资讯中心
当前位置:
脱盐处理相关的资讯
共找到 2 个符合条件的资讯
牛磺酸废水零排放处理工艺及牛磺酸废水零排放处理装置
大学仕 2019-11-21 11:39 701浏览
申请号:CN201810142078.5 申请日: 2018-02-11 公开(公告)号:CN108128829A 公开(公告)日:2018-06-08 发明人:谢佳华;任晓乾;赵怡 申请(专利权)人:南京英斯派工程技术有限公司 代理机构:苏州市中南伟业知识产权代理事务所(普通合伙) 代理人:王倩 申请人地址:江苏省南京市鼓楼区山西路8号金山大厦B座18E     1.牛磺酸废水零排放处理工艺,其特征在于,包括如下步骤:步骤1、脱盐处理,将牛磺酸废水首先进行脱盐处理,去除其中的盐类物质,得到脱盐牛磺酸废水;步骤2、所述脱盐牛磺酸废水的预处理,将所述步骤1中得到的所述脱盐牛磺酸废水经再沸器(5)部分汽化处理后形成气相待处理物质和液相待处理物质;步骤3、所述气相待处理物质的再处理,在气相待处理物质通入饱和氨水,与所述牛磺酸废水中的硫化氢反应形成硫酸铵;步骤4、所述液相待处理物质的再处理,将所述液相待处理物质在精馏塔(12)中进行精馏处理分离出二甲胺和丙酮。   2.根据权利要求1所述的牛磺酸废水零排放处理工艺,其特征在于,所述步骤1中采用三效蒸发或MVR蒸发处理装置进行脱盐处理。   3.根据权利要求1所述的牛磺酸废水零排放处理工艺,其特征在于,所述步骤2中预处理在预处理塔(1)进行,且所述预处理塔(1)中的操作压力为0.1-1.5MPa、回流比为0.1-50、塔顶操作温度为10-80℃。   4.根据权利要求3所述的牛磺酸废水零排放处理工艺,其特征在于,所述步骤3在氨精制塔(7)中进行,且所述氨精制塔(7)的操作压力等于或小于所述预处理塔(1)的操作压力、操作温度为5-50℃。   5.根据权利要求1所述的牛磺酸废水零排放处理工艺,其特征在于,所述步骤3中所述饱和氨水的循环喷淋流量与所述气相待处理物质的液气比为1-10L/Nm。   6.根据权利要求1所述的牛磺酸废水零排放处理工艺,其特征在于,所述步骤4中所述精馏塔(12)的塔顶操作压力为0.1-0.4MPa、塔顶温度为30-60℃、回流比为0.1-15。   7.牛磺酸废水零排放处理装置,其特征在于,包括:预处理装置,包括预处理塔(1)、给所述预处理提供热量的再沸器(5)以及设置在所述预处理塔(1)顶部的冷凝回流装置;气相处理装置,包括氨精制塔(7),用于与经过所述预处理塔(1)处理后的气相待处理物质中的硫化氢反应生成硫酸铵产品;液相处理装置,包括精馏塔(12),与所述预处理塔(1)底部出口连接。   8.根据权利要求7所述的牛磺酸废水零排放处理装置,其特征在于,所述冷凝回流装置包括:预处理塔冷凝器(2),与所述预处理塔(1)顶部出口连接,用于冷凝经过所述预处理塔(1)处理后的气相待处理物质并产生液相回流物质;预处理塔回流罐(3),与所述预处理塔冷凝器(2)连接,用于回收所述液相回流物质;预处理塔回流泵(4),分别与所述预处理塔回流罐(3)、所述预处理塔(1)连接,用于将所述液相回流物质增压后返回所述预处理塔(1)中。   9.根据权利要求7所述的牛磺酸废水零排放处理装置,其特征在于,所述气相处理装置还包括氨精制冷却器(10),用于给所述氨精制塔(7)进行降温处理。   10.根据权利要求7所述的牛磺酸废水零排放处理装置,其特征在于,所述液相处理装置还包括:精馏塔冷凝器(13),设置在所述精馏塔(12)塔顶,用于冷凝所述精馏塔(12)塔顶蒸汽;精馏回流罐(14),与所述精馏塔冷凝器(13)连接,用于回收经过所述精馏塔冷凝器(13)处理得到的液相;精馏回流泵(15),分别与所述精馏回流罐(14)、所述精馏塔(12)连接,用于将所述液相回流至所述精馏塔(12)中。   技术领域  本发明涉及精细化工领域,具体涉及牛磺酸废水处理工艺及其设备。   背景技术  牛磺酸被广泛应用于医药、食品添加剂、饲料、表面活性剂及增白剂等领域,且应用范围日趋扩大,近年来一直处于供不应求的状态,被广为熟知的就是可口可乐、红牛、脉动等所有功能饮料的必须添加剂。    目前,牛磺酸基本上是采用化学合成的方法生产,虽然文献报道牛磺酸的合成方法很多,但工业上主要采用两种方法生产牛磺酸:乙醇胺工艺和环氧乙烷工艺。乙醇胺工艺是以单乙醇胺为原料,经浓硫酸酯化,亚硫酸钠还原和分离纯化得到牛磺酸产品。环氧乙烷工艺是以环氧乙烷为起始原料,经与亚硫酸氢钠加成,然后经氨化、中和,分离纯化得到牛磺酸产品(吴迎,朱圣东牛磺酸的生产与市场[J].精细与专用化学品-2010(5).-1-3)。表1给出了现有两者牛磺酸生产工艺的具体原理对比:    表1两种牛磺酸生产工艺对比表   其中采用乙醇胺工艺的特点是技术成熟,设备要求简单;缺点是收率低,生产成本高,污染严重。此工艺是牛磺酸的传统生产工艺,日本和中国大多数牛磺酸生产厂家均采用此工艺生产牛磺酸。而环氧乙烷工艺的特点是技术含量高,生产成本低(比乙醇胺工艺低大约5000元/t),污染小,对设备和控制水平要求高。该工艺由于生产成本低,环境污染小,正在逐步取代传统的乙醇胺工艺,而成为牛磺酸的主流生产工艺。    从表1所述的现有牛磺酸生产工艺介绍可知,无论是乙醇胺工艺和环氧乙烷工艺,成品反应的最后一个步骤均为产品牛磺酸、副产物硫酸钠和大量水。因此下一个净化步骤在国内均一致,就是采用多效蒸发,把大量水蒸发出去以后(1万吨/年规模废水约为300吨/天),使得母液饱和,分步结晶分别获得产品牛磺酸和硫酸钠。牛磺酸经过洗涤以后,产生高盐废水(1万吨/年规模约5吨/天)。生产废水含有高浓度COD、NH4+-N、有机氮及硫酸铵或氯化铵等盐类。    目前国内对牛磺酸生产废水处理做了许多研究工作,如电渗析、液膜法、废水资源化等处理技术。但是由于这些技术处理成本高、耐冲击负荷差、出水水质达不到要求,在工程应用中受到限制。因此,目前工业化的技术中,对废水分别收集处理然后采用生化法综合治理的技术路线是处理牛磺酸生产废水的常用途径(潘碌亭,王九成,韩悦催化内电解/水解酸化/UASB/AO/氧化耦合絮凝处理牛磺酸生产废水[J].工业水处理2015.35(9):96-99)。然而,对于1万规模的牛磺酸装置,采用环氧乙烷工艺处理,会产生高浓度废水5吨/天(含盐22%wt,氨氮值30000,COD值18000),低浓度废水300吨/天(含COD值2000-3000,氨氮值100-300,PH值10-11.5),如此高额的废水处理,给企业扩能和环保带来了极大的压力。采用循环水,直接成本0.8元/吨,污水处理费12元/吨计算,上述低浓度废水的直接成本为126.7万元/年,考虑机泵,预处理水池等各种设备设施以后,成本将高达350万元/年,加之高浓度废水处理,整个项目每年运行成本约400万元。对于水资源缺乏地区,循环水的来源也是一亟待解决的问题。    另外发明专利[专利申请号:201510806182.6]中公布了一种牛磺酸废水处理工艺,该工艺是采用了三级生物发酵方法处理,处理后废水外排,能耗的投资巨大;另一项发明专利[专利申请号:201220508572.7]公布了一种采用多效蒸发浓缩的工艺,该工艺只是把高盐高氨氮的废水采用多效蒸发进行浓缩,蒸发塔顶蒸汽冷凝以后,仍然会变为上述低浓度废水,因为蒸发过程中轻沸点有机物,游离氨氮均会进入水蒸气中,所以大量的废水还是需要送出到界区废水处理厂,该发明专利为现有工业化装置普遍使用的最后一步反应的浓缩设备而已,没有从原则上消除大量废水的产生。    有鉴于上述现有的牛磺酸废水处理存在的缺陷,本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识,并配合学理的运用,积极加以研究创新,以期创设一种牛磺酸废水处理工艺及其设备,使其更具有实用性。经过不断的研究、设计,并经反复试作样品及改进后,终于创设出确具实用价值的本发明。   发明内容  本发明的主要目的在于,克服现有的牛磺酸废水处理存在的未能实现废水零排放的缺陷,而提供一种牛磺酸废水处理工艺及其设备,投资小、能耗低,消除原有工艺对环境污染的同时,回收高附加值的产品,从而更加适于实用,且具有产业上的利用价值。    本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。   牛磺酸废水零排放处理工艺,包括如下步骤:    步骤1、脱盐处理,将牛磺酸废水首先进行脱盐处理,去除其中的盐类物质,得到脱盐牛磺酸废水;    步骤2、所述脱盐牛磺酸废水的预处理,将所述步骤1中得到的所述脱盐牛磺酸废水经再沸器汽化处理后形成气相待处理物质和液相待处理物质;    步骤3、所述气相待处理物质的再处理,在气相待处理物质中通入饱和氨水,与所述牛磺酸废水中的硫化氢反应形成硫酸铵;    步骤4、所述液相待处理物质的再处理,将所述液相待处理物质在精馏塔中进行精馏处理分离出二甲胺和丙酮。    作为一种优选的技术方案,所述步骤1中采用三效蒸发或MVR蒸发处理装置进行脱盐处理。    作为一种优选的技术方案,所述步骤2中预处理在预处理塔进行,且所述预处理塔中的操作压力为0.1-1.5MPa、回流比为0.1-50、塔顶操作温度为10-80℃。    作为一种优选的技术方案,所述步骤3在氨精制塔中进行,且所述氨精制塔的操作压力等于或小于所述预处理塔的操作压力、操作温度为5-50℃。    作为一种优选的技术方案,所述步骤3中所述饱和氨水的循环喷淋流量与所述气相待处理物质的液气比为1-10L/Nm。    作为一种优选的技术方案,所述步骤4中所述精馏塔的塔顶操作压力为0.1- 0.4MPa、塔顶温度为30-60℃、回流比为0.1-15。    牛磺酸废水零排放处理装置,包括:    预处理装置,包括预处理塔、给所述预处理提供热量的再沸器以及设置在所述预处理塔顶部的冷凝回流装置;   气相处理装置,包括氨精制塔,用于与经过所述预处理塔处理后的气相待处理物质中的硫化氢反应生成硫酸铵产品;    液相处理装置,包括精馏塔,与所述预处理塔底部出口连接。   作为一种优选的技术方案,所述冷凝回流装置包括:    预处理塔冷凝器,与所述预处理塔顶部出口连接,用于冷凝经过所述预处理塔处理后的气相待处理物质并产生液相回流物质;    预处理塔回流罐,与所述预处理塔冷凝器连接,用于回收所述液相回流物质;   预处理塔回流泵,分别与所述预处理塔回流罐与所述预处理塔连接,用于将所述液相回流物质增压后返回所述预处理塔中。    作为一种优选的技术方案,所述气相处理装置还包括氨精制冷却器,用于给所述氨精制塔进行降温处理。   作为一种优选的技术方案,所述液相处理装置还包括:    精馏塔冷凝器,设置在所述精馏塔塔顶,用于冷凝所述精馏塔塔顶蒸汽;    精馏回流罐,与所述精馏塔冷凝器连接,用于回收经过所述精馏塔冷凝器处理得到的的液相;   精馏回流泵,分别与所述精馏回流罐、所述精馏塔连接,用于将所述液相回流至所述精馏塔中。    采用上述技术方案,能够实现以下技术效果:    1)、本发明公开的牛磺酸废水零排放处理工艺流程简单,将原来直接送去生化处理的废水通过装置脱氨氮并回收丙酮以后,使得废水的COD值,PH值,氨氮值同时达标,所有循环水零排放,三废零排放,有效将资源最大利用化,降低了环境的污染,工艺简单,装置投资低,属于环境友好工艺,物料对设备无腐蚀,能耗低,应用前景广阔;    2、牛磺酸废水零排放处理工艺既可作为单塔使用,也可以多塔使用,对于高、低COD值,高、低氨氮值,高、低PH值的废水均可根据现场情况和废水情况合理组合工艺流程,使得投资最低,收益最大,环境污染降低为零;    3、牛磺酸废水零排放处理装置总体占地小,可以作为整体撬装成套使用,撬装设备结构简单,随用随走的优点,投资低,操作成本低,产品纯度高,适合连续化,半连续化,规模化生产;    4、按照1万吨/年生产规模,可节约生产成本400万元/年,副产的丙酮、氨气以及节约的废水处理设备设施费用200万元/年,每年可为企业带来600万元/年的直接收益,由此可见其前景优越;   附图说明  图1为本发明牛磺酸废水零排放处理装置的结构示意图;    图2为实施例1所使用装置的结构示意图;    图3为实施例2所使用装置的结构示意图;    其中,1-预处理塔,2-预处理塔冷凝器,3-预处理塔回流罐,4-预处理塔回流泵,5-再沸器,6-增压泵,7-氨精制塔,8-冷却器,9-氨精制回流罐,10-氨精制冷却器,11-循环泵,12-精馏塔,13-精馏塔冷凝器,14-精馏回流罐,15-精馏回流泵;    A-牛磺酸废水,B-氨气,C-硫酸铵溶液,D-丙酮产品,E-合格水,F-饱和氨水,G-可燃烧废蒸汽,具体实施方式  为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,对依据本发明提出的牛磺酸废水零排放处理工艺及牛磺酸废水零排放处理装置其具体实施方式、特征及其功效,详细说明如后。   本发明公开了一种牛磺酸废水零排放处理工艺,包括如下步骤:   步骤1、脱盐处理,由于牛磺酸废水中含有高浓度COD、NH4-N、有机氮及硫酸铵或氯化铵等盐类,为高COD、高氨氮、高盐废水,需先对其中的盐类进行去除,具体的,将牛磺酸废水首先进行脱盐处理,去除其中的盐类物质,得到脱盐牛磺酸废水;    步骤2、脱盐牛磺酸废水的预处理,将步骤1中得到的脱盐牛磺酸废水经再沸器5汽化处理后形成气相待处理物质和液相待处理物质;    步骤3、气相待处理物质的再处理,在气相待处理物质中通入饱和氨水,与牛磺酸废水中的硫化氢反应形成硫酸铵,由于饱和氨水不再吸收氨气、而硫化氢为酸性气体,与氨水反应生成硫化铵,因此采用饱和氨水与废水中微量的硫化氢反应,生成副产品硫酸铵,同时形成的尾气为纯度大于99%wt的高纯氨,可返回到牛磺酸生产系统中继续作为合成牛磺酸所用,且该牛磺酸废水零排放处理工艺能够实现尾气零排放;    步骤4、液相待处理物质的再处理,废水经过预处理塔1处理后,得到的液相待处理物质的氨氮值在0-10ppm内,PH值在7-8之间,而COD未有变化,因此采用精馏塔12将液相待处理物质进行精馏分离出二甲胺和丙酮,具体的将液相待处理物质在精馏塔12中进行精馏处理分离出二甲胺和丙酮,由于二甲胺的进量较少,为0-50ppm,因此精馏塔12的塔顶可直接获得粗丙酮溶液,且其纯度为99.6%wt,可直接达到工业纯度,因此在此工艺中不进行分离,如需获得更高的纯度的丙酮,可进行进一步的蒸馏处理。经过精馏处理后,二甲胺与丙酮在精馏塔12塔顶猜出,塔釜合格水中氨氮值在0-5ppm以内,COD值在0-20以内,PH值在7- 7.5以内,合格水满足工业水要求,直接回用到牛磺酸生产系统中循环使用。    作为一种优选的技术方案,步骤1中采用三效蒸发处理装置进行脱盐处理,蒸发的冷凝水与牛磺酸生产过程中直接蒸发的大量废水(该废水为蒸馏废水,因此不含有盐类,可直接进行下步预处理)直接混合进入下步操作步骤中。    作为一种优选的技术方案,步骤2中预处理在预处理塔1进行,且预处理塔1中的操作压力为0.1-1.5MPa、回流比为0.1-50、塔顶操作温度为10-80℃,优选的,预处理塔1中的操作压力为0.1-0.5MPa、回流比为1-10、塔顶操作温度为15-50℃,其中,预处理塔1的实际操作压力与上游废水一致为宜,塔顶操作温度应适宜,过高易造成塔顶形成的气相待处理物质中蒸汽含量高,增加下游处理负担,温度过低,预处理效果不佳,排出的液相待处理物质中的氨氮值较高,无法达到排放标准。   作为一种优选的技术方案,步骤3在氨精制塔7中进行,且氨精制塔7的操作压力小于或等于预处理塔1的操作压力、操作温度为5-50℃,由于其操作压力小于或等于预处理塔1的操作压力,因此无需风机、压缩机等设备进行增压处理。   作为一种优选的技术方案,为了保证硫化氢吸收效果,步骤3中饱和氨水的循环喷淋流量与气相待处理物质的液气比为1-10L/Nm,优选的,为2-6L/Nm。    作为一种优选的技术方案,步骤4中精馏塔12的塔顶操作压力为0.1-0.4MPa、塔顶温度为30-60℃、回流比为0.1-15,优选的,精馏塔12的塔顶操作压力为0.1-0.25MPa、塔顶温度为30-45℃、回流比为0.1-5。    本发明还公开了一种牛磺酸废水零排放处理装置,如图1所示,包括:    预处理装置,包括预处理塔1、给预处理提供热量的再沸器5以及设置在预处理塔1顶部的冷凝回流装置,预处理装置用于将牛磺酸废水汽化处理后形成液相待处理物质和气相待处理物质,从而将牛磺酸废水中的盐类物质以气相形式排出做进一步处理;    气相处理装置,包括氨精制塔7,用于与经过预处理塔1处理后的气相待处理物质中的硫化氢反应生成硫酸铵产品;    液相处理装置,包括精馏塔12,与预处理塔1底部出口连接,主要用于将预处理塔1排出的液相待处理物质进行精馏、形成二甲胺及丙酮,另外排出废水可直接连接牛磺酸生成系统中进行回收再利用。    作为一种优选的技术方案,冷凝回流装置包括:    预处理塔冷凝器2,与预处理塔1顶部出口连接,用于冷凝经过预处理塔1处理后的气相待处理物质并产生液相回流物质;    预处理塔回流罐3,与预处理塔冷凝器2连接,用于回收液相回流物质;    预处理塔回流泵4,分别与预处理塔回流罐3与预处理塔1连接,用于将液相回流物质通过增压泵6增压后返回预处理塔1中。    作为一种优选的技术方案,由于氨与硫化氢为放热反应,而热量积聚在氨精制塔7内无法得到及时排出,易造成内部反应速度变慢,影响饱和氨水与硫化氢的反应,且高温下水蒸气夹带严重,对下游生产不利,因此气相处理装置还包括氨精制冷却器10,用于给氨精制塔7进行降温处理。另外与硫化氢反应后的饱和氨水排出硫酸铵副产品后的氨水通过循环泵11进行循环再利用,且在氨精制塔7的反应终点通过PH值判断,当饱和氨水接近反应完全的时候,系统中PH值降低到7-11之间,操作控制值为8-9,保证系统呈碱性,不会有硫化氢夹带到牛磺酸生产系统中。    作为一种优选的技术方案,液相处理装置还包括:    精馏塔冷凝器13,设置在精馏塔12塔顶,用于冷凝精馏塔12塔顶蒸汽;    精馏回流罐14,与精馏塔冷凝器13连接,用于回收经过精馏塔冷凝器13处理得到的液相;   精馏回流泵15,分别与精馏回流罐14、精馏塔12连接,用于将液相回流至精馏塔12中。    作为一种优选的技术方案,为了进一步降低合格氨气夹带饱和水,还包括冷却器8,用于对精制后的氨气进行冷却处理,冷却器8控制冷却温度为5-25℃,最优值为5-15℃,冷却下来的饱和水进入氨精制回流罐9中,饱和水液位高到一定值以后通过阀门开启输送到氨精制塔7中,通过氨精制塔7出来的氨气纯度在99%wt以上,可直接返回到牛磺酸生产系统中进行套用。    在实际使用时,精馏塔12塔顶可直接获得粗丙酮溶液,且其纯度可达到99.6%wt,达到工业纯度,另外可采用普通蒸馏获得更高纯度的丙酮。    另外由于牛磺酸生产系统产出的废水品质不一,因此需根据实际需求对上述装置进行适应性调整。具体的,包括以下两种情况:    1、低氨氮、低COD:由于进料中硫化氢、氨氮含量较少,本发明也可以根据工业装置的实际情况进行优化,例如氨氮值较低的时候,同时COD值也不高,此时装置全部回用的丙酮、二甲胺等产量不足生产成本的时候,此时可以直接采用单塔,也就是预处理塔1、预处理塔冷凝器2、预处理塔回流罐3、预处理塔回流泵4和再沸器5,控制塔顶压力0.1-1.5MPa,实际压力与上游多效蒸发压力一致,最优压力为0.12-0.5MPa,塔顶温度控制10-70℃,最优温度为40-70℃,理论板15-85块,最优值为38-65块,进料板位置与进料组成和温度有关,塔顶气相全部采出氨气、硫化氢、二甲胺、丙酮蒸汽去焚烧处理,塔釜直接获得合格水套用。    2、低氨氮、高COD:由于进料中硫化氢,氨氮较少,本发明也可以根据工业装置的实际情况进行优化,例如氨氮值较低的时候、同时COD值比较高,此时装置全部回用的氨气、硫化氢等产量不足生产成本的时候,可以采用上述除了氨精制以外的牛磺酸废水零排放处理装置,或者采用单塔,也就是预处理塔1,进行侧线采出丙酮产品,与焚烧系统合用。对于单塔侧线采出工艺,也就是预处理塔1、预处理塔冷凝器2、预处理塔回流罐3、预处理塔回流泵4和再沸器5,控制塔顶压力0.1-1.5MPa,实际压力与上游多效蒸发压力一致,最优压力为 0.12-0.5MPa,塔顶温度控制10-70℃,最优温度为40-70℃,理论板35-95块,最优值为46-75块,进料板位置与进料组成和温度有关,塔顶气相全部采出氨气、硫化氢、侧线在7-33块,最优位置为8-20块采出二甲胺、丙酮产品,塔釜直接获得合格水套用。    为了进一步说明本发明,下面结合具体实施例对本发明提供的牛磺酸废水零排放处理工艺及牛磺酸废水零排放处理装置进行详细的描述,但不应将其理解为对本发明保护范围的限定。    实施例1  牛磺酸废水(采用三效蒸发处理装置进行脱盐处理后蒸发的冷凝水与牛磺酸生产过程中直接蒸发的大量废水合并以后得到的废水):COD值为1130,PH值为10.3,氨氮值为65ppm。该废水组成为丙酮0.05%wt,硫化氢为10ppm,游离氨为0.01%wt,二甲胺为4ppm,其余为水。    采用单塔分离,预处理塔1,塔顶控制压力0.1MPa,塔顶温度93.4℃,回流比1.3,塔顶全部采出气相,组成为丙酮31%wt,硫化氢0.6%,二甲胺0.24%wt,氨气6.2%wt,其余为水蒸气;塔釜合格水中COD值为3,PH值为7.4,氨氮值为5ppm,符合工业水再生回用水质标准要求。   该实施例废水处理装置为单塔,用于处理低氨氮、低COD的牛磺酸废水。    实施例2  牛磺酸废水(采用三效蒸发处理装置进行脱盐处理后蒸发的冷凝水与牛磺酸生产过程中直接蒸发的大量废水合并以后得到的废水):COD值为8920,PH值为10.3,氨氮值为105ppm。该废水组成为丙酮0.4%wt,硫化氢为10ppm,游离氨为0.01%wt,二甲胺为40ppm,其余为水。   采用单塔分离,预处理塔1塔顶控制压力0.15MPa,塔顶温度88.3℃,回流比2.4,塔顶全部采出气相,组成为硫化氢3.6%,二甲胺4.8%wt,氨气15.1%wt,其余为水蒸气。侧线采出为丙酮98.5%,其余为水,塔釜合格水中COD值9.3,PH值7.3,氨氮值4.2ppm,符合工业水再生回用水质标准要求。    该实施例废水处理装置为单塔,用于处理低氨氮、高COD的牛磺酸废水。    实施例3  牛磺酸废水(采用三效蒸发处理装置进行脱盐处理后蒸发的冷凝水与牛磺酸生产过程中直接蒸发的大量废水合并以后得到的废水):COD值为10362,PH值为11.4,氨氮值为501ppm。该废水组成为丙酮为0.4%wt,硫化氢为200ppm,游离氨为0.051%wt,二甲胺为55ppm,其余为水。   采用牛磺酸废水零排放处理装置,预处理塔1塔顶控制压力0.6MPa,塔顶温度7.4℃,回流比1.8,塔顶全部采出气相,组成为硫化氢28.2%,氨气71.8%wt,二甲胺100ppm,其余为水蒸气。塔釜废水中COD值为9993,PH值为7.4,氨氮值为3.7ppm。此时废水中丙酮为 0.4%wt,硫化氢和氨含量在1ppm以下,二甲胺为620ppm,符合工业水再生回用水质标准要求。    塔顶气相去氨精制塔7,氨精制塔7的操作压力为0.5MPa,操作温度为20℃,饱和氨水循环与预处理塔1塔顶尾气流股进料流量的液气比为4.5L/Nm(液体流量/进料尾气标方数),氨精制塔7的理论板数为18块,饱和循环氨水进料位置为3块,顶部采用新鲜氨水密封。冷却器8控制冷却温度为15℃,通过氨精制塔7出来的氨气纯度在99.6%wt,不含硫化氢,其余为水。    预处理塔1塔釜废水进入精馏塔12塔顶,控制压力为0.2MPa,塔顶温度为73.2℃,回流比为0.6,塔顶不凝气采出气相为二甲醚为98%wt,丙酮为2%wt,液相采出丙酮,纯度为99.5%,其余为水。精馏塔12塔釜合格水中COD值为1.2,PH值为7.2,氨氮值为2.8ppm,符合工业水再生回用水质标准要求。    注:城市污水再生利用工业用水水质标准(GB/T19923-2005),COD≤60,PH值≤ 6.5-8.5,氨氮值≤10ppm。   从上述实施例可知,经上述处理工艺和装置后得到的废水的COD值、PH值、氨氮值同时达标,所有循环水零排放,三废零排放,有效将资源最大利用化,降低了环境的污染,应用前景广阔。    以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。
用于矿井废水脱盐处理的系统
大学仕 2019-10-23 11:09 887浏览
申请号:201821568823.4 申请日:2018.09.25 授权公告号:CN 209226755 U 授权公告日:2019.08. 09 专利权人:青岛北方节能环保有限公司 地址266000山东省青岛市四方区海伦路室68号234室 发明人:刘瑞聪柯煻琼王云钟黄成慧倪爭亨曲良虎钟晓根   一种用于矿井废水脱盐处理的系统,其特征在于,包括预处理系统、保安过滤器、反 渗透装置、R0浓水池,软化器、频繁倒极电渗析装置、EDR浓水池和MVR蒸发器;所述预处理系 统通过保安过滤器连接反渗透装置进水口,反渗透装置浓水出水口与R0浓水池进水端连 接,R0浓水池出水端通过软化器连接频繁倒极电渗析装置淡水室和浓水室进水口,频繁倒 极电渗析装置浓水室出水口与MVR蒸发器连接。 根据权利要求1所述的用于矿井废水脱盐处理的系统,其特征在于,所述预处理系统 包括混凝沉淀池、机械过滤器和膜格栅,其中,混凝沉淀池出水口与机械过滤器进水口连 接,机械过滤器出水口连接膜格栅。 根据权利要求1所述的用于矿井废水脱盐处理的系统,其特征在于,所述预处理系统 为高密度沉淀池。 根据权利要求3所述的用于矿井废水脱盐处理的系统,其特征在于,所述高密度沉淀 池包括混凝反应池、絮凝反应池、初步沉淀区、底部沉淀区、上升区、斜板、机械搅拌装置和 自然混合装置;所述高密度沉淀池由上下相连的圆筒和漏斗构成,在圆筒左右两侧相同位 置,竖直安装的两块密封板,与密封板宽度方向水平放置的支撑杆两端固定安装在漏斗内 壁上,若干个与垂直方向具有一定夹角的斜板一端连接在密封底板底部,另一端固定在支 撑杆上,在高密度沉淀池底部等间隔设置,斜板和密封板将高密度沉淀池分割成相互独立 的三个区域,由斜板、密封板和高密度沉淀池侧壁围成的中间区域为上升区,上升区上部设 置絮凝反应池出水口,左、右两侧区域内,从上向下依次设置混凝反应池、絮凝反应池、初步 沉淀区和底部沉淀区,混凝反应池与高密度沉淀池侧壁上的进水口连通,混凝反应池出水 口通过第一外部管道与置于混凝反应池底部的絮凝反应池侧壁上的进水口连通,机械搅拌 装置固定在混凝反应池内,自然搅拌装置固定安装在絮凝反应池内部,絮凝反应池另一侧 设置溢流板,溢流板外侧直至斜板的区域为初步沉淀池,斜板、漏斗侧壁共同围城底部沉淀 区,底部沉淀区设置污泥排放口,污泥排放口通过第二外部管道和污泥循环泵分别与左右 两侧的混凝反应池连通。 根据权利要求4所述的用于矿井废水脱盐处理的系统,其特征在于,所述自然搅拌装 置,包括转轴,以及固定在转轴上的若干个搅拌叶片,转轴两端分别与混凝反应池和絮凝反 应池底部转动密封连接。 技术领域 本实用新型属于矿井废水处理技术领域,具体涉及一种矿井废水脱盐处理的系 统。 背景技术 矿井废水通常是指煤炭或其它矿石开采过程中所有渗入井下采掘空间的水。以煤 矿开采为例,全国煤矿年排矿井水约22亿m3,平均吨煤涌水量约为4m3。矿井水水量较大,悬 浮物含量高,有机物含量低,废水含盐量高,直接排放到环境中,会严重污染环境,且多地已 地方标准,要求废水须脱盐处理后排放。因此,矿井水的处理是一项重要的课题。 目前,矿井废水处理多采用混凝沉淀法,通过投加絮凝剂,使水中的悬浮物聚合成 大分子絮状物,沉淀、分离、去除。这种方法除含盐量超标外,其它水质指标均满足《煤炭工 业污染物排放标准》,矿井水除盐称谓当务之急。 实用新型内容 为了解决上述问题,本实用新型提供了一种矿井废水脱盐处理的系统,实现高效 率、低成本脱盐,同时提供了 一种新型的高密度沉淀池。 为了实现上述目的,本实用新型采用以下技术方案: —种用于矿井废水脱盐处理的系统,包括预处理系统、保安过滤器、反渗透装置、 R0浓水池,软化器、频繁倒极电渗析装置、EDR浓水池和MVR蒸发器;所述预处理系统通过保 安过滤器连接反渗透装置进水口,反渗透装置浓水出水口与R0浓水池进水端连接,R0浓水 池出水端通过软化器连接频繁倒极电渗析装置淡水室和浓水室进水口,频繁倒极电渗析装 置浓水室出水口与MVR蒸发器连接。 所述预处理系统包括混凝沉淀池、机械过滤器和膜格栅,其中,混凝沉淀池出水口 与机械过滤器进水口连接,机械过滤器出水口连接膜格栅。 所述预处理系统还可以是高密度沉淀池。 进一步地,所述高密度沉淀池包括混凝反应池、絮凝反应池、初步沉淀区、底部沉 淀区、上升区、斜板、机械搅拌装置和自然混合装置;所述高密度沉淀池由上下相连的圆筒 和漏斗构成,在圆筒左右两侧相同位置,竖直安装的两块密封板,与密封板宽度方向水平放 置的支撑杆两端固定安装在漏斗内壁上,若干个与垂直方向具有一定夹角的斜板一端连接 在密封底板底部,另一端固定在支撑杆上,在高密度沉淀池底部等间隔设置,斜板和密封板 将高密度沉淀池分割成相互独立的三个区域,由斜板、密封板和高密度沉淀池侧壁围成的 中间区域为上升区,上升区上部设置絮凝反应池出水口,左、右两侧区域内,从上向下依次 设置混凝反应池、絮凝反应池、初步沉淀区和底部沉淀区,混凝反应池与高密度沉淀池侧壁 上的进水口连通,混凝反应池出水口通过第一外部管道与置于混凝反应池底部的絮凝反应 池侧壁上的进水口连通,机械搅拌装置固定在混凝反应池内,自然搅拌装置固定安装在絮 凝反应池内部,絮凝反应池另一侧设置溢流板,溢流板外侧直至斜板的区域为初步沉淀池, 斜板、漏斗侧壁共同围城底部沉淀区,底部沉淀区设置污泥排放口,污泥排放口通过第二外 部管道和污泥循环泵分别与左右两侧的混凝反应池连通。 进一步地,所述自然搅拌装置,包括转轴,以及固定在转轴上的若干个搅拌叶片, 转轴两端分别与混凝反应池和絮凝反应池底部转动密封连接。 与现有技术相比,本实用新型具有以下优点:基建费用减少,处置费用低、易于实 现PLC控制,智能化程度高,污泥产量低,污泥处理费用降低,可实现废水的高效脱盐;另外 高密度沉淀池合理规划设计,利用重力的作用实现水流在混凝反应器、絮凝反应区、初步沉 淀区、底部沉淀区的流动,避免使用水泵等设备,在现有高密度沉淀池的基础上增加了狭长 的上升区,提高悬浮物和水的分离效果,同时,在絮凝沉淀池采用自然搅拌装置,充分利用 了水流的作用,避免使用机械搅拌装置。 附图说明 图1为实施例1中矿井废水脱盐处理系统的工艺流程图。 图2为实施例2中矿井废水脱盐处理系统的工艺流程图。 图3为实施例2中高密度沉淀池的内部结构原理图。 图4为实施例2中高密度沉淀池的俯视图。 图5为实施例2中自然搅拌装置的结构示意图。 具体实施方式 下面结合具体实施例和附图对本实用新型进行详细的描述,但本实用新型并不局 限于具体的实施例。 实施例1:  如图1所示,一种用于矿井废水脱盐处理的系统,包括混凝沉淀池1、机械过滤器2、 膜格栅3、保安过滤器4、反渗透装置(R0装置)5、R0浓水池6,软化器7、频繁倒极电渗析装置 (EDR装置)8、EDR浓水池9和MVR蒸发器10;所述混凝沉淀池1出水口与机械过滤器2进水口连 接,机械过滤器2出水口依次通过膜格栅3、保安过滤器4连接反渗透装置5进水口,反渗透装 置5浓水出水口与R0浓水池6进水端连接,R0浓水池6出水端通过软化器7连接频繁倒极电渗 析装置8淡水室和浓水室进水口,频繁倒极电渗析装置8浓水室出水口与MVR蒸发器10连接。 进一步地,所述软化器为填充阳离子交换树脂的的离子交换柱,废水经过离子交 换柱,阳离子交换树脂中的Na+将废水中的Ca2+、Mg2+等结垢离子替换,避免Ca2+、Mg2+在电渗 析装置中形成垢,堵塞离子交换膜,增大能耗,降低产水效率。其中阳离子交换树脂可以为 强酸性阳离子交换树脂,经过氯化钠溶液冲洗,阳离子交换树脂中的H+转化成Na% —种用于矿井废水脱盐处理系统的具体使用过程为: 矿井水先经混凝沉淀池1和机械过滤器2进行预处理,去除掉原水中大部分悬浮物 后,按一定比例分为两部分。一部分废水进行深度处理,这部分矿井水通过水泵输送过膜格 栅3和保安过滤器4,去除水体中悬浮物、胶体和其他有机物。出水进入两级反渗透装置5, R0产水进入产水池,浓水进入R0浓水池6,两级R0系统产水率按60%设计。R0浓水含盐量高、 硬度高,为了避免对频繁倒极电渗析装置8的影响,R0浓水进入离子交换柱软化器7去除钙、 镁等离子,满足频繁倒极电渗析装置8进水水质要求后,进入频繁倒极电渗析装置8进行浓 缩,频繁倒极电渗析装置8浓水室出水进入EDR浓水池9后,再次经过MVR蒸发器10蒸发,反渗 透装置5产水、频繁倒极电渗析装置8淡水室出水和MVR蒸发器10的蒸馏水一同作为产水,产 水可以自用电厂用水。 实施例2: 如图2所示,本实施例将实施例1中混凝沉淀池1、机械过滤器2和膜格栅3替换为高 密度沉淀池11,其他均与实施例1相同。 进一步地,如图3-5所示,高密度沉淀池11包括混凝反应池12、絮凝反应池13、初步 沉淀区14、底部沉淀区15、上升区16、斜板22、机械搅拌装置17和自然混合装置19;所述高密 度沉淀池11由上下相连的圆筒和漏斗构成,在圆筒左右两侧相同位置,竖直安装的两块密 封板21,与密封板21宽度方向水平放置的支撑杆23两端固定安装在漏斗内壁上,若干个与 垂直方向具有一定夹角的斜板22—端连接在密封底板21底部,另一端固定在支撑杆23上, 在高密度沉淀池11底部等间隔设置,斜板22和密封板21将高密度沉淀池分割成相互独立的 三个区域,由斜板22、密封板21和高密度沉淀池11侧壁围成的中间区域为上升区16,上升区 上部设置絮凝反应池出水口25,左、右两侧区域内,从上向下依次设置混凝反应池12、絮凝 反应池13、初步沉淀区14和底部沉淀区15,混凝反应池12与高密度沉淀池11侧壁上的进水 口 16连通,混凝反应池12出水口通过第一外部管道18与置于混凝反应池12底部的絮凝反应 池13侧壁上的进水口连通,机械搅拌装置17固定在混凝反应池12内,自然搅拌装置19固定 安装在絮凝反应池13内部,絮凝反应池13另一侧设置溢流板20,溢流板20外侧直至斜板22 的区域为初步沉淀池14,斜板22、漏斗侧壁共同围城底部沉淀区15,底部沉淀区15设置污泥 排放口 24,污泥排放口 24通过第二外部管道26和污泥循环泵(图中未画出)分别与左右两侧 的混凝反应池12连通,实现部分污泥的循环使用。 进一步地,所述自然搅拌装置19,包括转轴28,以及固定在转轴28上的若干个搅拌 叶片29,转轴28两端分别与混凝反应池12和絮凝反应池13底部转动密封连接,根据絮凝反 应池13的大小和实际需要,可以设置若干组自然搅拌装置19。混凝反应池12出水从一侧输 送到絮凝反应池13,在水流的作用下,自然搅拌装置19转动,进而对水流进行搅拌。 所述高密度沉淀池的具体使用过程为:矿井水从高密度沉淀池11的进水口 16输送 到混凝反应池12,启动机械搅拌装置17,进行混凝反应,然后在重力的作用下,混凝反应池 12出水通过第一外部管道18流入絮凝反应池13,由于水是在絮凝反应池13—侧流入,在水 流的作用下,自然搅拌装置19转动,对水流进行搅拌,促进絮凝过程,经过絮凝反应的矿井 水沿着溢流板20流入初级沉淀区14,然后进入底部沉淀区15,从底部沉淀区15向上升区16 流动的过程中,污泥被斜板22截留在底部沉淀区污泥得到累积,去除各种悬浮物的水经过 狭长上升区,实现悬浮物和水的良好分离,最后出水从絮凝反应池13出水口排出。
免费咨询
扫一扫关注大学仕公众号 了解行业最新动态,关注行业发展与未来。