本發(fā)明涉及廢水處理
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種煤氣化灰水的高效除雜方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：煤氣化是指在氣化爐中以煤或煤焦作為原料，與氧氣、水蒸氣或氫氣等氣化劑作用，在一定溫度和壓力條件下通過化學(xué)反應(yīng)使煤炭中的可燃部分轉(zhuǎn)化為氣體燃料或下游原料的過程。在此過程中，氣化爐的急冷水和氣化工序的洗滌水中會含有較高的鈣鎂離子、氨氮、硫化物、SS(懸浮物)等，這部分廢水稱之為煤氣化灰水。煤氣化灰水若不經(jīng)過處理，一部分會在灰水循環(huán)系統(tǒng)中沉積積累而造成管道的結(jié)垢，造成灰水循環(huán)系統(tǒng)的堵塞；另一部分則會隨合成氣帶入其他工序而影響裝置的連續(xù)運(yùn)行，縮短運(yùn)行周期，甚至可能會造成不必要的停車。因此，煤氣化裝置的灰水處理系統(tǒng)是保證氣化爐穩(wěn)定運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)。目前針對煤氣化灰水的處理主要是經(jīng)過三級閃蒸降溫及脫除溶解性氣體，再進(jìn)入沉降槽，部分氣化灰水處理工藝中采用向沉降槽中投加絮凝劑的工藝，進(jìn)行絮凝、沉降處理部分雜質(zhì)，沉降槽溢流出的清水進(jìn)入灰水罐后再由高壓泵向系統(tǒng)供水進(jìn)行回用。但是，在沉降處理時由于灰水來源不同，其組成成分(電導(dǎo)、硬度、SS等)存在著明顯差異，水質(zhì)的成分、溫度波動大，因而所需投加的絮凝劑種類和劑量有所不同，在實(shí)際使用中存在運(yùn)行操作復(fù)雜、藥劑投加量大、運(yùn)行費(fèi)用較高等不足。此外，一般煤氣化灰水的處理中均未設(shè)置硬度、硅、氨氮去除設(shè)施，導(dǎo)致該部分水回用到系統(tǒng)后，管道、設(shè)備結(jié)垢較嚴(yán)重，影響系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，提供一種有效去除灰水中鈣鎂離子、硅、氨氮等雜質(zhì)，使灰水達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)回用的煤氣化灰水的高效除雜方法及煤氣化灰水的高效除雜系統(tǒng)。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：提供一種煤氣化灰水的高效除雜方法，包括以下步驟：S1、將煤氣化灰水和石灰漿液混合，調(diào)節(jié)所述煤氣化灰水的pH；S2、將調(diào)節(jié)pH后的煤氣化灰水進(jìn)行初次絮凝沉淀處理；S3、將經(jīng)初次絮凝沉淀處理后的煤氣化灰水上清液和碳酸鈉溶液混合；S4、將步驟S3的混合液進(jìn)行二次絮凝沉淀處理；S5、將經(jīng)二次絮凝沉淀處理后的上清液進(jìn)行吹脫、pH回調(diào)處理，得到除雜后的灰水。優(yōu)選地，步驟S1中，混合石灰漿液將所述煤氣化灰水的pH調(diào)節(jié)為10.5-11。所述石灰漿液為質(zhì)量分?jǐn)?shù)10％的石灰乳液；優(yōu)選地，步驟S3中，所述碳酸鈉溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％。優(yōu)選地，步驟S2包括：S2.1、將調(diào)節(jié)pH后的煤氣化灰水依次與聚合硫酸鐵溶液和聚丙烯酰胺溶液進(jìn)行反應(yīng)；S2.2、將步驟S2.1反應(yīng)后的煤氣化灰水進(jìn)行沉淀處理，以得到煤氣化灰水上清液。優(yōu)選地，步驟S4包括：S4.1、將步驟S3的混合液依次與聚合硫酸鐵溶液和聚丙烯酰胺溶液進(jìn)行反應(yīng)；S4.2、將步驟S4.1反應(yīng)后的煤氣化灰水進(jìn)行沉淀處理，以得到煤氣化灰水上清液。優(yōu)選地，所述步驟S5中，采用稀硫酸將吹脫處理后得到的灰水的pH調(diào)節(jié)至8-8.5。本發(fā)明還提供一種煤氣化灰水的高效除雜系統(tǒng)，包括包括依次對煤氣化灰水進(jìn)行絮凝沉淀處理的第一沉淀裝置和第二沉淀裝置、以及對絮凝沉淀處理后的煤氣化灰水進(jìn)行吹脫回調(diào)處理的吹脫塔；所述第一沉淀裝置包括供所述煤氣化灰水和石灰漿液在其中混合的第一反應(yīng)單元、供所述煤氣化灰水在其中進(jìn)行絮凝反應(yīng)的第一絮凝反應(yīng)單元、以及供所述煤氣化灰水在其中沉淀的第一沉淀單元；所述第一絮凝反應(yīng)單元連接在所述第一反應(yīng)單元和第一沉淀單元之間；所述第二沉淀裝置包括供所述煤氣化灰水和碳酸鈉溶液在其中混合的第二反應(yīng)單元、供所述煤氣化灰水在其中進(jìn)行絮凝反應(yīng)的第二絮凝反應(yīng)單元、以及供所述煤氣化灰水在其中沉淀的第二沉淀單元；所述第二絮凝反應(yīng)單元連接在所述第二反應(yīng)單元和第二沉淀單元之間；所述第二反應(yīng)單元連接所述第一沉淀單元，所述吹脫塔位于所述第二沉淀裝置的出水側(cè)而連接所述第二沉淀單元。優(yōu)選地，所述第一絮凝反應(yīng)單元包括相接的第一聚合硫酸鐵溶液反應(yīng)格和第一聚丙烯酰胺溶液反應(yīng)格；所述第一聚合硫酸鐵溶液反應(yīng)格與所述第一反應(yīng)單元連接，所述第一聚丙烯酰胺溶液反應(yīng)格與所述第一沉淀單元連接；所述第二絮凝反應(yīng)單元包括相接的第二聚合硫酸鐵溶液反應(yīng)格和第二聚丙烯酰胺溶液反應(yīng)格；所述第二聚合硫酸鐵溶液反應(yīng)格與所述第二反應(yīng)單元連接，所述第二聚丙烯酰胺溶液反應(yīng)格與所述第二沉淀單元連接。優(yōu)選地，所述第一沉淀單元包括斜板沉淀器。優(yōu)選地，所述第二沉淀單元包括斜板沉淀器。優(yōu)選地，該高效除雜系統(tǒng)還包括通過管路連接在所述第二沉淀單元和吹脫塔之間的產(chǎn)水箱、以及設(shè)置在所述管路上的水泵；和/或，該高效除雜系統(tǒng)還包括連接所述吹脫塔、收集吹脫回調(diào)處理后的灰水的儲水箱。優(yōu)選地，該高效除雜系統(tǒng)還包括與所述第一沉淀單元和第二沉淀單元的底部相連通的污泥濃縮池；和/或，連接在所述第一沉淀裝置進(jìn)水側(cè)的原水池。本發(fā)明的有益效果：將硬度含量高的煤氣化灰水進(jìn)行軟化處理，可有效去除灰水中的SS、鈣鎂、氟離子、總硅、氨氮等雜質(zhì)，使經(jīng)處理后的灰水達(dá)到回用水的標(biāo)準(zhǔn)，解決高溫煤氣化灰水回用使系統(tǒng)結(jié)垢，影響長周期運(yùn)行的問題，為大型高溫煤氣化裝置氣化灰水處理提供保證回用系統(tǒng)可行、穩(wěn)定的新工藝路線。處理后的灰水中總硬度可控制在200mg/L以下，同時氨氮指標(biāo)降低到不高于50mg/L，總硅不高于30mg/l，且受溫度波動影響小，處理方法操作方便，可有效降低換熱器等的結(jié)垢風(fēng)險(xiǎn)。附圖說明下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中：圖1是本發(fā)明一實(shí)施例的煤氣化灰水的高效除雜方法流程圖；圖2是本發(fā)明一實(shí)施例的煤氣化灰水的高效除雜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式為了對本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。參考圖1的流程圖，本發(fā)明一實(shí)施例的煤氣化灰水的高效除雜方法，可包括以下步驟：S1、將煤氣化灰水和石灰漿液混合，調(diào)節(jié)煤氣化灰水的pH。煤氣化灰水為煤氣化工藝中排出的灰水，pH通常約為8.5，溫度范圍為60-70℃，硬度約2000mg/L。該步驟S1中，通過加入適量的石灰漿液，混合在煤氣化灰水中，將煤氣化灰水的pH值調(diào)至10.5-11，有利于后續(xù)處理中金屬離子的沉淀。石灰漿液可為質(zhì)量分?jǐn)?shù)10％的石灰乳液。S2、將調(diào)節(jié)pH后的煤氣化灰水進(jìn)行初次絮凝沉淀處理。步驟S2可包括：S2.1、將調(diào)節(jié)pH后的煤氣化灰水依次與聚合硫酸鐵溶液和聚丙烯酰胺溶液進(jìn)行反應(yīng)。聚合硫酸鐵溶液和聚丙烯酰胺溶液配合灰水中的石灰漿液，促進(jìn)絮凝效果。具體地，煤氣化灰水先與聚合硫酸鐵溶液混合反應(yīng)，再將反應(yīng)后的煤氣化灰水與聚丙烯酰胺溶液混合反應(yīng)，達(dá)到絮凝效果。聚合硫酸鐵溶液的用量為煤氣化灰水的0.3-0.5％(體積比)；聚丙烯酰胺溶液的用量為煤氣化灰水的0.3-0.5％(體積比)。其中，聚合硫酸鐵溶液的濃度可為0.1％；聚丙烯酰胺溶液的濃度可為0.1％。S2.2、將步驟S2.1反應(yīng)后的煤氣化灰水進(jìn)行沉淀處理，以得到煤氣化灰水上清液。沉淀處理時間優(yōu)選5小時。S3、將經(jīng)初次絮凝沉淀處理后的煤氣化灰水上清液和碳酸鈉溶液混合。碳酸鈉溶液提供碳酸根，以使灰水中的鈣鎂離子以氫氧化鎂和碳酸鈣的形式沉淀去除。碳酸鈉溶液的用量根據(jù)灰水中的鈣鎂離子濃度而定，以使鈣鎂離子降至200mg/L一下。優(yōu)選地，碳酸鈉溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％。S4、將步驟S3的混合液進(jìn)行二次絮凝沉淀處理。步驟S4可包括：S4.1、將步驟S3的混合液依次與聚合硫酸鐵(PFS)溶液和聚丙烯酰胺(PAM)溶液進(jìn)行反應(yīng)。聚合硫酸鐵溶液和聚丙烯酰胺溶液配合灰水中的碳酸鈉溶液，促進(jìn)絮凝效果。具體地，煤氣化灰水先與聚合硫酸鐵溶液混合反應(yīng)，再將反應(yīng)后的煤氣化灰水與聚丙烯酰胺溶液混合反應(yīng)，達(dá)到絮凝效果。聚合硫酸鐵溶液的用量為煤氣化灰水的0.3-0.5％(體積比)；聚丙烯酰胺溶液的用量為煤氣化灰水的0.3-0.5％(體積比)。其中，聚合硫酸鐵溶液的濃度可為0.1％；和聚丙烯酰胺溶液的濃度可為0.1％。S4.2、將步驟S4.1反應(yīng)后的煤氣化灰水進(jìn)行沉淀處理，以得到煤氣化灰水上清液。沉淀處理時間優(yōu)選5小時。步驟S1-S4中，各步驟的處理的條件溫度維持在25-35℃，以充分利用灰水的余熱，加快灰水的除雜軟化處理過程。S5、將經(jīng)二次絮凝沉淀處理后的上清液進(jìn)行吹脫、pH回調(diào)處理，得到除雜后的灰水。其中，通過吹脫處理，去除上清液中部分氨氮。采用稀硫酸將吹脫處理后得到的灰水的pH調(diào)節(jié)至8-8.5左右。除雜后的灰水硬度從大于2000mg/L降至500mg/L以下，同時氨氮從400mg/L降至50mg/L以下，總硅從200mg/L將至30mg/L以下，可回用于氣化灰水閃蒸和冷凝系統(tǒng)，大大降低了灰水回用系統(tǒng)過程中對管道、設(shè)備的結(jié)垢隱患。如圖2所示，本發(fā)明一實(shí)施例的煤氣化灰水的高效除雜系統(tǒng)，可包括依次對煤氣化灰水進(jìn)行絮凝沉淀處理的第一沉淀裝置10和第二沉淀裝置20、以及對絮凝沉淀處理后的煤氣化灰水進(jìn)行吹脫回調(diào)處理的吹脫塔30；第一沉淀裝置10、第二沉淀裝置20和吹脫塔30依次連接。其中，第一沉淀裝置10對煤氣化灰水進(jìn)行初次絮凝沉淀處理，可包括供煤氣化灰水和石灰漿液在其中混合的第一反應(yīng)單元11、供煤氣化灰水在其中進(jìn)行絮凝反應(yīng)的第一絮凝反應(yīng)單元、以及供煤氣化灰水在其中沉淀的第一沉淀單元14；第一絮凝反應(yīng)單元連接在第一反應(yīng)單元11和第一沉淀單元14之間。在第一反應(yīng)單元11中，煤氣化灰水和適量的石灰漿液混合，通過石灰漿液對其pH進(jìn)行調(diào)節(jié)，將原先的8.5左右調(diào)至10.5-11，有利于后續(xù)處理煤氣化灰水中金屬離子的沉淀。第一絮凝反應(yīng)單元包括相接的第一聚合硫酸鐵溶液反應(yīng)格12和第一聚丙烯酰胺溶液反應(yīng)格13；第一聚合硫酸鐵溶液反應(yīng)格12與第一反應(yīng)單元11連接，第一聚丙烯酰胺溶液反應(yīng)格13與第一沉淀單元14連接，從而煤氣化灰水依次經(jīng)過第一反應(yīng)單元11、第一聚合硫酸鐵溶液反應(yīng)格12和第一聚丙烯酰胺溶液反應(yīng)格13，最后到達(dá)第一沉淀單元14。第一反應(yīng)單元11的上部設(shè)有連通第一聚合硫酸鐵溶液反應(yīng)格12的出口，在第一反應(yīng)單元11中與石灰漿液混合后的煤氣化灰水從第一反應(yīng)單元11的上部流出并進(jìn)入第一聚合硫酸鐵溶液反應(yīng)格12。第一反應(yīng)單元11、第一聚合硫酸鐵溶液反應(yīng)格12和第一聚丙烯酰胺溶液反應(yīng)格13三者可以為相互獨(dú)立的容器或池體結(jié)構(gòu)，通過管道相接通。或者，三者集成在一個池體中，由池體中設(shè)置的隔墻隔出依次排布的第一反應(yīng)單元11、第一聚合硫酸鐵溶液反應(yīng)格12和第一聚丙烯酰胺溶液反應(yīng)格13。第一沉淀單元14連接第一聚丙烯酰胺溶液反應(yīng)格13，接收來自第一聚丙烯酰胺溶液反應(yīng)格13的煤氣化灰水，煤氣化灰水在其中停留沉淀。本實(shí)施例中，第一沉淀單元14包括斜板沉淀器，沉淀物可積聚在其底部，上層清液輸出至第二沉淀裝置20。第二沉淀裝置20對煤氣化灰水進(jìn)行二次絮凝沉淀處理，可包括供煤氣化灰水和碳酸鈉溶液在其中混合的第二反應(yīng)單元21、供煤氣化灰水在其中進(jìn)行絮凝反應(yīng)的第二絮凝反應(yīng)單元、以及供煤氣化灰水在其中沉淀的第二沉淀單元24；第二絮凝反應(yīng)單元連接在第二反應(yīng)單元21和第二沉淀單元24之間。第二反應(yīng)單元21連接第一沉淀單元14，接收來自第一沉淀單元14的經(jīng)初次絮凝沉淀處理的煤氣化灰水。第一沉淀單元14中的煤氣化灰水可以溢流方式流至第二反應(yīng)單元21中。在第二反應(yīng)單元21中，煤氣化灰水和適量的碳酸鈉溶液混合，通過碳酸鈉溶液提供碳酸根，使灰水中的鈣鎂離子以氫氧化鎂和碳酸鈣的形式沉淀去除。第二絮凝反應(yīng)單元包括相接的第二聚合硫酸鐵溶液反應(yīng)格22和第二聚丙烯酰胺溶液反應(yīng)格23；第二聚合硫酸鐵溶液反應(yīng)格22與第二反應(yīng)單元21連接，第二聚丙烯酰胺溶液反應(yīng)格23與第二沉淀單元24連接，從而煤氣化灰水依次經(jīng)過第二反應(yīng)單元21、第二聚合硫酸鐵溶液反應(yīng)格22和第二聚丙烯酰胺溶液反應(yīng)格23，最后到達(dá)第二沉淀單元24。第二反應(yīng)單元21的上部設(shè)有進(jìn)口，用于接收來自第一沉淀單元14的煤氣化灰水；第二反應(yīng)單元21的上部設(shè)有連通第二聚合硫酸鐵溶液反應(yīng)格22的出口，在第二反應(yīng)單元21中與碳酸鈉溶液混合后的煤氣化灰水從第二反應(yīng)單元21的上部流出并進(jìn)入第二聚合硫酸鐵溶液反應(yīng)格22。第二反應(yīng)單元21、第二聚合硫酸鐵溶液反應(yīng)格22和第二聚丙烯酰胺溶液反應(yīng)格23三者可以為相互獨(dú)立的容器或池體結(jié)構(gòu)，通過管道相接通。或者，三者集成在一個池體中，由池體中設(shè)置的隔墻隔出依次排布的第二反應(yīng)單元21、第二聚合硫酸鐵溶液反應(yīng)格22和第二聚丙烯酰胺溶液反應(yīng)格23。第二沉淀單元24連接第二聚丙烯酰胺溶液反應(yīng)格23，接收來自第二聚丙烯酰胺溶液反應(yīng)格23的煤氣化灰水，煤氣化灰水在其中停留沉淀。吹脫塔30位于第二沉淀裝置20的出水側(cè)而連接第二沉淀單元24。本實(shí)施例中，第二沉淀單元24包括斜板沉淀器，沉淀物可積聚在其底部，上層清液可以溢流方式輸出至吹脫塔30。進(jìn)一步地，該高效除雜系統(tǒng)還包括通過管路41連接在第二沉淀單元24和吹脫塔30之間的產(chǎn)水箱40、以及設(shè)置在管路41上的水泵50。第二沉淀單元24輸出的經(jīng)二次絮凝沉淀處理后的煤氣化灰水先儲存到產(chǎn)水箱40中，再通過水泵50將產(chǎn)水箱40儲存的煤氣化灰水泵入吹脫塔30。煤氣化灰水在吹脫塔30中進(jìn)行吹脫處理以去除其中的部分氨氮，而后往吹脫后的煤氣化灰水中加入稀硫酸，將其pH調(diào)至8-8.5左右。該高效除雜系統(tǒng)還可包括連接吹脫塔30、收集吹脫回調(diào)處理后的灰水的儲水箱60。除雜后的灰水儲存在該儲水箱60內(nèi)，方便回用于氣化灰水閃蒸和冷凝系統(tǒng)。此外，該高效除雜系統(tǒng)還可包括連接在第一沉淀裝置10進(jìn)水側(cè)的原水池70。水煤漿氣化來的灰水經(jīng)過原有的沉降槽溢流后送至原水池70，再由原水池70輸送至第一沉淀裝置10。該高效除雜系統(tǒng)還可包括與第一沉淀單元14和第二沉淀單元24的底部相連通的污泥濃縮池80，接收第一沉淀單元14和第二沉淀單元24排出的沉淀物。本發(fā)明的煤氣化灰水的高效除雜方法可通過圖2所示的煤氣化灰水的高效除雜系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。參考圖1和圖2，結(jié)合本發(fā)明的高效除雜方法和高效除雜系統(tǒng)，對煤氣化灰水高效除雜處理時，具體操作如下：煤氣化系統(tǒng)的灰水從沉降槽進(jìn)入原水池70。煤氣化灰水從原水池70輸送至加有適量石灰漿液的第一反應(yīng)單元11，從第一反應(yīng)單元11進(jìn)入加有聚合硫酸鐵溶液的第一聚合硫酸鐵溶液反應(yīng)格12，再從第一聚合硫酸鐵溶液反應(yīng)格12進(jìn)入加有聚丙烯酰胺溶液的第一聚丙烯酰胺溶液反應(yīng)格13，最后從第一聚丙烯酰胺溶液反應(yīng)格13進(jìn)入第一沉淀單元14。經(jīng)過適當(dāng)時間沉淀后，上清液溢流至加有適量碳酸鈉溶液的第二反應(yīng)單元21，再依次經(jīng)過加有聚合硫酸鐵溶液的第二聚合硫酸鐵溶液反應(yīng)格22和加有聚丙烯酰胺溶液的第二聚丙烯酰胺溶液反應(yīng)格23，再從第二聚丙烯酰胺溶液反應(yīng)格23進(jìn)入第二沉淀單元24，經(jīng)過適當(dāng)時間沉淀后，上清液溢流至產(chǎn)生箱40。經(jīng)水泵50將產(chǎn)生箱40中的灰水泵至吹脫塔30以進(jìn)行吹脫和pH回調(diào)處理，完成煤氣化灰水的除雜處理。下面以具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。在常溫下將生石灰配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)10％的石灰漿液，另配制碳酸鈉溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％，PFS和PAM溶液濃度分別為0.1％、0.1％。煤氣化灰水總硬度為1500mg/L，分別在灰水溫度為60、45、35℃下按照本發(fā)明的高效除雜方法及系統(tǒng)對其進(jìn)行除雜處理，與原水比較如下表1。表1.煤氣化灰水在不同溫度下除雜結(jié)果另外，在灰水溫度為40℃下按照本發(fā)明的軟化方法及系統(tǒng)對其進(jìn)行除雜處理，與原水比較如下表2。表2.煤氣化灰水在40℃下軟化結(jié)果pH總硬鈣硬總硅氨氮氯根灰水原水8.3115001440195380208實(shí)施例48.815012024.446.3200由表1、2數(shù)據(jù)可知，實(shí)施例1中除雜處理后的灰水硬度由1500mg/L降至150mg/L，軟化率達(dá)到90％以上，氨氮由380mg/L降至46.3mg/L，總硅由195mg/L將至30mg/L以下，氯根基本維持在200mg/L左右無變化。結(jié)果表明，本發(fā)明的高效除雜方法及系統(tǒng)，能顯著去除灰水中的硬度，且運(yùn)行費(fèi)用低，可在25-60℃的溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定可靠運(yùn)行，處理后的煤氣化灰水回用于灰水系統(tǒng)，減緩灰水系統(tǒng)設(shè)備和管道的結(jié)垢速率，保證了系統(tǒng)的長周期、穩(wěn)定運(yùn)行。以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的
技術(shù)領(lǐng)域：
，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3