一种含甲醇冷凝水处理回用的工艺与装置制造方法及图纸

一种含甲醇冷凝水处理后回用的方法，其特征是采用生物接触氧化法将冷凝水中的甲醇完全分解后，利用固液分离的手段使将处理液中不溶性物质完全去除。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是处理石油化工厂合成氨等装置产生的含甲醇冷凝水并回用于生产工艺的方法与装置。化肥厂在合成氨生产过程中要产生一部分工艺冷凝液，该冷凝液中含有大约500mg/l以上的氨，其COD值为2000～3000mg/l(其组分多为甲醇)。这部分冷凝液无机盐含量非常低，经过蒸汽汽提回收氨氮后，冷凝液中只含有少量的甲醇，具有很高的回用价值。
技术介绍
目前合成氨生产过程中产生的含甲醇冷凝液由于含有少量的甲醇而无法回用于生产，只能外排，这样不断污染了环境，而且浪费了具有很高回用价值的水资源。虽然甲醇可生化性好，是一类既能被好氧微生物降解又能被厌氧微生物利用的有机物。一般来说，高浓度含甲醇的有机废水可以使用厌氧生物处理法，低浓度含甲醇的有机废水应该使用好氧处理。各种生物处理法对于含甲醇废水具有很好的处理效果，并得到了很多应用。这种处理对象及现有的生物处理方法具有以下特点①这类废水中，其碳源比较丰富，除含有甲醇外，还含有其它有机碳源。②这类废水中还含有微生物生长所必须要的无机营养盐。③这种处理方法使处理后的含甲醇废水只能达标排放，而无法达到回用于生产的目的。本专利技术的对象是一种除少量甲醇以外，基本上不含有其他有机或无机污染物的冷凝液，至今为止，没有人尝试过用生物方法对于这类除了甲醇以外几乎不含其他物质的废水进行处理，也未见有对这类废水进行以回用为目的的处理事例报道。
技术实现思路
为了使石油化工厂产生的含甲醇冷凝水经过处理后达到回用的目的，本专利技术人选取了某石油化工厂合成氨车间产生的含甲醇冷凝水作为研究对象进行大量的实验研究。含甲醇冷凝水经过生物接触氧化法和固液分离等处理后，大部分有机物和全部不溶性物质得以去除，处理后的水可以作为一些生产工艺的水源加以利用。这就是本专利技术的权利要求书第一项的内容。本专利技术人经过进一步的研究发现，含甲醇冷凝水经过生物接触氧化法处理后残留于被处理液中的溶解性有机物在臭氧氧化作用下可以得到进一步的分解，其中一部分转化为二氧化碳，另一部分转化为有机酸。有机酸类物质在中性以上的pH条件下以有机阴离子的形式存在，因此这些有机酸可以通过离子交换、反渗透过滤等离子去除手段从被处理液中得以去除。因此，含甲醇冷凝水经过生物接触氧化法处理、固液分离、臭氧氧化和离子去除等一系列的处理之后，被处理液中的有机成分和无机成分全部得以去除，由此可以得到不含任何离子和有机物的出水，用于对水质要求更高的生产工艺。这就是本专利技术的权利要求书第二项的内容。本专利技术的主要技术方案如下含甲醇冷凝水首先经过生物接触氧化法处理，生物接触氧化塔的生物填料可以是陶粒、活性炭或其他材料，水力停留时间为0.5～2.5h。经过生物处理后的冷凝水中甲醇被完全分解，其中含有的菌体等不溶性物质经过砂滤、混凝沉淀、膜过滤等固液分离手段处理后得到去除。为了强化固液分离效果，可以在固液分离前加入少量无机混凝剂进行混凝反应，由此产生的絮体对溶解性有机物具有一定的吸附效果。固液分离后的被处理液在臭氧反应塔经过臭氧氧化处理后，剩余的可溶性有机质得到进一步的分解，部分直接转化为二氧化碳，剩下的部分有机质转化为有机酸。经过后续的离子去除装置如离子交换塔或反渗透膜处理有机酸和无机离子均可以得到有效的去除，从而使处理后的冷凝水中有机物的含量降低到不能检出的水平。采用本专利技术的方法和装置，可以利用较低的处理成本，获取高质量工业生产用水，不仅能够显著地降低高质量工业生产用水的成本，还可以减少水资源的使用量，特别是对于我国缺水地区的化工行业具有很好的使用价值。附图说明附图1显示本专利技术的实施方案实例之一，但本专利技术不局限于附图1。含甲醇冷凝水主要经过四个处理单元进行处理①生物接触氧化塔，将微生物接种于生物接触氧化塔内，经过驯化得到降解甲醇的微生物菌种。该生物接触塔中的填料可以是陶粒、无纺布、活性炭等，其水力停留时间在0.5～2.5h范围内。②固液分离处理装置，主要分离生物接触反应池中微生物的代谢产物，该固液分离处理部分可以是微絮凝过滤、砂滤、膜分离等装置，也可以是高速离心装置。③臭氧反应塔，将臭氧发生器产生的臭氧通入臭氧反应器中，使被处理水中的溶解性有机物一部分矿化，一部分转化为离子型有机物；其中的臭氧反应时间为10～60min。④离子去除装置如离子交换柱，将强碱性阴离子交换树脂经过适当预处理后填入离子交换柱中，然后使臭氧氧化后的离子化有机物与强碱性阴离子交换树脂发生交换而被去除。经过阴阳离子交换柱处理，不仅有机酸类物质得到去除，水中的所有离子成分都会被去出，因此可以得到非常纯的水，这种水具有很高的使用价值，可以用于多种目的。经过一段时间后树脂将达到饱和，需要进行再生。另外，反渗透膜装置也具有与离子交换树脂类似的作用，可以用来去除各种离子成分。⑤臭氧发生器，主要用来供给臭氧氧化塔内所需要的臭氧。具体实施例方式在此对与本专利技术有关的实验结果进行说明，但本专利技术不限于该实验结果。以陶粒为生物在体的生物接触氧化柱用活性污泥接种一周后开始连续通入含甲醇冷凝水。该冷凝水含甲醇30mg/l，TOC(总有机碳)13mg/l。稳定运行后，控制水力停留时间为0.5h，连续27天取样分析进出水甲醇和TOC浓度变化，结果见表1和表2。从表1结果可以看出，进水甲醇浓度为30mg/l左右，出水甲醇浓度均为未检出，生物接触氧化柱对甲醇的去除率达100％；TOC含量从13mg/l左右降低到小于2.5mg/l，生物接触氧化柱对TOC的去除率约为80.7％。被处理冷凝水中残留的TOC主要是甲醇降解菌的代谢产物。对生物接触氧化柱的出水进行离心分离后获得不含菌体的上清液，用碱将该上清液的pH调节到10.5，然后进行臭氧氧化处理，结果如图2所示。在20分钟的臭氧氧化过程中，TOC含量一直呈下降趋势，臭氧氧化前被处理水的TOC为2.2mg/l，反应结束时的TOC为1.1mg/l，去除率达到50％。在臭氧氧化反应前后，被处理水的pH值发生了明显的变化，从10.5降低到6.9，说明氧化过程中有酸的产生，有部分有机物被氧化为脂肪酸。利用强碱性阴离子交换树脂对不同氧化时间段的出水进行离子交换处理实验，结果如图3所示。可知，臭氧氧化15min后的被处理水在离子交换处理后，其TOC在检测线以下。综上所述，本专利技术集成生物接触氧化、固液分离、臭氧氧化和离子去除技术等工艺与装置来解决石化行业产生的含甲醇冷凝水处理与回收问题，能够以较低的成本获取优质的工业用水。表1生物接触氧化法处理甲醇废水实验结果(甲醇浓度变化) 单位mg/l 表2生物接触氧化法处理甲醇废水实验结果(TOC浓度变化) 单位mg/l 权利要求1.一种含甲醇冷凝水处理后回用的方法，其特征是采用生物接触氧化法将冷凝水中的甲醇完全分解后，利用固液分离的手段使将处理液中不溶性物质完全去除。2.如权利要求1所述的方法，其特征是在固液分离处理后使用臭氧对被处理液进行进一步的处理，并使被处理液中的残留有机物转化为有机酸的形态后对被处理液进行去离子化处理，使其中的有机和无机离子全部去除后将被处理液作为生产用水进行使用。3.一种含甲醇冷凝水处理后回用的装置，其特征是用来降解冷凝水中甲醇的生物接触氧化反应池①、然后连接用来分离生物处理后被处理液中不溶性物质的固液分离本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨敏，汪严明，王建军，高孟春，张晶，
申请(专利权)人：中国科学院生态环境研究中心，北京世博恒业科技有限公司，
类型：发明
国别省市：