專利名稱：脫除工業(yè)廢水中有機物質(zhì)的新工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及環(huán)境保護新工藝工業(yè)廢水中有機污染物質(zhì)通常都是用曝氣方法將水中的有機物氧化并隨氣帶走，以達到凈化的目的，但曝氣法的凈化效率很低，且建立曝氣池及相關設備的一次性固定資產(chǎn)投資很大，占地面積也很大。在某種情況下也有用活性炭吸附方法來凈化工業(yè)廢水中的有機污染物質(zhì)的，雖然其吸附性能很高，但脫附再生很困難，必須在高溫下進行，且再生周期長，不利于在工業(yè)廢水處理中反復循環(huán)連續(xù)使用，還由于活性炭吸附劑顆粒的結構強度較差。經(jīng)過高溫再生處理的活性炭顆粒其粉化度每次達10-30％，必須經(jīng)常補充新的活性炭顆粒填料，從而又增加了日常的運行費，致使此種高效率吸附有機污染物的活性炭材料在工業(yè)廢水環(huán)保處理的應用中受到了很大的限制。
本發(fā)明目的旨在提供一種基于疏水型晶態(tài)氧化硅沸石分子篩材料既能吸附工業(yè)廢水中的有機污染物質(zhì)，又易于用熱空氣流使分子篩材料脫附再生的優(yōu)異性能，研制開發(fā)成的一種環(huán)保新工藝。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的將除去沉淀物后的工業(yè)廢水由下而上壓入裝有疏水型晶態(tài)氧化硅沸石分子篩(硅鋁克分子比≥100∶1)填料的液相吸附塔中，在常溫下廢水中的有機分子被分子篩的篩孔所吸附。脫污后，達到環(huán)保法規(guī)的排放標準后的水，即可通過塔頂出口處排出。當塔內(nèi)分子篩填料對有機物分子吸附接近飽和時，將該吸附塔切換至脫附狀態(tài)，用熱空氣流對分子篩填料進行吹掃，使吸附在篩孔中的有機物分子脫附出來，分子篩填料獲得再生，并再次切換入吸附工作狀態(tài)。脫附出來的有機物氣體與熱空氣的水蒸氣等組成的脫附混合氣體通過另一套氣相吸附工藝將混合氣體中的有機物吸附、濃縮、脫附、回收、利用。工業(yè)廢水中可被脫除的有機污染物包括甲醇、甲醛、甲酸、乙醇、乙醛、乙二醛、乙酸、乙二酸、丙醇、丙醛、丙二醛、丙酸、丙二酸、丙酮、苯、甲苯、二甲苯、二酚、甲酚、氯苯、二氯苯、氯甲苯、萘、乙酸乙酯以及溴、NH3等。其中所述的脫除工業(yè)廢水中有機污染物新工藝專用裝置，包括一對內(nèi)充疏水型晶態(tài)氧化硅沸石分子篩填料的液相吸附塔，塔的底部接有一組自動控制的閥門系統(tǒng)的工業(yè)廢水進水管，進水管的另一端與一個水泵和沉淀物過濾器相連接塔的頂部還設有一組與塔底部閥門系統(tǒng)同步動作的閥門系統(tǒng)，該閥門系統(tǒng)還與一組由空氣過濾器、增壓泵、加熱器、熱交換器構成的熱空氣流吹掃脫附系統(tǒng)相連。氣相吸附塔一組的底部有一組自動控制閥門系統(tǒng)；該系統(tǒng)一端與來自液相吸附塔頂部的脫附混合氣體進氣管相接，另一端與減壓脫附系統(tǒng)相接。減壓脫附系統(tǒng)由減壓泵、冷凝液化器、氣液分離器以及冷卻冷凝液化器用的制冷機組等構成，氣相吸附塔的頂部另有一組與底部閥門系統(tǒng)同步動作可將脫附后的達標氣體放空的閥門系統(tǒng)。其中根據(jù)權利要求1、2所述，液相吸附系統(tǒng)是脫除工業(yè)廢水中的有機污染物起到凈化水質(zhì)的作用，氣相吸附系統(tǒng)是將低濃度有機物空氣、水蒸氣的脫附氣相混合物中的有機物通過氣相吸附濃縮并與空氣、水蒸氣分離，回收再利用有機物。這二個系統(tǒng)既可以前后串聯(lián)起來運行，也可以根據(jù)需要單獨運行。
本發(fā)明的優(yōu)點是1．它是一種純物理方法的處理過程，不加入任何其他化學品，因此不會造成二次污染。2．回收的有機物和凈化處理后的水可以再利用，實現(xiàn)零排放，或充作其他用途，從而降低生產(chǎn)成本。3．可適用于工業(yè)廢水中有機污染物濃度雖已達標但其累計排放總量仍超標的環(huán)保處理。4．由于晶態(tài)氧化硅沸石分子篩填料的結構強度很高，抗化學品的腐蝕和在高溫下長期運行，其使用壽命長達5-8年，從而大大降低日常的環(huán)保運行費用。5．整套設備的結構緊湊，占地面積小，適用于車間，工段級的廢水處理。以下附圖
和實施例對本發(fā)明的技術特征作進一步的詳細說明附圖為本發(fā)明裝置示意中設備、配件編號1．液相吸附塔2．液相吸附塔3．氣相吸附塔4．氣相吸附塔5．工業(yè)廢水沉淀物過濾器6．空氣塵粒過濾器7．加熱器(蒸汽鍋爐或電源)8．熱交換器9．冷凝液化器10．制冷器機組11．氣液分離器V1……V8液相吸附／脫附閥門控制系統(tǒng)一組閥門V9……V14氣相吸附／脫附閥門控制系統(tǒng)一組閥門P1．水泵P2．增壓泵P3．減壓泵如附圖所示一對液相吸附塔1、2中均裝有疏水型晶態(tài)氧化硅沸石分子篩填料，通過一套控制閥門V1-V8系統(tǒng)，使1、2二塔分別輪流處于吸附、脫附工作狀態(tài)。圖中顯示V1、V3、V5、V8開，V2、V4、V6、V7閉，1塔處于吸附狀態(tài)，2塔處于脫附狀態(tài)。工業(yè)廢水通過沉淀物過濾器5被水泵P1壓入1塔，并由下而上地從分子篩填料中穿透過去，廢水中所含的有機污染物分子則不斷被吸附在分子篩的篩孔內(nèi)，分子篩填料的填裝高度(廢水的穿透路程)是根據(jù)分子篩對廢水中所含有機物的吸附率、吸附速率、脫附速率、廢水中有機物的濃度以及環(huán)保法規(guī)定的排放標準等參數(shù)來設計的，以確保當廢水到達吸附塔頂部時其中所含的有機污染物濃度已低于排放標準，達到了凈化要求，遂通過閥門V7排放除去；與此同時塔2處于脫附狀態(tài)，空氣通過空氣塵粒過濾器6被增壓泵P2壓進熱交換器8(8被加熱器7加熱)中，被加熱到150℃以上，再被壓入塔2底部，由下而上地對分子篩填料進行吹掃，吸附在分子篩篩孔中的有機物分子不斷脫附出來，此時粘附于分子篩填料顆粒表面的水膜層也不斷蒸發(fā)為水蒸氣，最后形成由熱空氣、水蒸氣和有機物氣體三種成份組成的脫物混合氣體通過V8排出2塔。為了不使有機物氣體直接放空、污染空氣，本裝置中啟用了一套氣相吸附回收系統(tǒng)，串接在液相吸附系統(tǒng)之后，它是由一對裝有疏水型晶態(tài)氧化硅沸石分子篩填料的氣相吸附塔3、4，與之相配合的控制閥門組V9-V14，減壓泵P3以及冷凝液化器9，制冷機組10，氣液分離器11等構成。圖中閥門V9、V11、V13開，V10、V12、V14閉，塔3處于吸附工作狀態(tài)、塔4處于脫附工作狀態(tài)。從塔2頂部排出的脫附混合氣體通過閥門V9進入塔3底部，由下而上地穿過分子篩填料，混合氣體中的有機物分子吸附在分子篩的篩孔中。為確?；旌蠚怏w中的水蒸氣不冷凝成液體滯留在分子篩填料顆粒的表面。塔3中的溫度必須保持在120℃以上。由于分子篩對水蒸氣和空氣的吸附率都極小，所以混合氣體中的空氣和水蒸氣的絕大部分都穿過分子篩填料，通過塔3頂部和閥門V13排出放空，從而與有機物氣體分離，當塔3內(nèi)的吸附接近飽和時，控制閥門組V9-V14自動切換，此時V9、V11、脫V13關閉，V10、V12、V14開通，塔4處于吸附工作狀態(tài)，塔3處于脫附工作狀態(tài)。減壓泵P3對塔3內(nèi)抽吸產(chǎn)生負壓，原先吸附在篩孔中的有機物分子不斷脫附出來，從而使塔3內(nèi)的分子篩再生。脫附出來的有機物分子被減壓泵抽至冷凝液化器9中液化成液體，通過氣液分離器11被分離出來，裝入儲罐回收利用。未能被液化的氣體則從液化器頂部排出放空，由于冷凝器內(nèi)的氣體壓力為常壓，所以制冷機組10只要使冷凝液化器9內(nèi)的溫度低于有機物液化點10℃，即能將絕大部分有機物液化成液體回收。
實施例1．含丙酮廢水的凈化處理疏水型晶態(tài)氧化硅沸石分子篩在常溫下對丙酮的動態(tài)吸附容量為60毫克／克分子篩，每克分子篩填料可處理丙酮含量為1wt％的廢水量為15克，經(jīng)過液相吸附塔后其丙酮的脫除效率為98％，亦即廢水中的丙酮濃度由原來的1％降低到0．02％。實施例2．含甲醇廢水的凈化處理和甲醇的回收疏水型晶態(tài)氧化硅沸石分子篩在常溫下對含量20wt％的甲醇廢水中甲醇的動態(tài)吸附容量為50毫克／克分子篩，每克分子篩填料可處理甲醇濃度為20％的廢水量為40克。經(jīng)過液相吸附處理后其甲醇的脫除(凈化)效率為99％，亦即廢水中的甲醇濃度由原來的20wt％降低到0．2wt％。如果增加分子篩填料的填裝高度，延長廢水在分子篩填料中的穿透路程和時間，還可將廢水中的甲醇濃度降低到0．01wt％以下，以滿足排放總量控制的要求。
從液相吸附塔脫附出來的混合氣體經(jīng)過氣相吸附處理后，其最終回收得到的甲醇濃度可達60％以上。
權利要求
1．一種脫除工業(yè)廢水中有機污染物的新工藝，其特征在于將除去沉淀物后的工業(yè)廢水由下而上地壓入裝有疏水型晶態(tài)氧化硅沸石分子篩(硅鋁克分子比≥100∶1)填料的液相吸附塔中，在常溫下廢水中的有機分子被分子篩的篩孔所吸附，脫污后達到環(huán)保排放標準的水，即通過塔頂出口處排放。當塔內(nèi)分子篩填料對有機物分子的吸附接近飽和時，將該吸附塔切換到脫附狀態(tài)，用熱空氣流對分子篩填料進行吹掃，使吸附在篩孔中的有機物分子脫附出來，分子篩填料獲得再生，并再次切換入吸附工作狀態(tài)，脫附出來的有機物氣體與熱空氣、水蒸氣組成的脫附混合氣體通過另一套氣相吸附工藝將混合氣體中的有機物吸附、濃縮、脫附、回收、利用。
2．根據(jù)權利要求1所述的脫除廢水中有機污染物的新工藝，其特征在于，所述工業(yè)廢水中可被脫除的有機污染物包括甲醇、甲醛、甲酸、乙醇、乙醛、乙二醛、乙酸、乙二酸、丙醇、丙醛、丙二醛、丙酸、丙二酸、丙酮、苯、甲苯、二甲苯、二酚、甲酚、氯苯、二氯苯、氯甲苯、萘、乙酸乙酯以及溴、NH3等。
3．如權利要求1所述的脫除工業(yè)廢水中有機污染物新工藝專用裝置，包括一對內(nèi)充疏水型晶態(tài)氧化硅沸石分子篩填料的液相吸附塔，其特征在于塔的底部接有一組自動控制的閥門系統(tǒng)的工業(yè)廢水進水管，進水管的另一端與一個水泵和沉淀物過濾器相連接塔的頂部還設有一組與塔底部閥門系統(tǒng)同步動作的閥門系統(tǒng)，該閥門系統(tǒng)和一組由過濾器、增壓泵、加熱器、熱交換器構成的熱空氣流吹掃脫附系統(tǒng)。二個氣相吸附塔構成的塔組底部有一組自動控制閥門系統(tǒng)，該系統(tǒng)一端與來自液相吸附塔頂部的脫附混合氣體進氣管相接，另一端與減壓脫附系統(tǒng)相接。減壓脫附系統(tǒng)由減壓泵、冷凝液化器、氣液分離器以及冷卻冷凝液化器用的制冷機組等構成，氣相吸附塔的頂部另有一組與底部閥門系統(tǒng)同步動作可將脫附后的達標氣體放空的閥門系統(tǒng)。
4．根據(jù)權利要求1、2所述，液相吸附系統(tǒng)是脫除工業(yè)廢水中的有機污染物起到凈化水質(zhì)的作用，氣相吸附系統(tǒng)是將低濃度有機物空氣、水蒸氣的脫附氣相混合物中的有機物通過氣相吸附濃縮并與空氣、水蒸氣分離，回收再利用有機物。這二個系統(tǒng)既可以前后串聯(lián)起來運行，也可以根據(jù)需要單獨運行。
全文摘要
本發(fā)明涉及環(huán)境保護新工藝和新裝備,是基于疏水型晶態(tài)氧化硅沸石分子篩材料的疏水和強烈吸附有機物分子又易于脫附的特性,研制成含有機物工業(yè)廢水的凈化處理新工藝,它是一種純物理方法,無二次污染,脫附出來的有機物可以回收,作為化工原料再次利用。整個裝備結構緊湊,占地面積小,利于在車間,工段等場地狹小的場合下使用。
文檔編號C02F1/28GK1278514SQ0011953
公開日2001年1月3日 申請日期2000年8月1日 優(yōu)先權日2000年8月1日
發(fā)明者孫堯俊, 王力平, 吳泰琉, 胡穎, 費倫 申請人:費倫