CN102050500A

CN102050500A - 采用氮气气浮装置处理煤制气废水的方法

Info

Publication number: CN102050500A
Application number: CN 201010557068
Authority: CN
Inventors: 韩洪军; 王伟; 徐春艳; 李慧强; 马文成; 张凌翰; 庄海峰; 袁敏
Original assignee: Harbin Institute of Technology
Current assignee: Harbin Institute of Technology
Priority date: 2010-11-24
Filing date: 2010-11-24
Publication date: 2011-05-11

Abstract

采用氮气气浮装置处理煤制气废水的方法，它涉及一种处理煤制气废水的方法。本发明的目的是为了解决目前气浮法处理煤制气废水时以空气为气源，导致废水颜色加深、易生产氧化物对后续的生化处理造成影响的问题。方案一：氮气溶于废水中进入气浮池；过饱和氮气以微小气泡的形式释放，与第二部分废水混合，废水中的分散油类污染物粘附在微小气泡的表面形成复合颗粒；复合颗粒被刮渣机刮除；方案二的不同点在于压缩氮气从设置在气浮池底部的扩散板或扩散管的表面以微小气泡形式逸出；方案三的不同点在于保持气浮池上部的空间处于常压，废水溶解氮气达到饱和或过饱和状态；通过真空泵使气浮池的上部空间呈为真空状态。本发明用于处理煤制气废水。

Description

采用氮气气浮装置处理煤制气废水的方法

技术领域

本发明涉及一种处理煤制气废水的方法，具体涉及处理煤制气废水中的油类污染物。

背景技术

煤制气行业的生产工艺流程多且复杂，并会产生大量水质复杂的废水，其中以高浓度的煤气洗涤废水为主。煤制气废水中既有酚类化合物和苯类化合物等易降解有机物和砒咯、萘、呋喃、眯唑类等可降解类有机物，还含有吡啶、咔唑、联苯、油等难降解有机物，同时含有氰化物、硫化物、氨氮等无机污染物，是一种典型的高浓度有毒有害、难生物降解的工业废水。

目前，煤制气废水的处理技术都遵循预处理、生化处理、物化深度处理的工艺路线。煤制气废水中含有大量的酚类、氨氮等污染物，因此煤制气废水首先常采用萃取脱酚和蒸氨等技术回收废水中的绝大部分污染物。然而，经过酚、氨回收处理后的煤制气废水中油类等污染物浓度依然较高，不仅会增加生物处理工艺的负荷，而且在生物降解过程中油类污染物首先会被水解为长链脂肪酸对微生物产生抑制作用，并会在好氧工艺过程中产生大量的泡沫，对废水的后续处理造成严重的障碍。因此，在生化处理前将煤制气废水中油类污染物从污水中去除是非常必要的。常用的除油方法有重力法、絮凝法、电化学法和气浮法等。

目前气浮法在水处理中得到了广泛的应用。气浮法包括加压气浮法、变压气浮法、叶轮气浮法和扩散板气浮法等。该方法分离效果好，富集速度快，比沉淀分离效率高，富集倍数大，工艺成熟，设备和流程较简单，维护管理方便。但是常规气浮法在煤制气废水除油过程中仍存在重大缺陷，因为气浮工艺大都是以空气为气源，而煤制气废水中含有较多酚类等易氧化物质，与空气中氧气接触反应后，会导致部分易氧化物质被氧化，不仅造成废水的颜色加深，而且氧化后的物质对微生物的毒性加强，容易造成生物处理效能的下降。为此，本发明针对气浮法处理煤制气废水的缺陷，结合煤制气企业氮气富余的特点，提出各种气浮工艺以氮气为气源对煤制气废水进行除油。

发明内容

本发明的目的是为了解决目前气浮法处理煤制气废水时以空气为气源，导致废水颜色加深、易生产氧化物对后续的生化处理造成影响问题，提供一种采用氮气气浮装置处理煤制气废水的方法。

本发明是通过下述方案予以实现的：方案一：方法包括以下步骤：步骤一、废水分成第一部分和第二部分，第一部分的体积占废水总量的5％-50％，第一部分废水经过加压泵加压后送入压力溶气罐，氮气气源进入压力溶气罐，氮气的表面负荷为2-6m³/m²h；步骤二、在压力溶气罐中压力的作用下，氮气溶于废水中，溶有氮气的废水从压力溶气罐排出后进入气浮池；步骤三、在气浮池中溶有氮气的废水的压力得到释放，溶解在废水中的过饱和氮气以微小气泡的形式释放，在气浮池内形成大量的微小气泡，此时第二部分废水直接进入气浮池，第二部分废水的上升流速为1-2mm/s，水力停留时间为10-60min，在气浮池内废水中悬浮存在的分散油类污染物粘附在微小气泡的表面形成密度小于水的复合颗粒；步骤四、复合颗粒在浮力的作用下随气泡浮升到液面形成浮渣，然后被刮渣机刮除，从而去除废水中油类污染物；

方案二：方法包括以下步骤：步骤一、废水进入气浮池的底部，废水上升流速为1-2mm/s，水力停留时间为10-60min，氮气经过气体压缩机加压，压缩氮气从设置在气浮池底部的扩散板或扩散管的表面以微小气泡形式逸出，氮气的表面负荷为2-6m³/m²h；步骤二、在气浮池内废水与气浮池底部形成的微小气泡充分接触后，废水中悬浮存在的分散油类污染物粘附在微小气泡的表面，形成密度比水小的复合颗粒；步骤三、复合颗粒在浮力的作用下随气泡浮升到液面形成浮渣，然后被刮渣机刮除，从而去除废水中油类污染物。

方案三：方法包括以下步骤：步骤一、废水进入气浮池，废水的上升流速为1-2mm/s，水力停留时间为10-60min，氮气经过气体压缩机加压，压缩氮气通过气浮池底部设置的微孔扩散板或扩散管的表面以微小气泡形式逸出于水中，氮气的表面负荷为2-6m³/m²h，保持气浮池上部的空间处于常压，废水溶解氮气达到饱和或过饱和状态；步骤二、通过真空泵使气浮池的上部空间呈为真空状态，处在常压下的气浮池内的废水释出氮气微小气泡，废水与气浮池底部形成的微小气泡充分接触后，废水中悬浮存在的分散油类污染物粘附在微小气泡的表面，形成密度比水小的复合颗粒；步骤三、复合颗粒在浮力的作用下随气泡浮升到液面形成浮渣，然后被刮渣机刮除，从而去除废水中油类污染物。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：1、本发明采用氮气作为气源，氮气是一种惰性气体，当采用氮气气浮时，溶于废水中的氮气不会与废水中的污染物发生反应，避免了污水颜色的加深。本发明既可以达到较高的废水除油效果，又不会加深废水的颜色，大大减轻了后续生物处理的负荷；2、氮气作为煤制气过程中的副产物，是煤化工企业最常见的气体副产品，如果提纯制作高纯氮气，还需要对其进行进一步的净化，需要建设氮气净化装置，使企业投资增加。同时市场上氮气的需求量并不大，氮气纯化后无法实现大的经济效益。以氮气作为处理煤制气废水的气源，一方面可以充分发挥废水除油的效果，另一方面还可避免空气源的不足；同时，作为煤制气生产的副产物，氮气气源充足易得，而且所产生的氮气具有一定的原始压力，可以减少气源加压的能耗，降低方法运行费用；3.本方法废水化学需氧量的去除率为10％-30％，油去除率为50％-99％，比传统空气源气浮工艺处理效率提高10％-25％。

附图说明

图1是本发明方案一中装置的结构示意图，图2是本发明方案二中装置的结构示意图，图3是本发明方案三中装置的结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式的方法包括以下步骤：步骤一、废水分成第一部分和第二部分，第一部分的体积占废水总量的5％-50％，第一部分废水经过加压泵1加压后送入压力溶气罐2，氮气气源进入压力溶气罐2，氮气的表面负荷为2-6m³/m²h；步骤二、在压力溶气罐2中压力的作用下，氮气溶于废水中，溶有氮气的废水从压力溶气罐2排出后进入气浮池3；步骤三、在气浮池3中溶有氮气的废水的压力得到释放，溶解在废水中的过饱和氮气以微小气泡的形式释放，在气浮池3内形成大量的微小气泡，此时第二部分废水直接进入气浮池3，第二部分废水的上升流速为1-2mm/s，水力停留时间为10-60min，在气浮池3内废水中悬浮存在的分散油类污染物粘附在微小气泡的表面形成密度小于水的复合颗粒；步骤四、复合颗粒在浮力的作用下随气泡浮升到液面形成浮渣，然后被刮渣机刮除，从而去除废水中油类污染物。

氮气在水中的溶解度要小于空气，氮气利用率较高，氮气是煤化工企业最常见的气体副产品，廉价且容易获取，但是在其它企业废水的气浮处理中就难以用氮气作为气源；煤化工废水含有易氧化物质，氮气有利于避免这些物质被氧气氧化引起废水色度加深或毒性增强的问题。而当其它工业废水没有这类问题也就没有了采用氮气的必要性。

具体实施方式二：本实施方式的步骤二中可向气浮池3内投入三氯化铝，投入量为1-100mg/L，此步骤可起到过滤废水的作用。其它步骤与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图2说明本实施方式，本实施方式的方法包括以下步骤：步骤一、废水进入气浮池3的底部，废水上升流速为1-2mm/s，水力停留时间为10-60min，氮气经过气体压缩机4加压，压缩氮气从设置在气浮池3底部的扩散板或扩散管3-1的表面以微小气泡形式逸出，氮气的表面负荷为2-6m³/m²h；步骤二、在气浮池3内废水与气浮池3底部形成的微小气泡充分接触后，废水中悬浮存在的分散油类污染物粘附在微小气泡的表面，形成密度比水小的复合颗粒；步骤三、复合颗粒在浮力的作用下随气泡浮升到液面形成浮渣，然后被刮渣机刮除，从而去除废水中油类污染物。

具体实施方式四：本实施方式的步骤一中可向气浮池3内投入三氯化铝，投入量为1-100mg/L。此步骤可起到过滤废水的作用。其它步骤与具体实施方式三相同。

具体实施方式五：本实施方式的步骤一中压缩氮气也可以通到设置在气浮池3底部的叶轮下方，借助叶轮快速旋转时的切割作用，将大气泡切割成为微小气泡。此步骤根据实施方案的具体环境来进行选择。其它步骤与具体实施方式三相同。

具体实施方式六：结合图3说明本实施方式，本实施方式的方法包括以下步骤：步骤一、废水进入气浮池3的底部，废水的上升流速为1-2mm/s，水力停留时间为10-60min，氮气经过气体压缩机4加压，压缩氮气通过气浮池3底部设置的微孔扩散板或扩散管3-1的表面以微小气泡形式逸出于水中，氮气的表面负荷为2-6m³/m²h，保持气浮池3上部的空间处于常压，废水溶解氮气达到饱和或过饱和状态；步骤二、通过真空泵5使气浮池3的上部空间呈为真空状态，处在常压下的气浮池3内的废水释出氮气微小气泡，废水与气浮池底部形成的微小气泡充分接触后，废水中悬浮存在的分散油类污染物粘附在微小气泡的表面，形成密度比水小的复合颗粒；步骤三、复合颗粒在浮力的作用下随气泡浮升到液面形成浮渣，然后被刮渣机刮除，从而去除废水中油类污染物。

具体实施方式七：本实施方式的步骤一中可向气浮池3内投入三氯化铝，投入量为1-100mg/L。此步骤可起到过滤废水的作用。其它步骤与具体实施方式六相同。

具体实施方式八：本实施方式的步骤一中压缩氮气也可以通到设置在气浮池3底部的叶轮下方，借助叶轮快速旋转时的切割作用，将大气泡切割成为微小气泡。此步骤根据实施方案的具体环境来进行选择。其它步骤与具体实施方式六相同。

Claims

1.一种采用氮气气浮装置处理煤制气废水的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：步骤一、废水分成第一部分和第二部分，第一部分的体积占废水总量的5％-50％，第一部分废水经过加压泵(1)加压后送入压力溶气罐(2)，氮气气源进入压力溶气罐(2)，氮气的表面负荷为2-6m³/m²h；步骤二、在压力溶气罐(2)中压力的作用下，氮气溶于废水中，溶有氮气的废水从压力溶气罐(2)排出后进入气浮池(3)；步骤三、在气浮池(3)中溶有氮气的废水的压力得到释放，溶解在废水中的过饱和氮气以微小气泡的形式释放，在气浮池(3)内形成大量的微小气泡，此时第二部分废水直接进入气浮池(3)，第二部分废水的上升流速为1-2mm/s，水力停留时间为10-60min，在气浮池(3)内废水中悬浮存在的分散油类污染物粘附在微小气泡的表面形成密度小于水的复合颗粒；步骤四、复合颗粒在浮力的作用下随气泡浮升到液面形成浮渣，然后被刮渣机刮除，从而去除废水中油类污染物。

2.根据权利要求1所述的采用氮气气浮装置处理煤制气废水的方法，其特征在于步骤二中可向气浮池(3)内投入三氯化铝，投入量为1-100mg/L。

3.一种采用氮气气浮装置处理煤制气废水的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：步骤一、废水进入气浮池(3)的底部，废水上升流速为1-2mm/s，水力停留时间为10-60min，氮气经过气体压缩机(4)加压，压缩氮气从设置在气浮池(3)底部的扩散板或扩散管(3-1)的表面以微小气泡形式逸出，氮气的表面负荷为2-6m³/m²h；步骤二、在气浮池(3)内废水与气浮池(3)底部形成的微小气泡充分接触后，废水中悬浮存在的分散油类污染物粘附在微小气泡的表面，形成密度比水小的复合颗粒；步骤三、复合颗粒在浮力的作用下随气泡浮升到液面形成浮渣，然后被刮渣机刮除，从而去除废水中油类污染物。

4.根据权利要求3所述的采用氮气气浮装置处理煤制气废水的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：步骤一中可向气浮池(3)内投入三氯化铝，投入量为1-100mg/L。

5.根据权利要求3所述的采用氮气气浮装置处理煤制气废水的方法，其特征在于步骤一中压缩氮气也可以通到设置在气浮池(3)底部的叶轮下方，借助叶轮快速旋转时的切割作用，将大气泡切割成为微小气泡。

6.一种采用氮气气浮装置处理煤制气废水的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：步骤一、废水进入气浮池(3)的底部，废水的上升流速为1-2mm/s，水力停留时间为10-60min，氮气经过气体压缩机(4)加压，压缩氮气通过气浮池(3)底部设置的微孔扩散板或扩散管(3-1)的表面以微小气泡形式逸出于水中，氮气的表面负荷为2-6m³/m²h，保持气浮池(3)上部的空间处于常压，废水溶解氮气达到饱和或过饱和状态；步骤二、通过真空泵(5)使气浮池(3)的上部空间呈为真空状态，处在常压下的气浮池(3)内的废水释出氮气微小气泡，废水与气浮池底部形成的微小气泡充分接触后，废水中悬浮存在的分散油类污染物粘附在微小气泡的表面，形成密度比水小的复合颗粒；步骤三、复合颗粒在浮力的作用下随气泡浮升到液面形成浮渣，然后被刮渣机刮除，从而去除废水中油类污染物。

7.根据权利要求3所述的采用氮气气浮装置处理煤制气废水的方法，其特征在于步骤一中可向气浮池(3)内投入三氯化铝，投入量为1-100mg/L。

8.根据权利要求3所述的采用氮气气浮装置处理煤制气废水的方法，其特征在于步骤一中压缩氮气也可以通到设置在气浮池(3)底部的叶轮下方，借助叶轮快速旋转时的切割作用，将大气泡切割成为微小气泡。