煤氣化污水綜合處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于污水處理領(lǐng)域，具體涉及一種煤氣化污水綜合處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]煤氣化是煤化工的第一單元過程，采用水煤漿氣化技術(shù)制取H2和C0。其原理是水煤漿和純氧一起通過噴嘴高速噴出，并流混合霧化，在壓力6.5MPa、溫度1400°C左右的條件下，在氣化爐內(nèi)進行火焰型非催化部分氧化反應(yīng)，經(jīng)歷煤漿升溫及水分蒸發(fā)、煤熱解揮發(fā)、殘?zhí)既紵龤饣蜌怏w間的化學反應(yīng)等過程，最終生成以C0、H2為主要組分的粗煤氣?；以捎靡簯B(tài)排渣，粗煤氣送至下游的變換工序。
[0003]粗煤氣需采用脫鹽水進行洗滌凈化。煤氣化的反應(yīng)過程中煤燃燒產(chǎn)生的煤灰，煤中的有機氮物質(zhì)轉(zhuǎn)化的氨氮，煤中的有機物雜質(zhì)和其它無機物都被洗滌水吸收轉(zhuǎn)移到污水中隨水排出。所排放的污水氨氮一般300mg/L左右，C0D約500mg/L左右，總硬1000mg/L，氯離子200-300mg/L，水溫50°C左右。這種污水的顯著特點是硬度高，氨氮與C0D相比氨氮濃度偏高，C0D偏低。這股污水通常是采用生化法處理達標排放，達標再采用超濾反滲透工藝深度處理脫鹽后回用，所產(chǎn)生的濃水因無機鹽濃度高、C0D被濃縮而不能達標排放，而采用蒸發(fā)濃縮結(jié)晶的方法處理，成本較高。
[0004]含有污染物的氨氮污水處理一般采用缺氧反硝化+好氧硝化(即A/0)工藝處理，在脫除氨氮的同時去除總氮。煤氣化污水的生化處理一般也采用相似工藝流程。如圖1所
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[0005]反硝化反應(yīng)是將硝酸根、亞硝酸根還原為氮氣的過程，反硝化反應(yīng)屬于異養(yǎng)型反應(yīng)，需要有機碳源，缺氧反硝化在前，可以充分利用原污水中的有機碳源。1克亞硝酸根還原需要1.7克B0D，1克硝酸根還原需要2.86克B0D。反硝化反應(yīng)過程中產(chǎn)生堿度，1克亞硝酸根還原會產(chǎn)生2.0克堿度，1克硝酸根還原產(chǎn)生3.57克堿度。硝化反應(yīng)是將氨氮氧化成硝酸根的過程，屬于自養(yǎng)型反應(yīng)，不需要有機碳源。硝化過程是產(chǎn)酸過程，每氧化1克氨氮需要7.14克堿度去中和所釋放的酸度，維持反應(yīng)的pH穩(wěn)定。反硝化所產(chǎn)生的堿度可以用于中和硝化反應(yīng)所釋放的部分酸度。因此，將反硝化反應(yīng)置于硝化反應(yīng)之前，可以充分利用原污水的有機碳源，反硝化反應(yīng)所釋放的堿度可以為后續(xù)硝化利用。硝化反應(yīng)在后的缺點是所產(chǎn)生的硝酸根必須通過硝化液回流到反硝化單元的方法才能為反硝化反應(yīng)提供硝酸根，達到脫除總氮的目的。如果要獲得高的反硝化率，則需要更多的消化液回流到反硝化單元，同時產(chǎn)生更多的堿度用于后續(xù)硝化單元中和酸度維持pH平衡。通常硝化液回流量與污水比為400%。回流比越高能耗越高，構(gòu)筑物越大投資越高。
[0006]如果污水中的有機物濃度與氨氮濃度比值在合理范圍以內(nèi)，則上述工藝流程可以獲得理想的去除氨氮和總氮的效果。
[0007]煤氣化污水中的氨氮與COD(BOD)處于失衡狀態(tài)，碳氮比偏低，對于去除總氮是不利的。
[0008]對于氨氮偏高C0D偏低的污水處理，通常的做法是向污水中投加易生物降解的有機物如甲醇、淀粉或葡萄糖。優(yōu)點是可以獲得較高的氨氮和總氮去除率，缺點一是外加有機碳源增加了生產(chǎn)成本，二是產(chǎn)生大量的剩余活性污泥，帶來了二次污染，而剩余污泥的處置費用比較高，間接地增加了污水處理的成本。
[0009]如果要對此污水回用，一般的做法是將污水生化處理達標后再經(jīng)過加堿軟化沉淀去除鈣硬，再經(jīng)多介質(zhì)過濾、超濾去除懸浮物，然后采用反滲透進行脫鹽處理，產(chǎn)水回用，濃水無機鹽被濃縮，C0D也被濃縮，不能達標排放。濃水處理的一般的做法是高級氧化處理處理達標排放，投資大運行成本高。如果屬于內(nèi)陸地區(qū)，高鹽污水即使C0D達標也不能向自然水體排放，會污染地下水。只有蒸發(fā)結(jié)晶，將污水中的無機鹽變?yōu)楣腆w。蒸發(fā)工藝包括蒸汽加熱蒸發(fā)，成本較高。如工廠處于西北沙漠干旱地區(qū)，可以考慮自然蒸發(fā)結(jié)晶。
[0010]經(jīng)檢索發(fā)現(xiàn)有5篇密切相關(guān)專利。
[0011]專利一，申請?zhí)?201110388561.X，一種煤氣化得到的煤氣化廢水的處理方法，該方法包括在加壓氣化條件下，將碎煤與水蒸氣和氧氣接觸，得到一種粗煤氣；將粗煤氣與水接觸冷卻、得到凈化后的煤氣和液相產(chǎn)物，將液相產(chǎn)物進行油水分離，得到煤氣化廢水；將煤氣化廢水進行脫氨處理，得到脫氨后的煤氣化廢水；在水的超臨界條件下，將脫氨后的煤氣化廢水與氧化劑接觸得到合成氣和接觸后的廢水，所述氧化劑的用量為脫氨后的煤氣化廢水中有機物和氨態(tài)氮被完全氧化理論需氧量的0.2?0.8倍；將得到的接觸后的廢水進行生化處理。該方法，不僅能夠使煤氣化廢水中的有機物的含量明顯降低，又可將煤氣化廢水中的有機物轉(zhuǎn)化為合成氣，從而實現(xiàn)廢棄資源回收。
[0012]該專利采用超臨界氧化技術(shù)，雖然可以將污水中的有機物轉(zhuǎn)化為合成氣實現(xiàn)資源化，但運行成本高。該技術(shù)處理高濃度、小水量有機污水相對可行，但處理大水量的煤氣化污水不具備實用性。該技術(shù)沒有對污水進行脫鹽處理，污水不能循環(huán)利用。
[0013]專利二，申請?zhí)?201210404170.7，一種煤氣化廢水的處理方法，包括:(1)石灰軟化，首先向煤氣化廢水中投加石灰乳，使廢水中的鈣鹽、鎂鹽與石灰乳發(fā)生化學沉淀，靜置沉淀后過濾上清液；(2)臭氧氧化，步驟(1)過濾后的廢水進入臭氧氧化裝置處理；(3)MBBR處理，經(jīng)臭氧氧化的廢水進入到MBBR處理；(4)粗過濾；(5)連續(xù)膜過濾或超濾；(6)反滲透處理；(7)多效蒸發(fā)，對反滲透處理得到的濃縮液進行多效蒸發(fā)，進一步對多效蒸發(fā)得到的濃縮液進行結(jié)晶處理。本發(fā)明方法既可以高效去除煤氣化廢水中C0D、氨氮和色度等主要污染物，同時可以大大降低廢水中的含鹽量，保證雙膜的高效和長期運行，實現(xiàn)煤氣化廢水的零排放。
[0014]該專利處理流程長，采用了臭氧氧化輔助生化處理，投資大，運行成本高。超濾+反滲透+多效蒸發(fā)對生化后污水進行深度處理回用，投資大，運行成本高。
[0015]專利三，申請?zhí)?201210141598.7，一種垃圾滲濾液的綜合處理方法。本發(fā)明涉及一種垃圾滲濾液的綜合處理方法，步驟是⑴泡沫分離預(yù)處理；?混凝沉淀預(yù)處理微濾、超濾處理；⑷氣態(tài)膜分離處理；(5)生化處理。該發(fā)明所處理的垃圾滲濾液的C0D約20000?30000mg/L,氨氮約1000mg/L。其顯著特點是氣態(tài)膜在分離氨氮是先將污水的pH調(diào)節(jié)到11?12。殼程一側(cè)采用硫酸、硝酸、鹽酸、磷酸等強酸吸收氨氣。脫氨后的污水采用厭氧/好氧交替運行的SBR工藝處理。
[0016]該專利污水預(yù)處理流程長、復(fù)雜，投資大，運行成本高。氣化膜脫除的氨氣采用強酸吸收，強酸在運輸、儲存、使用過程中有腐蝕、安全隱患。
[0017]專利四，CN102001750A，控制自由氨累積低溫下SBR亞硝化-反亞硝化實現(xiàn)方法。本發(fā)明公開了一種低溫下序批式活性污泥反應(yīng)器亞硝化-反亞硝化控制方法。該方法是在傳統(tǒng)的序列兼氧-好氧間歇式活性污泥法基礎(chǔ)上，采用pH，氧化還原電位(0RP)，溶解氧(D0)作為實時監(jiān)測參數(shù)建立自控系統(tǒng)。在10°C?18°C條件下，通過控制反應(yīng)器體系內(nèi)自由氨(FA)濃度從而抑制亞硝酸鹽的氧化，或根據(jù)pH實時曲線上的“氨谷點”優(yōu)化控制曝氣時間，從而實現(xiàn)亞硝化-反亞硝化處理高濃度氨氮廢水。該方法亞硝化率可達80%，對TN，NH3-N和C0D去除率分別達到95%，99%和90%以上。
[0018]該發(fā)明所采用的SBR工藝更適合處理水質(zhì)穩(wěn)定、易生化的污水，不適用于水量大、水質(zhì)變化大、含有難生物降解有機污染物的煤化工污水的深度處理，難以確保達標排放。
[0019]專利五，申請?zhí)?201010511424.6，一種高酸原油電脫鹽廢水的回用處理方法，高酸原油電脫鹽廢水首先進行除油和懸浮物處理及微生物生化處理，微生物生化處理出水依次進行絮凝、砂濾、生物活性炭及電吸附處理。絮凝和砂濾脫除生化處理出水懸浮物及部分膠體或溶解性有機物，生物活性炭處理進一步脫除膠體及溶解性有機物，電吸附處理脫鹽及環(huán)烷酸等離子型有機物。本發(fā)明處理出水的COD ( 50mg/L，不僅可滿足嚴格的地方排放標準(COD ( 60mg/L)，也可作為脫鹽水回用至循環(huán)水系統(tǒng)或電脫鹽裝置，實現(xiàn)節(jié)水和減排。
[0020]該專利技術(shù)方案是將生化處理后的達標污水經(jīng)過電吸附處理后回用于循環(huán)冷卻水。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0021]本發(fā)明的目的是提供一種煤氣化污水綜合處理方法，節(jié)約了脫鹽水，減少后續(xù)處理的水量、投資及運行費用，成本低。
[0022]本發(fā)明所述的煤氣化污水綜合處理方法，步驟如下:
[0023](1)絮凝沉淀
[0024]向污水中加入絮凝劑，混合均勻后沉淀；
[0025](2)保安過濾
[0026]采用袋式過濾器對步驟(1)處理后的污水進行過濾；
[0027](3)電吸附除鹽
[0028]步驟(2)處理后的污水進行電吸附除鹽處理，得到產(chǎn)水和濃水，產(chǎn)水直接回到洗滌塔回用，濃水進入后續(xù)處理單元進一步處理；
[0029](4)加堿軟化沉淀pH調(diào)節(jié)
[0030]向濃水中投加堿液充分混合勻質(zhì)沉淀，調(diào)整pH值；
[0031](5)精密過濾
[0032]采用過濾布袋或者濾芯對步驟(4)處理后的濃水進行精密過濾；
[0033](6)氣化膜除氨
[0034]步驟(5)處理后的濃水進行氣化膜除氨；
[0035](7)短程硝化反硝化
[0036]步驟(6)處理后的出水與步驟⑶得到的硝化回流液混合后進行短程硝化反硝化處理，完成短程硝化反硝化的混合液進行泥水分離，污泥回流到短程硝化反硝化池入口端，出水進入后續(xù)單元處理；
[0037](8)深度碳化硝化
[0038]步驟(7)得到的出水進入深度碳化硝化反應(yīng)池處理，將硝化反應(yīng)池末端的硝化液回流到短程硝化反硝化入口端，再進行反硝化，完成深度碳化硝化的混合液進行泥水分離，污泥一部分回流到