专利名称：一种煤制气回用水处理工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种水、废水、污水处理，更具体地说涉及ー种煤制气回用水处理工艺。
背景技术：
由于历史的原因，我国存在东部沿海区域经济发展比较好、中西部经济发展比较慢的格局，因而造成东部沿海区域对能源、化工原料需求比较大。而我国的矿物资源主要集中在西北部，国家积极推进西电东输、西气东输的能源战略。煤炭作为主要的矿物资源，长途运输不仅占用鉄路货运资源，而且运输不便；将煤炭制成天然气进行管道输送利国利民，近年来因此煤制天然气项目正在西北部能源重地稳步推进，例如内蒙古克什克腾40亿Nm3/年煤制天然气项目、新疆准东80亿Nm3/年煤制天然气项目等。在煤制天然气项目中，Lurgi炉的エ艺技术得到广泛应用。经过对Lurgi炉煤汽化 后产生的废水取样分析得知，该废水含有大量的酚及其衍生物，酚类含量大于50mg/l，COD含量在300 mg/1左右，氨氮含量在100-200 mg/1，TDS含量大约2000-3000 mg/1，含有大量的难降解物质，例如吡啶、吲哚、喹啉、联苯等物质，并含有一定量的焦油类物质。这些物质很难通过生化处理手段完全降解，而且由于生化处理的特性，水质、水量的变化易造成生化处理效果不稳定，排污废水中C0D、氨氮含量比较高，一般这些污水处理达标后直接排放而无法再次利用。西北部地区水资源贫乏，生态系统比较脆弱，而煤制天然气项目又需要大量的新水，因此对这些排放水进行处理后回用具有极大的节能减排推广应用价值。由于达标排放水中C0D、氨氮、TDS比较高，采用传统的离子交换树脂不经济；采用简单的反滲透膜法系统运行不稳定。因此现有的回用处理工艺一般只能达到简单的回用，占地面积大、回用水量少、回用水的应用点少。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术不足之处而提供ー种能兼顾运行稳定性与水回收率高的煤制气回用水处理工艺。本发明的目的是通过以下措施来实现ー种煤制气回用水处理工艺，其特征在干，具体步骤如下
步骤一、达标排污水进入均质池，辅以压缩空气搅拌或者机械搅拌的方式进行水质、水量的均化，水力停留时间24-48小时；
步骤ニ、均质池的水均化后送入粗过滤装置，滤除粒径超过0. Imm的颗粒物再进入超
滤装置；
步骤三、依据水回收率的不同，选择加药装置模式、或加药装置、软化器组合模式处理污水
所述回收率为75%及以上，选用软化器及加药装置模式，先入软化器通过树脂软化剂软化，再通过加药装置加入碱液，所述碱液为氢氧化钠、或氢氧化钾，调节pH值为9. 5
11.5 ；
所述回收率为65-75%，选用加药装置模式，通过加药装置加入反渗透专用阻垢剂及酸，所述酸为エ业盐酸、或エ业硫酸，调节PH值为6. 5 7. 5 ;
所述回收率为50-65%,选用加药装置模式,通过加药装置加入酸,所述酸为エ业盐酸或者エ业硫酸，调节pH值为5. 5 6. 5 ;
步骤四、经超滤后的污水进入ー个或ー个以上的反滲透 装置，将污水中的盐分与水分离，多个反渗透装置采用串接连接，后一个单元反滲透装置的进水为前一个单元反滲透装置的浓盐水，各単元反滲透装置析出的水分进入最终产水池，检测剩余浓盐水的TDS mg/1,超过100000mg/l结束反滲透，浓盐水进入多效蒸发器或者蒸发塘进行蒸发。所述步骤ニ中粗过滤装置为多介质过滤器、或叠片过滤器、或网式过滤器、或Y型过滤器。所述步骤ニ中超滤装置为外压式的超滤膜元件，超滤膜元件膜丝采用PVDF的材质，公称膜孔径0. 03微米。所述步骤三中树脂软化剂为强酸凝胶型阳树脂001x7或者弱酸大孔型树脂D113。与现有技术相比，本发明提出的煤制气回用水处理工艺，具有如下优点1)依据水回收率的不同，采用弱酸性、或中性、或弱碱性处理模式，满足不同使用単位的使用要求；2)反滲透装置运行条件可以超出现有反滲透装置的运行条件，至进水条件可放宽C0Dmn<200mg/l ；3)超滤装置集成化程度很高，能实现高度自动化运行与监控，其污染指数SDI=I 2，远高于传统エ艺SDI=4. 5 5. 5 ;4)本发明的最终产水用途广泛，最终产水水质极好，远远优于エ业新水或地下水，可以作为厂区新水、循环水的补充水、脱盐水站的原水、緑化用水等用水场所，具有极大的节能减排推广应用价值。本发明特别适用于难降解COD的废水处理，龙其是煤制气系统的排污废水的处理。
图I是本发明一个实施例的处理系统图。图中1_排污水，2-均质池，3-粗过滤装置，4-超滤装置，5-软化器，6-加药装置，7-反滲透装置，8-最终产水池。
具体实施例方式 下面结合附图对具体实施方式
作详细说明
ー种煤制气回用水处理工艺，具体步骤如下
步骤一、达标排污水进入均质池，辅以压缩空气搅拌或者机械搅拌的方式进行水质、水量的均化，水力停留时间24-48小时。步骤ニ、均质池的水均化后送入粗过滤装置。所述粗过滤装置为多介质过滤器、或叠片过滤器、或网式过滤器、或Y型过滤器，粗过滤装置滤除粒径超过0. Imm的颗粒物再进入超滤装置，可防止超滤装置的膜组建受到机械损伤。所述超滤装置为外压式的超滤膜元件，超滤膜元件膜丝采用PVDF的材质，公称膜孔径0. 03微米。本发明采用的超滤膜元件为外压式过滤，杂质被拦截在膜丝的外表面，清水从膜丝的内表面流到下道エ序，从而完成水质的悬浮物浄化。步骤三、依据水回收率的不同，选择加药装置模式、或加药装置、软化器组合模式处理污水
所述回收率为75%及以上，选用软化器及加药装置模式，先入软化器通过树脂软化剂软化，再通过加药装置加入碱液，所述碱液为氢氧化钠、或氢氧化钾，调节pH值为9. 5
11.5 ;所述树脂软化剂为强酸凝胶型阳树脂001x7或者弱酸大孔型树脂D113，吸附硬度的离子化学式由下式表达
Mg2+ (或 Ca2+ )+ 2R-H = R2 Mg (或 Ca) + 2H+
式中，R代表的是树脂的骨架，即树脂官能基团的载体。所述回收率为65-75%，选用加药装置模式，通过加药装置加入反渗透专用阻垢剂及酸，所述酸为エ业盐酸、或エ业硫酸调节PH值为6. 5 7. 5 ;加药装置加入反渗透专用阻
垢剂可由市场购得，如美国的清力、美国通用的贝迪、英国的碧化或者国内的ー些厂商。所述回收率为50-65%，选用加药装置模式，通过加药装置加入酸，所述酸为エ业盐酸或者エ业硫酸，调节pH值为5. 5 6. 5。本步骤中，由于在不同的弱酸性、或中性、或弱碱性环境下，水的逆渗透压、腐蚀性、结垢倾向都不一样，故可通过调整系统运行的水体的酸碱度来获得不同的水回收率，甚至实现零排放，满足不同使用単位的使用要求。步骤四、经超滤后的污水进入ー个或ー个以上的反滲透装置，反滲透装置是脱盐装置，利用反滲透装置7内配置的水泵提供水、盐分离所需要的逆渗透压，将污水中的盐分与水分离，形成浓盐水与淡水。采用多个反渗透装置串接连接，后一个单元反滲透装置的进水为前ー个单元反渗透装置的浓盐水，可以得到不同的回收率，各单元反渗透装置析出的水分进入最终产水池，系统水的回收率可以从50% 直到100%，可以实现真正意义上的零排放。检测剩余浓盐水的TDS mg/1,超过lOOOOOmg/1结束反渗透,浓盐水进入多效蒸发器或者蒸发塘进行蒸发。在本步骤中，由于氨氮、吡啶等物质分子直径比反滲透膜的过滤直径小，因此氨氮、吡啶等物质也直接被拦截在反滲透膜分离层的外层，随浓盐水排放，浓盐水进入多效蒸发器或者蒸发塘进行蒸发，这些物质或蒸发或附着在蒸发的结晶物内。因而这些不会进入产水，从而达到去除这些物质的效果。下面结合具体实施例进ー步说明
实施例I :
某煤化工企业采用Lurgi炉エ艺制备天然气，产生的污水约550t/h，经处理后达到如下指标CODmn=IOOmg/1 (平均值)、氨氮=30mg/l (平均值)、悬浮物SS=50 mg/1 (平均值)，总溶解固体TDS=2300mg/l (平均值)，pH=6_8，属于国标排放3类标准。该企业エ业用水取水费I. 6元/吨,排污费2. 2元/吨。应用本发明的具体实施工艺过程如下
I、由于污水处理的水质不稳定、生产排水水量也不稳定，因此建设I万吨的均质池I个，稳定水质、水量，同时可以作为事故排水蓄水池。2、粗过滤装置3采用叠片过滤器，过滤精度0. Imm,出水悬浮物〈10mg/l ；
3、超滤装置4采用孔径为0.03微米的外压式PVDF超滤膜，出水SDK2 ；
4、采用软化器及加药装置模式，其中加药装置的药剂采用氢氧化钠溶液，经软化后的产水及PH分别为硬度〈O. I mg/1, pH=10-lI。
5、反滲透装置采用3个单元嵌套串联使用，后一个单元的进水采用前一个单元的浓盐水，3个单元的淡水作为整个系统的最终产水进入最终产水池。本案例的最终产水为500t/h，水回收率90%，各个エ艺段的杂质去除率见表I。产水水质用于当地的エ业新水，其余浓盐水用于煤堆的冲渣。经济效益分析
经论证，本案例的运行成本为3. 3元/吨水,低于新水的用水费3. 8元/吨水(=取水费I. 6元/吨+排污费2. 2元/吨)；
社会效益分析
由于煤化工企业地处西部区域，用水及排水有严格限制，通过本案例的论证，该煤化工企业的环评工作得到有效推迸，为该项目的立项、上马打下基础。
表I 各项杂质的去除率说明
权利要求
1.ー种煤制气回用水处理工艺，其特征在于，具体步骤如下 步骤一、达标排污水进入均质池，辅以压缩空气搅拌或者机械搅拌的方式进行水质、水量的均化，水力停留时间24-48小时； 步骤ニ、均质池的水均化后送入粗过滤装置，滤除粒径超过0. Imm的颗粒物再进入超滤装置； 步骤三、依据水回收率的不同，选择加药装置模式、或加药装置、软化器组合模式处理污水 所述回收率为75%及以上，选用软化器及加药装置模式，先入软化器通过树脂软化剂软化，再通过加药装置加入碱液，所述碱液为氢氧化钠、或氢氧化钾，调节pH值为9. 5 11.5 ； 所述回收率为65-75%，选用加药装置模式，通过加药装置加入反渗透专用阻垢剂及酸，所述酸为エ业盐酸、或エ业硫酸，调节PH值为6. 5 7. 5 ; 所述回收率为50-65%,选用加药装置模式,通过加药装置加入酸,所述酸为エ业盐酸或者エ业硫酸，调节pH值为5. 5 6. 5 ; 步骤四、经超滤后的污水进入ー个或ー个以上的反滲透装置，将污水中的盐分与水分离，多个反渗透装置采用串接连接，后一个单元反滲透装置的进水为前一个单元反滲透装置的浓盐水，各単元反滲透装置析出的水分进入最终产水池，检测剩余浓盐水的TDS mg/1,超过100000mg/l结束反滲透，浓盐水进入多效蒸发器或者蒸发塘进行蒸发。
2.根据权利要求I所述的煤制气回用水处理工艺，其特征在于，所述步骤ニ中粗过滤装置为多介质过滤器、或叠片过滤器、或网式过滤器、或Y型过滤器。
3.根据权利要求I所述的煤制气回用水处理工艺，其特征在于，所述步骤ニ中超滤装置为外压式的超滤膜元件，超滤膜元件膜丝采用PVDF的材质，公称膜孔径0. 03微米。
4.根据权利要求I所述的煤制气回用水处理工艺，其特征在于，所述步骤三中树脂软化剂为强酸凝胶型阳树脂001x7或者弱酸大孔型树脂D113。
全文摘要
本发明涉及一种煤制气回用水处理工艺，具体步骤如下1)达标排污水进入均质池，进行水质、水量的均化,水力停留时间24-48小时；2)均质池的水均化后送入粗过滤装置，滤除粒径超过0.1mm的颗粒物再进入超滤装置；3)依据水回收率的不同，选择加药装置模式、或加药装置、软化器组合模式处理污水4)经超滤后的污水进入一个或一个以上的反渗透装置，将污水中的盐分与水分离，各单元反渗透装置析出的水分进入最终产水池。本发明具有如下优点依据水回收率的不同，采用弱酸性、或中性、或弱碱性处理模式，满足不同使用单位的使用要求。本发明的最终产水用途广泛，最终产水水质极好，远远优于工业新水或地下水。
文档编号C02F9/10GK102815807SQ20111015333
公开日2012年12月12日 申请日期2011年6月9日 优先权日2011年6月9日
发明者卓顺智, 黄义忠, 翟军 申请人:上海乐泽环境工程有限公司