申请日2019.10.24
公开(公告)日2019.12.31
IPC分类号C02F9/10; C01C1/24; C02F101/30; C02F101/16
摘要
本发明属于含盐有机废水处理技术领域。具体涉及一种高浓度含硫酸铵盐有机废水的处理装置及方法，处理装置包括泵、一级萃取塔、二级萃取塔、中和池、MVR蒸发器、结晶釜、过滤机、干燥器以及溶剂回收塔和脱水塔。将高浓度含硫酸铵盐有机工业废水送一级萃取塔与萃取剂逆流接触萃取，萃余液送去二级萃取塔继续逆流接触萃取，其萃余液经中和后送去MVR蒸发器脱除大部分水后去结晶釜冷却结晶，再用过滤机过滤后干燥得到工业盐，母液回到废水池。一级萃取塔和二级萃取塔所得萃取液送入溶剂回收塔回收萃取剂，脱除溶剂后的液体经脱水塔脱水后，返回生产工艺循环利用。该方法具有盐全部回收、有机物回收率高、溶剂循环利用等优点，废水处理完全。
权利要求书
1.一种高浓度含硫酸铵盐有机废水处理装置，其特征在于，所述装置包括泵、一级萃取塔、二级萃取塔、中和池、MVR蒸发器、结晶釜、过滤机、干燥器以及溶剂回收塔和脱水塔。
2.一种基于权利要求1所述的装置处理高浓度含硫酸铵盐有机废水的方法，其特征在于，所述方法步骤如下：
(1)将高浓度含硫酸铵盐的有机废水用泵输送至一级萃取塔顶部，与从底部输入的萃取剂逆流接触萃取，塔顶引出萃取液，塔底引出萃余液;
(2)将步骤(1)引出的萃余液送入二级萃取塔顶部，与从底部输入的萃取剂逆流接触萃取，塔顶同样引出萃取液，塔底引出萃余液;
(3)用酸或碱试剂对步骤(2)塔底所得萃余液在中和池内进行中和调pH至5.5;
(4)用蒸发器对步骤(3)所得中和后的液体进行蒸发，浓缩;
(5)将步骤(4)浓缩液送入结晶釜，搅拌冷却结晶或引入晶种结晶;
(6)将步骤(5)的结晶液送至过滤机过滤，滤饼用萃取溶剂或水洗涤，过滤母液送回废水池循环处理;
(7)将步骤(6)所得滤饼在干燥器干燥，得工业级盐产品;
(8)将步骤(1)和步骤(2)所得萃取液送入溶剂回收塔，该溶剂回收塔为精馏塔，塔顶回收溶剂，所回收的溶剂循环用于步骤(1)和步骤(2)的萃取剂，塔底流出含有机物和水的混合物;
(9)将步骤(8)的塔底混合物送入脱水塔，进行精馏脱水，水从塔顶蒸出，塔底得有机物，循环用于生产工艺物料。
3.根据权利要求2所述的处理高浓度含硫酸铵盐有机废水的方法，其特征在于，步骤(1)所述的萃取剂为水溶性溶剂，能与废水体系中硫酸铵盐形成双水相，其中，废水与萃取剂质量流量比为1.2-5。
4.根据权利要求2所述的处理高浓度含硫酸铵盐有机废水的方法，其特征在于，步骤(2)所述的萃取剂与步骤(1)相同，其中，废水与萃取剂的质量比为2-8。
5.根据权利要求2所述的处理高浓度含硫酸铵盐有机废水的方法，其特征在于，步骤(3)所述酸试剂为硫酸，所述碱试剂为氨气。
6.根据权利要求2所述的处理高浓度含硫酸铵盐有机废水的方法，其特征在于，步骤(4)所述蒸发器为MVR蒸发器，或常压蒸发，或减压蒸发，蒸发器温度不超过180℃。
7.根据权利要求2所述的处理高浓度含硫酸铵盐有机废水的方法，其特征在于，步骤(5)所述晶种为硫酸铵盐结晶，其用量为废水中硫酸铵盐含量的1%左右。
8.根据权利要求2所述的处理高浓度含硫酸铵盐有机废水的方法，其特征在于，步骤(8)所述蒸馏过程中回流比由过程经济性决定，塔顶温度由塔顶馏出恒沸物或溶剂纯度决定，控制塔釜温度不超过150℃。
9.根据权利要求2所述的处理高浓度含硫酸铵盐有机废水的方法，其特征在于，步骤(9)所述脱水塔添加脱水剂或不加脱水剂。
说明书
一种高浓度含硫酸铵盐有机废水的处理装置及方法
技术领域
本发明属于含盐有机废水处理技术领域，具体涉及一种高浓度含硫酸铵盐有机废水的处理装置及方法。
背景技术
高浓度含硫酸铵盐有机废水来自化工(尤其精细化工)、食品加工、印染等行业，因其含盐浓度高，并含各种高浓度有毒有害的有机杂质，难以用一般的生化方法直接处理，目前一般采用如下3种方法处理：
(1)焚烧法，用焚烧炉在燃料的助燃下废水喷雾燃烧，焚烧炉投资高，设备易受腐蚀，硫酸铵盐容易分解氧化产生NOx和SOx，烟气吸收不完全很容易产生尾气二次污染;
(2)蒸发法，将废水中的水和有机物大部分蒸发出来，气相冷凝后或分离或用其他方法如生化方法处理，盐重结晶，该法能耗高，蒸发器易被腐蚀，析出的盐杂质含量高，附加价值低，容易形成固废。
(3)湿式氧化法，在金属催化剂的催化作用下废水中的有机物氧化，缺点是催化剂床层很容易因盐沉析失活和堵塞，另外有机杂质若含硫、氮等元素，氧化也产生SOx和NOx，极易造成二次大气污染。
因此，这类废水是目前最难处理的工业废水之一，许多企业受到这种废水的困扰，不得不限产停产，迫切需要一种新的高浓度含盐有机废水的处理技术和工艺，能高效处理这类废水。
发明内容
针对高浓度含硫酸铵盐有机废水处理过程中存在的问题和这类废水的特点，本发明提供了一种高浓度含硫酸铵盐有机废水的处理装置及方法，用于处理这类废水。本发明解决的关键问题是利用双水相萃取原理用水溶性、低沸点、以及易挥发溶剂与废水中原有的硫酸铵盐形成双水相，上层亲油水相萃取浓缩回收废水中的有机物，下层水相富集硫酸铵盐，使有机物与硫酸铵盐有效分离。采用精馏等方式进一步分离亲油层回收溶剂和有机物，用蒸发结晶方式回收硫酸铵盐，物尽其用，极大的减少了工业生产过程中外排的有毒有害化学物质量，尽可能达到工艺过程的零排放。
一种高浓度含硫酸铵盐有机废水的处理装置，包括泵、一级萃取塔、二级萃取塔、中和池、MVR蒸发器、结晶釜、过滤机、干燥器以及溶剂回收塔和脱水塔。
一种高浓度含硫酸铵盐有机废水的处理方法，包括以下步骤：
(1)将高浓度含硫酸铵盐有机废水用泵输送至一级萃取塔顶部，与从底部输入的水溶性溶剂逆流接触萃取。塔顶引出萃取液，塔底引出萃余液;
(2)将步骤(1)引出的萃余液送入二级萃取塔顶部，与从底部输入的水溶性溶剂逆流接触萃取，所用溶剂与步骤(1)相同。塔顶同样引出萃取液，塔底引出萃余液;
(3)用酸或碱试剂对步骤(2)塔底所得萃余液在中和池内进行中和调pH至5.5;
(4)用MVR蒸发器对步骤(3)所得中和液进行蒸发，浓缩至固定比重;
(5)将步骤(4)浓缩液送入结晶釜，搅拌冷却结晶或引入晶种结晶;
(6)将步骤(5)的结晶液送至过滤机过滤，滤饼用萃取溶剂或水洗涤，过滤母液和洗涤液送回废水池循环处理;
(7)将步骤(6)所得滤饼在干燥器干燥，得工业级硫酸铵盐产品;
(8)将步骤(1)和(2)所得萃取液送入溶剂回收塔，该溶剂回收塔为精馏塔，塔顶回收溶剂，所回收的溶剂可循环用于步骤(1)和(2)作为溶剂，塔底流出含有机物和水的混合物;
(9)将步骤(8)的塔底混合物送入脱水塔，进行精馏脱水，水从塔顶蒸出，塔底得有机物，循环用于生产工艺物料。
其中，步骤(1)和步骤(2)的水溶性溶剂，可以是乙醇、异丙醇、叔丁醇、四氢呋喃等水溶性溶剂，与废水硫酸铵盐体系能形成双水相。步骤(1)中废水与萃取剂质量流量比为1.2-5，步骤(2)中废水与萃取剂的质量比为2-8。
步骤(3)所述废水中和过程可以在萃取后也可以在萃取前进行，为不增加废水中盐的品种，所用的调pH试剂或用氨气或用硫酸。
步骤(4)所述蒸发器为MVR蒸发器，或常压蒸发，或减压蒸发，蒸发器操作温度不超过180℃。
步骤(5)所述晶种为硫酸铵盐结晶，为加快结晶进程而加，其用量为废水中硫酸铵盐含量的1%左右。
步骤(8)所述蒸馏过程中回流比由过程经济性决定，塔顶温度由塔顶馏出恒沸物或溶剂纯度决定，控制塔釜温度不超过150℃。
步骤(9)的脱水过程，可添加脱水剂也可不加脱水剂。
相对于现有技术，本发明的高浓度含硫酸铵盐有机废水处理方法具有以下优点：
(1)有机物和硫酸铵盐得到了最大幅度的回收，硫酸铵盐结晶的杂质大幅度下降，品质极大提升;
(2)所用溶剂为低沸点水溶性溶剂，易挥发，回收能耗低;
(3)除了蒸发浓缩和有机物脱水两个环节的出水夹带极少量有机杂质，需排入生化处理系统处理外，整个处理过程基本达到零排放;
(4)本发明系统及工艺对于极难处理的苯环类、联苯类、杂环类等高浓度含硫酸铵盐有机废水具有很好的处理效果，处理效率高，成本适中。（发明人杨利民;胡天;邓卜凡;高先思;程杰;李炫锐;江梦婷）