CN114920366A - 一种不增加水中含盐量的煤气化废水除硬复合药剂及方法 - Google Patents

一种不增加水中含盐量的煤气化废水除硬复合药剂及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种不增加水中含盐量的煤气化废水除硬复合药剂及方法，所述复合药剂由以下组分组成：组分A、组分B及组分C，所述组分A为钠、钾、铵的氢氧化物、碳酸盐、硫化物中的一种或多种，所述组分B为聚合硫酸铁、聚合氯化铝、氯化铝、硫酸铝中的一种或两种，所述组分C为聚丙烯酰胺，将复合药剂与煤气化废水混合后形成絮凝沉淀，再通过斜管澄清池进行泥水分离。本发明所述的不增加水中含盐量的煤气化废水除硬复合药剂及方法通过选择特定的组分，以不高于理论投加量的情况下即可去除煤气化废水中90％以上的硬度离子，废水中的含盐量不增加，免去了后续处理流程，降低了成本。

Description

一种不增加水中含盐量的煤气化废水除硬复合药剂及方法
技术领域
本发明属于污水处理领域，尤其是涉及一种不增加水中含盐量的煤气化废水除硬复合药剂及方法。
背景技术
煤气化是煤化工关键的工艺步骤，煤气化过程中产生大量高污染性废水即气化废水，煤化工项目大多分布在煤炭资源丰富但水资源匮乏的区域，水环境容量不足，水的问题已经成为制约煤化工产业发展的瓶颈，实现废水回用和零排放是煤化工发展的自身要求。
目前煤气化废水的处理工艺流程主要包括预处理、生化处理、废水回用和废水零排放。预处理一般采用化学和物理方法，如化学除硬、混凝沉淀除浊等工艺除硬、除浊；生化处理主要是采用活性污泥法降低废水中的COD、氨氮等有机污染物；生化处理达标排水经废水回用通过反渗透或其他工艺设备将大部分的水回收利用，废水回用产生的浓盐水再排至零排放装置；零排放装置对浓盐水进行处理，几乎所有的水都被回收利用，废水中的溶解性固体生成产品氯化钠、硫酸钠并产出杂盐。
例如国内某大型国企煤气化废水预处理采用高效沉淀池去除硬度和浊度气化废水量400m3/h，废水中硬度2000mg/L，其化学除硬投加的药剂主要为氢氧化钠和碳酸钠中的一种或两种，硬度去除率70％-90％时氢氧化钠、碳酸钠的投加量约为理论计算量的2-4倍，除硬反应完成后产水PH高(PH≥10)需要加酸回调PH至中性，此时过量未反应的氢氧化钠、碳酸钠需要消耗大量的酸才能使废水PH回调至中性。氢氧化钠、碳酸钠的过量投加和由此导致的PH回调过程消耗大量的酸，使煤气化废水除硬过程中药剂消耗量大、费用高，更为严重的问题是使煤气化废水的含盐量由2000-3000mg/L激增至5000-9000mg/L，废水含盐量增加至原来2-3倍。废水中含盐量大幅增加导致废水生化处理效率下降，增大废水生化处理的投资和运行费用；废水中含盐量大幅增加导致废水回用和零排放处理难度加大，增大废水回用和零排放的投资和运行费用；废水中含盐量大幅增加导致废水零排放氯化钠、硫酸钠、杂盐产量均大幅增加，杂盐的处置费用的将增大2-3倍；每吨杂盐的处置费用很高，按一般地区4000元/吨的杂盐处置费用，按一般项目杂盐率15％计算，上述项目每年预计增加杂盐量为1500吨-3000吨，杂盐处置费用每年增加600-1200万。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种不增加水中含盐量的煤气化废水除硬复合药剂及方法，以降低药剂添加量，减少处理后的废水中硬度离子含量，降低煤气化废水生化处理、废水回用和废水零排放的难度。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种不增加水中含盐量的煤气化废水除硬复合药剂，由以下组分组成：组分A、组分B及组分C，
所述组分A为钠、钾、铵的氢氧化物、碳酸盐、硫化物中的一种或多种，例如可以为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铵、碳酸钠、碳酸钾、碳酸铵、硫化钠、硫化钾、硫化铵中的一种或两种的混合物；
优选地，组分A为氢氧化钠与碳酸铵的混合物、碳酸铵与硫化钾的混合物或氢氧化钾与硫化钠的混合物；
所述组分B为聚合硫酸铁、聚合氯化铝、氯化铝、硫酸铝中的一种或两种，
所述组分C为聚丙烯酰胺。
与现有技术中添加过量药剂去除煤气化废水硬度的方法不同，本发明选择适当的组分形成复合药剂，通过适当的添加顺序，以较少的添加量即可去除90％以上的硬度离子，同时废水中的含盐量相较于处理前不增加，免去了后续处理流程，改善了废水处理工艺流程，减少了废水生化处理的投资和运行费用。
一种不增加水中含盐量的煤气化废水除硬方法，应用了如上所述的复合药剂，包括以下步骤：
S1：将煤气化废水与复合药剂在反应池内混合均匀，形成絮凝物；
S2：将含有絮凝物的煤气化废水引入斜管澄清池进行泥水分离。
本发明中不增加水中含盐量的煤气化废水除硬方法使用的处理设备包括反应池及与反应池通过管道连通的斜管澄清池，反应池的出水端高度高于斜管澄清池的进水端高度，反应池中煤气化废水与复合药剂混合后得到的含有絮凝物的煤气化废水通过重力即可由反应池流入斜管澄清池内，而无需使用水泵进行驱动，减少了成本。
进一步地，步骤S1中组分A(以钠离子计)与煤气化废水中硬度离子(以碳酸钙计)的摩尔比为0.5-2.9:1；
优选地，步骤S1中组分A(以钠离子计)与煤气化废水中硬度离子(以碳酸钙计)的摩尔比为0.7-1.9:1。
进一步地，步骤S1中组分B的用量为10-200mg/L；
优选地，步骤S1中组分B的用量为20-150mg/L。
进一步地，步骤S1中组分C的用量为0.1-10mg/L；
优选地，步骤S1中组分C的用量为0.5-7mg/L。
进一步地，步骤S1中煤气化废水在反应池中的停留时间为5-50min；
优选地，步骤S1中煤气化废水在反应池中的停留时间为10-30min。
进一步地，步骤S2中煤气化废水在斜管澄清池中的停留时间为10-100min；
优选地，步骤S2中煤气化废水在斜管澄清池中的停留时间为40-80min。
进一步地，所述煤气化废水的硬度为1000-2000mg/L。
进一步地，包括以下步骤：
S1：将煤气化废水与组分A在反应池内混合均匀，形成混合液，组分A与煤气化废水中硬度离子的摩尔比为0.7-1.9:1；
S2：向混合液中加入组分B及组分C，混合均匀产生絮凝物，组分B的用量为20-150mg/L，组分C的用量为0.5-7mg/L，步骤S1及步骤S2中煤气化废水在反应池内的总停留时间为10-30min；
S3：将含有絮凝物的煤气化废水引入斜管澄清池进行泥水分离，煤气化废水在斜管澄清池中的停留时间为40-80min。
相对于现有技术，本发明所述的不增加水中含盐量的煤气化废水除硬复合药剂及方法具有以下优势：
(1)本发明所述的不增加水中含盐量的煤气化废水除硬复合药剂通过选择特定的组分，以不高于理论投加量的情况下即可去除煤气化废水中90％以上的硬度离子，废水中的含盐量不增加，免去了后续处理流程，降低了成本；
(2)本发明所述的不增加水中含盐量的煤气化废水除硬方法相对于现有技术中煤气化废水除硬工艺，废水中含盐量大幅降低，大大降低了气化废水生化处理、废水回用和废水零排放的难度，并大幅度降低废水零排放处理规模，大幅降低了产品盐和杂盐的产量，降低了生化处理、废水回用和零排放的投资和运行费用，大幅降低了杂盐的处置费用，具有良好的经济前景。
具体实施方式
除有定义外，以下实施例中所用的技术术语具有与本发明所属领域技术人员普遍理解的相同含义。以下实施例中所用的试验试剂，如无特殊说明，均为常规生化试剂；所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
下面结合实施例来详细说明本发明。
实施例1
本实施例中的煤气化废水处理方法包括以下步骤：
1)使用的煤气化废水硬度为1500mg/L，将碳酸铵匀速加入反应池，其加入量与煤气化废水中硬度的摩尔比为1.5；
2)之后将聚合氯化铝和聚丙烯酰胺依次加入反应池的不同部位，其加入量分别为150mg/L和1mg/L；
3)控制进水流量，使煤气化废水在反应池的停留时间为10min，产生絮凝物沉淀；
4)将含有絮凝物沉淀的煤气化废水引入斜管澄清池，使其在斜管澄清池的停留时间为60min。
经过上述步骤，处理后的煤气化废水中残余硬度为704mg/L，处理后的煤气化废水PH调至中性后TDS增加2060mg/L。
实施例2
本实施例中的煤气化废水处理方法包括以下步骤：
1)使用的煤气化废水硬度为1500mg/L，将氢氧化钠匀速加入反应池，其加入量与煤气化废水中硬度的摩尔比为2.3；
2)之后将硫酸铝和聚丙烯酰胺依次加入反应池的不同部位，其加入量分别为150mg/L和1.5mg/L；
3)控制进水流量，使煤气化废水在反应池的停留时间为5min，产生絮凝物沉淀；
4)将含有絮凝物沉淀的煤气化废水引入斜管澄清池，使其在斜管澄清池的停留时间为40min。
经过上述步骤，处理后的煤气化废水中残余硬度为875mg/L，处理后的煤气化废水PH调至中性后TDS增加3980mg/L。
实施例3
本实施例中的煤气化废水处理方法包括以下步骤：
1)使用的煤气化废水硬度为1500mg/L，将氢氧化钠和碳酸铵依次匀速加入反应池中不同的部位，其加入量与煤气化废水中硬度的摩尔比分别为1.8和1.6；
2)将聚合硫酸铁和聚丙烯酰胺依次加入反应池的不同部位，其加入量分别为150mg/L和1mg/L；
3)控制进水流量，使煤气化废水在反应池停留时间为5min，产生絮凝物沉淀；
4)将含有絮凝物沉淀的煤气化废水引入斜管澄清池，使其在斜管澄清池的停留时间为30min。
经过上述步骤，处理后的煤气化废水中残余硬度为210mg/L，处理后的煤气化废水PH调至中性后TDS增加5400mg/L。
实施例4
本实施例中的煤气化废水处理方法包括以下步骤：
1)使用的煤气化废水硬度为1500mg/L，将碳酸铵和硫化钾依次匀速加入反应池中不同的部位，其加入量与煤气化废水中硬度的摩尔比分别为1.0和1.0；
2)将硫酸铝和聚丙烯酰胺依次加入反应池的不同部位，其加入量分别为150mg/L和1.5mg/L；
3)控制进水流量，使煤气化废水在反应池的停留时间为5min，产生絮凝物沉淀；
4)将含有絮凝物沉淀的煤气化废水引入斜管澄清池，使其在斜管澄清池的停留时间为40min。
经过上述步骤，处理后的煤气化废水中残余硬度为141mg/L，处理后的煤气化废水PH调至中性后TDS没有增加。
实施例5
本实施例中的煤气化废水处理方法包括以下步骤：
1)使用的煤气化废水硬度为1800mg/L，将氢氧化钾和硫化钠依次匀速加入反应池中不同的部位，其加入量与煤气化废水中硬度的摩尔比分别为0.9和1.1；
2)将硫酸铝和聚丙烯酰胺依次加入反应池的不同部位，其加入量分别为120mg/L和1.0mg/L；
3)控制进水流量，使煤气化废水在反应池的停留时间为8min，产生絮凝物沉淀；
4)将含有絮凝物沉淀的煤气化废水引入斜管澄清池，使其在斜管澄清池的停留时间为48min。
经过上述步骤，处理后的煤气化废水中残余硬度为106mg/L，处理后的煤气化废水PH调至中性后TDS没有增加。
实施例6
本实施例中的煤气化废水处理方法包括以下步骤：
1)使用的煤气化废水硬度为1500mg/L，将氢氧化钙依次匀速加入反应池中不同的部位，其加入量与煤气化废水中硬度的摩尔比为1；
2)将硫酸铝和聚丙烯酰胺依次加入反应池的不同部位，其加入量分别为120mg/L和1.0mg/L；
3)控制进水流量，使煤气化废水在反应池的停留时间为8min，产生絮凝物沉淀；
4)将含有絮凝物沉淀的煤气化废水引入斜管澄清池，使其在斜管澄清池的停留时间为48min。
经过上述步骤，处理后的煤气化废水中残余硬度为1554mg/L，处理后的煤气化废水PH调至中性后TDS增加2100mg/L。
实施例7
本实施例中的煤气化废水处理方法包括以下步骤：
1)使用的煤气化废水硬度为1500mg/L，将氢氧化钙依次匀速加入反应池中不同的部位，其加入量与煤气化废水中硬度的摩尔比为1.5；
2)将硫酸铝和聚丙烯酰胺依次加入反应池的不同部位，其加入量分别为120mg/L和1.0mg/L；
3)控制进水流量，使煤气化废水在反应池的停留时间为8min，产生絮凝物沉淀；
4)将含有絮凝物沉淀的煤气化废水引入斜管澄清池，使其在斜管澄清池的停留时间为48min。
经过上述步骤，处理后的煤气化废水中残余硬度为2163mg/L，处理后的煤气化废水PH调至中性后TDS增加3150mg/L。
实施例8
本实施例中的煤气化废水处理方法包括以下步骤：
1)使用的煤气化废水硬度为1500mg/L，将硫酸钠依次匀速加入反应池中不同的部位，其加入量与煤气化废水中硬度的摩尔比为1.5；
2)将硫酸铝和聚丙烯酰胺依次加入反应池的不同部位，其加入量分别为120mg/L和1.0mg/L；
3)改变进水流量，使煤气化废水在反应池的停留时间为8min，产生絮凝物沉淀；
4)将含有絮凝物沉淀的煤气化废水引入斜管澄清池，使其在斜管澄清池的停留时间为48min。
经过上述步骤，处理后的煤气化废水中残余硬度为1495mg/L，处理后的煤气化废水PH调至中性后TDS增加3200mg/L。
实施例9
本实施例中的煤气化废水处理方法包括以下步骤：
1)使用的煤气化废水硬度为1500mg/L，将硫酸钠依次匀速加入反应池中不同的部位，其加入量与煤气化废水中硬度的摩尔比为3；
2)将硫酸铝和聚丙烯酰胺依次加入反应池的不同部位，其加入量分别为120mg/L和1.0mg/L；
3)控制进水流量，使煤气化废水在反应池的停留时间为8min，产生絮凝物沉淀；
4)将含有絮凝物沉淀的煤气化废水引入斜管澄清池，使其在斜管澄清池的停留时间为48min。
经过上述步骤，处理后的煤气化废水中残余硬度为1506mg/L，处理后的煤气化废水PH调至中性后TDS增加6390mg/L。
实施例10
本实施例中的煤气化废水处理方法包括以下步骤：
1)使用的煤气化废水硬度为1800mg/L，将硫酸铝和聚丙烯酰胺依次加入反应池的不同部位，其加入量分别为120mg/L和1.0mg/L；
2)之后将氢氧化钾和硫化钠依次匀速加入反应池中不同的部位，其加入量与煤气化废水中硬度的摩尔比分别为0.9和1.1；
3)控制进水流量，使煤气化废水在反应池的停留时间为8min，产生絮凝物沉淀；
4)将含有絮凝物沉淀的煤气化废水引入斜管澄清池，使其在斜管澄清池的停留时间为48min；
经过上述步骤，处理后的煤气化废水中残余硬度为184mg/L，处理后的煤气化废水PH调至中性后TDS没有增加。
实施例11
本实施例中的煤气化废水处理方法包括以下步骤：
1)使用的煤气化废水硬度为1800mg/L，将氢氧化钾和硫化钠依次匀速加入反应池中不同的部位，其加入量与煤气化废水中硬度的摩尔比分别为0.9和1.1；
2)之后将硫酸铝加入反应池的不同部位，其加入量分别为120mg/L；
3)控制进水流量，使煤气化废水在反应池的停留时间为8min，产生絮凝物沉淀；
4)将含有絮凝物沉淀的煤气化废水引入斜管澄清池，使其在斜管澄清池的停留时间为48min；
经过上述步骤，处理后的煤气化废水中残余硬度为296mg/L，处理后的煤气化废水PH调至中性后TDS没有增加。
实施例12
本实施例中的煤气化废水处理方法包括以下步骤：
1)使用的煤气化废水硬度为1800mg/L，将氢氧化钾和硫化钠依次匀速加入反应池中不同的部位，其加入量与煤气化废水中硬度的摩尔比分别为0.9和1.1；
2)之后将聚丙烯酰胺加入反应池的不同部位，其加入量分别为1.0mg/L；
3)控制进水流量，使煤气化废水在反应池的停留时间为8min，产生絮凝物沉淀；
4)将含有絮凝物沉淀的煤气化废水引入斜管澄清池，使其在斜管澄清池的停留时间为48min；
经过上述步骤，处理后的煤气化废水中残余硬度为225mg/L，处理后的煤气化废水PH调至中性后TDS没有增加。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (9)

1.一种不增加水中含盐量的煤气化废水除硬复合药剂，其特征在于，由以下组分组成：组分A、组分B及组分C，所述组分A为钠、钾、铵的氢氧化物、碳酸盐、硫化物中的一种或多种，所述组分B为聚合硫酸铁、聚合氯化铝、氯化铝、硫酸铝中的一种或两种，所述组分C为聚丙烯酰胺。
2.一种不增加水中含盐量的煤气化废水除硬方法，应用了如权利要求1所述的复合药剂，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将煤气化废水与复合药剂在反应池内混合均匀，形成絮凝物；
S2：将含有絮凝物的煤气化废水引入斜管澄清池进行泥水分离。
3.根据权利要求2所述的不增加水中含盐量的煤气化废水除硬方法，其特征在于：步骤S1中组分A与煤气化废水中硬度离子的摩尔比为0.5-2.9:1；优选为0.7-1.9:1。
4.根据权利要求2所述的不增加水中含盐量的煤气化废水除硬方法，其特征在于：步骤S1中组分B的用量为10-200mg/L；优选为20-150mg/L。
5.根据权利要求2所述的不增加水中含盐量的煤气化废水除硬方法，其特征在于：步骤S1中组分C的用量为0.1-10mg/L；优选为0.5-7mg/L。
6.根据权利要求2所述的不增加水中含盐量的煤气化废水除硬方法，其特征在于：步骤S1中煤气化废水在反应池中的停留时间为5-50min；优选为10-30min。
7.根据权利要求2所述的不增加水中含盐量的煤气化废水除硬方法，其特征在于：步骤S2中煤气化废水在斜管澄清池中的停留时间为10-100min；优选为40-80min。
8.根据权利要求2所述的不增加水中含盐量的煤气化废水除硬方法，其特征在于：所述煤气化废水的硬度为1000-2000mg/L。
9.根据权利要求2所述的不增加水中含盐量的煤气化废水除硬方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将煤气化废水与组分A在反应池内混合均匀，形成混合液，组分A与煤气化废水中硬度离子的摩尔比为0.7-1.9:1；
S2：向混合液中加入组分B及组分C，混合均匀产生絮凝物，组分B的用量为20-150mg/L，组分C的用量为0.5-7mg/L，步骤S1及步骤S2中煤气化废水在反应池内的总停留时间为10-30min；
S3：将含有絮凝物的煤气化废水引入斜管澄清池进行泥水分离，煤气化废水在斜管澄清池中的停留时间为40-80min。
CN202210755612.6A 2022-06-30 2022-06-30 一种不增加水中含盐量的煤气化废水除硬复合药剂及方法 Pending CN114920366A (zh)

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