一种煤基乙醇催化剂综合生产废水的预处理方法技术

本发明专利技术涉及一种煤基乙醇催化剂综合生产废水的预处理方法，属于废水处理技术领域。上述方法包括：(1)将煤基乙醇催化剂生产过程产生的废水进行混合；(2)调节废水pH≥9，反应一段时间，使系统中产生Zn(OH)

A pretreatment method of wastewater from comprehensive production of coal based ethanol catalyst

【技术实现步骤摘要】
一种煤基乙醇催化剂综合生产废水的预处理方法
本专利技术涉及废水处理
，具体提供一种煤基乙醇催化剂综合生产废水的预处理方法。
技术介绍
乙醇是世界公认的优良汽油添加剂，具有很好的互溶性，可以作为调合组分掺加到汽油中，部分替代汽油，并提高汽油的辛烷值及含氧量，有效促进汽油的充分燃烧，减少汽车尾气中CO、烃类的排放量，对节能减排意义重大。目前我国主要以粮食尤其是玉米为原料发展燃料乙醇，已成为仅次于巴西、美国的第三大燃料乙醇生产和消费国，但根据我国国情，以粮食为原料进行乙醇生产存在“与民争粮，与粮争地”的等诸多不利因素，未来我国燃料乙醇发展更多的是非粮食路线。我国以煤炭为主的能源结构，开发煤制燃料乙醇成套技术是最佳的乙醇生产路线。煤基乙醇工艺以煤基合成气为原料，经甲醇、二甲醚羰基化、加氢合成乙醇的工艺路线，采用煤基乙醇催化剂，直接生产无水乙醇的环境友好型新技术路线。该技术核心实际上是，把甲醇、二甲醚和一氧化碳反应做成乙酸甲酯，然后乙酸甲酯再加氢变成乙醇和甲醇，最核心的是两个过程的煤基乙醇催化剂，这个催化剂要求高效，长期稳定，属于世界首创。煤基乙醇催化剂分为两部分，一部分采用柠檬酸和吡啶和/或吡啶取代物处理，另一部分为铜系催化剂，含铜、锌、铝等金属。煤基乙醇催化剂综合生产废水与常规催化剂生产废水存在明显差别，其突出的特点是柠檬酸含量高(COD3000～5000mg/L)、锌含量高(总锌200～500mg/L)，同时具备硅含量高(700～1500mg/L)、pH值高(pH＞12)、有机氮含量高等特点。由于废水中含有高浓度的硅，无论对废水采用物化处理还是生化处理，都需要对催化剂废水进行预处理，避免硅对后续处理设施产生不可逆的影响。可以查阅到的催化剂废水除硅的技术文献，具有代表性的如下：CN101746907B(一种含硅废水的处理方法)提供的含硅废水的处理方法包括在含硅废水中加入成核助凝剂，并使含硅废水和成核助凝剂混合，所述成核助凝剂是指做为成长核心能使水中悬浮的不易凝聚的微型颗粒物质聚集长大而沉降的不溶性固体；将含硅废水的pH调节至3.5-9。该专利技术提供的处理方法适用于各种工艺过程所排出的硅酸盐废水，可以彻底解决含硅废水中SiO2易凝胶问题，其关键在于采用成核助凝剂解决含硅废水中SiO2易凝胶问题。CN104098164B(一种炼化废水同步除硅除COD的方法)提供了一种炼化废水同步除硅除COD的方法，属于石油炼制污水处理领域。该方法主要包括以下步骤：调废水pH为2～3，搅拌，并控制温度在25～30℃，聚合反应；按照Al/Si＝0.5～1.5、Mg/Si＝1～2、Fe/Si＝0.25～0.5的摩尔比，先后向聚合反应后的废水中加入相应的无机盐；调节盐基度至40％，搅拌，熟化；最后调节熟化后的废水pH至9～10，搅拌，静置沉淀。整个过程在一个反应器中进行，实现了炼化废水二沉池出水同步除硅除COD。CN105800820A(一种含硅废水处理的方法与装置)提出一种含硅废水处理的方法与装置，稳定有效的去除废水中的胶体硅和溶解硅。该方法主要包括以下步骤：初步沉淀，用于沉淀回收部分二氧化硅，一级混凝，投加混凝剂去除废水中的溶解硅和胶体硅；二级混凝，投加助凝剂和镁盐，利用析出的沉淀物(泥渣)作为接触介质加快沉淀物的长大，提高混凝效果；二级沉淀，用于固液分离，沉淀混凝后的絮体。该专利技术的有益效果：通过药剂的协同效应可获得最佳的除硅效果，解决了SiO2凝胶不易沉降，残留浊度高的问题。然而，上述废水均不具备高硅高锌的特点，其处理方法一般需额外投加铝盐等金属类助剂，形成以硅铝凝胶为代表的沉淀。额外投加助剂不仅增加了化学污泥产量，而且同时去除煤基乙醇催化剂废水中的硅和锌的效果不佳。
技术实现思路
为解决现有技术中同时去除煤基乙醇催化剂废水中的硅和锌的效果不佳等问题，本专利技术提供一种煤基乙醇催化剂综合生产废水的预处理方法，本专利技术方法能够高效同步去除煤基乙醇催化剂生产废水中的硅和锌。为解决上述技术问题，本专利技术提供技术方案如下：本专利技术提供一种煤基乙醇催化剂综合生产废水的预处理方法，包括：(1)将煤基乙醇催化剂生产过程产生的废水进行混合，使混合液中的Zn以ZnO22-的形式存在于混合废水中；(2)调节废水pH≥9，反应一段时间，使系统中产生Zn(OH)2沉淀，并缓慢搅拌均匀，搅拌打碎Zn(OH)2沉淀物，使Zn(OH)2沉淀呈颗粒状在废水中均匀分布；(3)然后调节废水pH≤7.5，添加助凝剂，搅拌一段时间后，静置熟化20min，形成硅铝共沉物；(4)然后进行固液分离，分离液随上清液进入下一程序处理。优选的，所述步骤(1)中，煤基乙醇催化剂生产过程产生的废水中：总锌含量200～500mg/L，硅含量700～1500mg/L，pH＞12。进一步的，所述步骤(2)中，为保证Zn(OH)2快速形成沉淀，调节废水pH至9.5～10；所述pH值采用硫酸、硝酸或盐酸调节；优选盐酸。优选的，所述步骤(2)中，反应时间不低于5min，较佳的反应时间为10～20min，便于锌离子充分沉淀。优选的，所述步骤(2)中，搅拌速率80～120rpm，搅拌时间3～5min；搅拌方式可以采用机械搅拌、空气搅拌，优选机械搅拌。进一步的，所述步骤(3)中，调节废水pH至7～7.5；所述pH值采用硫酸、硝酸或盐酸调节。进一步的，所述助凝剂为聚丙烯酰胺(PAM)，添加量为投加量为0.5～2mg/L。优选的，所述PAM为阳离子聚丙烯酰胺。进一步的，所述步骤(3)中，添加助凝剂后，立即搅拌15～45s，搅拌速率80～120rpm；然后慢速搅拌1～3min，搅拌速率为15～30rpm；搅拌采用机械搅拌。进一步的，所述步骤(5)中，固液分离采用减压过滤、离心脱水、或压滤脱水。专利技术人充分考虑了煤基乙醇催化剂生产废水的水质特点，结合催化剂生产企业的实际情况，在充分利用催化剂生产废水含有的Zn作为除硅药剂，依次调节pH、投加絮凝剂，并控制各步骤的具体操作方式和反应时间，即可实现废水中锌和硅的同时高效去除。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：(1)本专利技术不投加Al盐等金属助剂，避免额外产生大量固体废物；(2)本专利技术充分利用煤基乙醇催化剂生产废水中所含Zn2+，以Zn2+形成大量细小颗粒，与SiO2形成硅铝共沉物，既充分利用废水中资源，又不增加固体废渣，而且起到协同作用，达到同时去除锌和硅的目的。具体实施方式为使本专利技术要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例进行详细描述。以下各实施例和对比例中试剂，如无特殊说明，均为市售。实施例1一种煤基乙醇催化剂综合生产废水的预处理方法：煤基乙醇催化剂综合生产废水水样：硅含量(以SiO2计)：786mg/L；Zn含量：283mg/L；COD含量：3215mg/L；pH：13.4。取500mL上述废水，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种煤基乙醇催化剂综合生产废水的预处理方法，其特征在于，包括：/n(1)将煤基乙醇催化剂生产过程产生的废水进行混合；/n(2)调节废水pH≥9，反应一段时间，使系统中产生Zn(OH)

【技术特征摘要】
1.一种煤基乙醇催化剂综合生产废水的预处理方法，其特征在于，包括：
(1)将煤基乙醇催化剂生产过程产生的废水进行混合；
(2)调节废水pH≥9，反应一段时间，使系统中产生Zn(OH)2沉淀，并缓慢搅拌均匀；
(3)然后调节废水pH≤7.5，添加助凝剂，搅拌一段时间后，静置熟化20min；
(4)然后进行固液分离，分离液随上清液进入下一程序处理。


2.根据权利要求1所述的煤基乙醇催化剂综合生产废水的预处理方法，其特征在于，所述步骤(1)中，煤基乙醇催化剂生产过程产生的废水中：总锌含量200～500mg/L，硅含量700～1500mg/L，pH＞12。


3.根据权利要求1所述的煤基乙醇催化剂综合生产废水的预处理方法，其特征在于，所述步骤(2)中，调节废水pH至9.5～10；所述pH值采用硫酸、硝酸或盐酸调节。


4.根据权利要求3所述的煤基乙醇催化剂综合生产废水的预处理方法，其特征在于，所述步骤(2)中，反应时间不低于5min。


5.根据权利要求1所述的煤基乙醇催化剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：张超，
申请(专利权)人：中化化工科学技术研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11