(jìn)行。
優(yōu)選地，所述萃取劑凈化處理為：將部分富煤灰富焦油萃取劑和部分脫酚萃取劑混合后進(jìn)行精餾。
優(yōu)選地，所述萃取劑凈化中精餾的操作壓力為0.1-1atm，如0.2atm、0.3atm、0.5atm、0.7atm、0.8atm或0.9atm等，所述操作壓力為絕對(duì)壓力。
優(yōu)選地，所述萃取劑凈化中精餾的塔頂溫度為60-160℃，如65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、100℃、105℃、110℃、115℃、120℃、130℃、140℃、150℃或155℃等，塔底溫度為120-200℃，如125℃、130℃、140℃、150℃、155℃、160℃、170℃、180℃、190℃或195℃等。
萃取劑凈化的目的是回收負(fù)荷了酚等污染物的萃取劑，并使之循環(huán)使用，根據(jù)所用萃取溶劑的沸點(diǎn)，萃取劑凈化中精餾塔的塔釜溫度為120-200℃，塔頂溫度為60-160℃。
作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述煤化工廢水的脫除方法包括以下步驟：
(1)萃取脫煤灰脫焦油：將體積比為(0.1-0.6):1的煤灰/焦油萃取劑與煤化工廢水在30-60℃混合接觸2-10min，之后進(jìn)行分相，分相時(shí)間為10-40min，得到脫煤灰脫焦油廢水和富煤灰富焦油萃取劑;
(2)精餾脫酸：將脫煤灰脫焦油廢水進(jìn)行精餾脫酸，精餾時(shí)塔頂溫度為30-60℃，塔釜溫度為90-110℃，塔頂?shù)玫剿嵝詺怏w，塔釜得到脫酸廢水;
(3)精餾脫氨：將脫酸廢水進(jìn)行熱交換，并向熱交換后的脫酸廢水中加入堿液，之后進(jìn)行精餾脫氨，塔頂?shù)玫綕獍睔�，塔釜得到脫氨廢水;
(4)萃取脫酚脫油：將體積比為(0.5-1.5):1的酚萃取劑與脫氨廢水混合接觸，脫氨廢水的溫度為30-60℃，得到富酚富油萃取劑和脫酚脫油廢水，其中，富酚富油萃取劑總體積的5-30%用于萃取脫煤灰脫焦油循環(huán)使用，其余的富酚富油萃取劑進(jìn)行步驟(5);
(5)酚反萃：將除了用于萃取脫煤灰脫焦油循環(huán)使用以外的富酚富油萃取劑與氫氧化鈉溶液混合接觸，得到酚鈉水溶液和脫酚萃取劑;
(6)萃取劑凈化：將部分富煤灰富焦油萃取劑與部分脫酚萃取劑混合后進(jìn)行精餾，精餾的操作壓力為0.1-1atm，所述操作壓力為絕對(duì)壓力，塔頂溫度為60-160℃，塔底溫度為120-200℃，得到輕油、重焦油、煤灰和凈化后萃取劑，其中，用于萃取劑凈化的富煤灰富焦油萃取劑的體積為富煤灰富焦油萃取劑總體積的20-100%，用于萃取劑凈化的脫酚萃取劑的體積為脫酚萃取劑總體積的0-40%。
本發(fā)明的目的之二在于提供一種利用所述脫除方法的煤化工廢水中煤灰和油氨酚的脫除裝置，所述脫除裝置包括依次連接的萃取脫煤灰脫焦油系統(tǒng)，脫酸系統(tǒng)，脫氨系統(tǒng)和萃取脫酚脫油系統(tǒng)，所述萃取脫煤灰脫焦油系統(tǒng)與萃取脫酚脫油系統(tǒng)相連。
作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述脫除裝置還包括酚反萃系統(tǒng)，所述酚反萃系統(tǒng)分別與所述萃取脫酚脫油系統(tǒng)和萃取脫煤灰脫焦油系統(tǒng)相連。
優(yōu)選地，所述脫除裝置還包括萃取劑凈化系統(tǒng)，所述萃取劑凈化系統(tǒng)分別與所述萃取脫煤灰脫焦油系統(tǒng)、酚反萃系統(tǒng)和萃取脫酚脫油系統(tǒng)相連。
優(yōu)選地，所述脫除裝置還包括預(yù)處理系統(tǒng);所述預(yù)處理系統(tǒng)與所述萃取脫煤灰脫焦油系統(tǒng)相連。
優(yōu)選地，所述預(yù)處理系統(tǒng)為重力沉降池、焦炭過濾池或隔油池。
所述脫除裝置進(jìn)行煤化工廢水中煤灰和油氨酚的脫除過程為：將預(yù)處理之后的煤化工廢水通過萃取脫煤灰脫焦油系統(tǒng)，將煤化工廢水中的焦油、煤灰及少量的酚脫除，得到脫煤灰脫焦油廢水和富煤灰富焦油萃取劑;之后脫煤灰脫焦油廢水進(jìn)入脫酸系統(tǒng)進(jìn)行脫酸處理，得到酸性氣體和脫酸廢水;脫酸廢水進(jìn)入脫氨系統(tǒng)進(jìn)行脫氨處理，得到濃氨氣和脫氨廢水;脫氨廢水進(jìn)入萃取脫酚脫油系統(tǒng)，通過酚萃取劑進(jìn)行萃取脫酚脫油，脫除脫氨廢水中的酚，并進(jìn)一步脫除脫氨廢水中的油，得到富酚富油萃取劑和脫酚脫油廢水，所述脫酚脫油廢水滿足進(jìn)行生化處理的水質(zhì)要求;所述富酚富油萃取劑一部分用作萃取脫煤灰脫焦油中的煤灰/焦油萃取劑，剩余的富酚富油萃取劑在酚反萃系統(tǒng)中進(jìn)行酚反萃處理，得到酚鈉水溶液和脫酚萃取劑;將部分脫酚萃取劑與部分富煤灰富焦油萃取劑在萃取劑凈化系統(tǒng)中進(jìn)行萃取劑凈化，得到輕油、重焦油、煤灰和凈化后萃取劑，凈化后萃取劑流入萃取脫酚脫油系統(tǒng)用于酚萃取劑循環(huán)使用;除了用于萃取劑凈化以外的脫酚萃取劑流入萃取脫酚脫油系統(tǒng)用于酚萃取劑循環(huán)使用，除了用于萃取劑凈化以外的富煤灰富焦油萃取劑流入酚反萃系統(tǒng)進(jìn)行酚反萃處理。
優(yōu)選地，所述萃取脫煤灰脫焦油系統(tǒng)為萃取反應(yīng)器、混合澄清槽、萃取塔或離心萃取器。
優(yōu)選地，所述萃取脫煤灰脫焦油系統(tǒng)為萃取反應(yīng)器，所述萃取反應(yīng)器包括混合段和重力分離段，所述混合段設(shè)有第一廢水進(jìn)口和第一有機(jī)相進(jìn)口，所述重力分離段設(shè)有第一廢水出口、第一有機(jī)相出口和中間相排出口。
所述煤灰/焦油萃取劑及煤化工廢水分別通過第一有機(jī)相進(jìn)口和第一廢水進(jìn)口進(jìn)入萃取反應(yīng)器，在萃取反應(yīng)器中進(jìn)行混合和重力分離，得到富煤灰富焦油萃取劑和脫煤灰脫焦油廢水，富煤灰富焦油萃取劑通過第一有機(jī)相出口排出，脫煤灰脫焦油廢水通過第一廢水出口排出，所述富煤灰富焦油萃取劑一部分流入酚反萃系統(tǒng)，其余的流入萃取劑凈化系統(tǒng)。
優(yōu)選地，所述脫酸系統(tǒng)為脫酸精餾塔，所述脫酸精餾塔塔底用熱源加熱，塔內(nèi)裝有填料或塔板，所述脫酸精餾塔的頂部或中上部設(shè)有第二廢水進(jìn)口和酸性氣體出口，底部設(shè)有第二廢水出口，所述第二廢水進(jìn)口與所述第一廢水出口相連。
所述脫煤灰脫焦油廢水通過第二廢水進(jìn)口進(jìn)入精餾塔，在塔內(nèi)進(jìn)行精餾脫酸，得到酸性氣體和脫酸廢水，脫酸廢水從第二廢水出口排出。
優(yōu)選地，所述脫氨系統(tǒng)為脫氨精餾塔，所述脫氨精餾塔包括精餾段和提餾段，所述脫氨精餾塔用熱源加熱，塔頂設(shè)有濃氨氣出口，上方側(cè)壁設(shè)有第三廢水進(jìn)口，底部設(shè)有第三廢水出口，所述第三廢水進(jìn)口與所述第二廢水出口相連;
優(yōu)選地，所述脫酸精餾塔與所述脫氨精餾塔之間設(shè)有熱交換器，所述熱交換器分別與第三廢水進(jìn)口和第二廢水出口相連。
所述脫酸廢水經(jīng)過熱交換器與脫氨廢水進(jìn)行熱交換之后從第三廢水進(jìn)口進(jìn)入脫氨精餾塔，進(jìn)行脫氨處理，得到濃氨氣和脫氨廢水，脫氨廢水從第三廢水出口排出。
優(yōu)選地，所述萃取脫酚脫油系統(tǒng)為酚油萃取塔或酚油混合澄清槽。
優(yōu)選地，所述萃取脫酚脫油系統(tǒng)為酚油萃取塔，所述酚油萃取塔頂部設(shè)有第四廢水進(jìn)口和第二有機(jī)相出口，塔內(nèi)安裝有填料或塔板，塔底部設(shè)有第四廢水出口和酚萃取劑進(jìn)口，所述第四廢水進(jìn)口與所述第三廢水出口相連。
所述脫氨廢水及酚萃取劑分別通過第四廢水進(jìn)口和酚萃取劑進(jìn)口進(jìn)入酚油萃取塔，在酚油萃取塔中進(jìn)行萃取脫酚脫油，得到富酚富油萃取劑和脫酚脫油廢水，所述脫酚脫油廢水從第四廢水出口排出，所述富酚富油萃取劑從第二有機(jī)相出口排出，一部分流入萃取脫煤灰脫焦油系統(tǒng)使用，其余的流入酚反萃系統(tǒng)。
優(yōu)選地，所述酚反萃系統(tǒng)為酚反萃取塔，所述酚反萃取塔為填料塔或板式塔，所述酚反萃取塔的塔底設(shè)有第三有機(jī)相進(jìn)口和酚鈉水溶液出口，塔頂設(shè)有脫酚萃取劑出口，所述第三有機(jī)相進(jìn)口與所述第一有機(jī)相出口和第二有機(jī)相出口分別相連。
除了流入萃取脫煤灰脫焦油系統(tǒng)以外的富酚富油萃取劑與部分所述富煤灰富焦油萃取劑通過第三有機(jī)相進(jìn)口進(jìn)入酚反萃取塔進(jìn)行酚反萃處理，得到酚鈉水溶液和脫酚萃取劑，所述脫酚萃取劑一部分流入萃取脫酚脫油系統(tǒng)，用作萃取脫酚脫油處理的酚萃取劑循環(huán)使用，其余的流入萃取劑凈化系統(tǒng)。
優(yōu)選地，所述萃取劑凈化系統(tǒng)為萃取劑凈化精餾塔，所述萃取劑凈化精餾塔由精餾段構(gòu)成，或者由精餾段和提餾段構(gòu)成，所述萃取劑凈化精餾塔用熱源加熱，塔頂部設(shè)有低沸點(diǎn)組分出口，塔側(cè)壁設(shè)有中等沸點(diǎn)組分出口，低沸點(diǎn)組分包括從廢水中萃取得到的低沸點(diǎn)油和酚，中等沸點(diǎn)組分包括酚萃取劑組分和從廢水中萃取得到的酚，側(cè)壁或底部設(shè)有第四有機(jī)相進(jìn)口，底部設(shè)有煤灰/焦油出口，所述萃取劑凈化精餾塔的第四有機(jī)相進(jìn)口分別與所述脫酚萃取劑出口和所述第一有機(jī)相出口相連，所述中等沸點(diǎn)組分出口與酚萃取劑進(jìn)口相連。
除了流入萃取脫酚脫油系統(tǒng)以外的脫酚萃取劑與除了進(jìn)行酚反萃處理以外的富煤灰富焦油萃取劑混合后通過第四有機(jī)相進(jìn)口進(jìn)入萃取劑凈化精餾塔，進(jìn)行萃取劑凈化，凈化后的萃取劑通過酚萃取劑進(jìn)口流入萃取脫酚脫油系統(tǒng)，用作酚萃取劑循環(huán)使用。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：
(1)本發(fā)明提供的煤化工廢水中煤灰和油氨酚的脫除方法及裝置能夠深度脫除并回收煤灰和焦油，為蒸氨和脫酚提供有利條件：本發(fā)明提供的煤化工廢水中煤灰和油氨酚的脫除方法將萃取脫酚脫油過程中的富酚富油萃取劑提取一部分用于萃取脫除廢水中的煤灰和焦油，利用富酚富油萃取劑攜帶分離煤化工廢水中的煤灰和焦油，最終在萃取劑凈化過程中脫除煤灰和粗焦油，消除了廢水中經(jīng)常導(dǎo)致蒸氨塔堵塞和萃取脫酚中間層積累的煤灰和焦油，為后續(xù)蒸氨和萃取能夠順利進(jìn)行提供技術(shù)保障，同時(shí)避免了焦油的浪費(fèi)現(xiàn)象，增加了廢水處理中產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出。
(2)本發(fā)明提供的煤化工廢水中煤灰和油氨酚的脫除方法及裝置對(duì)萃取劑的利用率高，工藝穩(wěn)定性好：利用部分富酚富油萃取劑與經(jīng)過預(yù)處理的煤化工廢水接觸，脫除廢水中的煤灰和焦油，產(chǎn)生的富煤灰富焦油萃取劑很容易排出，相當(dāng)于將蒸氨和萃取塔中堵塔和產(chǎn)生的中間層無法分離的問題提前至萃取反應(yīng)器中進(jìn)行，保證了后續(xù)工藝的順利運(yùn)行;同時(shí)萃取反應(yīng)器中有機(jī)相與水相相比小，能夠充分利用萃取劑脫煤灰除油性能而減少萃取劑在廢水中的損失。
(3)本發(fā)明提供的煤化工廢水中煤灰和油氨酚的脫除方法及裝置對(duì)廢水中難生物降解、強(qiáng)毒性的有機(jī)污染物脫除效果好，有利于后續(xù)的生化處理：煤化工廢水經(jīng)該工藝處理后，其中的難生物降解的多元酚、醌、雜環(huán)化合物和多環(huán)化合物全部得到較大程度脫除，使得廢水中有機(jī)物對(duì)后續(xù)生物處理中的微生物毒性作用大大降低，有利于后續(xù)生化處理。
(4)本發(fā)明提供的煤化工廢水中煤灰和油氨酚的脫除方法及裝置中使用的萃取劑水溶性遠(yuǎn)低于目前市場(chǎng)上使用的萃取劑二異丙醚和萃取劑甲基異丁基酮，萃取后的廢水無需進(jìn)行精餾處理回收萃取劑，大大降低運(yùn)行成本。
