一種濃鹽污水零排放處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及煤化工污水處理領(lǐng)域,更具體地,涉及一種濃鹽污水零排放處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 煤氣化作為一種煤炭綜合利用技術(shù),是煤化工、加氫、煤液化等工藝的基礎(chǔ)。目前, 在我國采用的魯奇氣化爐(Lurgi固定床氣化爐)、殼牌氣化爐(She 11氣化爐)、德士古氣化 爐(Texaco水煤漿氣化爐)三種煤氣化工藝中,Shell氣化爐采用的是加壓氣流粉煤氣化技 術(shù),氣化溫度約1400~1700°C,碳轉(zhuǎn)化率高達(dá)99 %以上,產(chǎn)品氣體相對潔凈,不含重?zé)N,甲烷 含量極低,煤氣中有效氣體(C0+H2)高達(dá)90%以上,因此該氣化工藝應(yīng)用前景廣闊。
[0003] 而煤炭資源豐富的地域,往往既缺水又無環(huán)境容量。廢水雖然經(jīng)過處理滿足國家 的相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn),但由于無排放河流或無環(huán)境容量,仍無處可排,耗水量大和水環(huán)境問題一 直是煤化工行業(yè)發(fā)展的瓶頸,因此,尋求處理效果更好、工藝穩(wěn)定性更強的煤化工污水處理 及回用技術(shù),實現(xiàn)污水零排放是煤化工產(chǎn)業(yè)利益最大化、健康發(fā)展的關(guān)鍵因素。
[0004] 煤制氣廢水主要產(chǎn)生于煤氣洗滌、冷凝以及凈化等過程,由煤中所含的水分、未分 解水蒸汽水、蒸汽冷凝液以及反應(yīng)生成水等組成。對于不同的煤種或不同的煤氣化工藝,煤 制氣廢水水量與水質(zhì)差異較大。She 11氣化爐產(chǎn)生的污水可分為低鹽污水和濃鹽污水,其中 濃鹽污水包括氣化廢水、回用水濃水和冷凝液精制水,水質(zhì)特性為高氨氮、高氰化物、高氟 化物和高含鹽。研發(fā)有效可靠的濃鹽污水零排放技術(shù)是實現(xiàn)Shell氣化爐污水安全處理的 核心問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 針對煤化工濃鹽污水處理困難,處理出水難以回用的問題,本發(fā)明提出一種濃鹽 污水零排放處理方法。
[0006] 本發(fā)明提供的濃鹽污水零排放處理方法,其特征在于,包括以下步驟:破氰:濃鹽 污水首先進(jìn)入混合反應(yīng)池,采用局部氧化和完全氧化工藝,分兩次投加氧化劑進(jìn)行氧化破 氰處理;除氟:破氰后的出水進(jìn)入混凝沉淀池,投加除氟劑進(jìn)行除氟處理;軟化預(yù)處理:所述 除氟后的出水進(jìn)入下一級混凝反應(yīng)池,投加氫氧化鈣、碳酸鈉、聚合硫酸鐵和聚丙烯酰胺軟 化除硬;膜生物反應(yīng)器(MBR)生物處理:所述軟化預(yù)處理后的出水進(jìn)入MBR生化系統(tǒng),去除有 機污染物,再進(jìn)入二級反滲透系統(tǒng)進(jìn)行除鹽處理,反滲透系統(tǒng)產(chǎn)水進(jìn)入回用水池,濃水進(jìn)入 納濾系統(tǒng);納濾反滲透深度處理:納濾系統(tǒng)產(chǎn)水重新進(jìn)入反滲透系統(tǒng)進(jìn)行納濾反滲透深度 處理,濃水排入廢水池,與其他污水混合;機械蒸汽再壓縮(MVR)蒸發(fā)結(jié)晶處理:所述納濾反 滲透深度處理后的出水進(jìn)入MVR蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng),產(chǎn)生的蒸汽冷凝水與進(jìn)水換熱冷卻后進(jìn)入 回用水池。
[0007] 在上述濃鹽污水零排放處理方法中,所述破氰包括:氣化廢水進(jìn)入調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)水 量,水力停留時間設(shè)定為24h,調(diào)節(jié)池出水進(jìn)入混合池1,水力停留時間設(shè)定為4-6min,投加 氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH在9.5-10.5內(nèi),投加雙氧水和硫酸銅溶液,投加量分別為200-25011^/1和 50-80mg/L;污水與藥劑混合后進(jìn)入反應(yīng)池1進(jìn)行局部氧化破氰反應(yīng),反應(yīng)池1的水力停留時 間設(shè)定為20-40min;反應(yīng)池1的出水進(jìn)入混合池2,水力停留時間設(shè)定為5-10min,投加雙氧 水,投加量為100-150mg/L,然后進(jìn)入反應(yīng)池2進(jìn)行完全氧化破氰反應(yīng),投加硫酸控制反應(yīng)池 2 中的pH 在7.0-9.0。
[0008] 在上述濃鹽污水零排放處理方法中,所述除氟通過二級除氟單元進(jìn)行,每級除氟 單元中的除氟步驟均包括:投加 CaCl2,控制pH在7-9之間,使FlPCa2+發(fā)生沉淀反應(yīng);出水進(jìn) 入下一反應(yīng)池,投入聚合硫酸鐵在水中水解形成吸附能力很強的絮凝氫氧化物沉淀,大量 吸附廢水中的廠和微小的晶體CaF 2,投加聚丙烯酰胺,使CaF2沉淀快速沉降。
[0009] 在上述濃鹽污水零排放處理方法中,,氯化鈣、聚合硫酸鐵和聚丙烯酰胺的投加量 分別為 1500mg/L、30mg/L 和 2mg/L。
[0010] 在上述濃鹽污水零排放處理方法中,所述MBR生物處理采用分置式MBR系統(tǒng),所述 分置式MBR系統(tǒng)包括生化反應(yīng)池和膜池兩部分。
[0011]在上述濃鹽污水零排放處理方法中,所述生化反應(yīng)池的水力停留時間設(shè)定為24h, 污泥濃度為8g/L,池內(nèi)設(shè)置流量、C0D、溶解氧和污泥濃度在線檢測儀和液位報警系統(tǒng),曝氣 池內(nèi)曝氣量可根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)進(jìn)行調(diào)節(jié);所述膜池水力停留時間設(shè)定為1.5h,池內(nèi)污泥濃度 為l〇g/L,設(shè)置壓力表和液位報警系統(tǒng),
[0012] 在上述濃鹽污水零排放處理方法中,所述MVR蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)采用基于晶種法的MVR 降膜蒸發(fā)器和MVR強制循環(huán)結(jié)晶器,在所述MVR蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)中,濃鹽水先經(jīng)硫酸將pH調(diào)整 為4-4.5,使碳酸鹽和碳酸氫鹽轉(zhuǎn)換為二氧化碳去除,加入的硫酸根離子與濃鹽水中的鈣離 子形成晶種,維持MVR降膜蒸發(fā)器內(nèi)晶種濃度在80000~100000mg/L,當(dāng)濃鹽水在MVR降膜蒸 發(fā)器內(nèi)提濃時,當(dāng)TDS濃度達(dá)到200000~240000mg/l后到MVR強制循環(huán)結(jié)晶器繼續(xù)提濃;在 所述MVR蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)中,產(chǎn)生的蒸汽冷凝水與MVR降膜蒸發(fā)器產(chǎn)生的蒸汽冷凝水混合后與 濃鹽水進(jìn)水換熱冷卻后進(jìn)入回用水池,產(chǎn)生的固體結(jié)晶鹽外運填埋。
[0013] 該濃鹽污水零排放處理方法主要應(yīng)用于煤化工污水處理領(lǐng)域,特別適用于處理 Shell氣化爐產(chǎn)生的含氰的污水,處理出水可達(dá)到《城市污水再生利用工業(yè)用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》, 可直接用于工業(yè)循環(huán)水補水用水,可以廣泛應(yīng)用于在工業(yè)生產(chǎn)中并且具有良好的處理效 果,解決了煤化工濃鹽污水處理困難,處理出水難以回用的問題。
【附圖說明】
[0014] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對實施例中所 需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施 例,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲 得其他的附圖。
[0015] 圖1是本發(fā)明的濃鹽污水零排放處理方法的流程框圖。
【具體實施方式】
[0016] 下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖,對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例,而不是全部的實施例。基于 本發(fā)明中的實施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所獲得的所有其他實施例,都屬于本發(fā)明保護的 范圍。
[0017] Shell氣化爐產(chǎn)生的濃鹽污水主要包括氣化廢水、回用水濃水和冷凝液精制水,其 典型水質(zhì)分別見表1、表2和表3。
[0018] 表1氣化廢水水質(zhì)表(mg/L pH除外)
[0019]
[0020] 表2回用水濃水水質(zhì)表(mg/L pH除外)
[0024] 圖1是本發(fā)明的濃鹽污水零排放處理方法的流程框圖,具體工藝步驟包括以下步 驟:
[0025] 破氰:濃鹽污水首先進(jìn)入混合反應(yīng)池,采用局部氧化+完全氧化工藝,分兩次投加 雙氧水等氧化劑進(jìn)行氧化破氰處理。在該步驟中,首先,氣化廢水進(jìn)入調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)水量,水 力停留時間設(shè)定為24h,調(diào)節(jié)池出水進(jìn)入混合池1,水力停留時間設(shè)定為4-6min,投加氫氧化 鈉調(diào)節(jié)pH在9.5-10.5內(nèi),投加雙氧水和硫酸銅溶液,投加量分別為200-250mg/L和50-80mg/ L;污水與藥劑混合后進(jìn)入反應(yīng)池1進(jìn)行局部氧化破氰反應(yīng),反應(yīng)池1的水力停留時間設(shè)定為 20-40min;反應(yīng)池1的出水進(jìn)入混合池2,水力停留時間設(shè)定為5-10min,投加雙氧水,投加量 為100-150mg/L,然后進(jìn)入反應(yīng)池2進(jìn)行完全氧化破氰反應(yīng),投加硫酸控制反應(yīng)池2中的pH在 7.0-9.0;
[0026] 除氟:破氰后的出水進(jìn)入混凝沉淀池,投加氯化鈣、聚合硫酸鐵(PFS)和聚丙烯酰 胺(PAM)等除氟劑進(jìn)行除氟處理。在該步驟中,出水進(jìn)入混合池3,水力停留時間設(shè)定為 5min,投加 CaCl2,控制反應(yīng)池3中的pH在7-9之間,使F和Ca2+發(fā)生沉淀反應(yīng);出水進(jìn)入混合 池4,投加 PFS,使Fe3+在水中水解形成吸附能力很強的絮凝氫氧化物沉淀,大量吸附廢水中 的廠和微小的晶體CaF 2,反應(yīng)池4中投加 PAM,使CaF2沉淀快速沉降,從而達(dá)到高效除氟的目 的,水力停留時間設(shè)定為15-30min。反應(yīng)池4出水進(jìn)入斜板沉淀池1,使一級除氟單元產(chǎn)生的 沉淀物分離出來。出水進(jìn)入混合池5,水力停留時間設(shè)定為3-5min,投加 CaCl2溶液,控制反 應(yīng)池5中的pH在7-9之間,使FlPCa2+發(fā)生沉淀反應(yīng);出水進(jìn)入混合池6,水力停留時間設(shè)定為 3_5min,投加 PFS,使Fe3+在水中水解形成吸附能力很強的絮凝氫氧化物沉淀,大量吸附廢水 中的F一和微小的晶體CaF 2,反應(yīng)池6中投加 PAM,使CaF2沉淀快速沉降,從而達(dá)到高效除氟的 目的,水力停留時間設(shè)定為15_30min。反應(yīng)池6出水進(jìn)入斜板沉淀池2,使二級除氟單元產(chǎn)生 的沉淀物分離出來。氯化鈣、PFS和PAM的投加量分別為