[發明專利]煤氣化廢水的深度處理工藝

有效

• 申請號: 201010532081.1
• 申請日: 2010-10-29
• 公開（公告）號: CN102464415A
• 公開（公告）日: 2012-05-23
• 發明（設計）人: 李偉;賈永強;萬新華;楊延紅
• 申請（專利權）人: 新奧科技發展有限公司
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04;C02F1/66;C02F1/72;C02F1/56
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 任永利

發明領域

本發明涉及煤氣化廢水的處理方法。

背景技術

以煤炭作為能源和化工原料的應用越來越受到重視。煤氣化是清潔、高效的煤炭利用方式，但煤氣化工藝過程產生大量高污染性的煤氣化廢水，這種廢水含有多種污染質，例如酚、氰、氨氮和數種脂肪族以及芳香族化合物，需要對其進行有效的處理，方可進行排放。

廢水處理領域常常用化學需氧量(COD)、氨氮、硝態氮、亞硝態氮和色度等指標來表示廢水中的污染物的類型和/或量。其中COD，也稱作化學需氧量，是指在一定的條件下，采用一定的強氧化劑處理水樣時，所消耗的氧化劑量。它是表示水中還原性物質多少的指標。水中的還原性物質有各種有機物、亞硝酸鹽、硫化物、亞鐵鹽等，但主要的是有機物。因此，COD又往往作為衡量水中有機物質含量多少的指標。COD越大，說明水體受有機物的污染越嚴重。

氨氮，或曰NH₃-N，指水中以氨或銨離子形式存在的氮元素。

硝態氮是指廢水中以硝酸根形式存在的氮元素。

亞硝態氮是指廢水中以亞硝酸根形式存在的氮元素。

BOD5是指五日生物耗氧量，即生物降解水中有機物5天過程中所消耗的氧氣的總量。

色度：水的色度是對天然水或處理后的各種水進行顏色定量測定時的指標。天然水經常顯示出淺黃、淺褐或黃綠等不同的顏色。產生顏色的原因是由于溶于水的腐殖質、有機物或無機物質所造成的。另外，當水體受到工業廢水的污染時也會呈現不同的顏色。這些顏色分為真色與表色。真色是由于水中溶解性物質引起的，也就是除去水中懸浮物后的顏色。而表色是沒有除去水中懸浮物時產生的顏色。這些顏色的定量程度就是色度。工業廢水色度測定采用稀釋倍數法，如國標GB11903-89所述，將廢水樣品用光學純水稀釋至用目視比較與光學純水相比剛好看不見顏色時的稀釋倍數作為表達色度的方式，單位為倍，一般倍數越高說明廢水顏色越深。

目前煤氣化廢水的處理工藝流程主要包括了預處理、生物處理和深度處理三個部分。預處理一般采用蒸氨脫酚，氣浮重力除油，混凝沉淀等方法降低廢水中污染物濃度，避免對微生物產生毒害和抑制作用。生物處理一般采用活性污泥、A-O、A-A-O、SBR等方法對廢水進一步的處理，但經過生物處理后出水的COD、NH₃-N、色度等都不能達到國家一級排放指標，出水還需經深度處理才能達標排放。

目前用于廢水的深度處理方法包括了生物濾池、活性炭吸附、混凝沉淀、膜分離、廢水氧化技術等。生物濾池成本較低，但其存在著處理效率低，易造成二次污染等問題。活性炭對水中的BOD、COD、色度和絕大多數有機物有突出的去除能力，但活性炭再生能耗大，且再生后其吸附能力亦有不同程度下降，這給活性炭的使用帶來問題。混凝沉淀的成本較低但其存在著二次污染的問題和使用效果一般的問題，因此最后的深度處理采用混凝沉淀很難控制出水的水質。膜分離在推廣中也碰到成本高，容易發生堵塞的問題，而且應用時要求更高水平的預處理和定期的化學清洗，以及濃縮物的處理等。廢水氧化技術是目前廢水深度處理的研究熱點，其中芬頓(Fenton)氧化法是以過氧化氫為氧化劑、以亞鐵鹽為催化劑的均相催化氧化法。芬頓試劑是一種強氧化劑，過氧化氫分解反應中產生的·OH是一種氧化能力很強的自由基，能氧化廢水中有機物，從而降低廢水的色度和COD值。催化濕式氧化技術一般在高溫(150℃～350℃)、高壓(5MPa～20MPa)操作條件下，通過催化劑的作用，液相中用氧氣或空氣作為氧化劑，氧化水中呈溶解態或懸浮態的氨氮和有機污染物，最終轉化成N₂和CO₂。但催化濕式氧化技術所需的高溫高壓條件限制了其應用。

中國專利CN200710113164.5公開了一種農藥廢水處理工藝，包括酸析、絡合萃取、芬頓氧化和催化氧化等工藝步驟。萃取步驟后廢水進入芬頓池進行芬頓氧化，控制pH值為2-4，雙氧水與硫酸亞鐵的摩爾比為8-12∶1；經中間池儲存后進入催化氧化塔進行催化氧化，以活性炭為載體的負載過渡金屬氧化物作為催化劑，臭氧氧化2小時，再進行生化處理。該專利的廢水處理工藝的缺點是：芬頓氧化后會產生許多微粒絮體，如果后續工藝中不進行混凝沉淀、氣浮等工藝對絮體進行處理，其產生的微粒絮體會漂浮在廢水中直接進入催化氧化塔中，從而影響催化氧化塔的處理效果，還容易造成管道堵塞的問題。另外，該專利使用臭氧作為氧化劑，這需要配置昂貴的臭氧發生器，故投資成本和操作成本都很高。

為解決以上問題，本發明提出了一種煤氣化廢水的深度處理方法。

發明概述