一種實現(xiàn)化工污水零排放的工藝方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種化工污水處理的工藝方法，具體地涉及一種實現(xiàn)化工污水處理的工藝方法。適用于冶金焦化、石油化工和煤化工(以下簡稱“化工”)等行業(yè)中含有NH3和H2S及HCN、CO2等雜質的化工污水處理領域。
【背景技術】
[0002]根據(jù)原料中C(碳)、H(氫)、S(硫)、N(氮)等組分的不同和加工處理工藝的選擇，在生產(chǎn)過程中生成NH3和H2S及HCN、CO2、銨鹽等雜質，這些雜質溶于水形成化工污水。按照環(huán)境保護的標準要求，化工污水是不能直接外排的，必須進行處理。而化工又是需求大量新鮮水的行業(yè)，因此，采用何種方式將這樣的化工污水進行處理，并加以高效回收充分利用，在減少排放的同時，降低對大量新鮮水的需求，不僅是化工行業(yè)減排、資源綜合利用的一個重要研究領域，而且對水資源匱乏的我國來說，具有極其重要的循環(huán)經(jīng)濟現(xiàn)實意義。
[0003]目前國內(nèi)外對化工污水的處理，廣泛采用蒸餾分離+生化處理的工藝，如達到零排放的程度，還要增加過濾和多效蒸發(fā)兩個步驟。常規(guī)化工污水零排放工藝是首先通過蒸餾分離，盡量把化工污水中的NH3和H2S及HCN、CO2等雜質從蒸餾塔頂汽提除去，化工污水中的銨鹽無法直接從蒸餾塔頂被汽提分離出去，需在化工污水中加入堿液分解氨鹽，使銨鹽中的NH3分解成為游離的、并可通過汽提從蒸餾塔頂分離除去的揮發(fā)性氨，并控制蒸餾塔排出廢水中的雜質濃度(如氨氮含量)，以滿足生化處理的要求；接著在生化處理中，通過細菌對廢水中的雜質進一步降解，使生化處理后的廢水達到直接外排放的環(huán)境保護標準要求，但這樣的廢水不能回收利用；第三對生化處理后的廢水進行過濾，其中約70%以過濾水的形式被回收利用；最后對過濾剩余的約30%濃液水進行多效蒸發(fā)，蒸汽經(jīng)冷凝得到冷凝水而回收利用，多效蒸發(fā)器內(nèi)的鹽類以副產(chǎn)品結晶的形式提取出來。
[0004]常規(guī)化工污水零排放工藝流程見附圖4。
[0005]從蒸餾塔排出的廢水，其中的污染物雜質含量為:C0Dcr ( 10g/l,NH3-N ( 200mg/1，氰化物彡20mg/l ;生化處理后的廢水，其中的污染物雜質含量為:C0Dcr ( 80mg/l,NH3-N < 10mg/l,氰化物< 0.2mg/l ;濃液水的CODcr 400?500mg/l。這樣水質的水即不能外排，也不能直接回收利用。
[0006]常規(guī)化工污水零排放工藝，需要蒸餾分離、生化處理、過濾和多效蒸發(fā)四個步驟。目前國內(nèi)化工污水的處理，都有蒸餾分離和生化處理兩個步驟，有過濾步驟的比較少，有多效蒸發(fā)步驟少有。總之極少有化工污水零排放的企業(yè)，這是因為常規(guī)污水零排放工藝，存在如下的不足之處:
[0007](I)工藝流程長而復雜、可靠性差(受制于脆弱的生化細菌)、占地大；
[0008](2)能耗高、運行成本難以承受；
[0009](3)必須在蒸餾時加堿液分解化工污水中的氨鹽，否則生化處理的細菌無法把氨氮有效降解到符合環(huán)保標準，堿液成本高；
[0010](4)蒸餾塔排出廢水的雜質濃度對生化細菌的適應性影響重大，如果雜質濃度過高，會導致細菌死亡，使生化處理失效；
[0011](5)生化處理的不穩(wěn)定，又使過濾和多效蒸發(fā)運行困難；
[0012](6)多效蒸發(fā)的能耗大；
[0013](7) 二次污染:廢水在生化處理過程中，連續(xù)產(chǎn)生大量的含有各種污染雜質和細菌的污泥，該污泥處置不當，極易形成二次污染；此外，生化處理的各類廢水池和過濾的濃液水池可能泄漏污染地下水，以及這些露天敞開水池散發(fā)令人不愉快的氣體，又會導致二次污染；
[0014](8)在解決污染物污水的同時，又產(chǎn)生污泥和有害氣體的二次污染。
[0015]因此，本領域迫切需要開發(fā)一種全新的化工污水零排放工藝技術，使化工污水能夠全部被回收利用的同時，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，綠色環(huán)保，不再產(chǎn)生新的污染物。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]本發(fā)明的第一目的在于獲得一種化工污水零排放的工藝技術，使化工污水變廢為寶地全部被回收利用，大幅度減少企業(yè)新鮮水用量，在節(jié)省水資源同時，降低生產(chǎn)成本；此外無污染。
[0017]本發(fā)明的第二目的在于獲得一種化工污水零排放的工藝裝置，使化工污水變廢為寶地全部被回收利用，大幅度減少企業(yè)新鮮水用量，在節(jié)省水資源同時，降低生產(chǎn)成本；此外無污染。
[0018]在本發(fā)明的第一方面，提供了一種實現(xiàn)化工污水零排放的工藝方法，其包括如下蒸餾、蒸發(fā)、結晶分離、壓縮、冷凝回收和洗滌過濾步驟:
[0019]蒸餾步驟，包括:對含有NH3 (氨)和H2S (硫化氫)及HCN (氰化氫)、CO2 ( 二氧化碳)、銨鹽的化工污水進行塔式蒸餾分離；
[0020]蒸發(fā)步驟，包括:蒸餾塔(I)的塔底100?165°C高溫廢水與所述化工污水換熱后進入蒸發(fā)器(3)或直接進入蒸發(fā)器(3)，全部蒸發(fā)為蒸汽，使得所述高溫廢水的溫度降低至55 ?145 °C ；
[0021]結晶分離步驟，包括:對來自蒸發(fā)器(3)內(nèi)鹽類結晶的漿液進行離心分離，得到的所述鹽類結晶作為副產(chǎn)品，得到的分離液回到蒸發(fā)器(3)中或前端工序中；
[0022]壓縮步驟，包括:把來自蒸發(fā)器(3)的55?145°C蒸汽，壓縮為飽和溫度60?170°C蒸汽，且所述飽和溫度60?170°C蒸汽在滿足蒸發(fā)器(3)供熱后，剩余部分再為蒸餾塔⑴供熱；
[0023]冷凝步驟，包括:將壓縮后的飽和溫度60?170°C蒸在加熱器(7)中被來自蒸發(fā)器(3)的循環(huán)廢水冷卻成為冷凝水，該冷凝水全部回用；
[0024]洗滌過濾步驟:對加熱器前后的蒸汽和冷凝水分別進行洗滌和/或過濾，得到不同質量品質的冷凝水；
[0025]洗滌后的水和或過濾濃液水送回壓縮步驟的蒸發(fā)器中或蒸餾步驟蒸餾塔中或前端工序中；
[0026]上述步驟循環(huán)進行，使得體系內(nèi)的水循環(huán)使用而實現(xiàn)化工污水零排放。
[0027]在本發(fā)明的一個【具體實施方式】中，所述方法由如下蒸餾、蒸發(fā)、結晶分離、壓縮、和冷凝回收步驟組成:
[0028]蒸餾步驟，包括:對含有NH3 (氨)和H2S (硫化氫)及HCN (氰化氫)、CO2 ( 二氧化碳)、銨鹽的化工污水進行塔式蒸餾分離；
[0029]蒸發(fā)步驟，包括:蒸餾塔(I)的塔底100?165°C高溫廢水與所述化工污水換熱后進入蒸發(fā)器(3)或直接進入蒸發(fā)器(3)，全部蒸發(fā)為蒸汽，使得所述高溫廢水的溫度降低至55 ?145 °C ；
[0030]結晶分離步驟，包括:對來自蒸發(fā)器(3)內(nèi)鹽類結晶的漿液進行離心分離，得到的所述鹽類結晶作為副產(chǎn)品，得到的分離液回到蒸發(fā)器(3)中或前端工序中；
[0031]壓縮步驟，包括:把來自蒸發(fā)器(3)的55?145°C蒸汽，壓縮為飽和溫度60?170°C蒸汽，且所述飽和溫度60?170°C蒸汽在滿足蒸發(fā)器(3)供熱后，剩余部分再為蒸餾塔⑴供熱；
[0032]冷凝步驟，包括:壓縮后的飽和溫度60?170°C蒸汽在加熱器(7)中被來自蒸發(fā)器(3)的循環(huán)廢水冷卻成為冷凝水，該冷凝水全部回用；
[0033]洗滌過濾步驟:對加熱器前后的蒸汽和冷凝水分別進行洗滌和/或過濾，得到不同質量品質的冷凝水；
[0034]洗滌后的水和或過濾濃液水送回壓縮步驟的蒸發(fā)器中或蒸餾步驟蒸餾塔中或前端工序中；
[0035]上述步驟循環(huán)進行，使得體系內(nèi)的水循環(huán)使用而實現(xiàn)化工污水零排放。
[0036]在本發(fā)明的一個【具體實施方式】中，所述蒸發(fā)步驟中，還包括向蒸發(fā)器中兌入高鹽廢水。
[0037]在本發(fā)明的一個【具體實施方式】中，其中，所述飽和溫度60?170°C蒸汽中滿足蒸發(fā)器(3)供熱，剩余部分再為蒸餾塔(I)供熱。
[0038]本發(fā)明的第二方面提供一種實現(xiàn)化工污水零排放的工藝裝置，其包括如下蒸餾單元、蒸發(fā)單元、結晶分離單元、壓縮單元、冷凝回收單元和洗滌過濾單元:
[0039]蒸餾單元，包括:對含有NH3 (氨)和H2S (硫化氫)及HCN (氰化氫)、CO2 ( 二氧化碳)、銨鹽的化工污水進行塔式蒸餾分離的蒸餾塔(I);
[0040]蒸發(fā)單元，包括蒸發(fā)器(3)，其中蒸餾塔(I)的塔底100?165°C高溫廢水與所述化工污水在化工污水/廢水換熱器換熱器(11)中換熱后進入蒸發(fā)器(3)或直接進入蒸發(fā)器(3)，全部蒸發(fā)為蒸汽，使得所述高溫廢水的溫度降低至55?145°C ；
[0041]結晶分離單元，包括:對來自蒸發(fā)器(3)內(nèi)鹽類結晶的漿液在離心機(13)中進行離心分離，得到的所述鹽類結晶作為副產(chǎn)品，得到的分離液回到蒸發(fā)器(3)中或前端工序中；
[0042]壓縮單元，包括:把來自蒸發(fā)器(3)的55?145°C蒸汽，在蒸發(fā)壓縮機(5)中壓縮為飽和溫度60?170°C蒸汽，且所述飽和溫度60?170°C蒸汽在滿足蒸發(fā)器(3)供熱后，剩余部分再為蒸餾塔(I)供熱；
[0043]冷凝單元，包括加熱器(7):蒸汽在加熱器(7)中被來自蒸發(fā)器(3)的循環(huán)廢水冷卻成為冷凝水，該冷凝水全部回用；
[0044]洗滌過濾單元，包括洗滌器(6)和/或洗滌除霧器(4)，其中采用洗滌器(6)對加熱器(7)前后的蒸汽和冷凝水分別進行洗滌和/或過濾，得到不同質量品質的冷凝水；采用洗滌除霧器(4)對蒸發(fā)壓縮機(5)前的蒸汽進行除霧和洗滌，以穩(wěn)定系統(tǒng)運行和提高冷凝水的質量。
[0045]在本發(fā)明的一個【具體實施方式】中，所述工藝裝置由如下蒸餾單元、蒸發(fā)單元、結晶分離單元、壓縮單元、冷凝回收單元和洗滌過濾單元組成:
[0046]蒸餾單元，包括:對含有NH3 (氨)和H2S (硫化氫)及HCN (氰化氫)、CO2 ( 二氧化碳)、銨鹽的化工污水進行塔式蒸餾分離的蒸餾塔(I);
[0047]蒸發(fā)單元，包括蒸發(fā)器(3)，其中蒸餾塔(I)的塔底100?165°C高溫廢水與所述化工污水在化工污水/廢水換熱器換熱器(11)中換熱后進入蒸發(fā)器(3)或直接進入蒸發(fā)器(3)，全部蒸發(fā)為蒸汽，使得所述高溫廢水的溫度降低至55?145°C ；
[0048]結晶分離單元，包括:對來自蒸發(fā)器⑶內(nèi)鹽類結晶的漿液在離心機(13)中進行離心分離，得到的所述鹽類結晶作為副產(chǎn)品，得到的分離液回到蒸發(fā)器(3)中或前端工序中；
[0049]壓縮單元，包括:把來自蒸發(fā)器(3)的55?145°C蒸汽，在蒸發(fā)壓縮機(5)中壓縮為飽和溫度60?170°C蒸汽，且所述飽和溫度60?170°C蒸汽在滿足蒸發(fā)器(3)供熱后，剩余部分再為蒸餾塔(I)供熱；
[0050]冷凝單元，包括加熱器(7):蒸汽在加熱器(7)中被來自蒸發(fā)器(3)的循環(huán)廢水冷卻成為冷凝水，該冷凝水全部回用；
[0051]洗滌過濾單元，包括洗滌器(6)和/或洗滌除霧器(4)，其中采用洗滌器(6)對加熱器(7)前后的蒸汽和冷凝水分別進行洗滌和/或過濾，得到不同質量品質的冷凝水；采用洗滌除霧器(4)對蒸發(fā)壓縮機(5)前的蒸汽進行除霧和洗滌，以穩(wěn)定系統(tǒng)運行和提高冷凝水的質量。
【附圖說明】
[0052]圖1，本發(fā)明的一個【具體實施方式】；
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