申请日2017.07.31
公开(公告)日2017.11.03
IPC分类号C02F9/06; C02F103/18
本发明提供了一种处理催化裂化脱硫废水的工艺及装置。选用炼油厂催化裂化装置脱硫系统产生的高盐废水为原料，通过加药剂去除钙、镁离子，然后使用陶瓷膜过滤，过滤的清液使用树脂进行深度处理，然后使用电渗析进行浓缩，最后通过双极膜将废水转变成酸和碱溶液。通过本发明中所描述的方法来处理催化裂化系统高盐废水，与常规的蒸发法相比，所产碱可回用，实现了废盐的资源化利用。
权利要求书
1.一种处理催化裂化脱硫废水的工艺，其特征在于，包括如下步骤：
第1步，催化裂化脱硫废水中加入Na2CO3和NaOH对金属阳离子杂质进行沉淀反应;
第2步，对第1步得到的废水进行超滤，得到超滤浓缩液和超滤渗透液;
第3步，超滤渗透液经过离子交换树脂对杂质阳离子进行去除;
第4步，离子交换树脂的透过液通过电渗析进行浓缩;
第5步，电渗析的浓液送入双极膜电渗析处理，得到NaOH溶液和H2SO4溶液， NaOH溶液送至第1步中回用。
2.根据权利要求1所述的处理催化裂化脱硫废水的工艺，其特征在于，所述的第1步和第3步中，杂质阳离子不是Na+离子;
所述的第3步和第3步中，杂质阳离子是Ca2+、Mg2+、Al3+、Fe3+、Ba2+、Pb2+或者Cu2+;
所述的第1步中，催化裂化脱硫废水中包含有：氨氮浓度0.5～5mg/L，COD浓度为10～200mg/L，SO42-浓度为5000～30000mg/L，Ca2+浓度为0.01～1.0g/L，Mg2+浓度为0.01～1.0g/L。
3.根据权利要求1所述的处理催化裂化脱硫废水的工艺，其特征在于，所述的第1步中，NaOH的投加重量浓度比完全沉淀盐水中的Mg2+浓度大0.1～0.5g/L，Na2CO3的投加重量浓度比完全沉淀盐水中的Ca2+和Ba2+浓度的大0.2～0.6g/L;加入Na2CO3和NaOH后使脱硫废水的pH>12，保证去除水中的大部分重金属及钙镁离子;所述的第1步中，所加NaOH只需在双极膜电渗析处理方法前投加一次，以后所需NaOH来自双极膜电渗析后续产生;
所述的第2步中，超滤的过滤元件为无机膜元件，平均孔径为20～200nm，过滤温度在50～80℃，采用错流过滤方式，膜面流速1～6m/s，操作压力0.1～0.6Mpa;
所述的第3步中，离子交换树脂是指强酸型阳离子交换树脂，更优选是钠型阳离子交换树脂，上柱液流速2～5BV/h。
4.根据权利要求1所述的处理催化裂化脱硫废水的工艺，其特征在于，所述的第4步中，电渗析设备极水流量控制在140～200L/h，浓水和淡水的流量控制在200～400L/h，压力0.01～0.02Mpa。
5.根据权利要求1所述的处理催化裂化脱硫废水的工艺，其特征在于，所述的第5步中，双极膜电渗析设备为双极膜、阳膜和阴膜的三个室结构，均为均相膜，双极膜膜堆电压≤35V，电流≤4.4A。
6.根据权利要求1所述的处理催化裂化脱硫废水的工艺，其特征在于，所述的第2步中，超滤浓缩液送入板框过滤器中进行固液分离，得到废渣。
7.根据权利要求1所述的处理催化裂化脱硫废水的工艺，其特征在于，所述的第1步中，废水在进行沉淀反应前，要经过芬顿氧化处理，采用第5步得到的硫酸对芬顿氧化过程中调节pH至酸性;所述的芬顿氧化处理中，Fe2+和H2O2浓度分别为40～250mg/L和100～600mg/L，体系pH值为3～4，反应温度为10～60℃，反应时间为15～120min。
8.一种处理催化裂化脱硫废水的装置，其特征在于，包括有：
浆液池，用于对废水进行沉淀反应;
碳酸钠投加槽，连接于浆液池，用于向废水中投加碳酸钠;
氢氧化钠投加槽，连接于浆液池，用于向废水中投加氢氧化钠;
超滤膜，连接于浆液池的出水口，用于对浆液池的反应后的废水进行过滤;
离子交换树脂，连接于超滤膜的渗透侧，用于对超滤膜的滤液进行过滤;
电渗析器，连接于离子交换树脂的出水口，用于对离子交换树脂的产水进行浓缩;
双极膜电渗析器，连接于电渗析器的浓液侧，用于对电渗析器的浓液进行处理，得到NaOH溶液和H2SO4溶液， NaOH溶液侧连接于浆液池。
9.根据权利要求8所述的处理催化裂化脱硫废水的装置，其特征在于，所述的离子交换树脂选自强酸型阳离子交换树脂，更优选是钠型阳离子交换树脂;所述的超滤膜的浓液侧与板框过滤机连接，板框过滤机用于对超滤膜的浓液进行固液分离;所述的超滤膜为陶瓷膜，平均孔径为20～200nm。
10.根据权利要求8所述的处理催化裂化脱硫废水的装置，其特征在于，还包括有芬顿氧化装置，芬顿氧化装置与浆液池连接，用于对浆液池的进水进行氧化处理;双极膜电渗析器H2SO4溶液侧连接于芬顿氧化装置。
说明书
一种处理催化裂化脱硫废水的工艺及装置
技术领域
本发明涉及一种处理催化裂化脱硫废水的工艺及装置，属于水处理技术领域。
背景技术
催化裂化再生烟气的脱硫大多采用氢氧化钠碱液吸收法，烟气脱硝部分企业采用了臭氧氧化法，其实质均为将废气中的污染物转移到脱硫浆液中，由此产生了一股高含盐的烟气脱硫脱硝废水(简称烟脱水)。
催化氧化烟气脱硫脱硝一般均配套有废水处理设施，主要包括混凝-澄清/过滤去除悬浮物，空气曝气氧化亚硫酸盐为硫酸盐去除“假性”COD。
目前，部分地区对外排废水中的含盐量开始提出限值要求。上述废水虽然COD等常规指标达标，但含盐量很高，即使与其他废水混合后排放也不能达标，因此需要考虑对其进行单独脱盐处理。如果采用蒸发结晶路线，不仅处理成本高，产生的杂盐因含有少量有机物，难以得到有效处理及利用，需作为危废进一步处置。目前固废处理中心的处理费用高达3000-4000元/t，企业难以承受。
发明内容
本发明的目的是提供一种处理催化裂化脱硫废水的工艺，该工艺利用树脂和膜技术的集成，达到处理催化裂化脱硫废水的目的，实现了目前废水或废盐的资源化利用，减少了废水的排放，保护了环境。
一种处理催化裂化脱硫废水的工艺，包括如下步骤：
第1步，催化裂化脱硫废水中加入Na2CO3和NaOH对金属阳离子杂质进行沉淀反应;
第2步，对第1步得到的废水进行超滤，得到超滤浓缩液和超滤渗透液;
第3步，超滤渗透液经过离子交换树脂对杂质阳离子进行去除;
第4步，离子交换树脂的透过液通过电渗析进行浓缩;
第5步，电渗析的浓液送入双极膜电渗析处理，得到NaOH溶液和H2SO4溶液，NaOH溶液送至第1步中回用。
所述的第1步和第3步中，杂质阳离子不是Na+离子。
所述的第3步和第3步中，杂质阳离子是Ca2+、Mg2+、Al3+、Fe3+、Ba2+、Pb2+或者Cu2+等。
所述的第1步中，催化裂化脱硫废水中包含有：氨氮浓度0.5～5mg/L，COD浓度为10～200mg/L，SO42-浓度为5000～30000mg/L，Ca2+浓度为0.01～1.0g/L，Mg2+浓度为0.01～1.0g/L。
所述的第1步中，NaOH的投加浓度比完全沉淀盐水中的Mg2+浓度大0.1～0.5g/L，Na2CO3的投加浓度比完全沉淀盐水中的Ca2+和Ba2+浓度的大0.2～0.6g/L。
所述的第1步中，加入Na2CO3和NaOH后使脱硫废水的pH>12。保证去除水中的大部分重金属及钙镁离子。
所述的第1步中，所加NaOH只需在双极膜电渗析处理方法前投加一次，以后所需NaOH来自双极膜电渗析后续产生。
所述的第2步中，超滤的过滤元件为无机膜元件，平均孔径为20～200nm，过滤温度在50～80℃，采用错流过滤方式，膜面流速1～6m/s，操作压力0.1～0.6Mpa。
所述的第3步中，离子交换树脂是指强酸型阳离子交换树脂，更优选是钠型阳离子交换树脂，上柱液流速2～5BV/h。
所述的第4步中，电渗析设备极水流量控制在140～200L/h，浓水和淡水的流量控制在200～400L/h，压力0.01～0.02Mpa。
所述的第5步中，双极膜电渗析设备为双极膜、阳膜和阴膜的三个室结构，均为均相膜，双极膜膜堆电压≤35V，电流≤4.4A。
所述的第2步中，超滤浓缩液送入板框过滤器中进行固液分离，得到废渣。
所述的第1步中，废水在进行沉淀反应产，要经过芬顿氧化处理，采用第5步得到的硫酸对芬顿氧化过程中调节pH至酸性。
所述的芬顿氧化处理中，Fe2+和H2O2浓度分别为40～250 mg/L和100～600mg/L，体系pH值为3～4，反应温度为10～60℃，反应时间为15～120min。
一种处理催化裂化脱硫废水的装置，包括有：
浆液池，用于对废水进行沉淀反应;
碳酸钠投加槽，连接于浆液池，用于向废水中投加碳酸钠;
氢氧化钠投加槽，连接于浆液池，用于向废水中投加氢氧化钠;
超滤膜，连接于浆液池的出水口，用于对浆液池的反应后的废水进行过滤;
离子交换树脂，连接于超滤膜的渗透侧，用于对超滤膜的滤液进行过滤;
电渗析器，连接于离子交换树脂的出水口，用于对离子交换树脂的产水进行浓缩;
双极膜电渗析器，连接于电渗析器的浓液侧，用于对电渗析器的浓液进行处理，得到NaOH溶液和H2SO4溶液，NaOH溶液出口与浆液池连接。
所述的离子交换树脂选自强酸型阳离子交换树脂，更优选是钠型阳离子交换树脂。
所述的超滤膜的浓液侧与板框过滤机连接，板框过滤机用于对超滤膜的浓液进行固液分离。
所述的超滤膜为陶瓷膜，平均孔径为20～200nm。
还包括有芬顿氧化装置，该装置与浆液池连接，用于对浆液池的进水进行氧化处理;双极膜电渗析器所得H2SO4溶液，部分回芬顿氧化装置调节pH。
有益效果
1)本发明提供的催化裂化脱硫废水的处理工艺，避免了采用蒸发结晶法处理废水费用较高的问题，以及未来固体盐可能作为危废引起的高额处理费用问题。2)本发明提供的催化裂化脱硫废水的处理工艺，可以实现废盐的资源化利用，工艺中产生的碱可以直接回用烟气脱硫系统，节约了烟气脱硫系统氢氧化钠的用量;产生的酸可以用于污水处理水质pH调节、树脂再生等工序。
