[發明專利]一種煤制氫廢水的處理方法及處理裝置

在審

• 申請號: 202011636135.9
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN114685003A
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 王剛;高會杰;楊健;譚枝文;孫丹鳳;陳明翔
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司大連石油化工研究院
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種煤制氫廢水的處理方法，包括（1）煤制氫廢水輸送至除硬單元，除硬單元設兩級反應器，一級反應器去除鎂離子，二級反應器去除鈣離子，在二級反應器中通入含CO₂尾氣調控鈣離子濃度和pH，使鈣離子濃度低于150mg/L；除硬后出水pH仍高于9.0，則繼續通入含CO₂尾氣直至pH低于8.5，排入生化單元；（2）生化單元包括硝化過程和反硝化過程，在硝化過程通入含CO₂尾氣調控pH高于7.0，在反硝化過程間歇通入含CO₂尾氣調控pH高于6.5。本發明采用含CO₂尾氣調控除硬單元鈣離子濃度和pH，以及調控生化單元水質及碳源，實現以廢止廢的同時，確保了處理裝置的高效穩定運行。

技術領域

本發明屬于廢水治理技術領域，具體涉及一種煤制氫廢水的處理方法及處理裝置。

背景技術

氫在現代工業生產中具有廣泛的用途，特別是在石油化工、有機合成、冶金等領域用量相當大。煤氣化制氫是工業大規模制氫的首選方式之一，水煤漿制氫工藝發展至今已經比較成熟且應用廣泛。水煤漿制氫過程中產生的廢水（煤制氫廢水）的達標處理是保證制氫裝置正常生產的重要一環。

煉廠煤制氫廢水的處理工藝流程主要包括預處理和生化處理兩部分。預處理過程主要是去除廢水中的灰和硬度，其中除硬度主要是使水中的鈣、鎂離子分別以碳酸鈣和氫氧化鎂的形式沉淀去除，常用且有效的方法為“雙堿法”，即向廢水中投加碳酸鈉和氫氧化鈉或氧化鈣達到分別去除鈣、鎂離子的目的。該過程完成后廢水pH較高，不適宜直接進入生化單元，所以進生化單元前需要加酸調節pH，因此整個過程對藥劑消耗量較大，運行成本較高。同時，大量的其他離子也會被引入水中，造成二次污染。生化單元主要以去除COD、氨氮和總氮為主，硝化-反硝化為常用工藝。在反硝化過程，由于硝化液含較高的溶解氧，會造成額外的甲醇消耗，同時，通過攪拌實現甲醇的完全混勻較慢，反硝化需要時間較長。硝化菌屬于自養菌，其主要利用二氧化碳作為碳源進行生長，所以其增殖速度緩慢、易受沖擊。另外，在實際運行中發現，池中的曝氣管線、硝化液回流管線結垢嚴重，影響裝置穩定運行。

CN105565582A公開了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。該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。該發明需要投加堿液，且需要采用中空纖維氣化膜除氨，處理成本較高。

CN208603834U公開了一種資源化利用煤制氫CO₂尾氣和雜醇廢液的化學系統，包括鄰近設置的煤制氫系統和污水處理系統，煤制氫系統在制備氫氣過程中產生CO₂廢氣，在制備甲醇過程中產生雜醇廢液，還包括碳酸鈉制備裝置，CO₂廢氣通入到該裝置，堿性溶液通入該裝置，該裝置的產物通入污水處理系統的第一組或每一組硝化段入口，用于調節硝化段的堿度，同時雜醇廢液為污水處理系統的反硝化段入口提供有機碳源，實現高效的硝化過程和反硝化，從而實現脫氮，降低COD和磷的污水處理過程。將煤制氫系統的廢氣和廢液資源化利用，杜絕了其排放，同時減少了污水處理過程中調節堿度和有機碳源的藥劑，降低了運行成本，產生經濟效益。但是，將CO₂尾氣通入碳酸鈉制備裝置，制備成碳酸鈉再用于調節堿度，尾氣中CO₂利用效果有限。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供了一種煤制氫廢水的處理方法及處理裝置。本發明采用含CO₂尾氣調控除硬單元鈣離子濃度和pH，以及調控生化單元水質及碳源，實現以廢止廢的同時，確保了處理裝置的高效穩定運行。

本發明提供的一種煤制氫廢水的處理方法，包括如下步驟：