[发明专利]一种兰炭废水短流程处理方法

说明书

本发明公开了一种兰炭废水短流程处理方法，包括以下处理步骤：预处理、汽提蒸馏、回收碳酸氢铵、蒸发浓缩、膜分离。本发明中创新了兰炭废水的预处理、脱氨、脱酚等工序的技术，能够有效脱除各种污染物，废水经处理后能够回用于兰炭生产耗水工序或者直接排放。本发明淘汰了常规萃取脱酚、生化处理等工序，具有投资少、占地小，运行成本低等优势。

技术领域

本发明涉及煤化工企业生产过程中产生的废水处理领域，尤其涉及一种兰炭废水短流程处理方法。

背景技术

兰炭又称半焦，它是用低变质煤（长焰煤、不粘煤、弱粘煤等）经中低温（600-800℃）干馏热解得到的较低挥发份固体炭质产物。兰炭废水是指在中低温干馏过程以及煤气净化、兰炭蒸汽熄焦过程中形成的一种工业废水。这种废水成分复杂，含有大量难降解、高毒性的污染物，如苯系物、酚类、多环芳烃、氮氧杂环化合物等有机污染物以及重金属等无机污染物，是一种典型的高污染、高毒性工业废水（表1）。2008年国家工业和信息化产业部将兰炭（半焦）列入产业目录后，由于市场需求巨大，兰炭产业得到了迅猛发展，但环境工作者对兰炭废水的相关研究却没有跟上步伐，已投产的大多数兰炭生产企业，其废水污染难题已严重制约着兰炭生产企业的可持续发展。

表1 兰炭废水水质分析表

目前，兰炭废水治理大多采用焚烧或生化处理的方法。焚烧法由于能耗高，企业难以承担高昂的投资和运行费用，且焚烧时废水中的有害物质以蒸气形式排放到大气中，会造成二次污染，相对而言，生化处理具有投资低、运行费用低等优点。

兰炭废水常规生化处理工艺是废水先除油、脱氨，然后大量稀释、或者萃取脱酚、或者采用高级氧化等方法降低废水对微生物的毒性，然后再经过传统的厌氧、好氧等生化处理。为解决兰炭废水的可生化性问题，同时需要加入大量的生活污水、糖类及尿素等加以调节，无形中增加了运营成本。实践证明废水治理效果不理想。由于废水含有大量抑制微生物生长的有毒物质，所以生化处理难以达标，且流程长、占地大、投资大（＞200万元/t废水）、运行费用高（＞100元/t废水），企业难以承受。

有研究借鉴水质相似的焦化废水处理工艺，采用的工艺流程包括除油工艺、酚氨回收工艺、生化处理工艺、深度处理工艺、脱盐处理工艺和蒸发结晶工艺。但兰炭废水的水质比焦化废水恶劣10倍，废水可生化性更差，同时，各种处理工艺目前在推广应用中都存在一些严峻问题，如一次投资成本高、运行费用高、反应条件苛刻、萃取剂中毒污堵或结垢、蒸氨管路堵塞、运行不稳定等问题，难以解决兰炭废水处理领域的问题。

中国专利申请CN104445815A公开了一种兰炭生产废水资源化利用工艺方法及装置，包括深度油水分离、高效络合萃取脱酚、蒸氨三部分。该技术的问题在于采用多级过滤，流程较长，且操作复杂。络合萃取时需要引入危险化学品进行反萃取；其次，萃取脱酚需要加硫酸将废水pH调节到3.0左右，蒸氨时又需要加碱将废水pH调节到10.5以上，加入的硫酸和烧碱在废水中中和形成浓度约2%的Na₂SO₄，兰炭废水经治理后变成高浓度含盐废水，导致中水难以循环利用。进一步增加纳滤、反渗透等膜分离设备，膜分离产水回用，浓水蒸发结晶回收硫酸钠固废，该方案虽然实现了约70%的中水回用，但又增加了投资和运行费用。

中国专利申请CN101665309公开了一种对煤气化含酚氨废水的处理工艺，包括汽提脱 氨、萃取脱酚等技术，采用甲基异丁基酮（MIBK）作为脱酚萃取剂萃取剂。但是 该工艺对油/酚比较高的兰炭废水，处理效果并不理想，且萃取剂流失严重，导致萃取、反萃取成本很高，尤其是萃取剂容易被煤焦油污染，萃取运行一段时间后必须彻底再生。其次，和中国专利申请CN104445815A一样，存在酸、碱消耗高、出水含高浓度盐等问题。