专利名称：一种煤气化废水的处理方法
技术领域：
本发明涉及水处理领域，具体地，涉及一种煤气化废水的处理方法。
背景技术：
煤气化工艺是煤化工领域的重要组成部分，是指将煤转化为煤气的过程，具体是指煤炭在高温条件下与气化剂进行热化学反应制得反应煤气的过程。煤气化工艺会产生大量的煤气化废水，例如鲁奇碎煤加压气化工艺是目前应用最为广泛的煤气化工艺之一，其典型工艺流程主要包括:将煤置于气化炉的炉篦上，然后从气化炉的底部经炉篦通入气化剂(水蒸气和氧气的混合物)，在1000°c左右的温度和3MPa左右的温度下发生气化反应，产生220-600°C的粗煤气，用喷冷水对粗煤气进行冷却和洗涤，然后经气液分离后得到煤气化废水和煤气。煤气化废水含有焦油、酚和氨等污染物和其它杂质，BOD值和COD值很高，一般呈深褐色，有一定粘度，多泡沫，有浓烈的酚、氨臭味，是处理难度较大的工业废水之一。目前，煤气化废水的处理方法主 要包括煤气水分离、除油、脱酸性气体、酚回收、氨回收、生化处理和深度处理(如反渗透处理)的步骤。煤气水分离是指将煤气化废水中残留的煤气与水相进行分离。但是，现有的煤气化废水的处理方法处理后的煤气化废水的COD值仍然较高，处
理效率较低。
发明内容
本发明的目的是克服现有的煤气化废水的处理方法处理后的煤气化废水的COD值较高的缺陷，提供一种煤气化废水的处理方法。为了实现上述目的，本发明提供一种煤气化废水的处理方法，该处理方法包括:将待处理废水依次进行预处理和生化处理步骤；所述预处理的步骤进一步包括煤气水分离、除油、脱酸性气体、酚回收和氨回收的步骤；其特征在于，该处理方法还包括在生化处理步骤之前且在预处理步骤之后的纳滤处理步骤，所述纳滤处理步骤通过将预处理后的废水与纳滤膜接触进行，所述纳滤膜的截留分子量为200-1000Da。通过上述技术方案，本发明的煤气化废水的处理方法处理后的煤气化废水的COD值小于60mg/L，氨氮小于15mg/L，符合GB8978-1996污水综合排放一级标准。并且本发明的煤气化废水的处理方法还具有流程简化、处理时间短和运行稳定的优点。通过上述技术方案，除了能降低处理后废水的COD外，还能降低生化处理的负荷，减轻废水中污染物浓度和成分变动对生化处理系统的冲击。本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式
部分予以详细说明。
具体实施例方式以下对本发明的具体实施方式
进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式
仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。本发明提供一种煤气化废水的处理方法，该处理方法包括:将待处理废水依次进行预处理和生化处理步骤；其中，所述待处理废水含有煤气化废水，所述预处理的步骤包括煤气水分离、除油、脱酸性气体、酚回收和氨回收的步骤；其特征在于，该处理方法还包括在生化处理步骤之前且在预处理步骤之后的纳滤处理步骤，所述纳滤处理步骤通过将预处理后的废水与纳滤膜接触进行，所述纳滤膜的截留分子量为200-1000Da。其中，所述煤气化废水的来源没有特别的要求，可以为各种煤气化工艺中产生的煤气化废水，所述煤气化工艺包括但不限于常压固定床煤气化工艺、加压固定床煤气化工艺(如鲁奇碎煤加压气化工艺)、流化床煤气化工艺和气流床煤气化工艺中的至少一种。其中，所述纳滤膜的截留分子量是指能够透过所述纳滤膜的物质的最大的分子量。该数值是通过不同分子量的聚乙二醇对纳滤膜的透过行为进行测定的。根据本发明的处理方法，其中，为了进一步提高处理煤气化废水的效果并降低COD值，优选情况下，将预处理后的废水与纳滤膜接触的条件可以包括:所述纳滤膜的跨膜压差为 0.1-2.0MPa，进一步优选为 0.2-0.5MPa。其中，所述跨膜压差是指所述纳滤膜的渗入侧的压力与渗出侧的压力的差值，且渗入侧的压力高于渗出侧的压力。根据本发明的处理方法，其中，将预处理后的废水与纳滤膜接触的条件还可以包括:将预处理后的废水与纳滤膜接触的温度可以为20-50°C，优选为30-45°C。根据本发明的处理方法，其 中，所述纳滤膜可以为各种常规的纳滤膜，例如通过公知的转化法、共混法、复合法(包括微孔基膜制备步骤和复合步骤，复合步骤进一步通过涂敷法、界面聚合法、化学蒸汽沉淀法或动力形成法进行)或荷电荷法制备得到的纳滤膜。从材质上讲，所述纳滤膜可以为有机纳滤膜和/或无机纳滤膜。所述有机纳滤膜可以为醋酸纤维素纳滤膜(例如苏州优水纳滤膜科技有限公司的牌号为NF-3014GPD-140-200的产品)、芳香聚酰胺纳滤膜(例如陶氏公司的牌号为FILMTEC NF50的产品)、聚哌嗪酰胺纳滤膜(例如日本东丽公司的牌号为UTC-60的产品)、磺化聚砜纳滤膜(例如GE公司的牌号为DK1812C-34D的产品)、磺化聚醚砜纳滤膜(例如日本日东电工公司的牌号为NTR-7400的产品)和聚乙烯醇纳滤膜(例如日本日东电工公司的牌号为NTR-7250的产品)的至少一种。所述无机纳滤膜可以为陶瓷纳滤膜、金属纳滤膜和分子筛纳滤膜中的至少一种。优选情况下，所述纳滤膜优选醋酸纤维素纳滤膜(例如购自苏州优水纳滤膜科技有限公司的牌号为NF-3014 GPD-140-200的产品)。根据本发明的处理方法，其中，所述纳滤膜的装配方式可以以各种常规的方式使用，优选情况下，所述纳滤膜以中空纤维式膜组件、卷式膜组件、管式膜组件和板式膜组件的形式使用，进一步优选以中空纤维式膜组件的形式使用。根据本发明的处理方法的一种优选实施方式，其中，该处理方法还包括:将所述纳滤膜截留的废水返回所述预处理的步骤，并重复进行预处理和纳滤处理步骤。在该优选实施方式中，纳滤处理截留下来的废水可以通过重复进行的预处理和纳滤处理进一步降低其COD值。此外，该优选方式还能提高待处理废水中酚类物质的回收效率(即提高通过废水处理收集酚类物质的产率)。根据本发明的处理方法，其中，所述生化处理的步骤可以按照煤气化废水处理中常规应用的生化处理方法进行，例如厌氧生物处理、活性污泥法、生物接触氧化法、序列间歇式活性污泥法中的至少一种，优选情况下，所述生化处理的步骤包括依次进行的厌氧生物处理步骤和生物接触氧化处理步骤。其中，所述厌氧生物处理步骤中，温度可以为30-37°C，pH值可以为6.5_8，所述厌氧生物处理在常规的保持绝对厌氧的条件下进行，污泥浓度可以为8-12g/L，废水流经厌氧生物处理步骤的水力停留时间可以为24-96h。其中，所述生物接触氧化处理步骤中，温度可以为5_37°C，pH值可以为6_8，溶解氧为l_4mg/L，污泥浓度可以为1.5-2.5g/L，废水流经生物接触氧化处理步骤的水力停留时间可以为12-72h。根据本发明的处理方法，其中，优选情况下，所述预处理的步骤中，所述煤气水分离的步骤是通过常规的膨胀槽减压闪蒸方法进行的；所述除油的步骤是通过常规的油分离器重力沉降分离方法进行的；所述脱酸性气体的步骤是通过常规的蒸汽汽提方法进行的；所述酚回收的步骤是通过常规的转盘萃取塔溶剂萃取方法进行的；所述氨回收的步骤是通过常规的水塔蒸汽汽提方法进行的。这些常规的方法已经为本领域技术人员公知，并记载于公开资料中。其中，预处理的步骤得到的预处理后的煤气化废水中，总酚含量可以为300-1400mg/L，氨氮含量可以为200_400mg/L，焦油含量可以为100_300mg/L，COD值可以为2000_6000mg/L。根据本发明的处理方法，其中，典型地，所述煤气化废水的COD值为15000-30000mg/Lo更具体地，所述煤气化废水中，总酚的含量可以为4500_7500mg/L ;氨氮的含量可以为4500-13000mg/L ;焦油的含量可以为300_2000mg/L。预处理后的的废水总酚含量波动较大(300_1400mg/L)，影响生化处理系统的稳定运行。由于本发明的处理方法 能够稳定并降低进入生化处理的废水中的总酚含量，因此本发明的处理方法还能减轻生化处理的负荷，减轻废水中污染物浓度和成分变动对生化处理系统的冲击。以下将通过实施例对本发明进行详细描述。其中，预处理后的煤气化废水来源如下:将平均粒径为5-50_的褐煤碎煤(相关物性详见表1，以下相同)由炉顶经煤锁加入气化炉，将水蒸汽和氧气分别从炉下方进入，其中，碎煤与水蒸汽的重量比为0.7: 1，相对于Ikg的水蒸汽，氧气进入量为0.17Nm3。气化炉底部温度为1200°C，顶部温度为4000C，底部压力为3.5MPa，顶部压力为3MPa，得到压力为3MPa、温度为400°C的碎煤加压气化产物即含焦油的混合气从气化炉顶部排出。然后将该压力为3MPa、温度为400°C的碎煤加压气化产物以1000千克/小时的流量与温度为200°C、流量为800千克/小时的水在急冷分离器内接触进行急冷，接触20秒后，使所述粗煤气的温度降低至220°C，得到第一气相产物和第一液相产物，将第一气相产物进一步冷却至190°C，得到第二气相产物和第二液相产物，将第二气相产物再次冷却至400C，得到净化后的煤气和第三液相产物，将第一液相产物、第二液相产物和第三液相产物混合后进行油水分离，得到煤气化废水。表I
权利要求
1.一种煤气化废水的处理方法，该处理方法包括:将待处理废水依次进行预处理和生化处理步骤；其中，所述待处理废水含有煤气化废水，所述预处理的步骤包括煤气水分离、除油、脱酸性气体、酚回收和氨回收的步骤；其特征在于，该处理方法还包括在生化处理步骤之前且在预处理步骤之后进行的纳滤处理步骤，所述纳滤处理步骤通过将预处理后的废水与纳滤膜接触进行，所述纳滤膜的截留分子量为200-1000Da。
2.根据权利要求1所述的处理方法，其中，所述纳滤膜的跨膜压差为0.l_2MPa，优选为0.2_0.5MPaο
3.根据权利要求1或2所述的处理方法，其中，将预处理后的废水与纳滤膜接触的温度为 20-50 °C。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的处理方法，其中，所述纳滤膜为有机纳滤膜和/或无机纳滤膜，所述有机纳滤膜为醋酸纤维素纳滤膜、芳香聚酰胺纳滤膜、聚哌嗪酰胺纳滤膜、磺化聚砜纳滤膜、磺化聚醚砜纳滤膜和聚乙烯醇纳滤膜中的至少一种；所述无机纳滤膜为陶瓷纳滤膜、金属纳滤膜和分子筛纳滤膜中的至少一种；优选所述纳滤膜为醋酸纤维素纳滤膜。
5.根据权利要求4所述的处理方法，其中，所述纳滤膜以中空纤维式膜组件、卷式膜组件、管式膜组件和板式膜组件中至少一种的形式使用，优选以中空纤维式膜组件的形式使用。
6.根据权利要求1-3和5中任意一项所述的处理方法，其中，该处理方法还包括:将所述纳滤膜截留的废水返回所述预处理的步骤，从而所述待处理废水还含有所述纳滤膜截留的废水。
7.根据权利要 求1所述的处理方法，其中，所述生化处理的步骤依次进行的厌氧生物处理步骤和好氧生物处理步骤。
8.根据权利要求1所述的处理方法，其中，预处理后的煤气化废水中，总酚含量为300-1400mg/L，氨氮含量为 200_400mg/L，焦油含量为 100_300mg/L，COD 值为 2000_6000mg/L0
9.根据权利要求1所述的处理方法，其中，所述煤气化废水的COD值为15000-30000mg/L。
10.根据权利要求1所述的处理方法，其中，所述煤气化废水氨氮含量为4500-13000mg/Lo
全文摘要
本发明提供一种煤气化废水的处理方法，该处理方法包括将待处理废水依次进行预处理和生化处理步骤；所述预处理的步骤进一步包括煤气水分离、除油、脱酸性气体、酚回收和氨回收的步骤；其特征在于，该处理方法还包括在生化处理步骤之前且在预处理步骤之后的纳滤处理步骤，所述纳滤处理步骤通过将预处理后的废水与纳滤膜接触进行，所述纳滤膜的截留分子量为200-1000Da。本发明的方法处理后的煤气化废水的COD值小于60mg/L，氨氮小于15mg/L，达到GB8978-1996污水综合排放一级标准，处理效率较高。并且本发明的煤气化废水的处理方法还具有流程简化、处理时间短和运行稳定的优点。
文档编号C02F9/14GK103204603SQ20121000723
公开日2013年7月17日 申请日期2012年1月11日 优先权日2012年1月11日
发明者于广欣, 纪钦洪, 王建伟, 张振家, 崔德春, 迟莉娜 申请人:中国海洋石油总公司, 中海油新能源投资有限责任公司