CN111675388A - 一种煤化工造气污水同步脱硫脱氰方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种煤化工造气污水同步脱硫脱氰方法及其装置，包括以下步骤，S1：将造气污水通过污水泵输送至管道混合器，并通过管道上安装的电磁流量计测量流入至管道混合器的造气污水的量；S2：根据在线pH计实时测定管道混合器出水的pH值，通过PLC控制器调节酸加药计量泵的流量，保证管道混合器出水的pH值控制在6.2‑6.5之间。本发明通过对造气污水的pH值进行调节，然后加入一定配比的硫化亚铁与造气污水中的硫化物和氰化物进行反应，并通过斜管沉淀器将污水与沉淀物进行分离，有效的脱去造气污水中的硫化物和氰化物，消除了造气污水的生物毒性，保证后续生物处理单元的正常运行。

Description

一种煤化工造气污水同步脱硫脱氰方法及其装置
技术领域
本发明涉及工业废水处理技术领域，特别涉及一种煤化工造气污水同步脱硫脱氰方法及其装置。
背景技术
煤化工造气污水是在洗气塔、除尘塔洗涤降温煤气时产生的污水，造气污水中的污染物成分与浓度随气化原料、操作条件等因素不同而差别悬殊，主要含有硫化物、氰化物、酚类、氨氮、悬浮物等污染物质，造气污水一般采用以生物法为主体的污水处理工艺进行处理。造气污水中的硫化物和氰化物对活性污泥微生物具有较强的生物毒性，一般认为，当硫化物浓度达到10mg/L以上或者氰化物浓度达到5mg/L以上时，即可对微生物的新陈代谢作用产生抑制，此时需要对污水进行脱硫脱氰预处理，以消除硫化物、氰化物对生物处理单元中的活性污泥微生物的抑制。
废水中硫化物的去除方法主要有化学沉淀法、化学氧化法等；氰化物的去除方法主要有碱性氯化法、电解法等，其中最常用的是碱性氯化法。由于造气污水成分复杂，采用碱性氯化法脱氰时效果不理想，且一级反应需在pH值10以上进行，调节污水pH值需要大量酸碱，氯气或次氯酸钠属于有毒有害化学品，存在一定的安全风险；脱除硫化物和氰化物需要分两步完成，系统设备配置复杂、操作管理要求高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种煤化工造气污水同步脱硫脱氰方法及其装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种煤化工造气污水同步脱硫脱氰方法及其装置，包括以下步骤：
S1：将造气污水通过污水泵输送至管道混合器，并通过管道上安装的电磁流量计测量流入至管道混合器的造气污水的量；
S2：根据在线pH计实时测定管道混合器出水的pH值，通过PLC控制器调节酸加药计量泵的流量，保证管道混合器出水的pH值控制在6.2-6.5之间；
S3：调节pH值后的污水流入混合反应器，并向混合反应器内投入硫酸亚铁，并打开桨叶式搅拌机，使硫酸亚铁与造气污水充分混合、反应，亚铁离子(Fe2+)与硫化物(S2-)反应生成黑棕色的硫化亚铁(FeS)沉淀、亚铁离子(Fe2+)与氰化物(CN-)反应生成蓝色的亚铁氰化铁(Fe4[Fe(CN)6]3)沉淀；
S4：反应后的污水流入斜管沉淀器，反应生成的硫化亚铁(FeS)和亚铁氰化铁(Fe4[Fe(CN)6]3)及其它悬浮物和胶体物质通过重力沉淀分离；
S5：通过斜管沉淀器内部设置的排水系统和排污泥系统将污泥与水进行分离排出。
优选的，包括管道混合器、混合反应器、斜管沉淀器、酸投加装置和硫酸亚铁投加装置，所述管道混合器的出液端通过管道与混合反应器的进液端固定连接，且所述管道混合器与混合反应器之间固定安装有在线pH计，所述混合反应器的出液端通过管道与斜管沉淀器的进液端固定连接，所述管道混合器的加药口通过管道与酸投加装置的出液端固定连接，所述混合反应器的进料端与硫酸亚铁投加装置的出料端固定连接，所述管道混合器的一侧固定安装有造气污水进液管，所述造气污水进液管道上固定安装有电磁流量计，所述电磁流量计与管道混合器之间固定安装有调节阀。
优选的，所述混合反应器包括第一槽体和第一桨叶式搅拌机，所述第一槽体的顶端固定安装有第一桨叶式搅拌机，所述第一桨叶式搅拌机的桨叶延伸至第一槽体的内部。
优选的，所述斜管沉淀器由第二槽体、斜管、布水器，集水槽、排泥泵和锥形泥斗组成，所述第二槽体的底端固定安装有锥形泥斗，所述锥形泥斗的底端开设有排泥口，所述排泥口与排泥泵通过管道固定连接，所述第二槽体的中部固定安装有斜管，所述第二槽体的一侧底部固定安装有布水器，所述第二槽体另一侧的顶部固定安装有集水槽和排水口。
优选的，所述酸投加装置由酸储槽、第一液位计、酸加药计量泵和第一连接管组成，所述酸储槽的一侧固定安装有第一液位计，所述酸储槽的出液口与酸加药计量泵相连接，所述酸加药计量泵的出液端固定安装有第一连接管，所述第一连接管的一端与管道混合器的加药口固定连接。
优选的，所述硫酸亚铁投加装置由溶解槽、第二桨叶式搅拌机、第二液位计、硫酸亚铁加药计量泵和第二连接管组成，所述溶解槽的一侧固定安装有第二液位计，所述溶解槽的顶端固定安装有第二桨叶式搅拌机，所述溶解槽的出液口与硫酸亚铁加药计量泵相连接，所述硫酸亚铁加药计量泵的出液端与第二连接管的一端固定连接，所述第二连接管与混合反应器的进料端固定连接。
优选的，所述电磁流量计、调节阀、管道混合器、酸投加装置、在线pH计、混合反应器、硫酸亚铁投加装置、斜管沉淀器均通过PLC控制器与外接电源电性连接。
与现有技术相比，本发明的技术效果和优点是：
本发明通过对造气污水的pH值进行调节，然后加入一定配比的硫化亚铁与造气污水中的硫化物和氰化物进行反应，并通过斜管沉淀器将污水与沉淀物进行分离，能有效的脱去造气污水中的硫化物和氰化物，消除了造气污水的生物毒性，保证了后续生物处理单元的正常运行。
附图说明
图1为本发明一种用于煤化工造气污水同步脱硫脱氰的装置的结构示意图。
图2为本发明一种煤化工造气污水同步脱硫脱氰方法的工艺流程图。
图中：1、电磁流量计；2、调节阀；3、管道混合器；4、酸投加装置；5、在线pH计；6、混合反应器；7、硫酸亚铁投加装置；8、斜管沉淀器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了如图1-2所示的一种煤化工造气污水同步脱硫脱氰方法及其装置，包括以下步骤：
S1：将造气污水通过污水泵输送至管道混合器3，并通过管道上安装的电磁流量计1测量流入至管道混合器3的造气污水的量；
S2：根据在线pH计5实时测定管道混合器3出水的pH值，通过PLC控制器调节酸加药计量泵的流量，保证管道混合器3出水的pH值控制在6.2-6.5之间；
S3：调节pH值后的污水流入混合反应器6，并向混合反应器6内投入硫酸亚铁，并打开桨叶式搅拌机，使硫酸亚铁与造气污水充分混合、反应，亚铁离子Fe2+与硫化物S2-反应生成黑棕色的硫化亚铁FeS沉淀、亚铁离子Fe2+与氰化物CN-反应生成蓝色的亚铁氰化铁Fe4[FeCN6]3沉淀；
S4：反应后的污水流入斜管沉淀器8，反应生成的硫化亚铁FeS和亚铁氰化铁Fe4[FeCN6]3及其它悬浮物和胶体物质通过重力沉淀分离；
S5：通过斜管沉淀器8内部设置的排水系统和排污泥系统将污泥与水进行分离排出。
包括管道混合器3、混合反应器6、斜管沉淀器8、酸投加装置4和硫酸亚铁投加装置7，管道混合器3的出液端通过管道与混合反应器6的进液端固定连接，且管道混合器3与混合反应器6之间固定安装有在线pH计5，混合反应器6的出液端通过管道与斜管沉淀器8的进液端固定连接，管道混合器3的加药口通过管道与酸投加装置4的出液端固定连接，混合反应器6的进料端与硫酸亚铁投加装置7的出料端固定连接，管道混合器3的一侧固定安装有造气污水进液管，造气污水进液管道上固定安装有电磁流量计1，电磁流量计1与管道混合器3之间固定安装有调节阀2；
混合反应器6包括第一槽体和第一桨叶式搅拌机，第一槽体的顶端固定安装有第一桨叶式搅拌机，第一桨叶式搅拌机的桨叶延伸至第一槽体的内部，通过安装的第一桨叶式搅拌机，便于对混合反应器6内部的液体进行充分搅拌，保证混合均匀。
斜管沉淀器8由第二槽体、斜管、布水器，集水槽、排泥泵和锥形泥斗组成，第二槽体的底端固定安装有锥形泥斗，锥形泥斗的底端开设有排泥口，排泥口与排泥泵通过管道固定连接，第二槽体的中部固定安装有斜管，第二槽体的一侧底部固定安装有布水器，第二槽体另一侧的顶部固定安装有集水槽和排水口；
酸投加装置4由酸储槽、第一液位计、酸加药计量泵和第一连接管组成，酸储槽的一侧固定安装有第一液位计，酸储槽的出液口与酸加药计量泵相连接，便于计量酸加入的量，酸加药计量泵的出液端固定安装有第一连接管，第一连接管的一端与管道混合器3的加药口固定连接。
硫酸亚铁投加装置7由溶解槽、第二桨叶式搅拌机、第二液位计、硫酸亚铁加药计量泵和第二连接管组成，溶解槽的一侧固定安装有第二液位计，溶解槽的顶端固定安装有第二桨叶式搅拌机，溶解槽的出液口与硫酸亚铁加药计量泵相连接，通过硫酸亚铁加药计量泵，便于计量加入硫酸亚铁的量，硫酸亚铁加药计量泵的出液端与第二连接管的一端固定连接，第二连接管与混合反应器6的进料端固定连接；
电磁流量计1、调节阀2、管道混合器3、酸投加装置4、在线pH计5、混合反应器6、硫酸亚铁投加装置7、斜管沉淀器8均通过PLC控制器与外接电源电性连接，PLC控制器可采用型号为“Modicon M218”的PLC控制器。
本发明的工作原理：当需要使用该煤化工造气污水同步脱硫脱氰方法及其装置时，首先将造气污水通过污水泵输送至管道混合器3，通过管道上安装的电磁流量计1测量流入至管道混合器3内部造气污水的量，然后打开酸加药计量泵将酸投加装置4内的酸(硫酸、盐酸或磷酸)抽入至管道混合器3，并根据在线pH计5实时测定管道混合器3出水pH值，根据出水pH值调节酸加药计量泵流量，保持管道混合器3出水pH值在6.2-6.5之间，管道混合器3出水流入混合反应器6，接着打开硫酸亚铁加药计量泵，将硫酸亚铁投加装置7内部的硫酸亚铁(可选用七水硫酸亚铁或无水硫酸亚铁，硫酸亚铁的药量计算为：亚铁与氰化物的摩尔比0.5比1，亚铁与硫化物的摩尔比1.2比1，加药量为二者之和)抽入至混合反应器6，接着打开桨叶式搅拌机使硫酸亚铁与造气污水充分混合；第二桨叶式搅拌机转速控制在40-60rpm，反应时间控制在5-10min，混合反应器6反应后的污水流入斜管沉淀器8，斜管沉淀器8的表面负荷2-3m3/(m2·h)，水力停留时间60-90min，采用重力排泥或机械排泥(为现有常见技术，在此并不做过多赘述，为本领域人员所熟知)将沉淀后的污水与污泥分离排出，完成造气污水的脱硫脱氰处理过程。
实例1：A公司造气污水预处理工程，处理水量：60m3/h。
造气污水采用本技术处理前后的水质情况对比：
序号 指标 单位 处理前 处理后 去除率
1 pH 8-9 6.2-6.5 --
2 硫化物 mg/L ≤40 ≤5 ≥87.5％
3 氰化物 mg/L ≤30 ≤3 ≥90％
4 悬浮物 mg/L ≤100 ≤30 ≥70％
5 COD mg/L ≤1500 ≤1200 ≥20％
本项目处理前造气污水的硫化物：40mg/L，氰化物：30mg/L，采用本技术处理后，系统出水硫化物：5mg/L，氰化物：3mg/L，硫化物和氰化物的去除率分别为87.5％和90％，处理后的造气污水对后续生物处理单元中的活性污泥微生物不再具有抑制作用，后续生物处理单元运行稳定，同时，处理前后污水的悬浮物和COD也分别降低了70％和20％；
实例2：B公司造气污水预处理工程，处理水量：100m3/h。
造气污水采用本技术处理前后的水质情况对比：
序号 指标 单位 处理前 处理后 去除率
1 pH 6-9 6.2-6.5 --
2 硫化物 mg/L ≤50 ≤5 ≥90％
3 氰化物 mg/L ≤30 ≤3 ≥90％
4 悬浮物 mg/L ≤200 ≤60 ≥80％
5 COD mg/L ≤3000 ≤2700 ≥10％
本项目处理前造气污水的硫化物：50mg/L，氰化物：30mg/L，采用本技术处理后，系统出水硫化物：5mg/L，氰化物：3mg/L，硫化物和氰化物的去除率分别为90％和90％，处理后的造气污水对后续生物处理单元中的活性污泥微生物不再具有抑制作用，后续生物处理单元运行稳定，同时，处理前后污水的悬浮物和COD也分别降低了80％和10％。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种煤化工造气污水同步脱硫脱氰方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将造气污水通过污水泵输送至管道混合器(3)，并通过管道上安装的电磁流量计(1)测量流入至管道混合器(3)的造气污水的量；
S2：根据在线pH计(5)实时测定管道混合器(3)出水的pH值，通过PLC控制器调节酸加药计量泵的流量，保证管道混合器(3)出水的pH值控制在6.2-6.5之间；
S3：调节pH值后的污水流入混合反应器(6)，并向混合反应器(6)内投入硫酸亚铁，并打开桨叶式搅拌机，使硫酸亚铁与造气污水充分混合、反应，亚铁离子(Fe2+)与硫化物(S2-)反应生成黑棕色的硫化亚铁(FeS)沉淀、亚铁离子(Fe2+)与氰化物(CN-)反应生成蓝色的亚铁氰化铁(Fe4[Fe(CN)6]3)沉淀；
S4：反应后的污水流入斜管沉淀器(8)，反应生成的硫化亚铁(FeS)和亚铁氰化铁(Fe4[Fe(CN)6]3)及其它悬浮物和胶体物质通过重力沉淀分离；
S5：通过斜管沉淀器(8)内部设置的排水系统和排污泥系统将污泥与水进行分离排出。
2.一种用于煤化工造气污水同步脱硫脱氰的装置，包括管道混合器(3)、混合反应器(6)、斜管沉淀器(8)、酸投加装置(4)和硫酸亚铁投加装置(7)，其特征在于，所述管道混合器(3)的出液端通过管道与混合反应器(6)的进液端固定连接，且所述管道混合器(3)与混合反应器(6)之间固定安装有在线pH计(5)，所述混合反应器(6)的出液端通过管道与斜管沉淀器(8)的进液端固定连接，所述管道混合器(3)的加药口通过管道与酸投加装置(4)的出液端固定连接，所述混合反应器(6)的进料端与硫酸亚铁投加装置(7)的出料端固定连接，所述管道混合器(3)的一侧固定安装有造气污水进液管，所述造气污水进液管道上固定安装有电磁流量计(1)，所述电磁流量计(1)与管道混合器(3)之间固定安装有调节阀(2)。
3.根据权利要求2所述的一种用于煤化工造气污水同步脱硫脱氰的装置，其特征在于，所述混合反应器(6)包括第一槽体和第一桨叶式搅拌机，所述第一槽体的顶端固定安装有第一桨叶式搅拌机，所述第一桨叶式搅拌机的桨叶延伸至第一槽体的内部。
4.根据权利要求2所述的一种用于煤化工造气污水同步脱硫脱氰的装置，其特征在于，所述斜管沉淀器(8)由第二槽体、斜管、布水器，集水槽、排泥泵和锥形泥斗组成，所述第二槽体的底端固定安装有锥形泥斗，所述锥形泥斗的底端开设有排泥口，所述排泥口与排泥泵通过管道固定连接，所述第二槽体的中部固定安装有斜管，所述第二槽体的一侧底部固定安装有布水器，所述第二槽体另一侧的顶部固定安装有集水槽和排水口。
5.根据权利要求2所述的一种用于煤化工造气污水同步脱硫脱氰的装置，其特征在于，所述酸投加装置(4)由酸储槽、第一液位计、酸加药计量泵和第一连接管组成，所述酸储槽的一侧固定安装有第一液位计，所述酸储槽的出液口与酸加药计量泵相连接，所述酸加药计量泵的出液端固定安装有第一连接管，所述第一连接管的一端与管道混合器(3)的加药口固定连接。
6.根据权利要求2所述的一种用于煤化工造气污水同步脱硫脱氰的装置，其特征在于，所述硫酸亚铁投加装置(7)由溶解槽、第二桨叶式搅拌机、第二液位计、硫酸亚铁加药计量泵和第二连接管组成，所述溶解槽的一侧固定安装有第二液位计，所述溶解槽的顶端固定安装有第二桨叶式搅拌机，所述溶解槽的出液口与硫酸亚铁加药计量泵相连接，所述硫酸亚铁加药计量泵的出液端与第二连接管的一端固定连接，所述第二连接管与混合反应器(6)的进料端固定连接。
7.根据权利要求2所述的一种用于煤化工造气污水同步脱硫脱氰的装置，其特征在于，所述电磁流量计(1)、调节阀(2)、管道混合器(3)、酸投加装置(4)、在线pH计(5)、混合反应器(6)、硫酸亚铁投加装置(7)、斜管沉淀器(8)均通过PLC控制器与外接电源电性连接。
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