一种碎煤加压气化废水零排放与资源化处理工艺的制作方法

文档序号:11094628阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种碎煤加压气化废水零排放与资源化处理工艺,其特征在于包括如下步骤:

(1)生化出水先添加絮凝剂和杀菌剂经过斜板沉降进行预处理,去除部分COD和固体颗粒悬浮物,再经过多介质过滤器,去除大部分固体颗粒悬浮物,之后再通过超滤膜组件去除绝大部分残余的固体悬浮物后的超滤产水进入树脂吸附塔1,超滤浓水返回生化系统;

(2)超滤产水由塔顶进入树脂吸附塔1内,经过树脂填料层吸附去除大部分有机物后由塔底排出,加入阻垢剂后进入反渗透膜组1,反渗透产水作为锅炉回用水,反渗透膜组1的浓水进入纳滤膜组,当树脂吸附塔1内树脂吸附饱和后先经过碱洗脱除吸附在树脂上的有机物,再经过水洗、酸洗和二次水洗将树脂洗至中性,进行再生利用,树脂脱附液排进脱附液罐1中;

(3)反渗透膜组1的浓水进入纳滤膜组,通过纳滤膜将浓水中的单价盐富集在纳滤产水中,多价盐、大分子有机物富集在纳滤浓水中;纳滤产水加入阻垢剂后进入反渗透膜组2进行浓缩,反渗透膜组2浓水经膜浓缩膜组1进一步提浓后进入树脂吸附塔2;纳滤浓水经膜浓缩膜组2提浓后进入树脂吸附塔3,其中,反渗透膜组2、膜浓缩膜组1和膜浓缩膜组2的产水作为锅炉回用水;

(4)膜浓缩膜组1的浓水由塔顶进入树脂吸附塔2内,经过树脂填料层吸附去除大部分有机物后由塔底排出,经过蒸发结晶得到含有机物较少的高纯度的NaCl结晶盐;

(5)膜浓缩膜组2的浓水由塔顶进入树脂吸附塔3内,经过树脂填料层吸附去除大部分有机物后由塔底排出,再由塔顶进入树脂吸附塔4内,经过树脂填料层吸附去除大部分重金属离子后由塔底排出,经过蒸发结晶得到含有机物和重金属较少的高纯度的Na2SO4结晶盐;当树脂吸附塔2和树脂吸附塔3内树脂吸附饱和后也是经过碱洗、水洗、酸洗和二次水洗的步骤进行脱附再生,脱附液排进脱附液罐1中;当树脂吸附塔4内树脂吸附饱和后经过酸洗、水洗进行脱附再生,脱附液排进脱附液罐2中,脱附液中所含的重金属离子采用加入碎铝片的方法对重金属置换回收,回收重金属离子后的脱附液回生化系统;

(6)脱附液罐1中脱附液经调节PH后进行臭氧氧化处理,降低脱附液COD,提高B/C,处理后的脱附液返回生化系统。

2.如权利要求1所述的一种碎煤加压气化废水零排放与资源化处理工艺,其特征在于所述的生化出水的水质特征为PH=6.5~8,CODcr=120~500mg/L,电导率=1200~3500μs/cm,浊度=5~30NTU,重金属离子含量2~6mg/L。

3.如权利要求1所述的一种碎煤加压气化废水零排放与资源化处理工艺,其特征在于所述絮凝剂为聚合氯化铝、聚合氯化铁或聚丙烯酰胺中的一种或两种,加入量为10~100ppm。

4.如权利要求1所述的一种碎煤加压气化废水零排放与资源化处理工艺,其特征在于所述杀菌剂为次氯酸钠、液氯或二氧化氯,加入量为2~5ppm。

5.如权利要求1所述的一种碎煤加压气化废水零排放与资源化处理工艺,其特征在于生化出水在斜板沉降停留时间为2~4小时。

6.如权利要求1所述的一种碎煤加压气化废水零排放与资源化处理工艺,其特征在于所述多介质过滤操进水压力为0.1~0.4MPa,过滤速度为5~12m/h,填料方式为:上层为粒径0.8~1.8mm的无烟煤,占填料层高度的40%~60%,下层为粒径0.5~1.2mm的石英砂,占填料层高度的30%~50%,承托层粒径为3~5mm的石英砂,占填料层高度的5%~15%。

7.如权利要求1所述的一种碎煤加压气化废水零排放与资源化处理工艺,其特征在于所述超滤膜组件为卷式膜组件,超滤进水压力为0.05~0.2MPa,超滤膜孔径为0.01~0.02μm。

8.如权利要求1所述的一种碎煤加压气化废水零排放与资源化处理工艺,其特征在于所述树脂吸附塔1、树脂吸附塔2和树脂吸附塔3内装填的树脂为大孔吸附树脂。

9.如权利要求1所述的一种碎煤加压气化废水零排放与资源化处理工艺,其特征在于树脂吸附塔1和树脂吸附塔2内装填大孔吸附树脂为NKA-II树脂、H-103树脂或CHA-111树脂中的一种;树脂吸附塔3内装填XAD16N树脂。

10.如权利要求1所述的一种碎煤加压气化废水零排放与资源化处理工艺,其特征在于所述的树脂吸附塔1和树脂吸附塔2的进水压力为0.2~0.4MPa,处理水量为3~8BV/h,总处理水量达到200~700BV进行树脂脱附再生。

11.如权利要求1所述的一种碎煤加压气化废水零排放与资源化处理工艺,其特征在于所述的树脂吸附塔3的进水压力为0.3~0.6MPa。处理水量为0.5~2BV/h,总处理水量达到50~200BV进行树脂脱附再生。

12.如权利要求1所述的一种碎煤加压气化废水零排放与资源化处理工艺,其特征在于所述树脂吸附塔1和树脂吸附塔2中的树脂吸附饱和后的脱附再生步骤为:首先用温度为45~65℃,质量分数3~6%的NaOH或KOH溶液,总溶液量为1~3BV,以1~3BV/h的流量自上而下充满树脂塔后,并以与充满树脂时相同的流量循环冲洗树脂1~3h,再以相同的流量自树脂塔上端进水,下端排水,直至碱溶液全部通过树脂塔,并排空树脂塔内残余的溶液;然后用45~65℃、2~4BV的自来水以1~2BV/h的流量自上而下通过树脂进行水洗;然后用常温、质量分数1~3%的HCl或HNO3溶液,总溶液量0.5~2BV,以0.5~2BV/h的流量自下而上充满树脂塔后停止进水,静止浸泡塔内树脂20~60min后,并以与充满树脂时相同的流量自树脂塔上端进水,下端排水,直至酸溶液全部通过树脂塔,并排空树脂塔内残余的溶液;最后用常温、1~2BV的自来水以0.5~2BV/h的流量自上而下通过树脂进行水洗,排空。

13.如权利要求1所述的一种碎煤加压气化废水零排放与资源化处理工艺,其特征在于所述树脂吸附塔3中的树脂吸附饱和后的脱附再生步骤为:首先用温度为50~70℃,质量分数4~7%的NaOH或KOH溶液,总溶液量为2~4BV,以1~2BV/h的流量自上而下充满树脂塔后,并以与充满树脂时相同的流量循环冲洗树脂2~4h,再以相同的流量自树脂塔上端进水,下端排水,直至碱溶液全部通过树脂塔,并排空树脂塔内残余的溶液;然后用50~70℃、3~5BV的自来水以1~2BV/h的流量自上而下通过树脂进行水洗;然后用常温、质量分数2~4%的HCl或HNO3溶液,总溶液量1~3BV,以0.5~1BV/h的流量自下而上充满树脂塔后停止进水,静止浸泡塔内树脂40~100min后,并以与充满树脂时相同的流量自树脂塔上端进水,下端排水,直至酸溶液全部通过树脂塔,并排空树脂塔内残余的溶液;最后用常温、2~3BV的自来水以0.5~2BV/h的流量自上而下通过树脂进行水洗,排空。

14.如权利要求1所述的一种碎煤加压气化废水零排放与资源化处理工艺,其特征在于所述反渗透膜组1和反渗透膜组2进水加入4~8ppm的阻垢剂,阻垢剂为有机磷酸盐系列、聚羧酸盐系列和聚丙烯酸盐系列中的一种。

15.如权利要求14所述的一种碎煤加压气化废水零排放与资源化处理工艺,其特征在于所述的有机磷酸盐系列为亚氨基二甲叉膦酸、羟基乙叉二膦酸或磺氨基二甲叉膦酸;聚羧酸盐系列为马来酸共聚物或烷基环氧羧酸;聚丙烯酸盐系列为丙烯酸共聚物或丙烯酸羟丙酯共聚物。

16.如权利要求1所述的一种碎煤加压气化废水零排放与资源化处理工艺,其特征在于所述反渗透膜组1的进水压力0.6~1.5MPa,产水回收率70~90%,产水中盐分去除率可达96~99%。

17.如权利要求1所述的一种碎煤加压气化废水零排放与资源化处理工艺,其特征在于所述反渗透膜组2的进水压力1.0~2.0MPa,产水回收率70~90%,产水中盐分去除率可达96~99%。

18.如权利要求1所述的一种碎煤加压气化废水零排放与资源化处理工艺,其特征在于所述纳滤膜组的进水压力0.3~0.7MPa,纳滤膜孔径1~2nm,纳滤膜组采用卷式膜组件。

19.如权利要求1所述的一种碎煤加压气化废水零排放与资源化处理工艺,其特征在于所述膜浓缩膜组1和膜浓缩膜组2采用美国麦王环保工程技术公司的超级膜浓缩工艺,其进水压力为1.5~2.5MPa,产水率为75~90%,产水中盐分去除率大于95%,控制进出口压差为0.1~0.4MPa。

20.如权利要求1所述的一种碎煤加压气化废水零排放与资源化处理工艺,其特征在于所述树脂吸附塔4装填阳离子交换树脂,处理水量为4~7BV/h,操作压力为常压,重金属离子去除率达到95%以上,当总处理水量达到100~400BV进行树脂脱附再生。

21.如权利要求20所述的一种碎煤加压气化废水零排放与资源化处理工艺,其特征在于阳离子交换树脂为732树脂,DK110树脂或D113树脂中的一种。

22.如权利要求1所述的一种碎煤加压气化废水零排放与资源化处理工艺,其特征在于所述的树脂吸附塔4中的树脂吸附饱和后的脱附再生步骤为:首先用质量分数3~6%的盐酸溶液,总溶液量2~3BV,以2~4BV/h的流量自上而下充满树脂塔后停止进水,静止浸泡塔内树脂40~80min后,并以与充满树脂时相同的流量自树脂塔上端进水,下端排水,直至盐酸溶液全部通过树脂塔,并排空树脂塔内残余的溶液;然后用3~5BV的自来水,以2~4BV/h的流量自上而下通过树脂塔,排空。

23.如权利要求1所述的一种碎煤加压气化废水零排放与资源化处理工艺,其特征在于所述蒸发结晶装置采用蒸发结晶罐或闪蒸器。

24.如权利要求1所述的一种碎煤加压气化废水零排放与资源化处理工艺,其特征在于所述的脱附液臭氧氧化的具体步骤和条件为:首先通过HCl或HNO3溶液将脱附液的PH调整至9~11,臭氧加入量2~4g/L,停留时间0.5~2h,通过臭氧氧化可将脱附液的COD降低40%~60%,B/C提高至0.3~0.4。

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