CN109280564A - 一种含dmf废水的资源化利用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种含DMF(N,N‑二甲基甲酰胺)废水的资源化利用方法，所述方法包括如下步骤：(1)调节待处理的含DMF废水的COD值≥2×105ppm、pH值≥8，得到预处理液；(2)将预处理液与水煤浆助剂和碳源物质混合，制备含有DMF的水煤浆；(3)将含有DMF的水煤浆在含氧气氛中、温度为1200‑1600℃、压力为0.5‑3.0MPa条件下进行气化反应，得到气体产物和液态熔渣。所述含DMF废水的资源化利用方法能够将废水中的DMF彻底分解，并将其转化为可用作化工原料的合成气，可用于生产多种高附加值的化工产品，既实现了其无害化安全处置，又可实现其资源化利用，具有较好的经济、社会和环境效益。

Description

一种含DMF废水的资源化利用方法
技术领域
本发明属于有机废水(一般属于危险废物)无害化安全处置及资源化利用领域，涉及一种含DMF废水的资源化利用方法，特别涉及一种人造革生产废水的无害化安全处置及资源化利用方法。
背景技术
在合成革工业中，需要采用N,N-二甲基甲酰胺(DMF)对皮革进行表面处理。由于其化学性质稳定，且有毒性，在制革过程中并不参与化学反应，因此大量DMF进入制革废水中。由于DMF被列入《危险化学品目录(2015版)》，根据《国家危险废物名录》(2016版)第四条规定：“列入《危险化学品目录》的化学品废弃后属于危险废物”。因此，根据危险废物管理及处置要求和《合成革与人造革工业污染物排放标准》(GB21902-2008)，必须对含DMF废水进行无害化处理及处置。
DMF由C、H、O和N这四种元素组成，其处理方法主要包括生化降解法、膜过滤法、浓缩-蒸馏回收法、生化降解-絮凝法等。如CN103112951A公开了一种含DMF合成革废水的处理方法，主要是将废水通入好氧污泥-厌氧填料结构的膜生物反应器，经过处理后其废水可达到排放标准。CN1810685A公布了一种人造革废水的处理方法，该方法先将DMF进行回收，然后对其进行厌氧处理，再对厌氧处理产生的氨氮进行吹脱处理，最后将废水再进行缺氧/好氧+絮凝沉淀处理，达到国家排放标准。CN103482816A公布了一种高浓度DMF废水的化学处理方法，首先是加入酸液和DMF降解剂，然后将混合废水分别进行厌氧氨化处理、反硝化反应、硝化反应、过滤和杀菌灯操作，使废水达到排放标准。
可见，现有含DMF合成革废水的处理方法主要包括物理化学法和生物法两大类，虽然物理化学法除氮效率较高，但通常只是对氨氮进行多种形式的转移，仅从液相转移至气相或固相中，由此导致二次污染和环保处置成本的增加。生化法可有效去除制革废水中的有机污染物，具有环境相容性高、运行成本低等优点。然而，由于制革废水成分复杂，往往会对微生物产生抑制作用，导致对合成革废水中氨氮和总氮的去除效果不理想。此外，生化法往往时间较长，且规模较小，这些不足成为制约制革废水常规处理工艺进一步工程应用的主要因素。因此，亟需研发能够高效无害化安全处置含DMF废水，且实现其资源化利用的产业化技术。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种含DMF废水的资源化利用方法，所述方法能够将废水中的DMF彻底分解，并将其转化为可作为生产多种高附加值化工产品的合成气，产生的液态溶渣经进一步处理可得到的玻璃态渣性质稳定、对环境无污染风险，可作为建材辅料使用，实现了危险废物的安全处置和资源化利用。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种含DMF废水的资源化利用方法，所述方法包括如下步骤：
(1)调节待处理的含DMF废水的COD值≥2×105ppm、pH值≥8，得到预处理液；
(2)将预处理液与水煤浆助剂和碳源物质混合，制备含有DMF的水煤浆；
(3)将含有DMF的水煤浆在含氧气氛中、温度为1200-1600℃、压力为0.5-3.0MPa条件下进行气化反应，得到气体产物和液态熔渣。
所述含有DMF的废水经上述处理后，其与碳源物质中的C和H与O几乎全部转化为气体产物，所述气体产物中含有CO、CO2、H2和CH4等气体，所述气体产物中CO和H2的体积百分含量≥75％，所述气体产物经净化处理后可得到以CO和H2为主要成分的合成气，作为生产多种化工产品的原料使用。从而所述方法起到资源化利用含DMF废水的目的。所述净化处理如脱氮和脱硫处理等，所述净化处理为现有技术，如脱氮可采用变压吸附脱氮技术。水煤浆中的灰分及少量未反应的C在超过灰熔点(流动温度)的高温下成为熔融态的液态熔渣排出。
本发明提供的含DMF废水的资源化利用方法明显不同于物理化学法和生化法等现有技术，本发明采用水煤浆气化及高温熔融技术能够将废水中的DMF彻底分解，不会产生二次污染，且得到的含CO、CO2、H2和CH4等的混合气体中CO和H2的含量超过75％，经净化处理后能够获得以CO和H2为主要成分的合成气，可作为生产多种高附加值化工产品的原料。
步骤(1)中可将含DMF的废水浓缩至COD值≥2×105ppm，如2.1×105ppm、2.3×105ppm、2.5×105ppm、2.8×105ppm、3.2×105ppm、3.5×105ppm、3.8×105ppm、4.3×105ppm、4.5×105ppm、5.2×105ppm或6.0×105ppm等。
步骤(1)所述的浓缩方式选自膜过滤、蒸馏或旋蒸中的任意一种或至少两种的组合。典型但非限制性的组合如膜过滤与减压蒸馏，膜过滤与旋蒸，膜过滤、减压蒸馏或旋蒸。
步骤(1)调节pH值≥8，如8.3、8.8、9.2、9.5、10.3、10.8、11.0或13.5等，是为了保证后续水煤浆的流动性，并不会对其他水煤浆助剂产生破坏作用。
步骤(1)使用碱性物质调节pH值，所述碱性物质优选为无机碱，进一步优选为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠或碳酸钾中的任意一种或至少两种的组合。典型但非限制性的组合如氢氧化钠与氢氧化钾，碳酸钠与碳酸钾，氢氧化钠与碳酸钠，氢氧化钠、氢氧化钾与碳酸钠。
步骤(2)所述水煤浆助剂主要是一些两亲的表面活性剂，其能够有效地吸附在煤表面，提高煤的亲水性，并能在煤表面形成双电层和立体障碍，进而有助于改善成浆性，防止固液分离。
步骤(2)所述水煤浆助剂选自萘磺酸盐、木质素磺酸盐、磺化腐殖酸盐、聚烯烃磺酸盐、聚丙烯酸酯、羧酸盐及磷酸盐中的任意一种或至少两种的组合。典型但非限制性的组合如萘磺酸盐与木质素磺酸盐，磺化腐殖酸盐与聚烯烃磺酸盐，聚丙烯酸酯、羧酸盐与磷酸盐。
优选地，步骤(2)所述碳源物质选自木炭、煤、焦粉、炭黑或以C、H、O、N和S为主要成分的有机物中的任意一种或至少两种的组合。典型但非限制性的组合如木炭与煤，焦粉与生物质，木炭、煤与焦粉，煤、炭黑与生物质。所述碳源只要能够得到水煤浆即可。所述以C、H、O、N和S为主要成分的有机物如生物质。
步骤(2)所述预处理液、水煤浆助剂与碳源物质的质量比为100:(0.2-2.0):(50-200)，如100:0.3:60、100:0.4:70、100:0.7:80、100:0.8:100、100:0.9:120、100:1.5:150或100:1.7:180等，优选为100:(0.5-1.0):(100-150)。
优选地，步骤(2)所述含有DMF的水煤浆的固含量为40-70％，如42％、45％、48％、50％、52％、58％、60％、62％、65％或68％等。所述固含量如无特殊说明均是指质量百分含量。
优选地，步骤(2)所述含有DMF的水煤浆中碳源物质的粒径为40-300目，如50目、60目、80目、100目、120目、150目、180目、210目、220目、250目或280目等，优选为80-200目。将碳源物质制备成粒径为40-300目的颗粒，有利于碳源物质和DMF相互接触，提高水煤浆的流动性，进而有利于后续气化反应的进行。
优选地，步骤(2)所述含有DMF的水煤浆通过将预处理液、水煤浆助剂与碳源物质的混合物进行磨浆处理得到。所述水煤浆只要通过常规的水煤浆制备方法即可得到，本领域技术人员熟知水煤浆的制备方法，故在此不做赘述。
步骤(3)所述气化反应中含有DMF的水煤浆的停留时间为2-15s，如3s、4s、5s、6s、7s、8s、9s、9.5s、11s、12s、13s或14s等，优选为5-10s。
优选地，步骤(3)所述反应的温度为1200-1600℃，如1250℃、1300℃、1400℃、1450℃或1550℃等，优选为1300-1450℃；步骤(3)所述反应的压力为0.5-3.0MPa，如0.7MPa、0.9MPa、1.2MPa、1.3MPa、1.8MPa、2.0MPa、2.3MPa或2.8MPa等，优选为1.0-2.0MPa。
优选地，步骤(3)所述含氧气氛中氧气的纯度(本发明如无特殊说明，所述氧气的纯度是指体积百分含量)不低于99.5％，如99.6％、99.7％、99.8％或100％等。
所述气化反应的条件不在上述温度范围、压力范围和含氧气氛中，则得不到所述的气体产物和液态溶渣。
步骤(3)所述的气化反应在气化炉中进行。
优选地，所述含有DMF的水煤浆通过喷嘴均匀喷入气化炉中。
步骤(3)所述气体产物含有CO、CO2、H2和CH4，且CO和H2的体积百分含量超过75％，如76％、77％、78％、79％、80％、85％、86％、87％、88％、90％或92％等。
优选地，步骤(3)所述的气体产物经净化处理得到以CO和H2为主要成分的合成气。
所述方法还包括步骤(4)对液态溶渣进行激冷处理，得到玻璃态渣。在激冷室内液态熔渣与激冷水接触后快速激冷固化、冷却为性质稳定且对环境无污染风险的玻璃态渣后排出气化炉。所述玻璃态渣性质稳定、对环境无污染风险，可作为建材辅料使用，实现了危险废物的无害化安全处置和资源化利用。
优选地，所述激冷的时间为0.5-5s，如0.7s、0.9s、1.2s、1.3s、1.5s、1.8s、2.1s、2.3s、2.5s、2.8s、3.1s、3.5s、3.7s、4.1s、4.5s或4.7s等，优选为1-3s。
优选地，所述激冷的最终温度为100-300℃，如120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、190℃、210℃、230℃、250℃或280℃等，优选为150-200℃。
优选地，所述激冷处理还得到冷却水和冲渣水，所述冷却水和冲渣水经过滤后可循环利用，所述循环利用是指可循环用作激冷处理的用水，根据需要亦可作为其他用途。
作为优选的技术方案，所述含DMF废水的资源化利用方法包括如下步骤：
(1)将待处理的含DMF废水浓缩使其COD值≥2×105ppm，之后调节其pH值≥8，得到预处理液；
(2)将质量比为100:(0.2-2.0):(50-200)的预处理液、水煤浆助剂和碳源物质混合，通过磨浆处理，得到碳源物质粒径为40-300目、固含量为40-70％的含有DMF的水煤浆；
(3)将含有DMF的水煤浆均匀喷入气化炉中，在1200-1600℃、0.5-3.0MPa条件下的含氧气氛中进行气化反应，得到含有CO、CO2、H2和CH4的气体产物和液态溶渣；其中，所述气化反应中含有DMF的水煤浆的停留时间为2-15s，所述含氧气氛中氧气的纯度不低于99.5％，所述混合气体中CO和H2的体积百分含量超过75％；
(4)将液态熔渣在0.5-5s内激冷至100-300℃，得到玻璃态渣、冷却水和冲渣水，所述冷却水和冲渣水经过滤后循环利用，所述玻璃态渣用作建材辅料；
(5)将所述气体产物进行净化处理，得到以H2和CO为主要成分的合成气，用作生产多种高附加值化工产品的原料；
其中，步骤(4)和步骤(5)无先后顺序。
本发明所述的数值范围不仅包括上述例举的点值，还包括没有例举出的上述数值范围之间的任意点值，出于简洁考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明提供的含DMF废水(危险废物)的资源化利用方法能够将废水中的DMF彻底分解，不会产生二次污染，既实现了危险废物的无害化安全处置，又将其转化为可资源化利用的合成气；
(2)本发明提供的含DMF废水的资源化利用方法得到的含CO、H2、CO2和CH4等的混合气体中CO和H2的含量高于75％，对该混合气体进行净化处理后可获得以CO和H2为主要成分的合成气，可作为化工原料用于生产多种高附加值的化工产品；
(3)本发明提供的含DMF废水的资源化利用方法得到的玻璃态渣性质稳定、对环境无污染风险，可作为建材辅料使用；
(4)本发明提供的含DMF废水的资源化利用方法可利用废水中含有的水分制备含DMF的水煤浆，激冷处理产生的冷却水和冲渣水经过滤后可循环利用。
附图说明
图1为本发明一种实施方式提供的含DMF废水的资源化利用方法工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
一种含DMF废水的资源化利用方法，其工艺流程如图1所示，所述方法包括如下步骤：
(1)预处理：将待处理的含DMF废水进行浓缩调节COD值、加碱性物质调节pH值，使其COD值≥2×105ppm，pH值≥8，得到预处理液；
(2)含DMF的水煤浆制备：将预处理液与水煤浆助剂和碳源物质分别按质量比100:(0.2-2.0):(50-200)混合，进行磨浆处理，制备成碳源物质粒径为40-300目、固含量为40-70％的含DMF的水煤浆；
(3)气化反应：将制得的含DMF的水煤浆通过喷嘴均匀喷入含氧气氛(氧气的纯度不低于99.5％)的气化炉中进行气化反应，反应温度为1200-1600℃，压力为0.5-3.0MPa，停留时间为2-15s，得到含有CO、H2、CO2和CH4等的混合气体及液态溶渣，所述混合气体中CO和H2的体积百分含量超过75％；
(4)激冷处理：将步骤(3)得到的液态熔渣在0.5-5s内激冷降温至100-300℃，得到性质稳定且对环境无污染风险的玻璃态渣、冷却水和冲渣水，所述玻璃态渣可作为建材辅料使用；冷却水和冲渣水经过滤后可循环利用；
(5)气体净化处理：对步骤(3)得到的混合气体进行净化处理，得到以CO和H2为主要成分的合成气，可作为化工原料用于生产多种高附加值的化工产品；
其中，步骤(4)和步骤(5)无先后顺序。
实施例1
一种含DMF废水的资源化利用方法，其具体实施过程为：
(1)预处理：采用膜浓缩方式将废液浓缩至COD浓度为210000ppm，再加入NaOH溶液调节其pH值为8.0，得到预处理液；
(2)含DMF的水煤浆制备：将预处理液与萘磺酸钠和煤按质量比100:0.5:100混合，进行球磨处理，制成煤粒径约为100目、固含量为50％的含DMF水煤浆；
(3)气化反应：将制得的含DMF的水煤浆通过喷嘴均匀喷入含氧气氛的气化炉中进行气化反应，反应温度为1400℃，压力为1.5MPa，含氧气氛中氧气的纯度为99.5％，停留时间为3s，得到含有CO、H2、CO2和CH4等的混合气体及液态溶渣，混合气体中CO和H2的体积百分含量为80％；
(4)激冷处理：将步骤(3)得到的液态熔渣在2s内激冷降温至150℃，得到性质稳定且对环境无污染风险的玻璃态渣、冷却水和冲渣水；所述玻璃态渣可作为建材辅料使用；所述冷却水和冲渣水经过滤后可循环利用；
(5)气体净化处理：对步骤(3)得到的混合气体进行净化处理，得到CO和H2含量(体积百分含量)高于95％的合成气作为基础化工原料使用；
其中，步骤(4)和步骤(5)无先后顺序。
实施例2
一种含DMF废水的资源化利用方法，其具体实施过程为：
(1)预处理：采用膜浓缩方式将废液浓缩至COD为213330ppm，再加入KOH溶液调节其pH为8.5；
(2)含DMF的水煤浆制备：将调节pH后的废液与木质素磺酸钾、焦粉按质量比100：1.5：180混合，进行棒磨处理，制成焦粉粒径大约150目、固含量为50％的含DMF的水煤浆；
(3)气化反应：将制得的水煤浆采用特制的喷嘴将其喷入气化炉，气化温度为1200℃；压力为2.5MPa；含氧气氛中氧气的纯度为99.8％，停留时间为5s，得到含有CO、H2、CO2和CH4等的混合气体及液态溶渣，混合气体中CO和H2的体积百分含量为75％；
(4)激冷处理：将反应产物在2秒内迅速冷却至200℃，分离得到性质稳定且对环境无污染风险的玻璃态渣、冷却水和冲渣水；所述玻璃态渣可作为建材辅料使用；所述冷却水和冲渣水经过滤后可循环利用；
(5)气体净化处理：对步骤(3)得到的混合气体进行脱氮处理，得到CO和H2含量(体积百分含量)为90％的合成气作为基础化工原料使用；
其中，步骤(4)和步骤(5)无先后顺序。
实施例3
一种含DMF废水的资源化利用方法，其具体实施过程为：
(1)预处理：采用膜浓缩方式将废液浓缩至COD为231000ppm，再加入Na2CO3溶液调节其pH为8.0；
(2)含DMF的水煤浆制备：将调节pH后的废液与磺化腐殖酸钠、木炭按质量比100：1.0：150混合，进行球磨处理，制成木炭粒径大约80目、固含量为50％的含DMF的水煤浆；
(3)气化反应：将制得的水煤浆采用特制的喷嘴将其喷入气化炉，气化温度为1500℃；压力为1.5MPa；含氧气氛中氧气的纯度为99.7％，停留时间为5s，得到含有CO、H2、CO2和CH4等的混合气体及液态溶渣，混合气体中CO和H2的体积百分含量为85％；
(4)激冷处理：将反应产物在1秒内迅速冷却至300℃，分离得到性质稳定且对环境无污染风险的玻璃态渣、冷却水和冲渣水；所述玻璃态渣可作为建材辅料使用；所述冷却水和冲渣水经过滤后可循环利用；
(5)气体净化处理：对步骤(3)得到的混合气体进行脱氮处理，得到CO和H2含量(体积百分含量)为95％的合成气作为基础化工原料使用；
其中，步骤(4)和步骤(5)无先后顺序。
实施例4
一种含DMF废水的资源化利用方法，其具体实施过程为：
(1)预处理：采用膜浓缩方式将废液浓缩至COD为210050ppm，再加入K2CO3溶液调节其pH为8.0；
(2)含DMF的水煤浆制备：将调节pH后的废液与聚烯烃磺酸钾、煤粉按质量比100：0.8：130混合，进行球磨处理，制成煤粉粒径大约50目、固含量为70％的含DMF的水煤浆；
(3)气化反应：将制得的水煤浆采用特制的喷嘴将其喷入气化炉，气化温度为1250℃；压力为3.0MPa；含氧气氛中氧气的纯度为99.6％，停留时间为15s，得到含有CO、H2、CO2和CH4等的混合气体及液态溶渣，混合气体中CO和H2的体积百分含量为82％；
(4)激冷处理：将反应产物在1.5秒内迅速冷却至250℃分离得到性质稳定且对环境无污染风险的玻璃态渣、冷却水和冲渣水；所述玻璃态渣可作为建材辅料使用；所述冷却水和冲渣水经过滤后可循环利用；
(5)气体净化处理：对步骤(3)得到的混合气体进行脱氮处理，得到CO和H2含量(体积百分含量)为89％的合成气作为基础化工原料使用；
其中，步骤(4)和步骤(5)无先后顺序。
实施例5
一种含DMF废水的资源化利用方法，其具体实施过程为：
(1)预处理：采用膜浓缩方式将废液浓缩至COD为220350ppm，再加入NaOH溶液调节其pH为8.0；
(2)含DMF的水煤浆制备：将调节pH后的废液与磷酸钠、煤粉按质量比100：2.0：200混合，进行球磨处理，制成煤粉粒径大约100目、固含量为60％的含DMF的水煤浆；
(3)气化反应：将制得的水煤浆采用特制的喷嘴将其喷入气化炉，气化温度为1300℃；压力为2.0MPa；含氧气氛中氧气的纯度为99.7％，停留时间为10s，得到含有CO、H2、CO2和CH4等的混合气体及液态溶渣，混合气体中CO和H2的体积百分含量为88％；
(4)激冷处理：将反应产物在2.5秒内迅速冷却至150℃，分离得到性质稳定且对环境无污染风险的玻璃态渣、冷却水和冲渣水；所述玻璃态渣可作为建材辅料使用；所述冷却水和冲渣水经过滤后可循环利用；
(5)气体净化处理：对步骤(3)得到的混合气体进行脱氮处理，得到CO和H2含量(体积百分含量)为93％的合成气作为基础化工原料使用；
其中，步骤(4)和步骤(5)无先后顺序。
实施例6
一种含DMF废水的资源化利用方法，其具体实施过程为：
(1)预处理：采用膜浓缩方式将废液浓缩至COD为200000ppm，再加入NaOH溶液调节其pH为12.0；
(2)含DMF的水煤浆制备：将调节pH后的废液、萘磺酸钠与木质素磺酸钾的混合物(质量比为1:1)、煤粉按质量比100：1.7：160混合，进行球磨处理，制成煤粉粒径大约300目、固含量为40％的含DMF的水煤浆；
(3)气化反应：将制得的水煤浆采用特制的喷嘴将其喷入气化炉，气化温度为1600℃；压力为1.0MPa；含氧气氛中氧气的纯度为99.8％，停留时间为2s，得到含有CO、H2、CO2和CH4等的混合气体及液态溶渣，混合气体中CO和H2的体积百分含量为90％；
(4)激冷处理：将反应产物在2.5秒内迅速冷却至120℃，分离得到性质稳定且对环境无污染风险的玻璃态渣、冷却水和冲渣水；所述玻璃态渣可作为建材辅料使用；所述冷却水和冲渣水经过滤后可循环利用；
(5)气体净化处理：对步骤(3)得到的混合气体进行脱氮处理，得到CO和H2含量(体积百分含量)为95％的合成气作为基础化工原料使用；
其中，步骤(4)和步骤(5)无先后顺序。
实施例7
一种含DMF废水的资源化利用方法，其具体实施过程为：
(1)预处理：采用膜浓缩方式将废液浓缩至COD为250000ppm，再加入NaOH溶液调节其pH为10.0；
(2)含DMF的水煤浆制备：将调节pH后的废液、磺化腐殖酸钠与聚烯烃磺酸钾的混合物(质量比为2:1)、煤粉按质量比100：0.2：50混合，进行球磨处理，制成煤粉粒径大约200目、固含量为55％的含DMF的水煤浆；
(3)气化反应：将制得的水煤浆采用特制的喷嘴将其喷入气化炉，气化温度为1500℃；压力为2.8MPa；含氧气氛中氧气的纯度为99.9％，停留时间为12s，得到含有CO、H2、CO2和CH4等的混合气体及液态溶渣，混合气体中CO和H2的体积百分含量为81％；
(4)激冷处理：将反应产物在2.5秒内迅速冷却至200℃，分离得到性质稳定且对环境无污染风险的玻璃态渣、冷却水和冲渣水；所述玻璃态渣可作为建材辅料使用；所述冷却水和冲渣水经过滤后可循环利用；
(5)气体净化处理：对步骤(3)得到的混合气体进行脱氮处理，得到CO和H2含量(体积百分含量)为90％的合成气作为基础化工原料使用；
其中，步骤(4)和步骤(5)无先后顺序。
实施例8
一种含DMF废水的资源化利用方法，其具体实施过程为：
(1)预处理：采用膜浓缩方式将废液浓缩至COD为250000ppm，再加入NaOH溶液调节其pH为10.5；
(2)含DMF的水煤浆制备：将调节pH后的废液、聚烯烃磺酸钾、煤粉按质量比100：0.7：190混合，进行球磨处理，制成煤粉粒径大约40目、固含量为60％的含DMF的水煤浆；
(3)气化反应：将制得的水煤浆采用特制的喷嘴将其喷入气化炉，气化温度为1500℃；压力为0.5MPa；含氧气氛中氧气的纯度为99.6％，停留时间为2s，得到含有CO、H2、CO2和CH4等的混合气体及液态溶渣，混合气体中CO和H2的体积百分含量为82％；
(4)激冷处理：将反应产物在5秒内迅速冷却至100℃，分离得到性质稳定且对环境无污染风险的玻璃态渣、冷却水和冲渣水；所述玻璃态渣可作为建材辅料使用；所述冷却水和冲渣水经过滤后可循环利用；
(5)气体净化处理：对步骤(3)得到的混合气体进行脱氮处理，得到CO和H2含量(体积百分含量)为91％的合成气作为基础化工原料使用；
其中，步骤(4)和步骤(5)无先后顺序。
实施例9
一种含DMF废水的资源化利用方法，其具体实施过程为：
(1)预处理：采用膜浓缩方式将废液浓缩至COD为240000ppm，再加入NaOH溶液调节其pH为9.0；
(2)含DMF的水煤浆制备：将调节pH后的废液、聚烯烃磺酸钾、煤粉按质量比100：1.8：85混合，进行球磨处理，制成煤粉粒径大约150目、固含量为65％的含DMF的水煤浆；
(3)气化反应：将制得的水煤浆采用特制的喷嘴将其喷入气化炉，气化温度为1450℃；压力为2.0MPa；含氧气氛中氧气的纯度为99.7％，停留时间为2s，得到含有CO、H2、CO2和CH4等的混合气体及液态溶渣，混合气体中CO和H2的体积百分含量为87％；
(4)激冷处理：将反应产物在0.5秒内迅速冷却至300℃，分离得到性质稳定且对环境无污染风险的玻璃态渣、冷却水和冲渣水；所述玻璃态渣可作为建材辅料使用；所述冷却水和冲渣水经过滤后可循环利用；
(5)气体净化处理：对步骤(3)得到的混合气体进行脱氮处理，得到CO和H2含量(体积百分含量)为92％的合成气作为基础化工原料使用；
其中，步骤(4)和步骤(5)无先后顺序。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种含DMF废水的资源化利用方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)调节待处理的含DMF废水的COD值≥2×105ppm、pH值≥8，得到预处理液；
(2)将预处理液与水煤浆助剂和碳源物质混合，制备含有DMF的水煤浆；
(3)将含有DMF的水煤浆在含氧气氛中、温度为1200-1600℃、压力为0.5-3.0MPa条件下进行气化反应，得到气体产物和液态熔渣。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述的浓缩方式选自膜过滤、蒸馏或旋蒸中的任意一种或至少两种的组合。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(1)使用碱性物质调节pH值，所述碱性物质优选为无机碱，进一步优选为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠或碳酸钾中的任意一种或至少两种的组合。
4.根据权利要求1-3之一所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述水煤浆助剂选自萘磺酸盐、木质素磺酸盐、磺化腐殖酸盐、聚烯烃磺酸盐、聚丙烯酸酯、羧酸盐及磷酸盐中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，步骤(2)所述碳源物质选自木炭、煤、焦粉、炭黑或以C、H、O、N和S为主要成分的有机物中的任意一种或至少两种的组合。
5.根据权利要求1-4之一所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述预处理液、水煤浆助剂与碳源物质的质量比为100:(0.2-2.0):(50-200)，优选为100:(0.5-1.0):(100-150)；
优选地，步骤(2)所述含有DMF的水煤浆的固含量为40-70％；
优选地，步骤(2)所述含有DMF的水煤浆中碳源物质的粒径为40-300目，优选为80-200目；
优选地，步骤(2)所述含有DMF的水煤浆通过将预处理液、水煤浆助剂与碳源物质的混合物进行磨浆处理得到。
6.根据权利要求1-5之一所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述气化反应中含有DMF的水煤浆的停留时间为2-15s，优选为5-10s；
优选地，步骤(3)所述气化反应的温度为1300-1450℃，压力为1.0-2.0MPa；
优选地，步骤(3)所述含氧气氛中氧气的纯度不低于99.5％。
7.根据权利要求1-6之一所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述的气化反应在气化炉中进行；
优选地，所述含有DMF的水煤浆通过喷嘴均匀喷入气化炉中。
8.根据权利要求1-7之一所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述气体产物含有CO、CO2、H2和CH4，且CO和H2的体积百分含量超过75％；
优选地，步骤(3)所述的气体产物经净化处理得到以CO和H2为主要成分的合成气。
9.根据权利要求1-8之一所述的方法，其特征在于，所述方法还包括步骤(4)对液态溶渣进行激冷处理，得到玻璃态渣；
优选地，所述激冷的时间为0.5-5s，优选为1-3s；
优选地，所述激冷的最终温度为100-300℃，优选为150-200℃；
优选地，所述激冷处理还得到冷却水和冲渣水，所述冷却水和冲渣水经过滤后循环利用；
优选地，所述玻璃态渣用作建材辅料。
10.根据权利要求1-9之一所述的方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将待处理的含DMF废水浓缩使其COD值≥2×105ppm，之后调节其pH值≥8，得到预处理液；
(2)将质量比为100:(0.2-2.0):(50-200)的预处理液、水煤浆助剂和碳源物质混合，通过磨浆处理，得到碳源物质粒径为40-300目、固含量为40-70％的含有DMF的水煤浆；
(3)将含有DMF的水煤浆均匀喷入气化炉中，在1200-1600℃、0.5-3.0MPa条件下的含氧气氛中进行气化反应，得到含有CO、CO2、H2和CH4的气体产物和液态溶渣；其中，所述气化反应中含有DMF的水煤浆的停留时间为2-15s，所述含氧气氛中氧气的纯度不低于99.5％，所述混合气体中CO和H2的体积百分含量超过75％；
(4)将液态熔渣在0.5-5s内激冷至100-300℃，得到玻璃态渣、冷却水和冲渣水，所述冷却水和冲渣水经过滤后循环利用，所述玻璃态渣用作建材辅料；
(5)将所述气体产物进行净化处理，得到以H2和CO为主要成分的合成气，用作生产多种高附加值化工产品的原料；
其中，步骤(4)和步骤(5)无先后顺序。
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