一种煤制氢废水的处理方法及处理装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种煤制氢废水的处理方法，包括（1）煤制氢废水输送至除硬单元，除硬单元设两级反应器，一级反应器去除镁离子，二级反应器去除钙离子，在二级反应器中通入含CO2尾气调控钙离子浓度和pH，使钙离子浓度低于150mg/L；除硬后出水pH仍高于9.0，则继续通入含CO2尾气直至pH低于8.5，排入生化单元；（2）生化单元包括硝化过程和反硝化过程，在硝化过程通入含CO2尾气调控pH高于7.0，在反硝化过程间歇通入含CO2尾气调控pH高于6.5。本发明专利技术采用含CO2尾气调控除硬单元钙离子浓度和pH，以及调控生化单元水质及碳源，实现以废止废的同时，确保了处理装置的高效稳定运行。处理装置的高效稳定运行。

【技术实现步骤摘要】
一种煤制氢废水的处理方法及处理装置


[0001]本专利技术属于废水治理
，具体涉及一种煤制氢废水的处理方法及处理装置。

技术介绍

[0002]氢在现代工业生产中具有广泛的用途，特别是在石油化工、有机合成、冶金等领域用量相当大。煤气化制氢是工业大规模制氢的首选方式之一，水煤浆制氢工艺发展至今已经比较成熟且应用广泛。水煤浆制氢过程中产生的废水（煤制氢废水）的达标处理是保证制氢装置正常生产的重要一环。
[0003]炼厂煤制氢废水的处理工艺流程主要包括预处理和生化处理两部分。预处理过程主要是去除废水中的灰和硬度，其中除硬度主要是使水中的钙、镁离子分别以碳酸钙和氢氧化镁的形式沉淀去除，常用且有效的方法为“双碱法”，即向废水中投加碳酸钠和氢氧化钠或氧化钙达到分别去除钙、镁离子的目的。该过程完成后废水pH较高，不适宜直接进入生化单元，所以进生化单元前需要加酸调节pH，因此整个过程对药剂消耗量较大，运行成本较高。同时，大量的其他离子也会被引入水中，造成二次污染。生化单元主要以去除COD、氨氮和总氮为主，硝化
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反硝化为常用工艺。在反硝化过程，由于硝化液含较高的溶解氧，会造成额外的甲醇消耗，同时，通过搅拌实现甲醇的完全混匀较慢，反硝化需要时间较长。硝化菌属于自养菌，其主要利用二氧化碳作为碳源进行生长，所以其增殖速度缓慢、易受冲击。另外，在实际运行中发现，池中的曝气管线、硝化液回流管线结垢严重，影响装置稳定运行。
[0004]CN105565582A公开了一种煤制氢污水处理方法，向煤制氢污水中投加碱液进行匀质沉淀，再进行精密过滤，然后通入中空纤维气化膜除氨，再进入短程硝化反硝化池进行短程硝化反硝化反应，最后进入深度碳化硝化池进一步氧化未被氧化的COD、氨氮和亚硝酸根。该专利技术克服了现有煤制氢污水C∶N比值低导致生化处理总氮去除率低的问题，同时以废治废，获得高纯度的碳酸铵产品，经处理后出水COD含量低，氨氮检不出，亚硝酸根检不出，整个工艺过程不产生二次污染。该专利技术需要投加碱液，且需要采用中空纤维气化膜除氨，处理成本较高。
[0005]CN208603834U公开了一种资源化利用煤制氢CO2尾气和杂醇废液的化学系统，包括邻近设置的煤制氢系统和污水处理系统，煤制氢系统在制备氢气过程中产生CO2废气，在制备甲醇过程中产生杂醇废液，还包括碳酸钠制备装置，CO2废气通入到该装置，碱性溶液通入该装置，该装置的产物通入污水处理系统的第一组或每一组硝化段入口，用于调节硝化段的碱度，同时杂醇废液为污水处理系统的反硝化段入口提供有机碳源，实现高效的硝化过程和反硝化，从而实现脱氮，降低COD和磷的污水处理过程。将煤制氢系统的废气和废液资源化利用，杜绝了其排放，同时减少了污水处理过程中调节碱度和有机碳源的药剂，降低了运行成本，产生经济效益。但是，将CO2尾气通入碳酸钠制备装置，制备成碳酸钠再用于调节碱度，尾气中CO2利用效果有限。

技术实现思路

[0006]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种煤制氢废水的处理方法及处理装置。本专利技术采用含CO2尾气调控除硬单元钙离子浓度和pH，以及调控生化单元水质及碳源，实现以废止废的同时，确保了处理装置的高效稳定运行。
[0007]本专利技术提供的一种煤制氢废水的处理方法，包括如下步骤：（1）煤制氢废水输送至除硬单元，除硬单元设两级反应器，一级反应器去除镁离子，二级反应器去除钙离子，在二级反应器中通入含CO2尾气调控钙离子浓度和pH，使钙离子浓度低于150mg/L；除硬后，若出水pH仍高于9.0，则继续通入含CO2尾气直至pH低于8.5，排入生化单元；（2）生化单元包括硝化过程和反硝化过程，在硝化过程通入含CO2尾气调控pH高于7.0，低于7.0时停止通入；在反硝化过程间歇通入含CO2尾气调控pH高于6.5，低于6.5时停止通入。
[0008]本专利技术中，所述的煤制氢废水来自煤气化制氢过程中产生的废水，其中含有机物、氨氮、钙离子、镁离子等污染物，在生化处理前需要进行除硬处理；其中钙离子浓度为750
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900mg/L，镁离子浓度为30
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50mg/L，COD浓度为700
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850mg/L，氨氮浓度为260
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330mg/L。
[0009]本专利技术中，所述的除硬单元的两级反应器中，一级反应器用于去除镁离子，可以采用常规去除镁离子的方法，优选采用投加氢氧化钠和絮凝剂的方式，所述的絮凝剂优选为PAM，将废水中的镁离子浓度降到20mg/L以下后排入二级反应器。
[0010]本专利技术中，所述的含CO2尾气为工业装置产生的含有较纯净CO2的尾气或废气，优选采用煤气化脱碳装置产生的含CO2尾气。
[0011]本专利技术中，在二级反应器中通入含CO2尾气调控钙离子浓度和pH，使钙离子浓度低于150mg/L。若出现pH低于8.5且钙离子浓度高于150mg/L时，则投加碳酸钠至钙离子低于150mg/L后停止。
[0012]本专利技术中，除硬后，若出水pH高于9.0，继续向水中通入二氧化碳，使pH低于8.5，优选7.8
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8.5，更优选8.0
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8.3。
[0013]本专利技术中，二级反应器排水在进入生化单元前进入均质单元处理，处理后废水输送至生化单元处理。
[0014]本专利技术中，所述生化单元包括硝化过程和反硝化过程，可以设于一个反应器中，也可以设置于两个反应器中，可以采用SBR、A/O等工艺。在反硝化过程中投加碳源，碳源是反硝化菌可以利用的各种碳源，优选甲醇。
[0015]本专利技术中，生化单元优选采用SBR，运行方式为进水搅拌
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一次曝气
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投加碳源搅拌
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二次曝气
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沉降排水。在进水搅拌阶段采用间歇通入二氧化碳的方式，对进水进行混匀、消氧，使进水中的有机碳源和硝氮进行反硝化反应，达到同时去除部分COD和总氮的目的；控制进水搅拌阶段系统pH不低于7.8；当pH降至7.8以下时，调小二氧化碳的通入气量或停止通入。在一次曝气阶段采用间歇或小气量方式通入二氧化碳，为硝化反应补充无机碳源，同时调节系统pH减缓结垢，控制曝气过程系统pH不低于7.0，当pH低于7.0则停止通入二氧化碳。
[0016]本专利技术中，投加碳源如甲醇时即通入二氧化碳对系统进行消氧，减少碳化菌利用曝气过程残留的氧气消耗甲醇，投加甲醇至反硝化结束，整个过程二氧化碳间歇通入系统，
辅助混匀，加快传质，促进反硝化反应进行。整个过程控制pH不低于6.5，当pH低于6.5时停止通入二氧化碳。
[0017]本专利技术还提供了一种用于上述煤制氢废水处理方法的处理装置，主要包括除硬单元和生化单元，除硬单元设两级反应器，一级反应器去除镁离子，二级反应器去除钙离子，在二级反应器中通入含CO2尾气调控钙离子浓度和pH，出水进生化单元，在硝化过程通入含CO2尾气调控pH高于7.0，在反硝化过程间歇通入含CO2尾气，调控pH高于6.5。进一步的，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种煤制氢废水的处理方法，其特征在于包括如下步骤：（1）煤制氢废水输送至除硬单元，除硬单元设两级反应器，一级反应器去除镁离子，二级反应器去除钙离子，在二级反应器中通入含CO2尾气调控钙离子浓度和pH，使钙离子浓度低于150mg/L；除硬后，若出水pH仍高于9.0，则继续通入含CO2尾气直至pH低于8.5，排入生化单元；（2）生化单元包括硝化过程和反硝化过程，在硝化过程通入含CO2尾气调控pH高于7.0，低于7.0时停止通入；在反硝化过程间歇通入含CO2尾气调控pH高于6.5，低于6.5时停止通入。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的煤制氢废水来自煤气化制氢过程中产生的废水，其中含COD、氨氮、钙离子、镁离子污染物，在生化处理前需要进行除硬处理；其中钙离子浓度为750
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900mg/L，镁离子浓度为30
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50mg/L，COD浓度为700
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850mg/L，氨氮浓度为260
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330mg/L。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：一级反应器采用投加氢氧化钠和絮凝剂的方式，所述的絮凝剂优选为PAM，将废水中的镁离子浓度降到20mg/L以下后排入二级反应器。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的含CO2尾气为工业装置产生的含有较纯净CO2的尾气或废气，优选采用煤气化脱碳装置产生的含CO2尾气。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在二级反应器中通入含CO2尾气调控钙离子浓度和pH，若出现pH低于8.5且钙离子浓度高于150mg/L时，则投加碳酸钠至钙离子低于150mg/L后停止。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：除硬后出水pH高于9.0，继续向水中通入二氧化碳使pH为7.8
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【专利技术属性】
技术研发人员：王刚，高会杰，杨健，谭枝文，孙丹凤，陈明翔，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：