公布日：2023.04.18
申请日：2022.11.16
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/76(2006.01)I;C02F1/00(2006.01)I;C02F1/52(2006.01)N;C02F1/04(2006.01)N;C02F1/44(2006.01)N;C02F1/56(2006.01)N;C02F1/
28(2006.01)N;C02F3/28(2006.01)N;C02F1/66(2006.01)N;C02F1/32(2006.01)N;C02F103/16(2006.01)N;C02F101/18(2006.01)N
摘要
本发明公开了一种环保型焦化废水硫酸钠蒸发母液脱色工艺，包括以下步骤：S1、蒸发处理：先将预处理后的焦化废水引入蒸发系统蒸发后得到硫酸钠蒸发母液；S2、氧化处理：将硫酸钠蒸发母液引入氧化池中，加入氧化剂进行氧化处理，再通过超滤得到浓缩的硫酸钠蒸发母液；S3、脱色处理：调节S2得到的浓缩的硫酸钠蒸发母液的pH，再引入好氧条件下的脱色系统中进行脱色处理；根据所述脱色工艺提供的系统包括依次连接的预处理池、蒸发系统、离心机、氧化池、pH调节池以及脱色系统；本发明焦化废水脱色工艺通过氧化加脱色双重脱色处理，使焦化废水中生物难降解且引起色度的物质得以去除并减少COD的浓度，且本发明工艺对环境环保无害。
权利要求书
1.一种环保型焦化废水硫酸钠蒸发母液脱色工艺，其特征在于，包括以下步骤：S1、蒸发处理：先将预处理后的焦化废水引入蒸发系统蒸发后得到硫酸钠蒸发母液；S2、氧化处理：将S1得到的所述硫酸钠蒸发母液引入氧化池中，加入占其质量2～5％的氧化剂，在65～95℃下连续氧化处理10～11h，氧化完成后通过超滤得到浓缩的硫酸钠蒸发母液；S3、脱色处理：将S2得到的所述浓缩的硫酸钠蒸发母液的pH调节至7～8，再引入好氧条件下的脱色系统中，调节温度为45～55℃后，开启功率为550～600W紫外灯；再添加改性脱色剂、氯化钠溶液，脱色2.5～4h后纳滤得到脱色的硫酸钠蒸发母液；其中，改性脱色剂的添加量为60～150mg/L，氯化钠溶液的质量浓度为9～11％，氯化钠溶液的添加量为35～150mg/L。
2.根据权利要求1所述的一种环保型焦化废水硫酸钠蒸发母液脱色工艺，其特征在于，步骤S1中，所述预处理为：将焦化废水倒入厌氧环境下的预处理池中，并向其添加聚丙烯酰胺絮凝剂，聚丙烯酰胺絮凝剂的添加量为15～20mg/L，搅拌反应5～10min后进行固液分离。
3.根据权利要求1所述的一种环保型焦化废水硫酸钠蒸发母液脱色工艺，其特征在于，步骤S2中，所述氧化处理中，氧化剂为浓度为0.05～0.09mol/L的二氧化氯。
4.根据权利要求1所述的一种环保型焦化废水硫酸钠蒸发母液脱色工艺，其特征在于，所述步骤S2中，超滤的截留分子量为600～900道尔顿，操作压力为0.2～0.4Mpa。
5.根据权利要求1所述的一种环保型焦化废水硫酸钠蒸发母液脱色工艺，其特征在于，所述步骤S3中，所述脱色处理中，所述好氧条件下溶解氧的浓度为2.0～2.5mg/L。
6.根据权利要求1所述的一种环保型焦化废水硫酸钠蒸发母液脱色工艺，其特征在于，所述纳滤的截留分子量为100～150道尔顿，操作压力为0.8～0.9Mpa。
7.根据权利要求1所述的一种环保型焦化废水硫酸钠蒸发母液脱色工艺，其特征在于，步骤S1中，蒸发结束后，先向硫酸钠蒸发母液B中添加粉煤灰进行吸附，搅拌35～45min后再离心；其中，粉煤灰的添加量为10～15g/L。
8.根据权利要求1所述的一种环保型焦化废水硫酸钠蒸发母液脱色工艺，其特征在于，步骤S3中，所述脱色处理中，改性脱色剂按重量份数计包括8～9份的双氰胺甲醛树脂、1～2份的羧甲基壳聚糖。
9.根据权利要求1所述的一种环保型焦化废水硫酸钠蒸发母液脱色工艺，其特征在于，所述脱色处理中，改性脱色剂与氯化钠溶液采用交替添加的方式：先添加改性脱色剂，再添加氯化钠溶液，直至改性脱色剂添加结束；改性脱色剂的单次添加量不变均为总添加量的25％，氯化钠溶液的初始添加量为改性脱色剂添加量的0.5～0.8倍，且氯化钠溶液的单次添加量随添加次数的增加而依次增加10～15％。
10.根据权利要求1～9任一所述的一种环保型焦化废水硫酸钠蒸发母液脱色工艺所用系统，其特征在于，所述系统包括依次连接的预处理池、蒸发系统、氧化池、pH调节池以及脱色系统；所述预处理池中包括用于使焦化废水、絮凝剂进行厌氧反应的厌氧腔以及与厌氧腔底部连接并用于对反应完成后的反应产物进行固液分离的滤网；所述蒸发系统中包括用于对预处理后的焦化废水进行加热形成硫酸钠蒸发母液的加热器、用于使加热器形成的蒸汽与蒸汽所携带的硫酸钠蒸发母液分离的分离室、用于使蒸汽冷凝的冷凝器、用于使加热器中焦化废水循环加热的循环泵、用于抽除不凝或未凝饱和蒸汽的真空泵；所述氧化池中设有用于调节反应温度的第一温度调节器，用于对硫酸钠蒸发母液与氧化剂反应完成后的产物进行超滤的超滤模块，所述超滤模块包括超滤膜以及第一压力调节阀；所述pH调节池用于调节超滤得到的浓缩的硫酸钠蒸发母液的pH，pH调节池中设有外接电源的pH感应器以及与pH感应器相连接的酸碱液储液罐；所述脱色系统包括脱色釜，用于调节脱色釜中溶解氧浓度的曝气系统，用于调节脱色温度的第二温度调节器，用于添加改性炭脱色剂和氯化钠的定量控制器，以及用于对脱色处理后的硫酸钠蒸发母液进行纳滤的纳滤模块，所述纳滤模块包括纳滤膜以及第二压力调节阀。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种环保型焦化废水硫酸钠蒸发母液脱色工艺及其系统。
本发明的技术方案是：一种环保型焦化废水硫酸钠蒸发母液脱色工艺，包括以下步骤：
S1、蒸发处理：
先将预处理后的焦化废水引入蒸发系统蒸发后得到硫酸钠蒸发母液；
S2、氧化处理：
将S1得到的所述硫酸钠蒸发母液引入氧化池中，加入占其质量2～5％的氧化剂，在65～95℃下连续氧化处理10～11h，氧化完成后通过超滤得到浓缩的硫酸钠蒸发母液；
S3、脱色处理：
将S2得到的所述浓缩的硫酸钠蒸发母液的pH调节至7～8，再引入好氧条件下的脱色系统中，调节温度为45～55℃后，开启功率为550～600W紫外灯；再添加改性脱色剂、氯化钠溶液，脱色2.5～4h后纳滤得到脱色的硫酸钠蒸发母液；其中，改性脱色剂的添加量为60～150mg/L，氯化钠溶液的质量浓度为9～11％，氯化钠溶液的添加量为35～150mg/L。
进一步地，步骤S1中，所述预处理为：将焦化废水倒入厌氧环境下的预处理池中，并向其添加聚丙烯酰胺絮凝剂，聚丙烯酰胺絮凝剂的添加量为15～20mg/L，搅拌反应5～10min后进行固液分离。
说明：通过厌氧环境破坏难降解有机物的结构，生成能降解和易降解产物，提高废水的可生化性；加入絮凝剂可以更易将焦化废水中的污泥等污染物反应形成固态物固液分离。
进一步地，步骤S2中，所述氧化处理中，氧化剂为浓度为0.05～0.09mol/L的二氧化氯。
说明：通过二氧化氯中的原子氧和自身的强氧化能力而达到分解色素和杂质的目的，且可以提高化学反应的活性，利于后续脱色处理的进行。
进一步地，所述步骤S2中，超滤的截留分子量为600～900道尔顿，操作压力为0.2～0.4Mpa。
说明：通过超滤可以提高硫酸钠蒸发母液的浓缩程度，减少杂质的影响。
进一步地，所述步骤S3中，所述脱色处理中，所述好氧条件下溶解氧的浓度为2.0～2.5mg/L。
说明：保持良好的好氧条件，能够保证脱色处理的高效进行。
进一步地，所述纳滤的截留分子量为100～150道尔顿，操作压力为0.8～0.9Mpa。
说明：通过纳滤可以提高硫酸钠蒸发母液的浓缩程度，减少杂质的影响。
进一步地，步骤S1中，蒸发结束后，先向硫酸钠蒸发母液B中添加粉煤灰进行吸附，搅拌35～45min后再离心；其中，粉煤灰的添加量为10～15g/L。
说明：粉煤灰具有发达的大孔，比表面积较大，表面能高，对染料分子具有一定的吸附能力，对废水中许多污染物质，尤其是有机物具有较强的吸附和絮凝共沉作用。
进一步地，步骤S3中，所述脱色处理中，改性脱色剂按重量份数计包括8～9份的双氰胺甲醛树脂、1～2份的羧甲基壳聚糖。
说明：用羧甲基壳聚糖对双氰胺甲醛树脂进行改性得到的改性脱色剂能够在去除COD和氰化物的同时，产生良好的脱色作用。
进一步地，所述脱色处理中，改性脱色剂与氯化钠溶液采用交替添加的方式：先添加改性脱色剂，再添加氯化钠溶液，直至改性脱色剂添加结束；
改性脱色剂的单次添加量不变均为总添加量的25％，氯化钠溶液的初始添加量为改性脱色剂添加量的0.5～0.8倍，且氯化钠溶液的单次添加量随添加次数的增加而依次增加10～15％。
说明：通过交替添加改性脱色剂和氯化钠溶液，能够改变单次添加改性脱色剂和氯化钠溶液的配比时，使在不同时间不同处理状态下能够更好地发挥改性脱色剂和氯化钠溶液的配合脱色作用，通过少量多次的添加，能够进一步与硫酸钠蒸发母液进行反应，加强脱色效果。
任一一种环保型焦化废水硫酸钠蒸发母液脱色工艺所用系统，所述系统包括依次连接的预处理池、蒸发系统、氧化池、pH调节池以及脱色系统；
所述预处理池中包括用于使焦化废水、絮凝剂进行厌氧反应的厌氧腔以及与厌氧腔底部连接并用于对反应完成后的反应产物进行固液分离的滤网；
所述蒸发系统中包括用于对预处理后的焦化废水进行加热的加热器、用于使加热器形成的蒸汽与剩余的焦化废水分离的分离室、用于使蒸汽冷凝成硫酸钠蒸发母液的冷凝器、用于使剩余焦化废水循环至加热器继续蒸发的循环泵、用于抽除不凝或未凝饱和蒸汽的真空泵；
所述氧化池中设有用于调节反应温度的第一温度调节器，用于对硫酸钠蒸发母液与氧化剂反应完成后的产物进行超滤的超滤模块，所述超滤模块包括超滤膜以及第一压力调节阀；
所述pH调节池用于调节超滤得到的浓缩的硫酸钠蒸发母液的pH，pH调节池中设有外接电源的pH感应器以及与pH感应器相连接的酸碱液储液罐；
所述脱色系统包括脱色釜，用于调节脱色釜中溶解氧浓度的曝气系统，用于调节脱色温度的第二温度调节器，用于添加改性炭脱色剂和氯化钠的定量控制器，以及用于对脱色处理后的硫酸钠蒸发母液进行纳滤的纳滤模块，所述纳滤模块包括纳滤膜以及第二压力调节阀。
本发明的有益效果是：
(1)本发明焦化废水脱色工艺通过氧化加脱色双重脱色处理，使焦化废水中对生物难降解且引起色度的物质得以去除的同时高效减少COD的浓度，去除率高达99％以上，且所用试剂与硫酸钠蒸发母液反应时不会产生额外的废气以及污染物，起到环保的效果。
(2)本发明焦化废水脱色工艺通过在脱色处理时交替添加改性脱色剂和氯化钠溶液，逐步增强改性脱色剂和氧化铝的配合效果，进一步提高氯化钠溶液对脱色的辅助力度；且通过这种少量多次的添加可以提高脱色处理效果。
（发明人：张升星;郑涛;韩俊海;王仁丰;张豪）
