申请日2018.05.31
公开(公告)日2018.10.26
IPC分类号C02F9/14; C02F101/34; C02F103/34
摘要
本发明属于污水处理技术领域，公开了一种处理含酚煤化工废水的方法。将含酚煤化工废水与萃取溶剂经多级逆流萃取，得到富含酚萃取相和萃余相;所述萃取溶剂为辛醇、壬醇和壬酮中的至少一种;将萃取相经分离回收萃取溶剂和粗酚，萃余相送入生化处理，回收的萃取溶剂返回循环使用。本发明的方法采用高碳链的辛醇、壬醇或壬酮作为脱酚萃取剂，水溶解度极低，对含酚煤化工废水进行多级逆流萃取，萃余相中萃取剂含量低于0.05%，溶剂损失少，循环利用率高。且萃余相不需要进行溶剂回收，直接进入生化单元，能极大降低能耗。
翻译权利要求书
1.一种处理含酚煤化工废水的方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)将含酚煤化工废水与萃取溶剂经多级逆流萃取，得到富含酚萃取相和萃余相;所述萃取溶剂为辛醇、壬醇和壬酮中的至少一种;
(2)将步骤(1)得到的萃取相经分离回收萃取溶剂和粗酚，萃余相送入生化处理;
(3)将步骤(2)得到的萃取溶剂返回步骤(1)循环使用。
2.根据权利要求1所述的一种处理含酚煤化工废水的方法，其特征在于：步骤(1)中所述含酚煤化工废水的总酚含量为3000～25000mg/L，挥发酚含量为2000～18000mg/L;CODCr值为10000～40000mg/L。
3.根据权利要求1所述的一种处理含酚煤化工废水的方法，其特征在于步骤(1)中所述多级逆流萃取的条件为：
萃取pH值为3～11，萃取温度为25～85℃，萃取溶剂与含酚煤化工废水的体积比为1:(2～8)，萃取级数为3～8级;萃取混合时间为20～60min，静置时间为10～45min。
4.根据权利要求3所述的一种处理含酚煤化工废水的方法，其特征在于所述多级逆流萃取的条件为：
萃取pH值为5～10，萃取温度为40～60℃，萃取溶剂与含酚煤化工废水的体积比为1:(2～6)，萃取级数为4～6级，萃取混合时间为25～40min，静置时间为15～30min。
5.根据权利要求1所述的一种处理含酚煤化工废水的方法，其特征在于：当萃取溶剂为壬醇时，步骤(2)中所述分离回收萃取溶剂和粗酚的步骤为：先通过精馏在塔顶得到沸点低于190℃的粗酚，塔底得到萃取溶剂和高沸点酚类，再加入质量浓度为15%～20%的NaOH溶液碱洗，分层，上层回收萃取溶剂，下层的酚钠溶液通过通入CO2回收粗酚;当萃取溶剂为辛醇或壬酮时，步骤(2)中所述分离回收萃取溶剂和粗酚的步骤为：直接加入质量浓度为15%～20%的NaOH溶液碱洗，分层，上层回收萃取溶剂，下层的酚钠溶液通过通入CO2回收粗酚。
说明书
一种处理含酚煤化工废水的方法
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种处理含酚煤化工废水的方法。
背景技术
煤气化、炼油和炼焦工业在生产过程中产生大量含酚废水，水质复杂，酚浓度高，含有单元酚和多元酚，水质呈中偏碱性。此外还含有脂肪酸、酸性气体、焦油、粉煤灰等。废水CODCr值高，且难以生物降解。
目前运行的脱酚流程一般采用先脱酸脱氨，将废水的pH降低到7～8，然后进行溶剂萃取，工业上大量使用的萃取剂有二异丙醚和甲基异丁基甲酮，萃余相需要进行精馏回收萃取剂，不过该过程中萃取剂损耗大，循环使用率低。
发明内容
针对以上现有技术存在的缺点和不足之处，本发明的目的在于提供一种处理含酚煤化工废水的方法。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种处理含酚煤化工废水的方法，包括如下步骤：
(1)将含酚煤化工废水与萃取溶剂经多级逆流萃取，得到富含酚萃取相和萃余相;所述萃取溶剂为辛醇、壬醇和壬酮中的至少一种;
(2)将步骤(1)得到的萃取相经分离回收萃取溶剂和粗酚，萃余相送入生化处理;
(3)将步骤(2)得到的萃取溶剂返回步骤(1)循环使用。
优选地，步骤(1)中所述含酚煤化工废水的总酚含量为3000～25000mg/L，挥发酚含量为2000～18000mg/L;CODCr值为10000～40000mg/L。
优选地，步骤(1)中所述多级逆流萃取的条件为：
萃取pH值为3～11，萃取温度为25～85℃，萃取溶剂与含酚煤化工废水的体积比为1:(2～8)，萃取级数为3～8级;萃取混合时间为20～60min，静置时间为10～45min。
更优选多级逆流萃取的条件为：
萃取pH值为5～10，萃取温度为40～60℃，萃取溶剂与含酚煤化工废水的体积比为1:(2～6)，萃取级数为4～6级，萃取混合时间为25～40min，静置时间为15～30min。
上述萃取参数的选择，理由如下：
(1)当萃取pH值为3～11时，萃取溶剂对酚的萃取性能基本不受pH变化的影响，萃取效果好;当pH>11时，酚萃取效果降低;pH>12时则很难从废水中萃取出酚。含酚煤化工废水中含有大量的游离氨，废水呈中偏碱性，能够满足萃取pH值的要求。
(2)萃取温度的改变能够使得萃取平衡发生移动，改变萃取平衡常数，从而影响萃取效果。当萃取温度为25～85℃时，温度变化对该萃取剂脱酚的影响不明显，考虑到实际工厂废水温度，萃取温度优选40～60℃。
(3)萃取溶剂与所述萃余相的体积比(相比)的选择影响萃取塔级数和萃余废水相的酚浓度，同时也影响溶剂再生的操作费用。在分离要求一定时，相比越大，所需萃取塔设备的级数越低，设备费用降低，但溶剂再生费用增加。因此，相比在满足工艺(酚浓度)和设备指标(萃取级数)的情况下，通常越小越好，故本发明方法中萃取溶剂与所述萃余相的体积比(相比)为1:(2～8)，优选1:(2～6)。
(4)在相比1:(2～6)，采用溶剂辛醇、壬醇或壬酮通过3～8级逆流萃取，可以把废水中的总酚浓度降到400mg/L以下，挥发酚浓度降到5mg/L左右。但随着萃取级数的增加，酚浓度降低的幅度越来越小，当级数到达8级后再增加萃取级数，己不能有效降低酚的浓度，反而会增加成本，故本发明方法中的萃取级数为3～8级，优选为4～6级。
进一步地，当萃取溶剂为壬醇(沸点215℃)时，步骤(2)中所述分离回收萃取溶剂和粗酚的步骤为：先通过精馏在塔顶得到沸点低于190℃的粗酚，塔底得到萃取溶剂和高沸点酚类，再加入质量浓度为15%～20%的NaOH溶液碱洗，分层，上层回收萃取溶剂，下层的酚钠溶液通过通入CO2回收粗酚;当萃取溶剂为辛醇(沸点184℃)或壬酮(沸点192℃)时，步骤(2)中所述分离回收萃取溶剂和粗酚的步骤为：直接加入质量浓度为15%～20%的NaOH溶液碱洗，分层，上层回收萃取溶剂，下层的酚钠溶液通过通入CO2回收粗酚。
采用上述方法处理高浓度含酚煤化工废水，萃取剂循环利用率可达到99%，能够实现总酚脱除率达到93%，挥发酚的脱除率达到99%，CODCr脱除率约85%。该方法有效地回收了含酚煤化工废水中的酚类物质，回收的酚类物质可进一步精馏纯化，转化为有用的化工原料。
本发明的原理是：醇类和酮类萃取剂对酚的萃取原理是官能团与酚形成氢键，而酮和醇碳链越长，其在水中溶解度在水中溶解度越低，但是其萃取效果会由于碳骨架的屏蔽作用降低，通过数据库进行物性筛选，本发明选定辛醇、壬醇和壬酮作为萃取剂，其溶解度低于0.05%，萃余相不需要进行溶剂回收，而且对酚也有很好的萃取效果。
相对于现有技术，本发明的方法具有如下的优点及效果：
(1)本发明的方法采用高碳链的辛醇、壬醇或壬酮作为脱酚萃取剂，水溶解度极低，对含酚煤化工废水进行多级逆流萃取，萃余相中萃取剂含量低于0.05%，溶剂损失少，循环利用率高。
(2)本发明的脱酚流程萃余相不需要进行溶剂回收，直接进入生化单元，能极大降低能耗。
(3)采用精馏和碱洗反萃两步分离溶剂和粗酚，其中精馏得到的低沸点粗酚主要为苯酚，反萃得到的粗酚主要为二元酚，提高了产品价值。
(4)本发明的萃取剂脱酚效率高。废水中的总酚脱除率达到93%，挥发酚的脱除率达到99%，CODCr脱除率约85%，能够有效地回收废水中的酚类物质，也有利于废水的后续治理达标排放。