一种处理低阶煤热解污水的系统及方法技术领域
本发明涉及工业污水处理，具体涉及一种处理处理低阶煤热解污水的系统及方
法。
背景技术
我国低阶煤储量丰富，约占煤炭资源总量50％以上。将低阶煤热解利用具有很大
的市场前景，将会成为我国未来重要的能源支撑。低阶煤热解后能够产生半焦、煤气、焦油。
煤炭快速热解污水是煤在快速热解、热解煤气回收净化和化工产品回收精制等过程产生的
污水统称，其中含有大量污染物，如挥发酚、含氰化合物、氨氮等，这类污染物毒性大，难降
解，处理成本高，未经处理而直接排放到自然水体中将会严重污染环境，间接危害人类健康
生存。对于这类污水，常用的处理技术有物理化学法、生物处理法和化学处理法。
生化处理法是处理煤热解污水的主要方法，具有处理规模大、处理成本低、出水水
质高等优点。但是生化法对污水水质要求较高，如B/C值(BOD/COD值)高于0.3，氨氮、挥发酚
等有毒物质浓度保持在较低浓度水平。这使得生物处理法的单独应用受到限制，往往只用
在污水的预处理。
物理化学法既可以作为污水预处理的方法，也可以应用于污水的深度处理，具有
对污水水质要求低、处理负荷高、处理效率高等优点，但是处理成本较高，且对设备的要求
较高，因此无法得到大规模使用。
寻找污染低、效率高、成本低的处理工艺，是目前处理煤炭快速热解污水的主要研
究方向，也有利于实现热解污水的近零排放和水资源的循环利用，满足经济和社会可持续
发展的需求。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种处理低阶煤热解污水的系统及利用这种系统
处理处理低阶煤热解污水的方法。
根据本发明的一个方面，本发明提供了一种一种处理低阶煤热解污水的系统，其
包括除油单元、沉淀单元、脱酚脱氨单元、氨氮回收单元、酸化处理单元、苯酚萃取单元和生
化处理单元；
所述除油单元设有热解污水入口、热解焦炭入口和除油污水出口；
所述沉淀单元设有除油污水入口、絮凝剂入口和沉淀污水出口，所述除油污水入
口与所述除油污水出口相连；
所述脱酚脱氨单元设有沉淀污水入口、脱酚脱氨污水出口和含酚含氨蒸汽出口，
所述沉淀污水入口与所述沉淀污水出口相连；
所述氨氮回收单元设有蒸汽入口、含酚含氨蒸汽入口、碱液入口、含氨蒸汽出口和
含酚碱液出口，所述含酚含氨蒸汽入口与所述含酚含氨蒸汽出口相连；
所述酸化处理单元设有酸入口、含酚碱液入口和酸化液出口，所述含酚碱液入口
和所述含酚碱液出口相连；
所述苯酚萃取单元设有酸化液入口、萃取剂入口、萃取液出口和萃取废液出口，所
述酸化液入口与所述酸化液出口相连；
所述生化处理单元设有脱酚脱氨污水入口、萃取废液入口和出水口，所述脱酚脱
氨污水入口和所述脱酚脱氨污水出口相连，所述萃取废液入口与所述萃取废液出口相连。
在本发明的一个实施方案中，所述脱酚脱氨单元设有苯酚萃取液处理室，所述苯
酚萃取液处理室设有萃取液入口、含酚蒸汽出口和废液出口，所述苯酚萃取单元还设有废
液入口，所述萃取液入口与所述萃取液出口相连，所述废液出口与所述废液入口相连。
在本发明的一个实施方案中，所述酸化处理单元还设有回流水入口，所述回流水
入口与所述萃取废液出口相连。
在本发明的一个实施方案中，所述脱酚脱氨单元包括汽提塔，所述汽提塔有多层，
所述汽提塔顶层的温度和压力小于所述汽提塔底层的温度和压力。
在本发明的一个实施方案中，所述汽提塔顶层的进水管路为环状螺旋结构。
在本发明的一个实施方案中，所述汽提塔的底部设有蒸汽加热器。
在本发明的一个实施方案中，所述氨氮回收单元配有酸碱度测定仪。
根据本发明的另一个方面，本发明还提供了一种利用上述系统处理低阶煤热解污
水的方法，所述方法包括如下步骤：
将热解污水、热解焦炭送入所述除油单元，对所述热解污水进行除油；
将除油后的污水送入所述沉淀单元，并加入絮凝剂，除去污水中的悬浮物；
将除去悬浮物的污水送入所述脱酚脱氨单元，将苯酚和氨氮随蒸汽从污水中分离
出来；
将从所述脱酚脱氨单元排出的含苯酚和氨氮的蒸汽送入所述氨氮回收单元，并加
入碱液、通入新蒸汽，回收氨氮；
将从所述氨氮回收单元排出的含有苯酚的碱液送入所述酸化处理单元，并加入
酸，调节pH；
将调好pH的酸化液送入所述苯酚萃取单元，并加入萃取剂，制得萃取液，将萃取液
进一步处理制得苯酚；
将除去苯酚和氨氮的污水及从所述苯酚萃取单元排出的萃取废液送入所述生化
处理单元进行生化处理，然后排出。
在本发明的一个实施方案中，将所述萃取废液部分回流至所述酸化处理单元。
在本发明的一个实施方案中，从所述氨氮回收单元排出的含有苯酚的碱液的pH≤
10。
本发明提供的处理低阶煤热解污水的系统及方法结合了低阶煤热解工艺特点，进
行了科学合理的工艺路线设计，实现了对低阶煤热解工艺产生的污水进行高效、有针对性
的处理，并对污水中的可利用资源进行回收。
其次，本发明提供的处理低阶煤热解污水的系统及方法利用污水实现了热解焦炭
的熄焦，同时也对污水进行了初级吸附处理。
此外，本发明提供的处理低阶煤热解污水的系统及方法合理利用生产过程中的废
碱液与废酸液，减少了酸碱使用量，降低了运行处理成本。
进一步地，本发明所用的汽提塔为竖向双室结构，同时进行脱氮脱酚和苯酚提取，
减少了汽提塔的数量，降低了工艺成本。
进一步地，本发明提供的处理低阶煤热解污水的系统及方法提取了污水中的苯酚
和氨氮，实现了废弃物的资源化。
附图说明
图1为本发明实施例中的一种处理低阶煤热解污水的系统的结构示意图。
图2为本发明实施例中的一种处理低阶煤热解污水的工艺流程图。
图中：
1、除油池；1-1、热解污水入口；1-2、热解焦炭入口；1-3、焦炭出口；
2、沉淀池；2-1、沉淀物出口；
3、汽提塔；3-1、蒸汽入口；
4、碱液吸收罐；4-1、蒸汽入口；4-2、碱液入口；
5、酸化处理器；5-1、酸入口；
6、苯酚萃取塔；6-1、萃取剂入口；
7、调节池；
8、SBR生化处理池；8-1、出水口；
9、加药机；
10、苯酚储罐；
11、氨水储罐。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能
够更好地理解本发明的方案及其各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施
例仅是说明的目的，而不是对本发明的限制。
本发明公开了一种处理低阶煤热解污水的系统。其包括：除油单元、沉淀单元、脱
酚脱氨单元、氨氮回收单元、酸化处理单元、苯酚萃取单元和生化处理单元。
除油单元设有热解污水入口、热解焦炭入口和除油污水出口。
除油单元用于吸附热解污水中的浮油和部分有机污染物，并且对污水进行加热。
此外，除油单元还可以对热解焦炭熄焦冷却，并洗去热解焦炭中的部分灰渣。除油单元最好
封闭式，防止产生二次污染。除油单元处理后的污水进入沉淀单元。
除油单元的具体设备并不需要特别限定，只要能有相应的功能就行。优选地，除油
单元包括除油池，除油池顶部加盖密封。
沉淀单元设有除油污水入口、絮凝剂入口和沉淀污水出口，除油污水入口与除油
污水出口相连。
沉淀单元通过絮凝沉淀法和重力沉淀法除去污水中的不溶物。沉淀单元处理后的
污水进入脱酚脱氨单元。
沉淀单元的具体设备并不需要特别限定，只要能有相应的功能就行。优选地，沉淀
单元包括沉淀池。为了更方便的往沉淀池里加药，可配置一加药机。
脱酚脱氨单元设有沉淀污水入口、蒸汽入口、脱酚脱氨污水出口和含酚含氨蒸汽
出口，沉淀污水入口与沉淀污水出口相连。
脱酚脱氨单元通过蒸汽汽提的方式，将苯酚、氨氮从污水中分离出来，并随蒸汽排
出，并提高污水的可生化性。脱酚脱氨单元处理后的污水进入生化处理单元，含有苯酚、氨
氮的蒸汽进入氨氮回收单元。
脱酚脱氨单元包括汽提塔，汽提塔不需要特别的限定，只要能有相应的功能就行。
汽提塔是利用高温气体通过液体时将液体中的易挥发成分分离的装置，本发明中，优选为
多层。其顶层的温度和压力需要小于所述汽提塔底层的温度和压力，因为蒸汽是从下部升
至顶部，为了实现蒸汽的定向移动，顶层压力低。沉淀污水的进水管路最好为环状螺旋结
构，有利于余热交换。为了提高汽提效果，汽提塔的底层最好再设置一个或多个蒸汽加热
器，对入塔的蒸汽进行加热。
氨氮回收单元设有蒸汽入口、含酚含氨蒸汽入口、碱液入口、含氨蒸汽出口和含酚
碱液出口，含酚含氨蒸汽入口与含酚含氨蒸汽出口相连。
氨氮回收单元用于回收污水中的氨氮。氨氮回收系统内有碱液，含苯酚、氨氮的蒸
汽进入氨氮回收单元后，被碱液吸收，氨水在蒸汽吹脱作用下再次分离处理，随蒸汽排出氨
氮回收单元，经冷凝后形成低浓度氨水。剩下的碱液进入酸化处理单元。
氨氮回收单元的具体设备并不需要特别限定，只要能有相应的功能就行。优选地，
氨氮回收单元包括碱液吸收罐。
pH小于11时，脱氨效果不佳。因此，为了方便在线监控，氨氮回收单元可配置酸碱
度测定仪。
酸化处理单元设有酸入口、含酚碱液入口和酸化液出口，含酚碱液入口和氨氮回
收单元的含酚碱液出口相连。
酸化处理单元用于将含酚碱液中的苯酚钠转化为苯酚。酸化处理单元排出的酸化
液进入苯酚萃取单元。
酸化处理单元的具体设备并不需要特别限定，只要能有相应的功能就行。优选地，
酸化处理单元包括酸化处理器。
苯酚萃取单元设有酸化液入口、萃取剂入口、萃取液出口和萃取废液出口，酸化液
入口与酸化处理单元的酸化液出口相连。
苯酚萃取单元通过有机萃取剂与含酚污水进行逆流萃取，将污水中的苯酚从水相
转移至有机相中。
从苯酚萃取单元排出的萃取液还需进一步处理后才能得到苯酚。可采用蒸汽汽提
的方式将苯酚从萃取液中提取出来，可在脱酚脱氨单元设置苯酚萃取液处理室，苯酚萃取
液处理室需设有萃取液入口、含酚蒸汽出口和废液出口，萃取液入口与苯酚萃取单元的萃
取液出口相连。废液可回送至苯酚萃取单元再次用于苯酚萃取，此时，苯酚萃取单元还需设
有废液入口，废液入口与苯酚萃取液处理室的废液出口相连。
苯酚萃取单元排出的萃取废液为含酸污水，可回流至酸化处理单元，降低酸化处
理单元中污水的浓度。此时，酸化处理单元需设有回流水入口，回流水入口与苯酚萃取单元
的萃取废液出口相连。另一部分萃取废液进入生化处理单元。
苯酚萃取单元的具体设备并不需要特别限定，只要能有相应的功能就行。优选地，
苯酚萃取单元包括苯酚萃取塔。
生化处理单元设有脱酚脱氨污水入口、萃取废液入口和出水口，脱酚脱氨污水入
口和脱酚脱氨单元的脱酚脱氨污水出口相连，萃取废液入口与苯酚萃取单元的萃取废液出
口相连。
生化处理单元用于进一步处理污水，使经过生化处理后排出的水达到工业循环用
水的水质标准。
生化处理单元的具体设备并不需要特别限定，只要能有相应的功能就行。优选地，
生化处理单元包括SBR生化处理池和调节池。
SBR是序批式间歇活性污泥法(Sequencing Batch Reactor)的简称。它是近年来
在国内外被引起广泛重视和日趋推广的一种污水生化处理新技术。SBR工艺由按一定时间
顺序间歇操作运行的反应器组成，每个间歇反应器在处理污水时的操作过程包括由进水
期、反应期、沉淀期、排水排泥期和闲置期构成的运行周期。在一个运行周期中，各个阶段的
运行时间、反应器内混合液体积的变化及运行状态都可根据具体污水的性质、出水水质及
运行功能要求等灵活掌握。其主要特点有：占地小、出水水质好、耐冲击负荷能高及运行管
理简单。
本发明还提供了一种利用上述系统处理低阶煤热解污水的方法。该方法包括如下
步骤：
将热解污水、热解焦炭送入所述除油单元，对所述热解污水进行除油；
将除油后的污水送入所述沉淀单元，并加入絮凝剂，除去污水中的悬浮物；
将除去悬浮物的污水送入所述脱酚脱氨单元，将苯酚和氨氮随蒸汽从污水中分离
出来；
将从所述脱酚脱氨单元排出的含苯酚和氨氮的蒸汽送入所述氨氮回收单元，并加
入碱液、通入新蒸汽，回收氨氮；
将从所述氨氮回收单元排出的含有苯酚的碱液送入所述酸化处理单元，并加入
酸，调节pH；
将调好pH的酸化液送入所述苯酚萃取单元，并加入萃取剂，制得萃取液，将萃取液
进一步处理制得苯酚；
将除去苯酚和氨氮的污水及从所述苯酚萃取单元排出的萃取废液送入所述生化
处理单元进行生化处理，然后排出。
其中，萃取废液部分回流至所述酸化处理单元。
此外，从氨氮回收单元排出的含有苯酚的碱液的pH≤10。
下面参考具体实施例，对本发明进行说明。下述实施例中所取工艺条件数值均为
示例性的，其可取数值范围如前述发明内容中所示。下述实施例所用的检测方法均为本行
业常规的检测方法。
实施例1
本实施例提供一种低阶煤热解污水的系统，其结构示意图如图1所示。具体包括：
除油池1、沉淀池2、汽提塔3、碱液吸收罐4、酸化处理器5、苯酚萃取塔6、调节池7、SBR生化处
理池8、加药机9、苯酚储罐10和氨水储罐11。
除油池1顶部加盖密封，除油池1设有热解污水入口1-1、热解焦炭入口1-2、焦炭出
口1-3和除油污水出口。
沉淀池2设有除油污水入口、絮凝剂入口、沉淀物出口2-1和沉淀污水出口。沉淀池
2配有加药机9，加药机9与絮凝剂入口相连。除油污水入口与除油池1的除油污水出口相连。
汽提塔3分上中下三层结构，纵向分为两室结构，一室为污水处理室，一室为苯酚
萃取液处理室，两室的结构相似。汽提塔3内部为高压环境，其顶层的温度和压力小于底层
的温度和压力。塔壁附保温材料，保证塔内温度稳定。汽提塔3的中层设填料层，填料层设有
经液相均匀分布器，底层设有蒸汽入口3-1。
污水处理室上层设有沉淀污水入口、含酚含氨蒸汽出口，底层设有脱酚脱氨污水
出口和蒸汽加热器。沉淀污水入口与沉淀池2的沉淀污水出口相连。此外，水处理室上层的
进水管路为环状螺旋结构，蒸汽从进水管路流过时，能对进入的污水进行预热至85℃以上。
下层的蒸汽加热器对入塔蒸汽进行加热，提高蒸汽的温度，有利于汽提效果。
苯酚萃取液处理室上层设有含酚蒸汽出口、萃取液入口，底层设有废液出口。苯酚
储罐10与含酚蒸汽出口相连。
碱液吸收罐4上部设有含氨蒸汽出口，侧端设有蒸汽入口4-1，底部设有含酚碱液
出口，碱液吸收罐4还设有含酚含氨蒸汽入口、碱液入口4-2。含酚含氨蒸汽入口与汽提塔3
的含酚含氨蒸汽出口相连。碱液吸收罐4配有pH测定仪，用于在线监测碱液的pH值。氨水储
罐11与含氨蒸汽出口相连。
酸化处理器5设有酸入口5-1、含酚碱液入口、回流水入口和酸化液出口，含酚碱液
入口与碱液吸收罐4的含酚碱液出口相连。
苯酚萃取塔6的塔顶设有酸化液入口和萃取液出口，侧壁设有萃取剂入口6-1，苯
酚萃取塔6还设有废液入口、萃取废液出口。酸化液入口与酸化处理器5的酸化液出口相连，
废液入口与汽提塔3的废液出口相连，萃取液出口与汽提塔3的萃取液入口相连，萃取废液
出口与酸化处理器5的回流水入口相连。
调节池7设有脱酚脱氨污水入口、萃取废液入口和调节水出口，脱酚脱氨污水入口
与汽提塔3的脱酚脱氨污水出口相连，萃取废液入口也与苯酚萃取塔6的萃取废液出口相
连。
SBR生化处理池8设有进水口和出水口，进水口与调节池7的调节水出口相连。
实施例2
本实施例提供一种利用实施例1所提供的系统低阶煤热解污水的方法。具体工艺
流程如图2所示。
本实施例采用的低阶煤热解污水的水质如下：
COD＝8000mg/L，BOD5＝4100mg/L，氨氮＝1800mg/L，挥发酚＝5600mg/L，pH＝10。
热解系统产生的热解污水和热解焦炭输送至除油池1。热解污水对热解焦炭冷却
降温，达到熄焦目的。同时，热解焦炭在熄焦过程中对热解污水升温加热，热解污水水温可
升至65℃。热解焦炭还具有吸附作用，可以吸附热解污水中的油类物质，有利于后续脱酚脱
氨和生化处理的正常运行。
从除油池1排出的污水进入沉淀池2中。加药机9往沉淀池2中添加絮凝沉淀剂，将
污水中的悬浮物沉降到池底，通过排渣将沉淀物排出系统。
从沉淀池2排出的污水进入汽提塔3中。本实施例中，汽提塔3顶层的压力为
0.3MPa，底层的压力为0.6MPa。从沉淀池2的沉淀污水出口排出的污水从汽提塔3的污水处
理室的上层的沉淀污水入口进入塔中，通过进水管至填料层，经液相均匀分布器分布后充
满填料层。蒸汽从环状螺旋结构的进水管路中间流过时，对入塔的污水预热至约85℃。底层
的蒸汽加热器将入塔的新鲜蒸汽的温度提升至150℃。底层蒸汽进入填料层后与污水充分
接触，将污水中的苯酚、氨氮分离处理，并随蒸汽载出，通过含酚含氨蒸汽出口输出汽提塔
2，进入碱液吸收罐4。
从汽提塔2排出的污水进入调节池7，然后再进入SBR生化处理池8中进一步处理，
达到工业循环用水水质标准后，回用作为低阶煤热解工艺的循环冷却水。
本实施例中，碱液吸收罐4所用的碱液为NaOH溶液。从汽提塔2排出的含酚含氨蒸
汽与NaOH溶液反应生成苯酚钠、氨水、氢氧化铵等。往碱液吸收罐4中通入新鲜的蒸汽，在新
鲜蒸汽持续吹脱下，碱液中吸收的氨氮又再次被分离，随蒸汽载出，经冷凝后形成氨水，储
存到氨水储罐11中。当碱液的pH小于11时，将碱液排出。
从碱液吸收罐4排出的碱液进入酸化处理器5中加酸后pH调节至6。酸化处理后，水
体中的苯酚钠变成苯酚。
从酸化处理器5排出的酸化污水送入苯酚萃取塔6中。往苯酚萃取塔6中添加醋酸
丁酯，醋酸丁酯与酸化污水进行逆流萃取，所得含酸污水部分回流至酸化处理器5中，另一
部分则流至调节池7，然后再进入SBR生化处理池8中进一步处理。
从苯酚萃取塔6排出的苯酚萃取液送入汽提塔3的苯酚萃取液处理室中，经液相均
匀分布器充满填料层，底层蒸汽进入填料层后与苯酚萃取液充分接触，将萃取液中的苯酚
分离，并随蒸汽载出，通过含酚蒸汽出口输出汽提塔3，进入苯酚储罐10；废液通过废液出口
送回至苯酚萃取塔6中。
综上可知，本发明提供的处理低阶煤热解污水的系统及方法结合了低阶煤热解工
艺特点，进行了科学合理的工艺路线设计，实现了对低阶煤热解工艺产生的污水进行高效、
有针对性的处理，并对污水中的可利用资源进行回收。
其次，本发明提供的处理低阶煤热解污水的系统及方法利用污水实现了热解焦炭
的熄焦，同时也对污水进行了初级吸附处理。
此外，本发明提供的处理低阶煤热解污水的系统及方法合理利用生产过程中的废
碱液与废酸液，减少了酸碱使用量，降低了运行处理成本。
进一步地，本发明所用的汽提塔为竖向双室结构，同时进行脱氮脱酚和苯酚提取，
减少了汽提塔的数量，降低了工艺成本。
进一步地，本发明提供的处理低阶煤热解污水的系统及方法提取了污水中的苯酚
和氨氮，实现了废弃物的资源化。
需要说明的是，以上参照附图所描述的各个实施例仅用以说明本发明而非限制本
发明的范围，本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离本发明的精神和范围的前提下对
本发明进行的修改或者等同替换，均应涵盖在本发明的范围之内。此外，除非特别说明，那
么任何实施例的全部或一部分可结合任何其它实施例的全部或一部分来使用。