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1、(10)申请公布号 CN 103073140 A (43)申请公布日 2013.05.01 CN 103073140 A *CN103073140A* (21)申请号 201210476159.1 (22)申请日 2012.11.22 C02F 9/10(2006.01) C02F 1/44(2006.01) (71)申请人 南阳理工学院 地址 473004 河南省南阳市长江路 80 号 申请人 中国石油天然气股份有限公司吐哈 油田分公司石油天然气化工厂 (72)发明人 薛刚 王琳 郑成国 黄峰 吴洪福 张亮 刘凤霞 李入林 王莹 王尚君 郭琼 (54) 发明名称 絮凝沉淀 - 蒸发 - 膜分。
2、离联合工艺处理顺酐 工业酸性废水 (57) 摘要 本发明涉及石油化工厂以正丁烷为原料生产 顺酐, 其工业废水富含多种有机酸及酯的混合酸 性废水, COD 高达 18000mg/L。经絮凝沉淀 - 蒸 发-膜分离联合工艺处理后, 其COD达到国家一级 水排放标准 (COD30 60mg/L)。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 3 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书3页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103073140 A CN 103073140 A *CN103073140A* 1/2 页 2 1. 絮。
3、凝沉淀 - 蒸发 - 膜分离联合工艺处理顺酐工业酸性废水, 其特征在于按下述步骤 操作 : (1) 将离心机轻相废水 (COD14000mg/L)、 解析真空泵排出废水 (COD28000 32000mg/ L) 和精制真空泵排出废水 (COD5000mg/L) 混合后 (COD18000 20000mg/L), 其 pH 为 1 2。 (2) 在搅拌条件下, 加入定量的固体氧化钙粉和高分子絮凝剂, 调节 pH 为 8 左右, 搅拌 5 分钟, 静置 10 分钟, 利用板框过滤机过滤。 (3) 滤饼排出 ; 滤液进行蒸发浓缩。 (4) 蒸出液进入纳滤系统, 纳滤浓缩液再返回蒸发浓缩系统。 (5。
4、) 纳滤液进入反渗透系统, 反渗透浓缩液返回蒸发系统, 反渗透液的 COD 为 30 60mg/L, 达到废水回用标准。 2. 根据权利 1 所述的絮凝沉淀 - 蒸发 - 膜分离联合工艺处理顺酐工业生产废水, 其特 征在于 : 所述高分子无机絮凝剂为聚合双酸铝铁 - 次氯酸钠, 其合成步骤为 : (1) 称取 36.2g AlCl36H2O, 用蒸馏水定容至 150ml( 浓度为 1mol/L 的 AlCl36H2O 溶 液 ) 置于 500ml 三口烧瓶中。 (2) 水浴加热至 90 ( 带搅拌与冷却 )。 (3) 准确加入硫酸亚铁 : 按 n(Al) n(Fe) 6 1 比例称取 FeSO。
5、47H2O 加入反应液 中, 溶解, 颜色先为浅绿。 (4) 调盐基度 : 按 n(Al) n(Na) 1 1 比例称取 NaOH, 定容至 30ml, 制成 5mol/L 的 NaOH 溶液。用滴加管缓慢将 NaOH 加入反应液中, 测其 pH 为 4.0 5.0. (5) 准确加入 30 NaClO3: 按 n(Fe2+) n(NaClO) 1 1.5 比例计算配制。量取 4ml30 NaClO 加入反应液 中, 溶液马上变为红褐色。 (6) 保温 90搅拌反应 2h (7) 降温至 50, 关搅拌, 保温熟化 8 12h 即制成聚合双酸铝铁 - 次氯酸絮凝剂。产品 PH 为 3-4, 共。
6、 300ml。 3. 根据权利 1 所述的絮凝沉淀 - 蒸发 - 膜分离联合工艺处理顺酐工业生产废水, 其特 征在于 : 所述的高分子有机絮凝剂为阴离子聚丙烯酰胺。 4. 根据权利 1 所述的絮凝沉淀 - 蒸发 - 膜分离联合工艺处理顺酐工业生产废水, 其特 征在于 : 所述的高分子有机絮凝剂 ( 脱色剂 ) 为双氰胺甲醛 - 铵盐絮凝剂, 其合成步骤 为 : (1) 在装有搅拌器、 温度计、 冷凝管的 500ml 四口瓶或三口瓶中加入 37甲醛 100ml。 (2) 搅拌下加入 50 52 克双氰胺, 温度会自然升至 38左右。 (3) 在 40加入氯化铝 10 克 ( 催化剂, 硫酸铝也可。
7、以 ), 反应 30min 左右时溶液变清 澈。 (4) 加入改性剂氯化铵 30 33 克。( 硫酸铵作为蛋白质沉淀剂 ) (5) 控制温度与 40左右 ( 反应过程中会升温 ), 搅拌至溶液变透明后 ( 约 1 小时 ), 加 100ml 水升温至 65 70, 反应 2 2.5 小时, 观察粘度。 (6) 冷却前再加入 100ml 水, 搅拌 30 分钟。 权 利 要 求 书 CN 103073140 A 2 2/2 页 3 即制成双氰胺甲醛 - 铵盐絮凝剂。产品 PH 为 4-5, 共 300ml 。 5. 根据权利 1 所述的絮凝沉淀 - 蒸发 - 膜分离联合工艺处理顺酐工业生产废水,。
8、 其特 征在于 : 所述的絮凝剂为 : 自制了四种高分子无机絮凝剂 ( 聚硅酸铝、 聚硅酸镁、 聚合双酸 铝铁 - 双氧水、 聚合双酸铝铁 - 次氯酸钠 ), 四种高分子有机絮凝脱色剂 ( 双氰胺甲醛 - 铵 盐、 双氰胺甲醛 - 阳离子淀粉、 双氰胺甲醛 - 铝铁、 双氰胺甲醛 - 淀粉尿素 ), 市场上购得阴 离子聚丙烯酰胺絮凝剂、 阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂、 聚合硫酸铁、 聚合氯化铝等絮凝剂。经 实验选择出聚合双酸铝铁 - 次氯酸钠、 阴离子聚丙烯酰胺和双氰胺甲醛 - 铵盐三种絮凝剂 配合使用, 效果最好。 6. 根据权利 1 所述的絮凝沉淀 - 蒸发 - 膜分离联合工艺处理顺酐工业生产废。
9、水, 其特 征在于 ; 所述调节 pH 为 8, 经 MgO、 CaO、 Mg(OH)2、 NaOH 等调节 pH 的实验结果说明以 Mg(OH)2 和 CaO 调节 pH 后, 经蒸发 COD 明显降低, 有利于膜分离。考虑到成本, 采用 CaO 调节 pH。 权 利 要 求 书 CN 103073140 A 3 1/3 页 4 絮凝沉淀 - 蒸发 - 膜分离联合工艺处理顺酐工业酸性废水 技术领域 0001 本发明涉及酸性化工废水处理领域, 具体说是石油化工厂以正丁烷为原料生产顺 酐排放的酸性废水, 采用絮凝沉淀 - 蒸发 - 膜分离联合工艺处理酸性废水的工艺。 背景技术 0002 吐哈油田。
10、公司石油天然气化工厂成立于 1996 年, 2000 年以前主要开展了油气下 游产品若干项目的调研论证及优化筛选工作。2001 年 2 月开始建设顺酐装置, 2003 年 3 月 15 日开厂一次成功。现有一套 2 万吨 / 年顺酐装置和一套 10 万吨 / 年溶剂油装置, 各项指 标达到了国内同行业领先水平, 其中, 顺酐溶剂吸收及尾气回收技术达到了国际先进水平。 0003 顺酐装置采取正丁烷固定床溶剂吸收工艺, 分气分、 反应吸收、 解析精制、 溶剂洗 涤等 10 个工段。来自油田的液化汽进入气体分离装置分离出正丁烷, 正丁烷在经过蒸发和 过热后与鼓风机送来的空气按一定比例混合, 在催化剂。
11、的作用下氧化生成含顺酐的气体混 合物, 经溶剂吸收和真空解析装置分离得到粗酐, 粗酐经过精馏、 结片成型和包装后成为袋 装片状顺酐产品。 溶剂油装置采用精馏生产工艺, 将原料精馏分离为不同初馏点、 干点的馏 分, 生产出合格的溶剂油产品。 0004 吐哈油田石化厂以正丁烷为原料, 生产顺酐, 在生产过程中产生的工业废水来源 于离心机轻相废水, 流量为 2.2 2.5m3/h, COD 含量在 10000 14000mg/L ; 解析真空泵排 出废水, 其流量为 1.0 1.2m3/h, COD 含量为 26000 32000mg/L ; 精制真空泵排水, 其流 量为 1.0 1.2m3/h, 。
12、COD 含量为 5000mg/L 左右。混合废水中有计算机酯混合物的含量分 别为乙酸 0.15, 丙烯酸 0.33, 马来酸 0.16, 富马酸 0.07, 邻苯二甲酸 0.29, 邻苯 二甲酸二丁酯(DBP)0.19, 丁醇0.098, 乙酸乙酯0.012, 乙酸丁酯0.014, 丙烯酸二 聚体 0.020, 马来酸酯 0.022, 苯甲酸酯 0.024, 杂苯类 0.027, pH 1.0-2.0。除此 之外, 还含有其它未知微量的有机混合有机物, 总含量大约为 1.3-1.8, 总工业废水排放 量为 100 120m3/ 日。如果不经过处理直接排放, 不但造成对环境的严重污染, 而且也造。
13、 成水资源的浪费。根据国家对工业废水排放的环保要求和企业对水资源循环利用的需求, 需要对该工业废水进行达标治理, 使废水排放达标并可循环利用。 发明内容 : 0005 本发明的目的是提供一种处理富含有机酸及其酯的混合酸性废水工艺, 使其废水 COD达到国家一级排放标准。 由于解析真空泵排出的废水COD含量高达30000mg/l左右, 混 合后的废水 COD 在 18000mg/l, 直接采用二级絮凝沉淀蒸发膜分离联合工艺, 虽能使处 理废水 达标, 但工艺流程长, 设备投资大, 操作控制复杂, 且膜容易堵塞, 冲洗频率增加, 使 用寿命缩短。所以, 将离心机轻相废水、 精制真空泵废水和解析真空。
14、废水三股合并后, 采用 中和絮凝沉淀 - 蒸发 - 膜分离联合工艺路线。在不计蒸汽消耗的情况下, 该方案工艺流程 短, 操作控制方便, 设备投资和操作费用低, 且为膜分离系统提供安全、 清洁的处理环境, 保 证了废水的处理质量, 也延长了膜组件使用寿命。 说 明 书 CN 103073140 A 4 2/3 页 5 0006 本发明的具体内容如下 : 为实现上述目的, 本发明采用的技术方案 : 采用絮凝脱 色沉淀 - 蒸发 - 膜分离联合工艺处理富含有机酸和酯的混合酸性废水, 其特征在于按下述 步骤进行 : 0007 (1) 中和絮凝 - 过滤工段工艺 0008 用离心泵将原水储罐中的混合废水。
15、送入中和絮凝沉降槽中, 在搅拌条件下加入定 量的固体氧化钙粉和中性絮凝剂, 调节 pH8.0 左右, 搅拌 5 分钟, 静止 10 分钟后, 用离心泵 将调好的悬浮液打入程控全自动密闭式压滤机中。 滤液收集于中和液贮罐, 用于蒸发浓缩, 滤饼排出后外运。 0009 (2) 蒸发工段工艺 0010 用离心泵将中和液储罐中的过滤液送入单效蒸发器中, 在真空条件下对过滤液进 行蒸发浓缩, 蒸发设备蒸出的二次蒸汽经冷凝器冷凝后形成的蒸出液送入冷凝液贮罐, 用 于下一步的膜分离操作, 蒸发设备的浓缩物为液固悬浮物, 送入中和槽中, 进行下一步的液 固分离。 0011 3、 膜分离系统的工艺 0012 用。
16、加压泵将冷凝液贮罐中的冷凝液送入纳滤膜组件, 纳滤的浓缩液一部分返回到 加压泵前循环纳滤, 纳滤浓缩液约占进水量的15.0时, 纳滤浓缩液进行进一步的蒸发。 反 渗透组件的透过液约占进水量的 98, 去淡水池回用, 浓缩液约占进水量的 2, 返回到纳 滤前的缓冲罐中, 循环处理。膜处理装置系统操作稳定、 安全可靠、 能承受水质变化冲击负 荷, 控制系统应采用成熟、 可靠的 PLC 工业控制系统, 设备开启后可实行无人操作。前置处 理装置能在不同工况下 ( 不同流量、 不同浓度下 ) 自动调节负荷, 使装置始终在最理想、 最 经济点运行 ; 0013 本发明有以下优点 : 0014 1.合成的聚。
17、合双酸铝铁-次氯酸钠处理的酸性废水较其它絮凝剂处理色度较浅。 0015 2. 合成的高分子有机絮凝剂双氰胺甲醛 - 铵盐絮凝剂既有助凝作用又具有脱色 作用。 0016 3.通过去除大分子物质, 调pH为8时, 一些有机酸与钙形成的物质不易被蒸出, 利 于减轻膜处理的压力, 蒸出液的COD为700-800mg/L。 当pH7时, 蒸出水COD高达2000 2100mg/L。 0017 4.通过絮凝脱色-蒸发-膜处理工艺处理酸性废水, 在不计蒸汽消耗的情况下, 该 方案工艺流 程短, 操作控制方便, 设备投资和操作费用低, 且为膜分离系统提供安全、 清洁 的处理环境, 保证了废水的处理质量, 也延。
18、长了膜组件使用寿命, 处理后, COD 达到一级废水 排放标准。 附图说明 0018 图 1 本发明工艺流程示意图, 即工业有机废水处理工艺流程图。 具体实施方式 0019 下面结合实例对本发明作进一步的详细说明, 但它并不是对本发明的限定。 0020 实施例 1 : 0021 1. 絮凝脱色沉淀 : 用离心泵将原水储罐中的混合废水送入中和絮凝沉降槽中, 在 说 明 书 CN 103073140 A 5 3/3 页 6 搅拌条件下加入固体氧化钙粉, 固体氧化钙的加入量为原混合废水进水量的 0.9, 调节 pH8.0, 然后加入 0.4聚合双酸铝铁 - 次氯酸钠、 1阴离子聚丙烯酰胺 ( 万分之。
19、 5 浓度 ) 和 0.2双氰胺甲醛 - 铵盐三种絮凝剂, 搅拌 5 分钟, 静止 10 分钟。 0022 2. 过滤 : 用离心泵将调好的悬浮液打入程控全自动密闭式压滤机中。滤液收集于 中和液贮罐, 用于蒸发浓缩, 滤饼排出后外运。 0023 3. 蒸发 : 用离心泵将中和液储罐中的过滤液送入单效蒸发其中, 在真空条件下对 过滤液进行蒸发浓缩, 蒸发设备蒸出的二次蒸汽经冷凝器冷凝后形成的蒸出液送入冷凝液 贮罐, 用于下一步的膜分离操作, 蒸发设备的浓缩物为液固悬浮物, 送入中和槽中, 进行下 一步的液固分离。 真空度控制在.008-0.09MPa之间, 二次蒸汽的温度为70-80, 水分蒸发。
20、 量占进水量的 98左右, 浓缩物占进水量的 2.0左右。蒸出液的 COD 为 700-800mg/L。 0024 4. 纳滤 : 用加压泵将冷凝液贮罐中的冷凝液送入纳滤膜组件, 纳滤的浓缩液一部 分返回到加压泵前循环纳滤, 纳滤浓缩液约占进水量的 15.0时, 纳滤浓缩液进行进一步 的蒸发。 0025 5. 反渗透 : 透过液经高压泵送入反渗透膜组件, 反渗透组件的透过液约占进水量 的 98, 去淡水池回用, 浓缩液约占进水量的 2, 返回到纳滤前, 循环处理。 0026 实施例 2 : 0027 1. 絮凝脱色沉淀 取混合酸性废水 (COD18000mg/L)2000mL 于烧杯中, 加入。
21、固体 CaO18 克调节 pH 为 8.0。然后再加入聚合双酸铝铁 - 次氯酸钠 8ml、 0.5阴离子聚丙烯酰 胺 2mL 和双氰胺甲醛 - 铵盐 0.2mL, 搅拌 5 分钟, 静置 10 分钟。 0028 2. 过滤取一块 500 目滤布, 将上述溶液进行过滤, 去除滤渣, 滤液此时的 pH 为 7.2 7.7, COD 为 1000mg/L 左右。 0029 3. 蒸发 滤液导入旋转蒸发仪的蒸发瓶中, 控制温度 70 80, 真空度在 0.08 0.09MPa, 去除残留物, 蒸出液为 1960ml, 此时的 COD 为 200 800mg/L。 0030 4. 纳滤 蒸出液进入纳滤设备, 压力控制在 0.3Mpa, 进行纳滤。当浓缩液占进水 量的 15, 透过液占 85时, 浓缩液返回到蒸发装置中, 而透过液的 COD1650 1700mg/L, 进入反渗透装置。此时的 COD 为 300 500mg/L。 0031 5. 反渗 透纳滤透过液进入反渗透装置, 当纳滤透过液占 98, 浓缩液占 2时 停止反渗透。2的反渗透浓缩液返回到纳滤前, 循环处理。此时透过液为 1600mg, COD 为 30 60mg/L。 说 明 书 CN 103073140 A 6 1/1 页 7 图 1 说 明 书 附 图 CN 103073140 A 7 。