本發(fā)明涉及工業(yè)污水處理，具體涉及一種處理粉煤熱解污水的系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

我國粉煤儲量豐富，約占中國煤炭資源總量55％。將粉煤熱解利用具有很大的市場前景，將會成為我國未來重要的能源支撐。粉煤熱解污水其中含有大量污染物，如揮發(fā)酚、含氰化合物、氨氮等，這類污染物毒性大，難降解，處理成本高，未經(jīng)處理而直接排放到自然水體中將會嚴重污染環(huán)境，間接危害人類健康生存。對于這類污水，常用的處理技術(shù)有物理化學法、生物處理法和化學處理法。

生化處理法是處理粉煤熱解污水的主要方法，具有處理規(guī)模大、處理成本低、出水水質(zhì)高等優(yōu)點。但是生化法對污水水質(zhì)要求較高，如B/C值(BOD/COD值)高于0.3，氨氮、揮發(fā)酚等有毒物質(zhì)濃度保持在較低濃度水平。這使得生物處理法的單獨應用受到限制，往往只用在污水的預處理。

物理化學法既可以作為污水預處理的方法，也可以應用于污水的深度處理，具有對污水水質(zhì)要求低、處理負荷高、處理效率高等優(yōu)點，但是處理成本較高，且對設備的要求較高，因此無法得到大規(guī)模使用。

尋找污染低、效率高、成本低的處理工藝，是目前處理煤炭快速熱解污水的主要研究方向，也有利于實現(xiàn)熱解污水的近零排放和水資源的循環(huán)利用，滿足經(jīng)濟和社會可持續(xù)發(fā)展的需求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種處理粉煤熱解污水的系統(tǒng)及利用這種系統(tǒng)處理粉煤熱解污水的方法。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提供了一種處理低階煤熱解污水的系統(tǒng)，其包括除油單元、沉淀單元、脫酚脫氨單元、混噴燃燒單元、氨氮回收單元和苯酚回收單元；

所述除油單元設有熱解污水入口、熱解焦炭入口和除油污水出口；

所述沉淀單元設有除油污水入口、絮凝劑入口和沉淀污水出口，所述除油污水入口與所述除油污水出口相連；

所述脫酚脫氨單元設有沉淀污水入口、蒸汽入口、脫酚脫氨污水出口和含酚含氨蒸汽出口，所述沉淀污水入口與所述沉淀污水出口相連；

所述混噴燃燒單元設有脫酚脫氨污水入口、熱解氣入口和出水口，所述脫酚脫氨污水入口和所述脫酚脫氨污水出口相連；

所述氨氮回收單元設有蒸汽入口、含酚含氨蒸汽入口、堿液入口、含氨蒸汽出口和含酚堿液出口，所述含酚含氨蒸汽入口與所述含酚含氨蒸汽出口相連；

所述苯酚回收單元設有含酚堿液入口、結(jié)晶產(chǎn)物出口和蒸汽出口，所述含酚堿液入口和所述含酚堿液出口相連。

在本發(fā)明的一個實施方案中，所述脫酚脫氨單元的蒸汽入口與所述苯酚回收單元的蒸汽出口相連。

在本發(fā)明的一個實施方案中，所述脫酚脫氨單元包括汽提塔，所述汽提塔頂層的進水管路為環(huán)狀螺旋結(jié)構(gòu)。

在本發(fā)明的一個實施方案中，所述汽提塔有多層，所述汽提塔頂層的溫度和壓力小于所述汽提塔底層的溫度和壓力。

在本發(fā)明的一個實施方案中，所述汽提塔的底部設有蒸汽加熱器。

在本發(fā)明的一個實施方案中，所述混噴燃燒單元包括霧化噴淋設備。

在本發(fā)明的一個實施方案中，所述氨氮回收單元配有酸堿度測定儀。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，本發(fā)明還提供了一種利用上述系統(tǒng)處理粉煤熱解污水的方法，所述方法包括如下步驟：

將熱解污水、熱解焦炭送入所述除油單元，對所述熱解污水進行除油；

將除油后的污水送入所述沉淀單元，并加入絮凝沉淀劑，除去污水中的懸浮物；

將除去懸浮物的污水送入所述脫酚脫氨單元，將苯酚和氨氮隨蒸汽從污水中分離出來；

將除去苯酚和氨氮的污水送入所述混噴燃燒單元，并通入熱解氣進行燃燒，將污水中的有機污染物降解為小分子無機物，燃燒產(chǎn)生的蒸汽冷凝后排出；

將從所述脫酚脫氨單元排出的含有苯酚和氨氮的蒸汽送入所述氨氮回收單元，并加入堿液、通入新蒸汽，回收氨氮；

將從所述氨氮回收單元排出的含有苯酚的堿液送入所述苯酚回收單元，加熱蒸發(fā)，得到結(jié)晶產(chǎn)物。

在本發(fā)明的一個實施方案中，所述苯酚回收單元排出的蒸汽送入所述脫酚脫氨單元。

在本發(fā)明的一個實施方案中，從所述氨氮回收單元排出的含有苯酚的堿液的pH≤11。

本發(fā)明提供的處理粉煤熱解污水的系統(tǒng)及方法結(jié)合了粉煤熱解工藝特點，進行了科學合理的工藝路線設計，實現(xiàn)了對粉煤熱解工藝產(chǎn)生的污水進行有針對性的處理，并對污水中的可利用資源進行回收。

其次，本發(fā)明提供的處理粉煤熱解污水的系統(tǒng)及方法利用污水實現(xiàn)了熱解焦炭的熄焦，同時也對污水進行了初級吸附處理。

此外，本發(fā)明提供的處理粉煤熱解污水的系統(tǒng)及方法將污水中的苯酚和氨氮回收，既降低了污水處理難度，又實現(xiàn)了廢物的資源化利用。

進一步地，本發(fā)明提供的處理粉煤熱解污水的系統(tǒng)及方法采用混噴燃燒法處理脫酚脫氨后的污水，處理方法簡單，且利用熱解工藝產(chǎn)生的熱解氣，降低了處理成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例中的一種處理粉煤熱解污水的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明實施例中的一種處理粉煤熱解污水的工藝流程圖。

圖中：

1、除油池；1-1、熱解污水入口；1-2、熱解焦炭入口；1-3、焦炭出口；

2、沉淀池；2-1、沉渣出口；

3、汽提塔；

4、混噴燃燒器；4-1、熱解氣入口；4-2、出水口；

5、堿液吸收罐；5-1、堿液入口；5-2、蒸汽入口；

6、堿洗結(jié)晶器；6-1、結(jié)晶產(chǎn)物出口；

7、氨水儲罐；

8、加藥機。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式進行更加詳細的說明，以便能夠更好地理解本發(fā)明的方案及其各個方面的優(yōu)點。然而，以下描述的具體實施方式和實施例僅是說明的目的，而不是對本發(fā)明的限制。

本發(fā)明公開了一種處理粉煤熱解污水的系統(tǒng)。其包括：其包括除油單元、沉淀單元、脫酚脫氨單元、混噴燃燒單元、氨氮回收單元和苯酚回收單元。

除油單元設有熱解污水入口、熱解焦炭入口和除油污水出口。

除油單元用于吸附熱解污水中的浮油和部分有機污染物，并且對污水進行加熱。此外，除油單元還可以對熱解焦炭熄焦冷卻，并洗去熱解焦炭中的部分灰渣。除油單元最好封閉式，防止產(chǎn)生二次污染。除油單元處理后的污水進入沉淀單元。

除油單元的具體設備并不需要特別限定，只要能有相應的功能就行。優(yōu)選地，除油單元包括除油池，除油池頂部加蓋密封。

沉淀單元設有除油污水入口、絮凝劑入口和沉淀污水出口，除油污水入口與除油單元的除油污水出口相連。

沉淀單元通過絮凝沉淀法和重力沉淀法除去污水中的不溶物。沉淀單元處理后的污水進入脫酚脫氨單元。

沉淀單元的具體設備并不需要特別限定，只要能有相應的功能就行。優(yōu)選地，沉淀單元包括沉淀池。為了更方便的往沉淀池里加藥，可配置一加藥機。

脫酚脫氨單元設有沉淀污水入口、蒸汽入口、脫酚脫氨污水出口和含酚含氨蒸汽出口，沉淀污水入口與沉淀單元的沉淀污水出口相連。

脫酚脫氨單元通過蒸汽汽提的方式，將苯酚、氨氮從污水中分離出來，并隨蒸汽排出，并提高污水的可生化性。脫酚脫氨單元處理后的污水進入生化處理單元，含有苯酚、氨氮的蒸汽進入氨氮回收單元。

脫酚脫氨單元包括汽提塔，汽提塔不需要特別的限定，只要能有相應的功能就行。汽提塔是利用高溫氣體通過液體時將液體中的易揮發(fā)成分分離的裝置，本發(fā)明中，優(yōu)選為多層。其頂層的溫度和壓力需要小于所述汽提塔底層的溫度和壓力，因為蒸汽是從下部升至頂部，為了實現(xiàn)蒸汽的定向移動，頂層壓力低。沉淀污水入口和含酚含氨蒸汽出口最好設置在汽提塔的頂部，含酚含氨蒸汽能對進入汽提塔的沉淀污水進行預熱。沉淀污水的進水管路最好為環(huán)狀螺旋結(jié)構(gòu)，有利于余熱交換。為了提高汽提效果，汽提塔的底層最好再設置一個或多個蒸汽加熱器，對入塔的蒸汽進行加熱。

混噴燃燒單元設有脫酚脫氨污水入口、熱解氣入口和出水口，脫酚脫氨污水入口和脫酚脫氨單元的脫酚脫氨污水出口相連。

污水與熱解氣混合后，在混噴燃燒單元霧化燃燒，污水中的有機污染物被徹底分解。

混噴燃燒單元的具體設備并不需要特別限定，只要能有相應的功能就行。優(yōu)選地，混噴燃燒單元包括混噴燃燒器，混噴燃燒器設有霧化噴淋設備。

氨氮回收單元設有蒸汽入口、含酚含氨蒸汽入口、堿液入口、含氨蒸汽出口和含酚堿液出口，含酚含氨蒸汽入口與脫酚脫氨單元的含酚含氨蒸汽出口相連。

氨氮回收單元用于回收污水中的氨氮。氨氮回收系統(tǒng)內(nèi)有堿液，含苯酚、氨氮的蒸汽進入氨氮回收單元后，被堿液吸收，氨水在蒸汽吹脫作用下再次分離處理，隨蒸汽排出氨氮回收單元，經(jīng)冷卻后形成低濃度氨水。剩下的堿液進入苯酚回收單元。

氨氮回收單元的具體設備并不需要特別限定，只要能有相應的功能就行。優(yōu)選地，氨氮回收單元包括堿液吸收罐。

pH小于11時，脫氨效果不佳。因此，為了方便在線監(jiān)控，氨氮回收單元可配置酸堿度測定儀。

苯酚回收單元設有含酚堿液入口、結(jié)晶產(chǎn)物出口和蒸汽出口，含酚堿液入口和氨氮回收單元的含酚堿液出口相連。

苯酚回收單元通過加熱蒸發(fā)將含酚堿液中的苯酚鹽結(jié)晶析出。

苯酚回收單元的具體設備并不需要特別限定，只要能有相應的功能就行。優(yōu)選地，苯酚回收單元包括堿洗結(jié)晶器。

為了降低系統(tǒng)的整體運行成本，可將苯酚回收單元排出的蒸汽送入汽提塔中循環(huán)利用，即，苯酚回收單元的蒸汽出口可與脫酚脫氨單元的蒸汽入口相連。

本發(fā)明還提供了一種利用上述系統(tǒng)處理粉煤熱解污水的方法。該方法包括如下步驟：

將熱解污水、熱解焦炭送入所述除油單元，對所述熱解污水進行除油；

將除油后的污水送入所述沉淀單元，并加入絮凝沉淀劑，除去污水中的懸浮物；

將除去懸浮物的污水送入所述脫酚脫氨單元，將苯酚和氨氮隨蒸汽從污水中分離出來；

將除去苯酚和氨氮的污水送入所述混噴燃燒單元，并通入熱解氣進行燃燒，將污水中的有機污染物降解為小分子無機物，燃燒產(chǎn)生的蒸汽冷凝后排出；

將從所述脫酚脫氨單元排出的含有苯酚和氨氮的蒸汽送入所述氨氮回收單元，并加入堿液、通入新蒸汽，回收氨氮；

將從所述氨氮回收單元排出的含有苯酚的堿液送入所述苯酚回收單元，加熱蒸發(fā)，得到結(jié)晶產(chǎn)物。

其中，從苯酚回收單元排出的蒸汽可送入脫酚脫氨單元回用。

此外，為了能充分回收氨氮，優(yōu)選地，從氨氮回收單元排出的含有苯酚的堿液的pH≤11。

下面參考具體實施例，對本發(fā)明進行說明。下述實施例中所取工藝條件數(shù)值均為示例性的，其可取數(shù)值范圍如前述發(fā)明內(nèi)容中所示。下述實施例所用的檢測方法均為本行業(yè)常規(guī)的檢測方法。

實施例1

本實施例提供一種處理粉煤熱解污水的系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。具體包括：除油池1、沉淀池2、汽提塔3、混噴燃燒器4、堿液吸收罐5、堿洗結(jié)晶單元6、氨水儲罐7、加藥機8。

除油池1頂部加蓋密封，除油池1設有熱解污水入口1-1、熱解焦炭入口1-2、焦炭出口1-3和除油污水出口。

沉淀池2設有除油污水入口、絮凝劑入口、沉渣出口2-1和沉淀污水出口。沉淀池2配有加藥機8，加藥機8與絮凝劑入口相連。除油污水入口與除油池1的除油污水出口相連。

汽提塔3分上中下三層結(jié)構(gòu)。上層設有沉淀污水入口、含酚含氨蒸汽出口，中層設填料層，底層設有蒸汽入口、脫酚脫氨污水出口和蒸汽加熱器。沉淀污水入口與沉淀池2的沉淀污水出口相連。汽提塔3內(nèi)部為高壓環(huán)境，其頂層的溫度和壓力小于底層的溫度和壓力。塔壁附保溫材料，保證塔內(nèi)溫度穩(wěn)定。填料層設有經(jīng)液相均勻分布器。此外，汽提塔上層的進水管路為環(huán)狀螺旋結(jié)構(gòu)，蒸汽從進水管路流過時，能對進入的污水進行預熱至85℃以上。下層的蒸汽加熱器對入塔蒸汽進行加熱，提高蒸汽的溫度，有利于汽提效果。

混噴燃燒器4設有熱解氣入口4-1、脫酚脫氨污水入口和出水口4-2，脫酚脫氨污水入口與汽提塔3的脫酚脫氨污水出口相連?；靽娙紵?內(nèi)設有霧化噴淋設備，霧化噴淋設備下方設有熱解氣火炬。

堿液吸收罐5為臥式罐體結(jié)構(gòu)，上部設有含氨蒸汽出口，側(cè)端設有蒸汽入口5-2，堿液吸收罐4還設有含酚含氨蒸汽入口、堿液入口5-1和含酚堿液出口。含酚含氨蒸汽入口與汽提塔3的含酚含氨蒸汽出口相連，含氨蒸汽出口與氨水儲罐7相連。堿液吸收罐4配有pH測定儀，用于在線監(jiān)測堿液的pH值。

堿洗結(jié)晶器6設有含酚堿液入口、結(jié)晶產(chǎn)物出口6-1和蒸汽出口，含酚堿液入口與堿液吸收罐5的含酚堿液出口相連，蒸汽出口與汽提塔3的蒸汽入口相連。

實施例2

本實施例提供一種利用實施例1所提供的系統(tǒng)處理粉煤熱解污水的方法。具體工藝流程如圖2所示。

本實施例采用的低階煤熱解污水的水質(zhì)如下：

COD＝15000mg/L，BOD₅＝6100mg/L，氨氮＝1800mg/L，揮發(fā)酚＝10000mg/L，pH＝10。

熱解系統(tǒng)產(chǎn)生的熱解污水和熱解焦炭輸送至除油池1。熱解污水對熱解焦炭冷卻降溫，達到熄焦目的。同時，熱解焦炭在熄焦過程中對熱解污水升溫加熱，熱解污水水溫可升至65℃。熱解焦炭還具有吸附作用，可以吸附熱解污水中的油類物質(zhì)，有利于后續(xù)脫酚脫氨和生化處理的正常運行。

從除油池1排出的污水進入沉淀池2中。加藥機8往沉淀池2中添加絮凝沉淀劑，將污水中的懸浮物沉降到池底，通過排渣將沉渣排出系統(tǒng)。

從沉淀池2排出的污水進入汽提塔3中。本實施例中，汽提塔3頂層的壓力為0.3MPa，底層的壓力為0.6MPa。從沉淀池2的沉淀污水出口排出的污水從汽提塔3上層的沉淀污水入口進入塔中，通過進水管至填料層，經(jīng)液相均勻分布器分布后充滿填料層。蒸汽從環(huán)狀螺旋結(jié)構(gòu)的進水管路中間流過時，對入塔的污水預熱至約85℃。底層的蒸汽加熱器將入塔的新鮮蒸汽的溫度提升至150℃。底層蒸汽進入填料層后與污水充分接觸，將污水中的苯酚、氨氮分離處理，并隨蒸汽載出，通過含酚含氨蒸汽出口輸出汽提塔2，進入堿液吸收罐5。

從汽提塔2排出的污水經(jīng)過余熱回收器7回收余熱后進入混噴燃燒器4中，與熱解氣混合后進入霧化噴淋設備中霧化噴淋，噴淋后的混合物燃燒氧化，污水中的有機污染物被徹底降解成CO₂、NO₂、水等小分子無機物，燃燒產(chǎn)生的蒸汽冷凝后排出。

本實施例中，堿液吸收罐5所用的堿液為NaOH溶液。從汽提塔2排出的含酚含氨蒸汽與NaOH溶液反應生成苯酚鈉、氨水、氫氧化銨等。往堿液吸收罐4中通入新鮮的蒸汽，在新鮮蒸汽持續(xù)吹脫下，堿液中吸收的氨氮又再次被分離，隨蒸汽載出，經(jīng)冷凝后形成氨水，儲存到氨水儲罐7中。當堿液的pH小于11時，將堿液排出。

從堿液吸收罐5排出的堿液進入堿洗結(jié)晶器5中加熱蒸發(fā)結(jié)晶，產(chǎn)生的結(jié)晶產(chǎn)物主要為苯酚鈉，回收儲存；產(chǎn)生的蒸汽通過蒸汽泵送至汽提塔2中回收利用。

綜上可知，本發(fā)明提供的處理粉煤熱解污水的系統(tǒng)及方法結(jié)合了粉煤熱解工藝特點，進行了科學合理的工藝路線設計，實現(xiàn)了對粉煤熱解工藝產(chǎn)生的污水進行有針對性的處理，并對污水中的可利用資源進行回收。

其次，本發(fā)明提供的處理粉煤熱解污水的系統(tǒng)及方法利用污水實現(xiàn)了熱解焦炭的熄焦，同時也對污水進行了初級吸附處理。

此外，本發(fā)明提供的處理粉煤熱解污水的系統(tǒng)及方法將污水中的苯酚和氨氮回收，既降低了污水處理難度，又實現(xiàn)了廢物的資源化利用。

進一步地，本發(fā)明提供的處理粉煤熱解污水的系統(tǒng)及方法采用混噴燃燒法處理脫酚脫氨后的污水，處理方法簡單，且利用熱解工藝產(chǎn)生的熱解氣，降低了處理成本。

需要說明的是，以上參照附圖所描述的各個實施例僅用以說明本發(fā)明而非限制本發(fā)明的范圍，本領域的普通技術(shù)人員應當理解，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下對本發(fā)明進行的修改或者等同替換，均應涵蓋在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。此外，除非特別說明，那么任何實施例的全部或一部分可結(jié)合任何其它實施例的全部或一部分來使用。