专利名称：费－托反应水的纯化方法
技术领域：
本发明涉及对费-托(Fischer-Tropsch)合成中产生的水的纯化，大量的含碳物质可以用作所述合成反应的原料。
背景技术：
申请人了解由含碳原料例如天然气和煤合成水的处理方法，所述处理方法还产生碳氢化合物。
其中一种处理方法是费-托方法，该方法得到的最多产物是水，其次是碳氢化合物，包括烯烃、石蜡、蜡及其氧化物。涉及该方法的文献很多，例如，1981年Catal.Rev.Sci.Eng.，第23卷(1&2)第265-278页Mark Dry的文章“Technology of the Fischer-Tropsch process”。
可对费-托反应的产物进行进一步处理，例如通过加氢处理，从而产生下述产物，包括合成原油、烯烃、溶剂、润滑油、工业油或药用油、含蜡烃、含氮和氧的化合物、动力汽油、柴油、喷气燃料以及煤油。润滑油包括汽车、喷气发动机、涡轮和金属工作油。工业油包括钻井液、农业用油以及传热液。
在发现存在含碳原料的特定地区，水短缺，因而成本较高。而且，出于对环境的考虑，阻止将费-托方法产生的污染水排入天然水路和海洋中，从而提出了利用含碳原料生产和回收可用水的问题。
含碳原料通常包括煤和天然气，通过费-托合成反应，它们能够转变为碳氢化合物、水和二氧化碳。通常，其他含碳原料例如在海洋沉积中发现的甲烷水合物也是可以使用的。
在根据本发明对费-托过程产生的水进行纯化之前，通常对水进行初次分离，目的是将富含水的流体从费-托产物中分离出来。
初次分离过程包括浓缩费-托反应器中出来的气体产物，并在一个常用的三相分离器中进行分离。从分离器中出来的三种流体是尾气、主要包括C5-C20的碳氢化合物的烃浓缩物、含有溶解的氧化烃的反应水流，以及悬浮的碳氢化合物。
然后使用凝聚过滤器分离反应水流，所述凝聚过滤器将反应水流分离成碳氢化合物的悬浮物和富含水的流体。
凝聚过滤器能够除去反应水流中的碳氢化合物，使其浓度达到10ppm-1000ppm，通常为50ppm。
如此得到的富含水的流体形成本发明方法的原料，在本说明书中称为“费-托反应水”。
富含水的流体或反应水的组成主要取决于费-托反应器中使用的催化剂金属和采用的反应条件(例如，温度、压力)。费-托反应水可能含有氧化烃，其包括脂肪烃、芳香烃、环醇、醛、酮和酸，其次含有脂肪烃、芳香烃、环烃，例如烯烃和石蜡。
费-托反应水还会含有少量的无机化合物，包括来自费-托反应器的金属以及由于原料造成的含氮和硫的物质。
对使用三种不同的合成操作模式得到的费-托反应水进行基本有机分析(表1)，说明了费-托合成的类型对费-托反应水的质量的影响，所述三种合成操作模式为低温费-托反应 LTFT钴或铁催化剂高温费-托反应 HTFT铁催化剂表1使用三种不同的费-托合成操作模式得到的费-托反应水的基本有机组成
对不同来源的费-托反应水进行基本分析(表1)可以明显看出，这些水，特别是HT费-托反应水，含有较高浓度的有机化合物，不进一步处理这些水以除去不期望的组分便直接使用或排放通常是不可行的。对费-托反应水的处理程度主要取决于应用目的，能够得到具有较宽的质量范围的水，从锅炉给水到适于排放到大自然中的部分处理水。
将费-托反应水和其他工艺废水以及雨水一起处理也是可行的。
对本发明描述的水的纯化方法进行小的改进之后，还可以用于处理使用与费-托合成相似的催化剂的一般合成气体转化方法得到的水。
发明内容
本发明的第一方面提供了一种由费-托反应水制备净化水的方法，该方法至少包括以下步骤a)初次处理阶段，包括具有至少一个阶段的平衡分级分离法，用于除去费-托反应水中的至少一部分非酸性氧化烃，从而得到富含水的初次流体；b)二次处理阶段，包括生物处理，用于除去至少一部分富含水的初次流体中的至少一部分酸性氧化烃，从而得到富含水的二次流体；以及c)三次处理阶段，包括固-液分离，用于除去至少一部分富含水的二次流体中的至少一些固体。
术语“净化水”应理解为具有以下指标的流体COD为20-500mg/l，pH为6.0-9.0，悬浮固体含量小于250mg/l，溶解固体的总含量小于600mg/l。
非酸性氧化烃通常选自包括以下化合物的组醇、醛、酮，更具体地选自包括以下化合物的组乙醛、丙醛、丁醛、丙酮、甲基丙基酮、甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇和庚醇。
酸性氧化烃通常选自包括以下物质的组甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸和辛酸。
许多平衡分级分离方法都适用于初次处理阶段。这些方法可以包括通常在精炼和石化工业中使用的传统的蒸馏方法以及使用传统的液体溶剂或液化气体的溶剂萃取法。
当蒸馏用作初次处理阶段时，费-托反应水中的大部分非酸性氧化烃被除去，剩下的主要是一元羧酸(例如乙酸、丙酸)以及可选择地痕量的非酸性化合物。由于存在有机酸，富含水的初次流体称为费-托酸性水。
可以回收蒸馏产生的塔顶馏出物并制成产物，或者将其用作燃料或一种能源。
初次处理阶段可以包括在进一步处理之前对费-托反应水进行脱气，从而除去费-托反应水中具有极低沸点的化合物和溶解的气体。
通常，由铁催化剂HTFT方法得到的、已经过初次处理的费-托反应水的应用受到限制，原因是费-托酸性水中存在较高浓度(＞1质量％)的有机酸，因此这样的水需要进一步处理。由基于钴的LTFT方法得到的、已经过初次处理的费-托反应水的有机酸浓度非常低(＜0.1质量％)，因此如果进行充分的稀释且排放标准允许，则中和之后能够排放到环境中。这种富含水的初次流体和工艺用水一样，应用也受到限制。
生物处理可以包括厌氧处理或需氧处理，或两者的结合。厌氧和/或需氧处理方法与传统地用于民用和工业废水处理的方法相同。
厌氧和/或需氧处理可以包括加入具有含氮(例如，尿素、氨水或铵盐)和磷(例如磷盐)的化合物形式的营养物，从而加快有机成分的微生物降解。而且，由于水的酸度，可能需要使用碱盐例如石灰、苛性碱和苏打灰控制pH值。
由于HTFT和LTFT方法得到的费-托酸性水含有大量易消化的短链一元羧酸，例如乙酸、丙酸、丁酸和戊酸，因此对该酸性水进行厌氧消化。已被成功地评价的厌氧技术包括升流式厌氧污泥床(UASB)法、固定床法、流化床反应器、搅拌反应器、膜-生物反应器以及折流反应器。
除了富含水的流体，即富含水的二次流体，厌氧消化通常产生副产物甲烷、二氧化碳和污泥。
甲烷可以通过一个可接受的系统释放到环境中，或者优选被回收。被回收的甲烷可以被用作燃料或能源，或者返回进行变换(当天然气用作费-托合成方法的原料时)，或者通过化学或生物手段将其转化为产物。
产生的污泥可以被焚烧、用于土地填埋或者作为肥料或土壤调理剂使用。
多种方法可被用于对步骤a)产生的水进行需氧处理。这些方法选自包括以下方法的组活性污泥法、高速生物废水处理反应器、曝气生物滤池、滴滤池、生物转盘、膜-生物反应器和流化床反应器。还成功地开发了单细胞蛋白(SCP)的需氧生产方法。
除富含水的流体即富含水的二次流体以外，需氧处理通常产生的副产物是二氧化碳和污泥。二氧化碳可释放到外界。污泥可被焚烧，用于土地填埋、肥料、土壤调节剂或作为SCP源。
可通过一个单独的生物处理步骤除去LTFT方法产生的费-托酸性水中的大部分有机物。
除去HTFT方法产生的酸性水中的大部分有机物需要一个大量有机碳去除步骤(厌氧消化)，随后是除去剩余有机物的二次生物去除步骤(需氧消化)(参见实施例2)。
三次处理阶段是为了除去生物处理过程中产生的富含水的二次流体中的悬浮物。
除去悬浮固体可通过选择如下的方法完成，这些方法包括砂滤、膜分离(例如微滤或超滤)、沉降(使用或不使用凝聚剂)、溶气浮选(使用或不使用凝聚剂)和离心分离。
地方排放标准或有目的应用规定三次处理所需的水平和类型。
由上述方法生产的净化水的应用包括其用作冷却水、灌溉用水或普通工艺用水。
该净化水通常具有下述特征
生成费-托反应水的费-托反应也可产生其它的费-托产物。这些费-托产物可被进一步处理，例如加氢处理，从而得到下述产物，其包括合成原油、烯烃、溶剂、润滑油、工业油或医用油、含蜡烃、含氮和氧的化合物、动力汽油、柴油、喷气燃料和煤油。润滑油包括汽车、喷气发动机、涡轮和金属工作用油。工业用油包括钻井液、农业用油和导热液。
本发明的另一方面提供了由费-托反应水制备高纯水的方法，该方法至少包括以下步骤a)初次处理阶段，包括具有至少一个阶段的平衡分级分离法，用于除去费-托反应水中的至少一部分非酸性氧化烃，从而得到富含水的初次流体；b)二次处理阶段，包括生物处理，用于除去至少一部分富含水的初次流体中的至少一部分酸性氧化烃，从而得到富含水的二次流体；c)三次处理阶段，包括固-液分离，用于除去至少一部分富含水的二次流体中的至少一些固体，从而得到富含水的三次流体；以及d)最终处理阶段，包括溶解性盐和有机物去除阶段，用于除去至少一部分富含水的三次流体中的至少一些溶解性盐和有机成分。
术语“高纯水”是指具有下述指标的流体COD小于50mg/l、pH在6.0-9.0之间、悬浮固体物的含量小于50mg/l，以及溶解性固体物的总含量小于100mg/l。
该非酸性氧化烃通常选自包括下述化合物的组醇、醛和酮，更具体地选自包括下述化合物地组乙醛、丙醛、丁醛、丙酮、甲基丙基酮、甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇和庚醇。
该酸性氧化烃通常选自包括下述化合物的组甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸和辛酸。
许多平衡分级分离方法适用于初次处理阶段。这样的方法可包括通常在精炼和石化工业使用的传统的蒸馏方法和用传统液相溶剂或液化气体的溶剂萃取法。
当蒸馏用作初次处理阶段时，费-托反应水中的大部分非酸性氧化烃被除去，剩下的主要是一元羧酸(例如乙酸、丙酸)以及可选择地痕量的非酸性化合物。由于存在有机酸，富含水的初次流体称为费-托酸性水。
可以回收蒸馏产生的塔顶馏出物并制成产物，或者将其用作燃料或一种能源。
初次处理阶段可以包括在进一步处理之前对费-托反应水进行脱气，从而除去费-托反应水中具有极低沸点的化合物和溶解的气体。
通常，由HTFT铁催化剂方法得到的、已经过初次处理的费-托反应水的应用受到限制，原因是费-托酸性水中存在较高浓度(＞1质量％)的有机酸，因此这样的水需要进一步处理。由基于钴的LTFT方法得到的、已经过初次处理的费-托反应水的有机酸浓度非常低(＜0.1质量％)，因此如果进行充分的稀释且排放标准允许，则中和之后能够排放到环境中。这种富含水的初次流体和工艺用水一样，应用也受到限制。
生物处理可以包括厌氧处理或需氧处理，或两者的结合。厌氧和/或需氧处理方法与传统地用于民用和工业废水处理的方法相同。
厌氧和/或需氧处理可以包括加入具有含氮(例如，尿素、氨水或铵盐)和磷(例如磷盐)的化合物形式的营养物，从而加快有机成分的微生物降解。而且，由于水的酸度，可能需要使用碱盐例如石灰、苛性碱和苏打灰控制pH值。
由于HTFT和LTFT方法得到的费-托酸性水含有大量易消化的短链一元羧酸，例如乙酸、丙酸、丁酸和戊酸，因此对该酸性水进行厌氧消化。已被成功地评价的厌氧技术包括升流式厌氧污泥床(UASB)法、固定床法、流化床反应器、搅拌反应器、膜-生物反应器以及折流反应器。
除了富含水的流体，即富含水的二次流体，厌氧消化通常产生副产物甲烷、二氧化碳和污泥。
甲烷可以通过一个可接受的系统释放到环境中，或者优选被回收。被回收的甲烷可以被用作燃料或能源，或者返回进行变换(当天然气用作费-托合成方法的原料时)，或者通过化学或生物手段将其转化为产物。
产生的污泥可以被焚烧、用于土地填埋或者作为肥料或土壤调理剂使用。
多种方法可被用于对步骤a)产生的水进行需氧处理。这些方法选自包括以下方法的组活性污泥法、高速生物废水除了反应器、曝气生物滤池、滴滤池、膜-生物反应器和流化床反应器。还成功地开发了单细胞蛋白(SCP)的需氧生产方法。
除富含水的流体即富含水的二次流体以外，需氧处理通常产生的副产物是二氧化碳和污泥。二氧化碳可释放到外界。污泥可被焚烧，用于土地填埋、肥料、土壤调节剂或作为SCP源。
可通过一个单独的生物处理步骤除去LTFT方法产生的费-托酸性水中的大部分有机物。
除去HTFT方法产生的酸性水中的大部分有机物需要一个大量有机碳去除步骤(厌氧消化)，随后是除去剩余有机物的二次生物去除步骤(需氧消化)(参见实施例2)。
三次处理阶段是为了除去生物处理过程中产生的富含水的流体中的悬浮物。
除去悬浮固体可通过选择如下的方法完成，这些方法包括砂滤、膜分离(例如微滤或超滤)、沉降(使用或不使用凝聚剂)、溶气浮选(使用或不使用凝聚剂)和离心分离。
可以通过以下方法除去生物处理和固体去除步骤中未除去的残余有机物质，所述方法选自包括以下方法的组使用如臭氧和过氧化氢试剂的化学氧化、产生自由基的紫外光，以及包括活性碳处理和有机纯化树脂的吸附和/或吸收法。
可以通过以下方法进一步降低二次处理(即加入控制pH值的化学物质和营养物)和/或其他流出物的共同处理中产生的溶解性盐的浓度，所述方法选自包括以下方法的组离子交换、反渗透、纳米过滤，以及包括热和冷石灰软化的化学沉淀法。
由上述方法生产的高纯水的应用包括其作为锅炉给水和饮用水的应用。
该高纯水通常具有下述特征
本发明方法得到的净化水和高纯水的优点在于，这种水只含有少量的溶解性固体，原因是费-托反应水基本上是不含溶解性固体的流体。净化水中所含的少量的残余盐是由于纯化过程和/或其他含溶解性固体的流出物的共处理步骤中使用的化学物质的可控加入造成的。残余盐包括Ca、Mg、Na、K、Cl、SO4、HCO3和CO3的组合。费-托反应水中溶解性盐的浓度低能够简化纯化过程并降低纯化过程的成本。
生成费-托反应水的费-托反应也可产生其它的费-托产物。这些费-托产物可被进一步处理，例如加氢处理，从而得到下述产物，其包括合成原油、烯烃、溶剂、润滑油、工业油或医用油、含蜡烃、含氮和氧的化合物、动力汽油、柴油、喷气燃料和煤油。润滑油包括汽车、喷气发动机、涡轮和金属工作用油。工业用油包括钻井液、农业用油和导热液。
下面将通过非限制性实施例并结合附图描述本发明。
图1表示包括各种可选处理步骤的本发明方法的简易方框图。
具体实施例方式
将费-托反应水12送入蒸馏塔14中进行初次处理。
两股流体16和18从蒸馏塔14中流出。流体16含有大量有机成分，而流体18是富含水的初次流体。
然后对流体18进行生物处理。这一处理可以采用厌氧处理20和/或需氧处理22的形式。除了富含水的二次流体36以外，所有三种可选择的生物处理方式20、22和20与22的组合都会产生污泥28，而且厌氧处理20还会产生甲烷和二氧化碳30，而需氧处理产生二氧化碳38。
下一个处理阶段包括固-液分离32，在该过程中会产生固体34和净化水46。
在固-液分离步骤之后可以进行一个额外的步骤，该步骤包括除去溶解盐和产生浓缩物42和高纯水44的有机成分40。
根据净化水46或高纯水44的最终应用目的，在表2中列出了最低的水质要求，可相应地选择该方法所用的设备的操作条件以及可选择的合适的处理方式。
表2水质-基本要求
实施例实施例1-处理由钴催化剂LTFT法产生的费-托反应水分离副产物之后，在大气压下对LTFT法产生的富含水的流体进行脱气。使用凝聚过滤器将富含水的流体中的游离烃减少至0.01％(质量％)。得到的费-托反应水的组成如表1所示。
通过蒸馏对费-托反应水进行初次处理。分析蒸馏塔底部的费-托酸性水，结果如表3所示。经过初次蒸馏，除了痕量的甲醇，费-托反应水中的大部分其他非酸性氧化烃都被除去，剩下pH值为3.5的富含有机酸或富含水的初次流体(即，0.074质量％的有机酸)。测得的富含水的初次流体的化学需氧量约为800mg O2/l。
使用一个平板式热交换器将富含水的初次流体从70℃冷却至35℃，然后将其转移至一个水力停留时间(HRT)为8-12小时的敞开的平衡罐中。
对富含水的初次流体进行活性污泥处理(需氧处理)，除去有机成分。
活性污泥法的操作条件如下·pH7.2-7.5·池中溶氧浓度＞2mg/l·温度33-35℃·HRT±30h·COD载率0.5-1kg O2/m3·d·F/M率0.2-0.4kg COD/kg MLSS·d·细胞保留时间(泥龄)20天·供给回收率1∶2.5·加入含氮和磷的化合物形式的营养物以维持该过程。
在活性污泥处理过程中，有机成分的平均去除率达到92％(±2％)，产生含有0.006％(质量％)的残余有机物质的流出物，其COD浓度为64mg O2/l。达到的污泥产率为0.15kg污泥/kg COD。
活性污泥处理产生富含水的二次流体，对其进行砂滤，将其SS浓度减小到25mg/l。得到的净化水的TDS约为50mg/l。该净化水可用作灌溉水和工艺冷却水。焚烧该处理过程中产生的污泥。
为了制备高纯水，将从砂滤器中流出的一部分净化水转移到装有0.2μm的聚丙烯微滤膜的交叉流动膜单元。在该单元稳定工作时，渗透通量达到70-80l/m2·h，经过该单元的水的回收率为75-85％。该反渗透单元产生的渗出物的SS浓度小于5SS mg/l，其COD浓度小于50mgO2/l。
使用氢氧化钠将从微滤单元出来的净化水的pH值调节至8.5，将所述净化水泵入装有高脱盐率聚酰胺膜的反渗透单元中。在该单元稳定工作时，渗透通量达到15-25l/m2·h，经过该单元的水的回收率为85-90％。该反渗透单元产生COD浓度小于15mg O2/l且TDS浓度小于10mg TDS/l的高纯水流。
表3LT费-托反应水和经初次处理(蒸馏)后的酸性水的基本组成
实施例2-处理由铁催化剂HTFT方法产生的费-托反应水分离副产物之后，在一个敞口容器中于大气压下对LTFT法产生的富含水的流体脱气30min。使用凝聚过滤器将富含水的流体中的游离烃减少至0.01％(质量％)。得到的费-托反应水的组成如表4所示。
通过蒸馏对费-托反应水进行初次处理。分析蒸馏塔底部的费-托酸性水，结果如表5所示。经过初次蒸馏，FT反应水中的大部分组分都被除去，留下的富含有机酸的流体或富含水的初次流体含有1.2％的有机酸，该有机酸主要是乙酸。测定该流体的COD为16000mg O2/l。
将富含水的初次流体从60℃冷却至35℃，然后将其转移至一个水力停留时间(HRT)为8-12小时的敞开的平衡罐中。将富含水的初次流体转移到含有塑料包装材料的降流式填料床(DPB)厌氧沼气池中。在原料中加入石灰(Ca(OH)2)，使其浓度达到500mg/l，从而将pH值从3调节至4.5。还加入营养物以维持该过程。
该DPB厌氧沼气池的操作条件如下·温度35-38℃·pH6.8-7.0·HRT25-30h·COD载率12-16kg O2/m3·d
·供给回收率1∶4经厌氧消化后的富含水的流体的COD和SS浓度分别约为1400mgO2/l和500ml SS/l。经反应器的COD除去率大于90％。
为了进一步减小COD含量，由厌氧处理得到的富含水的流体在活性污泥池中进一步进行需氧处理。
不需加入额外的营养物和石灰，活性污泥处理的操作条件如下·pH7.2-7.5·池中溶氧浓度±2mg/l·温度35-38℃·HRT±30h·COD载率0.8-1.2kg O2/m3·d·F/M比率0.2-0.4kg COD/kg MLSS·细胞保留时间(泥龄)20天·原料回收率1∶2.5达到的污泥产率为0.15kg污泥/kg COD，并且所产生的污泥被焚烧。由活性污泥处理得到的流出物的COD和SS的浓度分别为100mg O2/l和70mg SS/l。
通过砂滤，由需氧处理得到的富含水的二次流体的SS浓度降至15mg/l。
这样得到的富含水的三次流体中的钙浓度约为230mg/l，通过冷石灰软化将钙浓度降低至约30mg/l，且最终TDS浓度为95mg/l。通过上述处理步骤，COD浓度进一步降至45O2mg/l，同时产生高纯水流。
表4HT费-托反应水和经初次蒸馏后的酸性水的组成
可以理解，本发明不限于任何上面所描述或列举的具体实施例或配置，例如，雨水或由除费-托合成以外的工艺得到的富含水的流体都可使用上述方法纯化。
权利要求
1.一种由费-托反应水制备净化水的方法，其中所述净化水是具有以下指标的流体COD为20-500mg/l、pH值为6.0-9.0、悬浮固体含量小于250mg/l、溶解性固体总含量小于600mg/l，且其中所述方法至少包括以下步骤a)初次处理阶段，包括具有至少一个阶段的平衡分级分离法，用于除去费-托反应水中的至少一部分非酸性氧化烃，从而得到富含水的初次流体；b)二次处理阶段，包括生物处理，用于除去至少一部分富含水的初次流体中的至少一部分酸性氧化烃，从而得到富含水的二次流体；以及c)三次处理阶段，包括固-液分离，用于除去至少一部分富含水的二次流体中的至少一些固体。
2.按照权利要求1所述的方法，其中非酸性氧化烃选自包括以下物质的组醇、醛和酮。
3.按照权利要求1或2所述的方法，其中酸性氧化烃选自包括以下物质的组甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸和辛酸。
4.按照上述权利要求中任一项所述的方法，其中初次处理阶段中使用的平衡分级分离法选自包括以下方法的组蒸馏、使用液态溶剂的溶剂萃取和使用液化气体的溶剂萃取。
5.按照上述权利要求中任一项所述的方法，其中初次处理阶段包括在该阶段的进一步处理之前对费-托反应水进行脱气，从而除去费-托反应水中具有极低沸点的化合物和溶解的气体。
6.按照上述权利要求中任一项所述的方法，其中生物处理包括厌氧处理和需氧处理之一或全部。
7.按照权利要求6所述的方法，其中需氧处理方法选自包括以下方法的组活性污泥法、曝气生物滤池、滴滤池、生物转盘、高效生物废水处理反应器、膜-生物反应器和流化床反应器。
8.按照权利要求6所述的方法，其中需氧处理方法选自包括以下方法的组升流式厌氧污泥床(UASB)法、固定床法、流化床反应器、搅拌反应器、膜-生物反应器以及折流反应器。
9.按照上述权利要求中任一项所述的方法，其中三次处理阶段除去生物处理过程中产生的富含水的二次流体中的悬浮固体。
10.按照权利要求9所述的方法，其中除去悬浮固体的方法选自包括以下方法的组砂滤、膜分离、使用凝聚剂的沉降、不使用凝聚剂的沉降、使用凝聚剂的溶气浮选、不用凝聚剂的溶气浮选，以及离心分离。
11.按照权利要求10所述的方法，其中膜分离法包括微滤和超滤之一或全部。
12.一种由费-托反应水制备高纯水的方法，其中所述高纯水是具有以下指标的流体COD小于50mg/l、pH值为6.0-9.0、悬浮固体含量小于50mg/l、溶解性固体的总含量小于100mg/l，且其中所述方法至少包括以下步骤a)初次处理阶段，包括具有至少一个阶段的平衡分级分离法，用于除去费-托反应水中的至少一部分非酸性氧化烃，从而得到富含水的初次流体；b)二次处理阶段，包括生物处理，用于除去至少一部分富含水的初次流体中的至少一部分酸性氧化烃，从而得到富含水的二次流体；c)三次处理阶段，包括固-液分离，用于除去至少一部分富含水的二次流体中的至少一些固体，从而得到富含水的三次流体；以及d)最终处理阶段，包括除去溶解性盐和有机物的阶段，用于除去至少一部分富含水的三次流体中的至少一些溶解性盐和有机成分。
13.按照权利要求12所述的方法，其中非酸性氧化烃选自包括以下物质的组醇、醛和酮。
14.按照权利要求12或13所述的方法，其中酸性氧化烃选自包括以下物质的组甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸和辛酸。
15.按照权利要求12至14中任一项所述的方法，其中初次处理阶段中使用的平衡分级分离法选自包括以下方法的组蒸馏、使用液态溶剂的溶剂萃取和使用液化气体的溶剂萃取。
16.按照权利要求12至15中任一项所述的方法，其中初次处理阶段包括在该阶段的进一步处理之前对费-托反应水进行脱气，从而除去费-托反应水中具有极低沸点的化合物和溶解的气体。
17.按照权利要求12至16中任一项所述的方法，其中生物处理包括厌氧处理和需氧处理之一或全部。
18.按照权利要求17所述的方法，其中需氧处理方法选自包括以下方法的组活性污泥法、曝气生物滤池、滴滤池、生物转盘、高效生物废水处理反应器、膜-生物反应器和流化床反应器。
19.按照权利要求17所述的方法，其中需氧处理方法选自包括以下方法的组升流式厌氧污泥床(UASB)法、固定床法、流化床反应器、搅拌反应器、膜-生物反应器以及折流反应器。
20.按照权利要求12至19中任一项所述的方法，其中三次处理阶段除去生物处理过程中产生的富含水的二次流体中的悬浮固体。
21.按照权利要求20所述的方法，其中除去悬浮固体的方法选自包括以下方法的组砂滤、膜分离、使用凝聚剂的沉降、不使用凝聚剂的沉降、使用凝聚剂的溶气浮选、不用凝聚剂的溶气浮选，以及离心分离。
22.按照权利要求21所述的方法，其中膜分离法包括微滤和超滤之一或全部。
23.按照权利要求12至22中任一项所述的方法，其中通过以下一种或多种方法在最终处理阶段除去残余有机物质，所述方法包括使用如臭氧和过氧化氢试剂的化学氧化、产生自由基的紫外光，以及吸附和/或吸收法。
24.按照权利要求23所述的方法，其中所述吸附和/或吸收法包括活性碳处理和使用有机纯化树脂处理之一或全部。
25.按照权利要求12至24中任一项所述的方法，其中通过以下一种或多种方法在最终处理阶段减小二次处理和/或其他流出物的共同处理中产生的溶解性盐的浓度，所述方法包括离子交换、反渗透、纳米过滤，以及化学沉淀法。
26.按照权利要求25所述的方法，其中所述化学沉淀法选自热石灰软化和冷石灰软化之一或全部。
27.一种基本上如以上所描述或示例的根据本发明由费-托反应水制备净化水的方法。
28.一种基本上如在此所描述的由费-托反应水制备净化水的方法，其包括任何创造性的新方法或其组合。
29.一种基本上如在此所描述或示例的根据本发明由费-托反应水制备高纯水的方法。
30.一种基本上如在此所述的由费-托反应水制备高纯水的方法，其包括任何创造性的新方法或其组合。
全文摘要
一种由费－托反应水12生产高纯水44的方法包括作为初次处理阶段的蒸馏14、作为二次处理阶段的、包括厌氧消化20和需氧消化22的生物处理、作为三次处理阶段的固液分离32，以及作为最后处理阶段的溶解盐和有机物去除阶段40。
文档编号B01D61/14GK1662457SQ03814122
公开日2005年8月31日 申请日期2003年6月18日 优先权日2002年6月18日
发明者路易斯·巴勃罗·菲德尔·丹库尔特·科勒, 格特·亨德里克·杜普莱西斯, 弗朗索瓦·雅各布斯·杜托伊特, 爱德华·卢多维克斯·科佩, 特雷弗·戴维·菲利普斯, 雅内特·范德·瓦尔特 申请人:Sasol技术股份有限公司