CN110655225A - 炭黑水处理方法及炭黑水处理*** - Google Patents

炭黑水处理方法及炭黑水处理*** Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种炭黑水处理方法及炭黑水处理***。该炭黑水处理方法包括以下步骤：S1，对炭黑水进行混凝处理，得到第一处理液；S2，对第一处理液进行吹脱处理，得到第二处理液；S3，对第二处理液进行活性炭吸附处理，得到处理后的炭黑水。通过上述工艺能够实现较高的悬浮物去除率与NH3‑N去除率，并大量降低了炭黑水中的COD，使处理后的炭黑水能够得到回收再利用。并且，上述工艺适应性强，处理效果不受水量水质变化的影响，且操作简单、易控制；整个工艺需控制的主要参数只有温度、流量、曝气量，一次设定后如无特殊情况可长期持续运行，极大减少了人工操作。另外，上述工艺还具有节约占地、投资和运行成本低等优势。

Description

炭黑水处理方法及炭黑水处理***
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，具体而言，涉及一种炭黑水处理方法及炭黑水处理***。
背景技术
目前，合成氨装置产生的炭黑水通常通过压滤进行炭黑回收，然后排入环境，由于炭黑水没有得到利用，不仅造成了一定浪费，而且增加了环境风险。企业对炭黑水回收利用所产生的经济效益、环境效益和社会效益越来越重视，面对越来越高的环保要求，减少生产排水，对外排水回收再利用，不但节约成本而且减少环境污染，缓解环保压力。充分利用炭黑水是企业节能、节水、减排必须重视的环节。
现有技术中一种炭黑水的处理方法是利用新型微型固液分离旋流器进行炭黑和水的初步分离来辅助汽提塔脱氨，该方法处理后NH3-N由4000mg/L降到400mg/L，悬浮物(SS)达到20-30mg/L。另一种炭黑水的处理方法是利用炭黑水与絮凝剂混合反应，在经过沉淀过滤，所用絮凝剂为液态聚合硫酸铁水溶液。该方法处理后COD减少到50～80mg/L，SS达到10～20mg/L。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种炭黑水处理方法及炭黑水处理***，以使处理之后的炭黑水能够得到回收再利用。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种炭黑水处理方法，包括以下步骤：S1，对炭黑水进行混凝处理，得到第一处理液；S2，对第一处理液进行吹脱处理，得到第二处理液；S3，对第二处理液进行活性炭吸附处理，得到处理后的炭黑水。
进一步地，步骤S1中，采用聚合氯化铝和聚丙烯酰胺对炭黑水进行混凝处理。
进一步地，炭黑水中悬浮物的浓度、聚合氯化铝的投加量以及聚丙烯酰胺的投加量之比为4:7:1～3:6:1。
进一步地，炭黑水中悬浮物的浓度为8～12mg/L，聚合氯化铝的投加量为16～24mg/L，聚丙烯酰胺的投加量为3～4mg/L。
进一步地，步骤S2包括以下过程：S21，调节第一处理液的pH值至11～14；S22，对第一处理液进行曝气处理。
进一步地，调节第一处理液的pH值至11～14，曝气处理的气液比为:1。
进一步地，步骤S3中，将第二处理液通入活性炭吸附装置中，活性炭吸附装置中设置有活性炭滤料。
进一步地，活性炭滤料对第二处理液的滤速为8～12m/h。
根据本发明的另一方面，提供了一种炭黑水处理***，包括：混凝装置，用于对炭黑水进行混凝处理以得到第一处理液；吹脱装置，与混凝装置连通，用于对第一处理液进行吹脱处理以得到第二处理液；活性炭吸附装置，与吹脱装置连通，用于对第二处理液进行活性炭吸附处理以得到处理后的炭黑水。
进一步地，吹脱装置为吹脱池，吹脱池的底部设置有曝气柱。
应用本发明的技术方案，提供了一种炭黑水处理方法，该方法中先将炭黑水进行混凝处理，从而有效地去除炭黑水中的悬浮物，然后再对炭黑水进行吹脱处理，从而有效地去除炭黑水中的NH3-N，最后再对炭黑水进行活性炭吸附处理，从而有效地降低炭黑水中的COD，进而通过上述工艺能够实现较高的悬浮物去除率与NH3-N去除率，并大量降低了炭黑水中的COD，使处理后的炭黑水能够得到回收再利用。并且，上述工艺适应性强，处理效果不受水量水质变化的影响，且操作简单、易控制；整个工艺需控制的主要参数只有温度、流量、曝气量，一次设定后如无特殊情况可长期持续运行，极大减少了人工操作；另外，上述工艺还具有节约占地，投资和运行成本低等优势。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了本发明所提供的炭黑水处理方法的流程示意图；
图2示出了本发明所提供的炭黑水处理***的连接结构示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、混凝装置；20、吹脱装置；30、活性炭吸附装置。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
正如背景技术中所介绍的，现有技术中合成氨装置产生的炭黑水通常通过压滤进行炭黑回收，然后排入环境，由于炭黑水没有得到利用，不仅造成了一定浪费，而且增加了环境风险。本申请的发明人针对上述问题进行研究，提出了一种炭黑水处理方法，如图1所示，包括以下步骤：S1，对炭黑水进行混凝处理，得到第一处理液；S2，对第一处理液进行吹脱处理，得到第二处理液；S3，对第二处理液进行活性炭吸附处理，得到处理后的炭黑水。
在本发明的上述炭黑水处理方法中由于先将炭黑水进行混凝处理，从而有效地去除炭黑水中的悬浮物，然后再对炭黑水进行吹脱处理，从而有效地去除炭黑水中的NH3-N，最后再对炭黑水进行活性炭吸附处理，从而有效地降低炭黑水中的COD，进而通过上述工艺能够实现较高的悬浮物去除率与NH3-N去除率，并大量降低了炭黑水中的COD，使处理后的炭黑水能够得到回收再利用。
并且，上述工艺适应性强，处理效果不受水量水质变化的影响，且操作简单、易控制；整个工艺需控制的主要参数只有温度、流量、曝气量，一次设定后如无特殊情况可长期持续运行，极大减少了人工操作；另外，上述工艺还具有节约占地，投资和运行成本低等优势。
下面将更详细地描述根据本发明提供的炭黑水处理方法的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员。
首先，执行步骤S1：对炭黑水进行混凝处理，得到第一处理液。具体地，可以采用混凝装置10进行上述混凝处理，如图2所示。为了更为有效地去除炭黑水中的悬浮物(SS)，优选地，采用聚合氯化铝和聚丙烯酰胺对炭黑水进行混凝处理；更为优选地，炭黑水中悬浮物的浓度、聚合氯化铝的投加量以及聚丙烯酰胺的投加量之比为4:7:1～3:6:1。
在一种优选的实施方式中，上述炭黑水中悬浮物的浓度为8～12mg/L，上述聚合氯化铝的投加量为16～24mg/L，上述聚丙烯酰胺的投加量为3～4mg/L。通过实验证明，采用上述优选的实施方式能够使悬浮物去除率达到85％～100％。
在步骤S1之后，执行步骤S2：对上述经过混凝处理的第一处理液进行吹脱处理，得到第二处理液。具体地，可以采用吹脱装置20进行上述吹脱处理，如图2所示。为了更为有效地去除炭黑水中的NH3-N，优选地，上述步骤S2包括以下过程：S21，调节第一处理液的pH值至11～14；S22，对第一处理液进行曝气处理。
在一种优选的实施方式中，调节上述第一处理液的pH值至11～14，然后进入吹脱装置，废水在吹脱装置内进行曝气处理，调整曝气处理的气液比至(2000～2500):1。通过实验证明，采用上述优选的实施方式能够使炭黑水中NH3-N去除率达到95％以上。
在步骤S2之后，执行步骤S3：对上述经过吹脱处理的第二处理液进行活性炭吸附处理，得到处理后的炭黑水。具体地，可以将第二处理液通入活性炭吸附装置30中，活性炭吸附装置(30)中设置有活性炭滤料，如图2所示。
在一种优选的实施方式中，使经过吹脱的上述第二处理液进入活性炭吸附装置，通过滤料的截留作用，将水中各种颗粒去除干净，滤速8m/h～12m/h。通过实验证明，采用上述优选的实施方式能够使炭黑水中的COD降至50mg/L以下。
根据本发明的另一发面，还提供了一种炭黑水处理***，如图2所示，该炭黑水处理***包括混凝装置10、吹脱装置20和活性炭吸附装置30，混凝装置10用于对炭黑水进行混凝处理以得到第一处理液；吹脱装置20与混凝装置10连通，用于对第一处理液进行吹脱处理以得到第二处理液；活性炭吸附装置30与吹脱装置20连通，用于对第二处理液进行活性炭吸附处理以得到处理后的炭黑水。
在本发明的上述炭黑水处理***中由于包括混凝装置10，从而有效地去除炭黑水中的悬浮物，由于包括吹脱装置20，从而有效地去除炭黑水中的NH3-N，由于包括活性炭吸附装置30，从而有效地降低炭黑水中的COD，进而通过上述炭黑水处理***能够实现较高的悬浮物去除率与NH3-N去除率，并大量降低了炭黑水中的COD，使处理后的炭黑水能够得到回收再利用。
并且，上述炭黑水处理***适应性强，处理效果不受水量水质变化的影响，且操作简单、易控制；整个***需控制的主要参数只有温度、流量、曝气量，一次设定后如无特殊情况可长期持续运行，极大减少了人工操作；另外，上述***还具有节约占地，投资和运行成本低等优势。
在本发明的上述炭黑水处理***中，吹脱装置20可以为吹脱池，吹脱池的底部设置有曝气柱。
下面将结合实施例和对比例进一步说明本发明提供的炭黑水处理方法。
实施例1
本实施例提供的炭黑水处理方法包括以下步骤：
将合成氨装置产生炭黑水加入混凝池中搅拌，边搅拌边加入20mg/L的聚合氯化铝和2mg/L的聚丙烯酰胺继续搅拌15min，然后静止沉淀30min，取上清液分析SS。经混凝处理的上清液(即第一处理液)调节pH值至10.8，然后进入吹脱装置，废水在吹脱装置内进行曝气处理，气液比1900:1，处理后取样分析氨氮。经过吹脱的废水(即第二处理液)进入活性炭吸附装置，滤速7m/h，取出水分析COD。
实施例2
本实施例提供的炭黑水处理方法与实施例1的区别在于：
炭黑水中悬浮物的浓度为15mg/L，聚合氯化铝的投加量为30mg/L，聚丙烯酰胺的投加量为5mg/L。
实施例3
本实施例提供的炭黑水处理方法与实施例1的区别在于：
炭黑水中悬浮物的浓度为12mg/L，聚合氯化铝的投加量为21mg/L，聚丙烯酰胺的投加量为3mg/L。
实施例4
本实施例提供的炭黑水处理方法与实施例1的区别在于：
炭黑水中悬浮物的浓度为8mg/L，聚合氯化铝的投加量为16mg/L，聚丙烯酰胺的投加量为3mg/L。
实施例5
本实施例提供的炭黑水处理方法与实施例1的区别在于：
炭黑水中悬浮物的浓度为12mg/L，聚合氯化铝的投加量为24mg/L，聚丙烯酰胺的投加量为4mg/L。
实施例6
本实施例提供的炭黑水处理方法与实施例5的区别在于：
调节第一处理液的pH值至11，曝气处理的气液比为2000:1。
实施例7
本实施例提供的炭黑水处理方法与实施例5的区别在于：
调节第一处理液的pH值至14，曝气处理的气液比为2500:1。
实施例8
本实施例提供的炭黑水处理方法与实施例7的区别在于：
活性炭滤料对第二处理液的滤速为8m/h。
实施例9
本实施例提供的炭黑水处理方法与实施例7的区别在于：
活性炭滤料对第二处理液的滤速为12m/h。
实施例10
本实施例提供的炭黑水处理方法包括以下步骤：
将合成氨装置产生炭黑水加入混凝池中搅拌，边搅拌边加入10mg/L的聚合氯化铝(市售即可)和20mg/L的聚丙烯酰胺(市售即可)继续搅拌15min，然后静止沉淀30min，取上清液分析SS。经混凝处理的上清液(即第一处理液)调节pH值至12，然后进入吹脱装置，废水在吹脱装置内进行曝气处理，气液比2200:1，处理后取样分析氨氮。经过吹脱的废水(即第二处理液)进入活性炭吸附装置，滤速10m/h，取出水分析COD。
对上述实施例1至10中处理后炭黑水的各项指标进行测试，测试结果如下表所示。
从上述测试结果可以看出，上述实施例1至10中的炭黑水处理方法均能够实现对废水较高的悬浮物去除率与NH3-N去除率，并大量降低了炭黑水中的COD。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
1、上述炭黑水处理方法能够实现较高的悬浮物去除率与NH3-N去除率，并大量降低了炭黑水中的COD，使处理后的炭黑水能够得到回收再利用；
2、上述工艺适应性强，处理效果不受水量水质变化的影响，且操作简单、易控制；
3、整个工艺需控制的主要参数只有温度、流量、曝气量，一次设定后如无特殊情况可长期持续运行，极大减少了人工操作；
4、上述工艺还具有节约占地，投资和运行成本低等优势。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种炭黑水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，对炭黑水进行混凝处理，得到第一处理液；
S2，对所述第一处理液进行吹脱处理，得到第二处理液；
S3，对所述第二处理液进行活性炭吸附处理，得到处理后的所述炭黑水。
2.根据权利要求1所述的炭黑水处理方法，其特征在于，所述步骤S1中，采用聚合氯化铝和聚丙烯酰胺对所述炭黑水进行混凝处理。
3.根据权利要求2所述的炭黑水处理方法，其特征在于，所述炭黑水中悬浮物的浓度、所述聚合氯化铝的投加量以及所述聚丙烯酰胺的投加量之比为3～4:6～7:1。
4.根据权利要求3所述的炭黑水处理方法，其特征在于，所述炭黑水中悬浮物的浓度为8～12mg/L，所述聚合氯化铝的投加量为16～24mg/L，所述聚丙烯酰胺的投加量为3～4mg/L。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的炭黑水处理方法，其特征在于，所述步骤S2包括以下过程：
S21，调节所述第一处理液的pH值至11～14；
S22，对调节pH后的所述第一处理液进行曝气处理。
6.根据权利要求5所述的炭黑水处理方法，其特征在于，所述曝气处理的气液比为(2000～2500):1。
7.根据权利要求1所述的炭黑水处理方法，其特征在于，所述步骤S3中，将所述第二处理液通入活性炭吸附装置中，所述活性炭吸附装置中设置有活性炭滤料。
8.根据权利要求7所述的炭黑水处理方法，其特征在于，所述活性炭滤料对所述第二处理液的滤速为8～12m/h。
9.一种炭黑水处理***，其特征在于，包括：
混凝装置(10)，用于对炭黑水进行混凝处理以得到第一处理液；
吹脱装置(20)，与所述混凝装置(10)连通，用于对所述第一处理液进行吹脱处理以得到所述第二处理液；
活性炭吸附装置(30)，与所述吹脱装置(20)连通，用于对所述第二处理液进行活性炭吸附处理以得到处理后的所述炭黑水。
10.根据权利要求9所述的炭黑水处理***，其特征在于，所述吹脱装置(20)为吹脱池，所述吹脱池的底部设置有曝气柱。
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