專利名稱：一種煤氣化廢水的處理方法
技術領域：
本發明涉及水處理領域，具體地，涉及一種煤氣化廢水的處理方法。
背景技術：
煤氣化工藝是煤化工領域的重要組成部分，是指將煤轉化為煤氣的過程，具體是指煤炭在高溫條件下與氣化劑進行熱化學反應制得反應煤氣的過程。煤氣化工藝會產生大量的煤氣化廢水，例如魯奇碎煤加壓氣化工藝是目前應用最為廣泛的煤氣化工藝之一，其典型工藝流程主要包括:將煤置于氣化爐的爐篦上，然后從氣化爐的底部經爐篦通入氣化劑(水蒸氣和氧氣的混合物)，在1000°c左右的溫度和3MPa左右的溫度下發生氣化反應，產生220-600°C的粗煤氣，用噴冷水對粗煤氣進行冷卻和洗滌，然后經氣液分離后得到煤氣化廢水和煤氣。煤氣化廢水含有焦油、酚和氨等污染物和其它雜質，BOD值和COD值很高，一般呈深褐色，有一定粘度，多泡沫，有濃烈的酚、氨臭味，是處理難度較大的工業廢水之一。目前，煤氣化廢水的處理方法主 要包括煤氣水分離、除油、脫酸性氣體、酚回收、氨回收、生化處理和深度處理(如反滲透處理)的步驟。煤氣水分離是指將煤氣化廢水中殘留的煤氣與水相進行分離。但是，現有的煤氣化廢水的處理方法處理后的煤氣化廢水的COD值仍然較高，處
理效率較低。

發明內容
本發明的目的是克服現有的煤氣化廢水的處理方法處理后的煤氣化廢水的COD值較高的缺陷，提供一種煤氣化廢水的處理方法。為了實現上述目的，本發明提供一種煤氣化廢水的處理方法，該處理方法包括:將待處理廢水依次進行預處理和生化處理步驟；所述預處理的步驟進一步包括煤氣水分離、除油、脫酸性氣體、酚回收和氨回收的步驟；其特征在于，該處理方法還包括在生化處理步驟之前且在預處理步驟之后的納濾處理步驟，所述納濾處理步驟通過將預處理后的廢水與納濾膜接觸進行，所述納濾膜的截留分子量為200-1000Da。通過上述技術方案，本發明的煤氣化廢水的處理方法處理后的煤氣化廢水的COD值小于60mg/L，氨氮小于15mg/L，符合GB8978-1996污水綜合排放一級標準。并且本發明的煤氣化廢水的處理方法還具有流程簡化、處理時間短和運行穩定的優點。通過上述技術方案，除了能降低處理后廢水的COD外，還能降低生化處理的負荷，減輕廢水中污染物濃度和成分變動對生化處理系統的沖擊。本發明的其他特征和優點將在隨后的具體實施方式
部分予以詳細說明。
具體實施例方式以下對本發明的具體實施方式
進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式
僅用于說明和解釋本發明，并不用于限制本發明。本發明提供一種煤氣化廢水的處理方法，該處理方法包括:將待處理廢水依次進行預處理和生化處理步驟；其中，所述待處理廢水含有煤氣化廢水，所述預處理的步驟包括煤氣水分離、除油、脫酸性氣體、酚回收和氨回收的步驟；其特征在于，該處理方法還包括在生化處理步驟之前且在預處理步驟之后的納濾處理步驟，所述納濾處理步驟通過將預處理后的廢水與納濾膜接觸進行，所述納濾膜的截留分子量為200-1000Da。其中，所述煤氣化廢水的來源沒有特別的要求，可以為各種煤氣化工藝中產生的煤氣化廢水，所述煤氣化工藝包括但不限于常壓固定床煤氣化工藝、加壓固定床煤氣化工藝(如魯奇碎煤加壓氣化工藝)、流化床煤氣化工藝和氣流床煤氣化工藝中的至少一種。其中，所述納濾膜的截留分子量是指能夠透過所述納濾膜的物質的最大的分子量。該數值是通過不同分子量的聚乙二醇對納濾膜的透過行為進行測定的。根據本發明的處理方法，其中，為了進一步提高處理煤氣化廢水的效果并降低COD值，優選情況下，將預處理后的廢水與納濾膜接觸的條件可以包括:所述納濾膜的跨膜壓差為 0.1-2.0MPa，進一步優選為 0.2-0.5MPa。其中，所述跨膜壓差是指所述納濾膜的滲入側的壓力與滲出側的壓力的差值，且滲入側的壓力高于滲出側的壓力。根據本發明的處理方法，其中，將預處理后的廢水與納濾膜接觸的條件還可以包括:將預處理后的廢水與納濾膜接觸的溫度可以為20-50°C，優選為30-45°C。根據本發明的處理方法，其 中，所述納濾膜可以為各種常規的納濾膜，例如通過公知的轉化法、共混法、復合法(包括微孔基膜制備步驟和復合步驟，復合步驟進一步通過涂敷法、界面聚合法、化學蒸汽沉淀法或動力形成法進行)或荷電荷法制備得到的納濾膜。從材質上講，所述納濾膜可以為有機納濾膜和/或無機納濾膜。所述有機納濾膜可以為醋酸纖維素納濾膜(例如蘇州優水納濾膜科技有限公司的牌號為NF-3014GPD-140-200的產品)、芳香聚酰胺納濾膜(例如陶氏公司的牌號為FILMTEC NF50的產品)、聚哌嗪酰胺納濾膜(例如日本東麗公司的牌號為UTC-60的產品)、磺化聚砜納濾膜(例如GE公司的牌號為DK1812C-34D的產品)、磺化聚醚砜納濾膜(例如日本日東電工公司的牌號為NTR-7400的產品)和聚乙烯醇納濾膜(例如日本日東電工公司的牌號為NTR-7250的產品)的至少一種。所述無機納濾膜可以為陶瓷納濾膜、金屬納濾膜和分子篩納濾膜中的至少一種。優選情況下，所述納濾膜優選醋酸纖維素納濾膜(例如購自蘇州優水納濾膜科技有限公司的牌號為NF-3014 GPD-140-200的產品)。根據本發明的處理方法，其中，所述納濾膜的裝配方式可以以各種常規的方式使用，優選情況下，所述納濾膜以中空纖維式膜組件、卷式膜組件、管式膜組件和板式膜組件的形式使用，進一步優選以中空纖維式膜組件的形式使用。根據本發明的處理方法的一種優選實施方式，其中，該處理方法還包括:將所述納濾膜截留的廢水返回所述預處理的步驟，并重復進行預處理和納濾處理步驟。在該優選實施方式中，納濾處理截留下來的廢水可以通過重復進行的預處理和納濾處理進一步降低其COD值。此外，該優選方式還能提高待處理廢水中酚類物質的回收效率(即提高通過廢水處理收集酚類物質的產率)。根據本發明的處理方法，其中，所述生化處理的步驟可以按照煤氣化廢水處理中常規應用的生化處理方法進行，例如厭氧生物處理、活性污泥法、生物接觸氧化法、序列間歇式活性污泥法中的至少一種，優選情況下，所述生化處理的步驟包括依次進行的厭氧生物處理步驟和生物接觸氧化處理步驟。其中，所述厭氧生物處理步驟中，溫度可以為30-37°C，pH值可以為6.5_8，所述厭氧生物處理在常規的保持絕對厭氧的條件下進行，污泥濃度可以為8-12g/L，廢水流經厭氧生物處理步驟的水力停留時間可以為24-96h。其中，所述生物接觸氧化處理步驟中，溫度可以為5_37°C，pH值可以為6_8，溶解氧為l_4mg/L，污泥濃度可以為1.5-2.5g/L，廢水流經生物接觸氧化處理步驟的水力停留時間可以為12-72h。根據本發明的處理方法，其中，優選情況下，所述預處理的步驟中，所述煤氣水分離的步驟是通過常規的膨脹槽減壓閃蒸方法進行的；所述除油的步驟是通過常規的油分離器重力沉降分離方法進行的；所述脫酸性氣體的步驟是通過常規的蒸汽汽提方法進行的；所述酚回收的步驟是通過常規的轉盤萃取塔溶劑萃取方法進行的；所述氨回收的步驟是通過常規的水塔蒸汽汽提方法進行的。這些常規的方法已經為本領域技術人員公知，并記載于公開資料中。其中，預處理的步驟得到的預處理后的煤氣化廢水中，總酚含量可以為300-1400mg/L，氨氮含量可以為200_400mg/L，焦油含量可以為100_300mg/L，COD值可以為2000_6000mg/L。根據本發明的處理方法，其中，典型地，所述煤氣化廢水的COD值為15000-30000mg/Lo更具體地，所述煤氣化廢水中，總酚的含量可以為4500_7500mg/L ;氨氮的含量可以為4500-13000mg/L ;焦油的含量可以為300_2000mg/L。預處理后的的廢水總酚含量波動較大(300_1400mg/L)，影響生化處理系統的穩定運行。由于本發明的處理方法 能夠穩定并降低進入生化處理的廢水中的總酚含量，因此本發明的處理方法還能減輕生化處理的負荷，減輕廢水中污染物濃度和成分變動對生化處理系統的沖擊。以下將通過實施例對本發明進行詳細描述。其中，預處理后的煤氣化廢水來源如下:將平均粒徑為5-50_的褐煤碎煤(相關物性詳見表1，以下相同)由爐頂經煤鎖加入氣化爐，將水蒸汽和氧氣分別從爐下方進入，其中，碎煤與水蒸汽的重量比為0.7: 1，相對于Ikg的水蒸汽，氧氣進入量為0.17Nm3。氣化爐底部溫度為1200°C，頂部溫度為4000C，底部壓力為3.5MPa，頂部壓力為3MPa，得到壓力為3MPa、溫度為400°C的碎煤加壓氣化產物即含焦油的混合氣從氣化爐頂部排出。然后將該壓力為3MPa、溫度為400°C的碎煤加壓氣化產物以1000千克/小時的流量與溫度為200°C、流量為800千克/小時的水在急冷分離器內接觸進行急冷，接觸20秒后，使所述粗煤氣的溫度降低至220°C，得到第一氣相產物和第一液相產物，將第一氣相產物進一步冷卻至190°C，得到第二氣相產物和第二液相產物，將第二氣相產物再次冷卻至400C，得到凈化后的煤氣和第三液相產物，將第一液相產物、第二液相產物和第三液相產物混合后進行油水分離，得到煤氣化廢水。表I
權利要求
1.一種煤氣化廢水的處理方法，該處理方法包括:將待處理廢水依次進行預處理和生化處理步驟；其中，所述待處理廢水含有煤氣化廢水，所述預處理的步驟包括煤氣水分離、除油、脫酸性氣體、酚回收和氨回收的步驟；其特征在于，該處理方法還包括在生化處理步驟之前且在預處理步驟之后進行的納濾處理步驟，所述納濾處理步驟通過將預處理后的廢水與納濾膜接觸進行，所述納濾膜的截留分子量為200-1000Da。
2.根據權利要求1所述的處理方法，其中，所述納濾膜的跨膜壓差為0.l_2MPa，優選為0.2_0.5MPaο
3.根據權利要求1或2所述的處理方法，其中，將預處理后的廢水與納濾膜接觸的溫度為 20-50 °C。
4.根據權利要求1-3中任意一項所述的處理方法，其中，所述納濾膜為有機納濾膜和/或無機納濾膜，所述有機納濾膜為醋酸纖維素納濾膜、芳香聚酰胺納濾膜、聚哌嗪酰胺納濾膜、磺化聚砜納濾膜、磺化聚醚砜納濾膜和聚乙烯醇納濾膜中的至少一種；所述無機納濾膜為陶瓷納濾膜、金屬納濾膜和分子篩納濾膜中的至少一種；優選所述納濾膜為醋酸纖維素納濾膜。
5.根據權利要求4所述的處理方法，其中，所述納濾膜以中空纖維式膜組件、卷式膜組件、管式膜組件和板式膜組件中至少一種的形式使用，優選以中空纖維式膜組件的形式使用。
6.根據權利要求1-3和5中任意一項所述的處理方法，其中，該處理方法還包括:將所述納濾膜截留的廢水返回所述預處理的步驟，從而所述待處理廢水還含有所述納濾膜截留的廢水。
7.根據權利要 求1所述的處理方法，其中，所述生化處理的步驟依次進行的厭氧生物處理步驟和好氧生物處理步驟。
8.根據權利要求1所述的處理方法，其中，預處理后的煤氣化廢水中，總酚含量為300-1400mg/L，氨氮含量為 200_400mg/L，焦油含量為 100_300mg/L，COD 值為 2000_6000mg/L0
9.根據權利要求1所述的處理方法，其中，所述煤氣化廢水的COD值為15000-30000mg/L。
10.根據權利要求1所述的處理方法，其中，所述煤氣化廢水氨氮含量為4500-13000mg/Lo
全文摘要
本發明提供一種煤氣化廢水的處理方法，該處理方法包括將待處理廢水依次進行預處理和生化處理步驟；所述預處理的步驟進一步包括煤氣水分離、除油、脫酸性氣體、酚回收和氨回收的步驟；其特征在于，該處理方法還包括在生化處理步驟之前且在預處理步驟之后的納濾處理步驟，所述納濾處理步驟通過將預處理后的廢水與納濾膜接觸進行，所述納濾膜的截留分子量為200-1000Da。本發明的方法處理后的煤氣化廢水的COD值小于60mg/L，氨氮小于15mg/L，達到GB8978-1996污水綜合排放一級標準，處理效率較高。并且本發明的煤氣化廢水的處理方法還具有流程簡化、處理時間短和運行穩定的優點。
文檔編號C02F9/14GK103204603SQ20121000723
公開日2013年7月17日 申請日期2012年1月11日 優先權日2012年1月11日
發明者于廣欣, 紀欽洪, 王建偉, 張振家, 崔德春, 遲莉娜 申請人:中國海洋石油總公司, 中海油新能源投資有限責任公司