煤制氫污水處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于污水處理領(lǐng)域，具體涉及一種煤制氫污水處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]煤制氫污水主要來(lái)自煤氣化單元，采用水煤漿氣化技術(shù)制取H2和CO。其原理是水煤漿和純氧一起通過(guò)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(jìn)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(xué)反應(yīng)等過(guò)程，最終生成以C0、H2為主要組分的粗煤氣。灰渣采用液態(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(jìn)行洗滌凈化。煤氣化的反應(yīng)過(guò)程中煤燃燒產(chǎn)生的煤灰，煤中的有機(jī)氮物質(zhì)轉(zhuǎn)化的氨氮，煤中的有機(jī)物雜質(zhì)和其它無(wú)機(jī)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，COD約500mg/L左右，總硬1000mg/L，氯離子200?300mg/L。這種污水的顯著特點(diǎn)是硬度高,氨氮與COD相比氨氮濃度偏高,COD偏低。這股污水通常是采用生化法處理達(dá)標(biāo)排放。但是采用生化法處理此污水會(huì)因COD偏低而使氨氮特別是總氮去除率降低。
[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(shí)去除總氮。
[0005]反硝化反應(yīng)是將硝酸根、亞硝酸根還原為氮?dú)獾倪^(guò)程，反硝化反應(yīng)屬于異養(yǎng)型反應(yīng)，需要有機(jī)碳源，缺氧反硝化在前，可以充分利用原污水中的有機(jī)碳源。I克亞硝酸根還原需要1.7克B0D，I克硝酸根還原需要2.86克B0D。反硝化反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生堿度，I克亞硝酸根還原會(huì)產(chǎn)生2.0克堿度，I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(guò)程，屬于自養(yǎng)型反應(yīng)，不需要有機(jī)碳源。硝化過(guò)程是產(chǎn)酸過(guò)程，每氧化I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，將硝化反應(yīng)置于反硝化之后。硝化反應(yīng)所產(chǎn)生的硝酸根通過(guò)采用硝化液回流到反硝化單元的方法為反硝化反應(yīng)提供硝酸根。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(shí)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%。回流比越高能耗越聞。
[0006]如果污水中的有機(jī)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]對(duì)于氨氮偏高COD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(jī)物如甲醇、淀粉或葡萄糖。優(yōu)點(diǎn)是可以獲得較高的氨氮和總氮去除率，缺點(diǎn)一是外加有機(jī)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(lái)了二次污染，而剩余污泥的處置費(fèi)用比較高，間接地增加了污水處理的成本。
[0008]中國(guó)專利201110388561.X公開了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(jìn)行油水分離，得到煤氣化廢水；將煤氣化廢水進(jìn)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(jī)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(jìn)行生化處理。該方法，不僅能夠使煤氣化廢水中的有機(jī)物的含量明顯降低，又可將煤氣化廢水中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為合成氣，從而實(shí)現(xiàn)廢棄資源回收。
[0009]將污水加熱到超臨界狀態(tài)需要消耗很大的能量，對(duì)于處理大水量、COD濃度相對(duì)比較低的煤氣化污水是不適用的。
[0010]中國(guó)專利201310331997.4公開了一種提高煤氣化廢水處理效果的裝置及利用該裝置處理煤氣化廢水的方法，該發(fā)明是要解決現(xiàn)有煤氣化廢水處理技術(shù)水力停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、總氮去除效率不高的問(wèn)題。裝置包括進(jìn)水管、放空口、污泥回流管、污泥回流泵、第一廢水處理單元、抽水管、抽水泵和集水池。方法:一、廢水從進(jìn)水管進(jìn)入缺氧反應(yīng)區(qū)內(nèi)，投加活性污泥和顆?；钚蕴?，打開攪拌器，廢水進(jìn)入純氧曝氣反應(yīng)區(qū)；二、經(jīng)過(guò)純氧曝氣反應(yīng)區(qū)處理后廢水進(jìn)入生物流化床反應(yīng)區(qū)；三、經(jīng)過(guò)生物流化床反應(yīng)區(qū)處理后的水進(jìn)入膜生物反應(yīng)區(qū)；四、經(jīng)過(guò)膜生物反應(yīng)區(qū)處理后的水通過(guò)真空抽吸管成為出水，進(jìn)入集水池，即完成處理煤氣化廢水。本發(fā)明用于水處理領(lǐng)域。
[0011]該發(fā)明采用顆?；钚蕴孔錾镙d體，成本高。采用純氧曝氣，運(yùn)行成本高。采用膜生物反應(yīng)器做深度處理投資高，運(yùn)行管理復(fù)雜，運(yùn)行成本高。
[0012]中國(guó)專利201210225300.0公開了一種煤氣化廢水的處理方法，本發(fā)明提供了一種煤氣化廢水的處理方法，其中，該方法包括將所述煤氣化廢水依次進(jìn)行厭氧生物處理、好氧生物處理和反硝化處理，所述厭氧生物處理和好氧生物處理的方法和條件使得好氧生物處理后、反硝化處理前的煤氣化廢水的COD值為350-500mg/L、總酚含量為60_100mg/L、B0D值為35-50mg/L、總氮含量為200_400mg/L ;所述反硝化處理的條件使得到的煤氣化廢水的COD值小于350mg/L，總氮含量不高于60mg/L。采用本發(fā)明提供的方法對(duì)煤氣化廢水進(jìn)行處理，不僅具有工序簡(jiǎn)單、處理時(shí)間短、效率高的優(yōu)點(diǎn)，而且還能夠有效脫除廢水總氮，避免造成水體富營(yíng)養(yǎng)化。
[0013]該發(fā)明將反硝化置于生化處理之后，有機(jī)物再生化段被降解，反硝化會(huì)因缺少有機(jī)物提供碳源而導(dǎo)致總氮去除效率偏低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種煤制氫污水處理方法，克服現(xiàn)有煤制氫污水c:N比值低導(dǎo)致生化處理總氮去除率低的問(wèn)題，同時(shí)以廢治廢，獲得高純度的碳酸銨產(chǎn)品，經(jīng)處理后出水COD含量低，氨氮檢不出，亞硝酸根檢不出，整個(gè)工藝過(guò)程不產(chǎn)生二次污染。
[0015]本發(fā)明所述的煤制氫污水處理方法，包括以下步驟:
[0016]⑴pH調(diào)節(jié)
[0017]向煤制氣污水中投加堿液,將污水pH調(diào)整到10.0?11.0,然后進(jìn)行勻質(zhì)沉淀,去除污水中的懸浮物；
[0018](2)精密過(guò)濾
[0019]將步驟(I)處理后的污水采用過(guò)濾器對(duì)沉淀池出水進(jìn)行精密過(guò)濾；
[0020](3)氣化膜除氨
[0021]將步驟(2)處理后的污水通入到中空纖維氣化膜組件管程除氨；
[0022](4)短程硝化反硝化
[0023]步驟(3)得到的氣化膜除氨后污水與步驟(5)中得到的硝化回流液混合，進(jìn)入短程硝化反硝化池進(jìn)行短程硝化反硝化反應(yīng)，短程硝化反應(yīng)將氨氮氧化成亞硝酸根，反硝化將硝酸根或者亞硝酸根還原成氮?dú)猓坛滔趸聪趸磻?yīng)完成后沉淀，上清液進(jìn)入下一步反應(yīng)；
[0024](5)深度碳化硝化
[0025]經(jīng)步驟(4)得到的上清液進(jìn)入深度碳化硝化池反應(yīng)，將短程硝化反硝化段未被氧化的C0D、氨氮和亞硝酸根進(jìn)一步氧化，深度碳化硝化反應(yīng)池末端的硝化液回流到短程硝化反硝化池入口端，再進(jìn)行反硝化。
[0026]第一步是pH調(diào)節(jié)。步驟(I)中堿液為30%氫氧化鈉溶液或者30%的熟石灰溶液。
[0027]在此階段污水的pH可以有多種選擇，如果將pH調(diào)到11.5，則污水中所有的銨離子將全部轉(zhuǎn)變?yōu)橛坞x態(tài)的氨，有利于后續(xù)氣化膜除氨，但是需要向污水中投加大量的堿溶液，生產(chǎn)成本高。另外，過(guò)高的pH對(duì)后續(xù)生化不利，還