一种煤焦油污水处理方法

摘要

本发明公开了一种煤焦油污水处理方法，包括如下步骤：(1)将经过预处理后的煤焦油污水输入催化湿式氧化单元进行处理，催化湿式氧化单元反应压力为3-9Mpa，反应温度为200-290℃，催化剂可以为贵金属催化剂、金属氧化物催化剂和复合金属催化剂，停留时间45min-75min，去除污水中的COD、氨氮、挥发酚、CN-、硫化物；(2)催化湿式氧化单元出水后进入电解高级氧化单元，所述电解高级氧化单元采用固体钻石合金作为正负两极，两极电压为220伏，电流为20-80A，通过对两极通电，使污水中的水电解，产生具有高氧化性的羟基，羟基将污水中剩余的COD、氨氮、挥发酚等污染物进一步氧化分解。使污水处理系统出水指标达到《污水综合排放标准》中的一级标准。

权利要求

1.一种煤焦油污水处理方法，其特征是：包括如下步骤：

（1）将所述煤焦油污水汇集到调节池，进行水质水量调节；

（2）用旋流油水分离器对煤焦油污水进行预处理：将煤焦油污水通过输送泵泵入旋流油水分离器中进行除油，所述旋流油水分离器的出水含油量在200mg/L以内； （3）将煤焦油污水放入催化湿式氧化单元进行处理，催化湿式氧化单元反应压力为

3-9MPa，反应温度为200-290℃，催化剂选自贵金属催化剂、金属氧化物催化剂或复合金属催化剂中的一种，停留时间45min-75min，去除污水中的COD、氨氮、挥发酚、CN-、硫化物； （4）催化湿式氧化单元出水后进入电解高级氧化单元，所述电解高级氧化单元采用固体钻石合金作为正负两极，通过对两极通电，使污水中的水电解，产生具有高氧化性的羟基，羟基将污水中剩余的COD、氨氮、挥发酚进一步氧化去除，其中： 所述步骤（4）中正负两极之间的电压为220伏，电流为20-80A；

所述污水在步骤（4）中重复循环处理多次。

2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征是：所述催化湿式氧化单元中反应器及管道的材质为钛材。

说明书

一种煤焦油污水处理方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种污水的处理方法，更准确地说，涉及一种煤焦油污水的处理方法，属于环保技术领域。

背景技术

[0002] 中温煤焦油主要是褐煤等弱黏结性煤在直立炭化炉中干馏的产物。由于焦油加工大型化和集中化的趋势，中温煤焦油加工及其产生的环境问题已经越来越为人们所关注。废水问题是影响环境的主要问题之一，特别是随着中温煤焦油加工行业的大型化，废水处置难的问题已经显现出来。煤焦油废水中含有高浓度的COD、酚类等物质，生化性差，极难处理。由于缺少有效的煤焦油处理方法，当前业内普遍采用物化方法与生化方法相结合的工艺进行处理，处理后出水难以达标排放。

发明内容

[0003] 本发明的目的是解决现有技术中存在的问题，提供了一种煤焦油污水处理方法，其处理效果好，其处理后的污水可达标排放，减少了水体污染。

[0004] 本发明的技术方案是：一种煤焦油污水处理方法，包括如下步骤：(1)将煤焦油污水输入催化湿式氧化单元进行处理，催化湿式氧化单元反应压力为3-9Mpa，反应温度为200-290℃，催化剂可以为贵金属催化剂、金属氧化物催化剂或复合金属催化剂，停留时间
45min-75min，去除污水中的COD、氨氮、挥发酚、CN-、硫化物。本单元的具体步骤为：污水经升压泵升压至设计压力后，与来自空压机的压缩空气混合，然后经预热器、加热器升温至设计温度，进入反应塔进行反应，废水中的污染物在反应器中被分解为小分子有机物、二氧化碳、水和氮气等(液体状态下发生的剧烈氧化反应--液态燃烧)，反应为放热反应。反应器采用金属钛材质以防止强腐蚀性污染物对设备的损害。由于本反应为放热的反应，在预热器中，可以通过与高温反应产物换热来达到升温的目的，反应产物换热后进入气液分离器进行气液分离，分离的气相排放，液相进入下步工序继续处理。

[0005] (2)催化湿式氧化单元出水后进入电解高级氧化单元，所述电解高级氧化单元采用固体钻石合金作为正负两极，两极电压为220伏，电流为20-80A，通过对两极通电，使污水中的水电解，产生具有高氧化性的羟基，羟基将污水中剩余的COD、氨氮、挥发酚、进一步氧化。电解高级氧化单元的具体处理步骤为：进入循环水箱的污水经循环水泵输送进入电解高价氧化器进行污染物去除，电解高级氧化器的出水进入另一循环水箱中，两座循环水箱采用管道连通，由于经过单次电解高级氧化处理不能达到出水指标，因此，污水需要循环进入电解高级氧化单元进行处理。

[0006] 废水中含油量较高会对催化湿式氧化工艺产生不良的影响，容易造成装置运行不正常。所以优选的是，在步骤(1)之前用旋流油水分离器对煤焦油污水进行预处理：将煤焦油污水通过输送泵泵入旋流油水分离器中进行除油，所述旋流油水分离器的出水含油量在200mg/l以内。

[0007] 优选的是，在预处理前，将所述煤焦油污水汇集到调节池，进行水质水量均衡。

[0008] 所述步骤(1)是在中温高压条件下对污水进行处理，由于煤焦油废水中氯离子浓度较高，腐蚀性超强，因此，所选用催化湿式氧化反应器材质为耐腐蚀性强的钛材。

[0009] 所述步骤(2)中所述的电解高级氧化单元采用固体钻石作为电极。该装置在电解化学过程中在不使用任何药剂的情况下，几乎可以氧化所有的有机物分子，并几乎完全将它们矿化为二氧化碳和水。

[0010] 本发明的有益效果是：(1)旋流油水分离器可以有效去除废水的油分；(2)利用催化湿式氧化系统，其对氨氮、COD、挥发酚、硫化物的降解效果好；(3)电解氧化进一步除去污水中剩余的污染物质，其处理后的污水可达标排放，减少了水体污染。

附图说明

[0011] 图1示出了本发明的工艺流程图。

具体实施方式

[0012] 下面结合具体实施例对本发明的具体实施方式做进一步说明。以下所述仅为本发明较佳的实施方式，并非用来限定本发明的实施范围，但凡在本发明的保护范围内所做的等效变化及修饰，皆应认为落入了本发明的保护范围内。

[0013] 水中的还原性物质有各种有机物、亚硝酸盐、硫化物、亚铁盐等，但主要的是有机物。因此，化学需氧量(COD)又往往作为衡量水中有机物质含量多少的指标。化学需氧量越大，说明水体受有机物的污染越严重。

[0014] BOD(Biochemical Oxygen Demand的简写)：生化需氧量或生化耗氧量，表示水中有机物等需氧污染物质含量的一个综合指示。说明水中有机物由于微生物的生化作用进行氧化分解，使之无机化或气体化时所消耗水中溶解氧的总数量。数值越大证明水中含有的有机物越多，因此污染也越严重。

[0015] 图1为本发明煤焦油污水处理工艺流程图，它包括如下步骤：

[0016] (1)煤焦油污水汇集到调节池，进行水质、水量的调节与均合；

[0017] (2)对污水进行除油处理，其具体操作方法是：将调节池中的污水经过提升泵打入旋流油水分离器，旋流油水分离器通过高速的旋转将废水中的油分与水进行两相分离，分离后的油相与水相分别从不同的管口排出。

[0018] (3)对污水中COD、氨氮、挥发酚、CN-、硫化物等污染物进行氧化分解，其具体操作方法是：旋流油水分离器的出水进入催化湿式氧化单元，催化湿式氧化单元反应压力为3-9Mpa，反应温度为200-290℃，催化剂可以为贵金属催化剂、金属氧化物催化剂和复合金属催化剂，停留时间45min-75min。本单元具体步骤为：污水经升压泵升压至设计压力后，与来自空压机的压缩空气混合，然后经预热和加热器升温至设计温度，进入反应塔进行反应，废水中的污染物在反应器中被分解为小分子有机物、二氧化碳、水和氮气等(液态燃烧)，反应为放热反应，反应器采用金属钛材质防止强腐蚀性污染物对设备损害，在预热器中，原水与高温反应产物换热达到升温目的，反应产物预热后进气液分离器进行气液分离，分离的气象排放、液相去下步工序继续处理，加热器的热源则由来自热媒体加热炉的热媒体提供。

[0019] 湿式催化氧化法(CWO)处理技术是一种废水的深度处理技术。该处理工艺是在一定温度和压力条件下，在填充专用催化剂的反应器中，保持废水在液体状态，用氧气(空气)作氧化剂，利用催化氧化的原理，一次性地对高浓度有机废水的COD、TOC、氨、氰等污染物进行催化氧化分解深度处理，使之转变为CO2、N2、水等无害成分，并同时脱臭、脱色及杀菌消毒.从而达到净化处理水的目的。主要污染物氧化反应如下：

[0020] 有机物(碳水化合物BOD、COD等)

[0021] 例：CH3COOH+2O2→2CO2+2H2O+208.3kcal/g·mol

[0022] 含氮化合物

[0023] 例：4NH3+3O2→2N2+6H2O+76.2kcal/g·mol

[0024] 硫化物

[0025] 例：H2S+2O2→H2SO4+136.2kcal/g·mol

[0026] 本发明采用本领域常用的催化剂即可实现。

[0027] (4)对污水作进一步的高级氧化，其具体操作方法是：催化湿式氧化出水进入高级电解氧化单元，该单元采用固体钻石作为正负两极，两极电压为220伏，电流为20-80A，通过对两极通电，使废水中的水电解产生具有高氧化性的羟基，羟基将废水中剩余的COD进行彻底的氧化，使出水达到《综合污水排放标准》中的一级标准。电解高级氧化单元具体处理步骤为：进入循环水箱的废水经循环水泵输送进入电解高价氧化器进行污染物去除，电解高级氧化器的出水进入另一循环水箱中，两座循环水箱采用管道连通，由于经过单次电解高级氧化处理不能达到出水指标，因此，污水需要循环进入电解高级氧化器进行处理。

[0028] 高级电解氧化的阳极在外加电场作用下可以直接或间接产生具有强氧化活性的·OH，·OH具有非常强的氧化性，可以将废水中有机物氧化成无机小分子物质，从而达到去除污染物的目的。

[0029] 电极高级氧化机理可分为两个部分，即直接氧化和间接氧化。直接氧化作用是指溶液中·OH基团的氧化作用，它是由水通过电化学作用产生的，该基团具有很强的氧化活性，对作用物几乎无选择性。直接氧化的电极反应如下：

[0030] 2H2O→2·OH+2H++2e-

[0031] 有机物+·OH→CO2+H2O

[0032] 2NH3+6·OH→N2↑+6H2O

[0033] 2·OH→H2O+1/2O2

[0034] 若废水中含有高浓度的Cl-时，Cl-在阳极放出电子，形成Cl2，进一步在溶液中形- -成ClO，溶液中的Cl2/ClO 的氧化作用能有效去除废水中的COD。这种氧化作用即为间接氧化，反应如下：

[0035] 阳极：4OH-→2H2O+O2+4e-

[0036] 2Cl-→Cl2+2e-

[0037] 溶液中：Cl2+H2O→ClO-+H++Cl-

[0038] 有机物+ClO-→CO2+H2O

[0039] 实施例1

[0040] 某50万吨/年中温煤焦油轻质化项目煤焦油加工项目在加氢裂化、制氢、延迟焦化等工艺过程中会产生一种高浓度煤焦油废水该废水污染物含量高、成分复杂、处理难度大。经过前期调研与实现最终选择本发明所述的“旋流除油+催化湿式氧化+电解高级氧化”组合工艺进行处理，该组合工艺流程相对较简洁、技术先进、占地面积小、自动化程度高、处理出水可以稳定达到《污水综合排放标准》中的一级标准。

[0041] 1、进水水质情况如下表：

[0042]

[0043] 2、工程设计参数

[0044] 20m3/h煤焦油污水工程系统，工程参数如下表：

[0045]

[0046] 3、去除率情况

[0047] 该实施例中催化湿式氧化单元反应压力7Mpa，反应温度260℃，停留时间45分钟；3
电解高级氧化单元的进水水温80℃，电压220伏，电流60A，单套循环水量40m/h。如下表所示：

[0048]

[0049]

[0050] 4.有益效果

[0051] 本实施例每年可处理煤焦油污水15.84万吨，消解化学需氧量(CODcr)：4738吨/年；消解挥发酚：475.2吨/年；消解NH3-N量：475.2吨/年；消解石油类量：316.8吨/年-消解悬浮物CN ：158.4吨/年。