[發明專利]煤制氫污水處理方法

有效

• 申請號: 201410529328.2
• 申請日: 2014-10-09
• 公開（公告）號: CN105565582B
• 公開（公告）日: 2018-07-03
• 發明（設計）人: 潘咸峰
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14;C01C1/26
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 耿霞

本發明屬于污水處理領域，具體涉及一種煤制氫污水處理方法。向煤制氫污水中投加堿液進行勻質沉淀，再進行精密過濾，然后通入中空纖維氣化膜除氨，再進入短程硝化反硝化池進行短程硝化反硝化反應，最后進入深度碳化硝化池進一步氧化未被氧化的COD、氨氮和亞硝酸根。本發明克服了現有煤制氫污水C∶N比值低導致生化處理總氮去除率低的問題，同時以廢治廢，獲得高純度的碳酸銨產品，經處理后出水COD含量低，氨氮檢不出，亞硝酸根檢不出，整個工藝過程不產生二次污染。

技術領域

本發明屬于污水處理領域，具體涉及一種煤制氫污水處理方法。

背景技術

煤制氫污水主要來自煤氣化單元，采用水煤漿氣化技術制取H₂和CO。其原理是水煤漿和純氧一起通過噴嘴高速噴出，并流混合霧化，在壓力6.5MPa、溫度1400℃左右的條件下，在氣化爐內進行火焰型非催化部分氧化反應，經歷煤漿升溫及水分蒸發、煤熱解揮發、殘碳燃燒氣化和氣體間的化學反應等過程，最終生成以CO、H₂為主要組分的粗煤氣。灰渣采用液態排渣，粗煤氣送至下游的變換工序。

粗煤氣需采用脫鹽水進行洗滌凈化。煤氣化的反應過程中煤燃燒產生的煤灰，煤中的有機氮物質轉化的氨氮，煤中的有機物雜質和其它無機物都被洗滌水吸收轉移到污水中隨水排出。所排放的污水氨氮一般300mg/L左右，COD約500mg/L左右，總硬1000mg/L，氯離子200～300mg/L。這種污水的顯著特點是硬度高，氨氮與COD相比氨氮濃度偏高，COD偏低。這股污水通常是采用生化法處理達標排放。但是采用生化法處理此污水會因COD偏低而使氨氮特別是總氮去除率降低。

含有污染物的氨氮污水處理一般采用缺氧反硝化+好氧硝化(即A/O)工藝處理，在脫除氨氮的同時去除總氮。

反硝化反應是將硝酸根、亞硝酸根還原為氮氣的過程，反硝化反應屬于異養型反應，需要有機碳源，缺氧反硝化在前，可以充分利用原污水中的有機碳源。1克亞硝酸根還原需要1.7克BOD，1克硝酸根還原需要2.86克BOD。反硝化反應過程中產生堿度，1克亞硝酸根還原會產生2.0克堿度，1克硝酸根還原產生3.57克堿度。硝化反應是將氨氮氧化成硝酸根的過程，屬于自養型反應，不需要有機碳源。硝化過程是產酸過程，每氧化1克氨氮需要7.14克堿度去中和所釋放的酸度，維持反應的pH穩定。反硝化所產生的堿度可以用于中和硝化反應所釋放的部分酸度。因此，將硝化反應置于反硝化之后。硝化反應所產生的硝酸根通過采用硝化液回流到反硝化單元的方法為反硝化反應提供硝酸根。如果要獲得高的反硝化率，則需要更多的消化液回流到反硝化單元，同時產生更多的堿度用于后續硝化單元中和酸度維持pH平衡。通常硝化液回流量與污水比為400％。回流比越高能耗越高。

如果污水中的有機物濃度與氨氮濃度比值在合理范圍以內，則上述工藝流程可以獲得理想的去除氨氮和總氮的效果。

對于氨氮偏高COD偏低的污水處理，通常的做法是向污水中投加易生物降解的有機物如甲醇、淀粉或葡萄糖。優點是可以獲得較高的氨氮和總氮去除率，缺點一是外加有機碳源增加了生產成本，二是產生大量的剩余活性污泥，帶來了二次污染，而剩余污泥的處置費用比較高，間接地增加了污水處理的成本。

中國專利201110388561.X公開了一種煤氣化得到的煤氣化廢水的處理方法，該方法包括在加壓氣化條件下，將碎煤與水蒸氣和氧氣接觸，得到一種粗煤氣；將粗煤氣與水接觸冷卻、得到凈化后的煤氣和液相產物，將液相產物進行油水分離，得到煤氣化廢水；將煤氣化廢水進行脫氨處理，得到脫氨后的煤氣化廢水；在水的超臨界條件下，將脫氨后的煤氣化廢水與氧化劑接觸得到合成氣和接觸后的廢水，所述氧化劑的用量為脫氨后的煤氣化廢水中有機物和氨態氮被完全氧化理論需氧量的0.2～0.8倍；將得到的接觸后的廢水進行生化處理。該方法，不僅能夠使煤氣化廢水中的有機物的含量明顯降低，又可將煤氣化廢水中的有機物轉化為合成氣，從而實現廢棄資源回收。

將污水加熱到超臨界狀態需要消耗很大的能量，對于處理大水量、COD濃度相對比較低的煤氣化污水是不適用的。