CN114956387A - 一种含硝盐废水与煤气化灰水耦合除硬的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于煤化工废水处理技术领域，具体的说是一种含硝盐废水与煤气化灰水耦合除硬的装置及方法，其装置包括煤气化灰水缓冲罐、反应池、沉淀池、含硝盐废水缓冲罐等，本发明通过将草酸二甲酯精馏工段的高压甲醇脱水塔产生的含硝盐废水加入到煤气化灰水中，由于含硝盐废水是高碱度废水，含有大量的CO3 2‑、OH‑，与煤气化灰水中的Ca2+、Mg2+生成碳酸钙和氢氧化镁沉淀，再进行沉淀分离，从而降低煤气化灰水的硬度，本发明减少了煤气化灰水除硬时对碳酸钠和液碱的消耗，将含硝盐废水加入到煤气化废水中，无须单独设置含硝盐废水PH值调节装置，减少了投资成本，也避免了向含硝盐废水中加入盐酸、碳酸、二氧化碳等酸性物料，节省了含硝盐废水调节PH值的成本。
Description
技术领域
本发明属于煤化工废水处理技术领域，具体的说是一种含硝盐废水与煤气化灰水耦合除硬的装置及方法。
背景技术
煤的气化在煤化工中占有重要地位，是清洁利用煤炭资源的重要途径和手段。在煤气化生产过程中产生的气化灰水中氨含量比较高，达到1500mg/L，必须先把氨含量降至10mg/L后，才能确保污水生化处理顺利进行，同时氨回收利用产生一定的经济价值。而煤气化灰水的硬度较高达1200mg/L，主要是Ca2+和Mg2+，进入脱氨塔前需将硬度降低至30mg/L以下，否则会造成系统堵塞、结垢等问题，影响灰水提氨装置的长周期运行。另外，在乙二醇DMO精馏工段，高压甲醇脱水塔塔釜会产生一定量的含硝盐废水，这部分含硝盐废水经冷却器后，一部分送至煤桨制备工段进行水煤浆配置，另一部分将PH调节至7~9后送至污水处理装置处理产生回用水。以上两股废水在现有煤制乙二醇生产技术中，分别排放至各自的污水处理装置进行处理。
但是现有的煤气化灰水提氨技术中，废水除硬采用加入碳酸钠进行沉淀除硬，碳酸钠需要外购，增加了企业的生产成本，人员投加碳酸钠劳动强度大；另外，含硝盐废水PH值调节需要单独设置一套装置，增加了投资成本，调节PH值需要向含硝盐废水中加入盐酸、碳酸、二氧化碳等酸性物料，同样增加了企业的生产成本，增加了人员的劳动强度。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本发明提供一种含硝盐废水与煤气化灰水耦合除硬的装置及方法，该发明具有工艺简单易操作、生产成本低、人员劳动强度、低除硬效果好，投资少等特点。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种含硝盐废水与煤气化灰水耦合除硬的装置，包括煤气化灰水缓冲罐、反应池、沉淀池、含硝盐废水缓冲罐，所述煤气化灰水缓冲罐的灰水出口通过管道与反应池的灰水进口连通，反应池的灰水出口通过管道与沉淀池的灰水进口连通，含硝盐废水缓冲罐的进水口通过管道连接至草酸二甲酯精馏工段的高压甲醇脱水塔，含硝盐废水缓冲罐的出水口与反应池的含硝盐废水进口通过管道连通。
进一步地，所述反应池包括第一反应池、第二反应池、第三反应池、第四反应池、第五反应池、第六反应池，第一反应池的进口与煤气化废水提升泵出口通过管道连通，第一反应池的上部设置碱液加入口、含硝盐废水进口和PH值检测口，第一反应池与第二反应池的底部连通，第二反应池与第三反应池通过溢流口连通，第三反应池上部设在线硬度检测仪，第三反应池与第四反应池底部连通，第四反应池与第五反应池通过溢流口连通，第五反应池与第六反应池的底部连通，第四反应池上部设置PAC加入口，第四反应池与第五反应池通过溢流口连通，第五反应池与第六反应池底部连通，第六反应池上部设置PAM加入口。
进一步地，所述第一反应池、第二反应池、第三反应池、第四反应池、第五反应池、第六反应池均是全封闭型反应池，且上部均设置搅拌器和通过管道连接至尾气洗涤塔的尾气出口。
一种含硝盐废水与煤气化灰水耦合除硬的方法，包括以下步骤：
步骤一：煤气化废水进入第一反应池与加入第一反应池的含硝盐废水进行反应，并加入碱液调节PH值，PH值控制在10.0-12.5（例如PH值为10.0、10.1、10.2、10.3、10.4、10.5、10.6、10.7、10.8、10.9、11.0、11.1、11.2、11.3、11.4、11.5、11.6、11.7、11.8、11.9、12.0、12.1、12.2、12.3、12.4或12.5），得到废水Ⅰ，所述含硝盐废水的PH值为12.0-13.5（例如PH值为12.0、12.1、12.2、12.3、12.4、12.5、12.6、12.7、12.8、12.9、13.0、13.1、13.2、13.3、13.4或13.5）；
步骤二：废水Ⅰ流出第一反应池进入第二反应池，从第二反应池流出进入第三反应池，从第三反应池流出进入第四反应池，在第四反应池中加入PAC药剂进行反应，得到废水Ⅱ；
步骤三：废水Ⅱ流出第四反应池进入第五反应池，从第五反应池流出再进入第六反应池，在第六反应池中加入PAM药剂进行反应，得到废水Ⅲ；
步骤四：废水Ⅲ流出第六反应池进入沉淀池，在沉淀池沉淀后，从沉淀池上部流留出得到废水Ⅳ。
进一步地，煤气化废水PH值为8~9.5，硬度为200mg/L~1200mg/L；含硝盐废水碱度为1000mg/L~3500mg/L（例如，含硝盐废水碱度为1100mg/L、1200mg/L、1300mg/L、1400mg/L、1500mg/L、1600mg/L、1700mg/L、1800mg/L、1900mg/L、2000mg/L、2100mg/L、2200mg/L、2300mg/L、2400mg/L、2500mg/L、2600mg/L、2700mg/L、2800mg/L、2900mg/L、3000mg/L、3100mg/L、3200mg/L、3300mg/L、3400mg/L或3500mg/L等）。
进一步地，废水Ⅳ的硬度为10mg/L~30mg/L。
有益效果：
1、本发明通过将草酸二甲酯精馏工段的高压甲醇脱水塔产生的含硝盐废水加入到煤气化灰水中，由于含硝盐废水是高碱度废水，含有大量的CO3 2-、OH-，与煤气化灰水中的Ca2+、Mg2+生成碳酸钙和氢氧化镁沉淀，再进行沉淀分离，从而降低煤气化灰水的硬度，同时减少煤气化灰水除硬时碳酸钠和液碱的加入量，从而降低了煤气化废水除硬的生产成本，也降低了人员加碳酸钠的劳动强度。
2、本发明将含硝盐废水加入到煤气化废水中，使含硝盐废水无需再单独设置PH值调节装置，减少了投资成本，也避免了向含硝盐废水中加入盐酸、碳酸、二氧化碳等酸性物料，减少了含硝盐废水调节PH值的生产成本。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的工艺流程图；
图中1-煤气化灰水缓冲罐；2-煤气化废水提升泵；3-含硝盐废水缓冲罐；4-含硝盐废水加入泵；5-第一反应池；6-第二反应池；7-第三反应池；8-第四反应池；9-第五反应池；10-第六反应池；11-PAC管道；12-PAM管道；13-碱液管道；14-沉淀池。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明，但本发明并不限制于以下示例。
实施例1
参照图1，为了优化工艺、降低投资成本和生产成本，本发明提供一种含硝盐废水与煤气化灰水耦合除硬的装置，包括煤气化灰水缓冲罐1、反应池、沉淀池14、含硝盐废水缓冲罐3，所述煤气化灰水缓冲罐1的灰水出口通过管道和煤气化废水提升泵2与反应池的灰水进口连通，反应池的灰水出口通过管道与沉淀池14的灰水进口连通，含硝盐废水缓冲罐3的进水口通过管道连接至草酸二甲酯精馏工段的高压甲醇脱水塔，含硝盐废水缓冲罐3的出水口通过管道和含硝盐废水加入泵4与反应池的含硝盐废水进口连通，沉淀池14底部设置泥水出口和排泥泵。
所述反应池包括第一反应池5、第二反应池6、第三反应池7、第四反应池8、第五反应池9、第六反应池10，第一反应池5的进口与煤气化废水提升泵2出口通过管道连通，第一反应池5的上部设置碱液加入口、含硝盐废水进口和PH值检测口，碱液加入口与碱液管道13连接，PH值检测口设置在线PH检测仪，第一反应池5与第二反应池6的底部连通，第二反应池6与第三反应池7通过溢流口连通，第三反应池7上部设在线硬度检测仪，第三反应池7与第四反应池8底部连通，第四反应池8与第五反应池9通过溢流口连通，第五反应池9与第六反应池10的底部连通，第四反应池8上部设置PAC加入口，PAC加入口与PAC管道11连接，第四反应池8与第五反应池9通过溢流口连通，第五反应池9与第六反应池10底部连通，第六反应池10上部设置PAM加入口，PAM加入口与PAM管道12连接。
所述第一反应池5、第二反应池6、第三反应池7、第四反应池8、第五反应池9、第六反应池10均是全封闭型反应池，且上部均设置搅拌器和通过管道连接至尾气洗涤塔的尾气出口。
参照图2，一种含硝盐废水与煤气化灰水耦合除硬的方法，包括以下步骤：
步骤一：煤气化废水PH值为8，硬度为600mg/L，温度为50℃，流量为150m³/h；煤气化废水进入第一反应池5与加入第一反应池5的含硝盐废水进行反应，含硝盐废水的碱度为1000mg/L，流量为30m³/h，并加入碱液调节PH值，PH值控制为11.5，得到废水Ⅰ，所述含硝盐废水的PH值为12.0；
步骤二：废水Ⅰ流出第一反应池5进入第二反应池6，从第二反应池6流出进入第三反应池7，从第三反应池7流出进入第四反应池8，在第四反应池8中加入PAC药剂进行反应，PAC药剂的质量浓度为2.0%，控制第四反应池8废水中PAC的质量浓度为5.0ppm，得到废水Ⅱ；
步骤三：废水Ⅱ流出第四反应池8进入第五反应池9，从第五反应池9流出再进入第六反应池10，在第六反应池10中加入PAM药剂进行反应，PAM药剂的质量浓度为0.1%，控制第五反应池9废水中PAM的质量浓度为0.5ppm，得到废水Ⅲ；
步骤四：废水Ⅲ流出第六反应池10进入沉淀池14，在沉淀池14沉淀后，从沉淀池14上部流出得到废水Ⅳ，废水Ⅳ的硬度为10mg/L。
实施例2
参照图1，为了优化工艺、降低投资成本和生产成本，本发明提供一种含硝盐废水与煤气化灰水耦合除硬的装置，包括煤气化灰水缓冲罐1、反应池、沉淀池14、含硝盐废水缓冲罐3，所述煤气化灰水缓冲罐1的灰水出口通过管道和煤气化废水提升泵2与反应池的灰水进口连通，反应池的灰水出口通过管道与沉淀池14的灰水进口连通，含硝盐废水缓冲罐3的进水口通过管道连接至草酸二甲酯精馏工段的高压甲醇脱水塔，含硝盐废水缓冲罐3的出水口通过管道和含硝盐废水加入泵4与反应池的含硝盐废水进口连通，沉淀池14底部设置泥水出口和排泥泵。
所述反应池包括第一反应池5、第二反应池6、第三反应池7、第四反应池8、第五反应池9、第六反应池10，第一反应池5的进口与煤气化废水提升泵2出口通过管道连通，第一反应池5的上部设置碱液加入口、含硝盐废水进口和PH值检测口，碱液加入口与碱液管道13连接，PH值检测口设置在线PH检测仪，第一反应池5与第二反应池6的底部连通，第二反应池6与第三反应池7通过溢流口连通，第三反应池7上部设在线硬度检测仪，第三反应池7与第四反应池8底部连通，第四反应池8与第五反应池9通过溢流口连通，第五反应池9与第六反应池10的底部连通，第四反应池8上部设置PAC加入口，PAC加入口与PAC管道11连接，第四反应池8与第五反应池9通过溢流口连通，第五反应池9与第六反应池10底部连通，第六反应池10上部设置PAM加入口，PAM加入口与PAM管道12连接。
所述反应池包括第一反应池5、第二反应池6、第三反应池7、第四反应池8、第五反应池9、第六反应池10均是全封闭型反应池，且上部均设置搅拌器和通过管道连接至尾气洗涤塔的尾气出口。
参照图2，一种含硝盐废水与煤气化灰水耦合除硬的方法，包括以下步骤：
步骤一：煤气化废水PH值为8.5，硬度为600mg/L，温度为65℃，流量为150m³/h；煤气化废水进入第一反应池5与加入第一反应池5的含硝盐废水进行反应，含硝盐废水的碱度为2000mg/L，流量为30m³/h，并加入碱液调节PH值，PH值控制为12.0，得到废水Ⅰ，所述含硝盐废水的PH值为12.5；
步骤二：废水Ⅰ流出第一反应池5进入第二反应池6，从第二反应池6流出进入第三反应池7，从第三反应池7流出进入第四反应池8，在第四反应池8中加入PAC药剂进行反应，PAC药剂的质量浓度为2.3%，控制第四反应池8废水中PAC的质量浓度为10ppm，得到废水Ⅱ；
步骤三：废水Ⅱ流出第四反应池8进入第五反应池9，从第五反应池9流出再进入第六反应池10，在第六反应池10中加入PAM药剂进行反应，PAM药剂的质量浓度为0.2%，控制第六反应池10废水中PAM的质量浓度为1.0ppm，得到废水Ⅲ；
步骤四：废水Ⅲ流出第六反应池10进入沉淀池14，在沉淀池14沉淀后，从沉淀池14上部流出得到废水Ⅳ，废水Ⅳ的硬度为18mg/L。
实施例3
参照图1，为了优化工艺、降低投资成本和生产成本，本发明提供一种含硝盐废水与煤气化灰水耦合除硬的装置，包括煤气化灰水缓冲罐1、反应池、沉淀池14、含硝盐废水缓冲罐3，所述煤气化灰水缓冲罐1的灰水出口通过管道和煤气化废水提升泵2与反应池的灰水进口连通，反应池的灰水出口通过管道与沉淀池14的灰水进口连通，含硝盐废水缓冲罐3的进水口通过管道连接至草酸二甲酯精馏工段的高压甲醇脱水塔，含硝盐废水缓冲罐3的出水口通过管道和含硝盐废水加入泵4与反应池的含硝盐废水进口连通，沉淀池14底部设置泥水出口和排泥泵。
所述反应池包括第一反应池5、第二反应池6、第三反应池7、第四反应池8、第五反应池9、第六反应池10，第一反应池5的进口与煤气化废水提升泵2出口通过管道连通，第一反应池5的上部设置碱液加入口、含硝盐废水进口和PH值检测口，碱液加入口与碱液管道13连接，PH值检测口设置在线PH检测仪，第一反应池5与第二反应池6的底部连通，第二反应池6与第三反应池7通过溢流口连通，第三反应池7上部设在线硬度检测仪，第三反应池7与第四反应池8底部连通，第四反应池8与第五反应池9通过溢流口连通，第五反应池9与第六反应池10的底部连通，第四反应池8上部设置PAC加入口，PAC加入口与PAC管道11连接，第四反应池8与第五反应池9通过溢流口连通，第五反应池9与第六反应池10底部连通，第六反应池10上部设置PAM加入口，PAM加入口与PAM管道12连接。
所述反应池包括第一反应池5、第二反应池6、第三反应池7、第四反应池8、第五反应池9、第六反应池10均是全封闭型反应池，且上部均设置搅拌器和通过管道连接至尾气洗涤塔的尾气出口。
参照图2，一种含硝盐废水与煤气化灰水耦合除硬的方法，包括以下步骤：
步骤一：煤气化废水PH值为9，硬度为1000mg/L，温度为75℃，流量为150m³/h；煤气化废水进入第一反应池5与加入第一反应池5的含硝盐废水进行反应，含硝盐废水的碱度为3000mg/L，流量为30m³/h，并加入碱液调节PH值，PH值控制为10.5，得到废水Ⅰ，所述含硝盐废水的PH值为13.0；
步骤二：废水Ⅰ流出第一反应池5进入第二反应池6，从第二反应池6流出进入第三反应池7，从第三反应池7流出进入第四反应池8，在第四反应池8中加入PAC药剂进行反应，PAC药剂的质量浓度为2.7%，控制第四反应池8废水中PAC的质量浓度为20ppm，得到废水Ⅱ；
步骤三：废水Ⅱ流出第四反应池8进入第五反应池9，从第五反应池9流出再进入第六反应池10，在第六反应池10中加入PAM药剂进行反应，PAM药剂的质量浓度为0.3%，控制第四反应池8废水中PAM的质量浓度为1.5ppm，得到废水Ⅲ；
步骤四：废水Ⅲ流出第六反应池10进入沉淀池14，在沉淀池14沉淀后，从沉淀池14上部流出得到废水Ⅳ，废水Ⅳ的硬度为25mg/L。
实施例4
参照图1，为了优化工艺、降低投资成本和生产成本，本发明提供一种含硝盐废水与煤气化灰水耦合除硬的装置，包括煤气化灰水缓冲罐1、反应池、沉淀池14、含硝盐废水缓冲罐3，所述煤气化灰水缓冲罐1的灰水出口通过管道和煤气化废水提升泵2与反应池的灰水进口连通，反应池的灰水出口通过管道与沉淀池14的灰水进口连通，含硝盐废水缓冲罐3的进水口通过管道连接至草酸二甲酯精馏工段的高压甲醇脱水塔，含硝盐废水缓冲罐3的出水口通过管道和含硝盐废水加入泵4与反应池的含硝盐废水进口连通，沉淀池14底部设置泥水出口和排泥泵。
所述反应池包括第一反应池5、第二反应池6、第三反应池7、第四反应池8、第五反应池9、第六反应池10，第一反应池5的进口与煤气化废水提升泵2出口通过管道连通，第一反应池5的上部设置碱液加入口、含硝盐废水进口和PH值检测口，碱液加入口与碱液管道13连接，PH值检测口设置在线PH检测仪，第一反应池5与第二反应池6的底部连通，第二反应池6与第三反应池7通过溢流口连通，第三反应池7上部设在线硬度检测仪，第三反应池7与第四反应池8底部连通，第四反应池8与第五反应池9通过溢流口连通，第五反应池9与第六反应池10的底部连通，第四反应池8上部设置PAC加入口，PAC加入口与PAC管道11连接，第四反应池8与第五反应池9通过溢流口连通，第五反应池9与第六反应池10底部连通，第六反应池10上部设置PAM加入口，PAM加入口与PAM管道12连接。
所述反应池包括第一反应池5、第二反应池6、第三反应池7、第四反应池8、第五反应池9、第六反应池10均是全封闭型反应池，且上部均设置搅拌器和通过管道连接至尾气洗涤塔的尾气出口。
参照图2，一种含硝盐废水与煤气化灰水耦合除硬的方法，包括以下步骤：
步骤一：煤气化废水PH值为9.5，硬度为1200mg/L，温度为90℃，流量为180m³/h；煤气化废水进入第一反应池5与加入第一反应池5的含硝盐废水进行反应，含硝盐废水的碱度为3500mg/L，流量为30m³/h，并加入碱液调节PH值，PH值控制为10.0，得到废水Ⅰ，所述含硝盐废水的PH值为13.5；
步骤二：废水Ⅰ流出第一反应池5进入第二反应池6，从第二反应池6流出进入第三反应池7，从第三反应池7流出进入第四反应池8，在第四反应池8中加入PAC药剂进行反应，PAC药剂的质量浓度为3.0%，控制第四反应池8废水中PAC的质量浓度为25ppm，得到废水Ⅱ；
步骤三：废水Ⅱ流出第四反应池8进入第五反应池9，从第五反应池9流出再进入第六反应池10，在第六反应池10中加入PAM药剂进行反应，PAM药剂的质量浓度为
0.4%，控制第四反应池8废水中PAM的质量浓度为2.0ppm，得到废水Ⅲ；
步骤四：废水Ⅲ流出第六反应池10进入沉淀池14，在沉淀池14沉淀后，从沉淀池14上部流出得到废水Ⅳ，废水Ⅳ的硬度为30mg/L。
本发明的工作原理是：煤气化废水缓冲罐中50℃-90℃的煤气化废水进入反应池，在反应池中依次加入1000mg/L~3500mg/L的含硝盐废水以及碱液、PAC、PAM，反应池中煤气化废水的PH值控制在10.0-11.0，在搅拌的作用下充分混合反应，由于含硝盐废水是高碱度废水，含有大量的CO3 2-、OH-，与煤气化灰水中的Ca2+、Mg2+生成碳酸钙和氢氧化镁沉淀，煤气化废水在反应池中充分混合反应后进入沉淀池14，在沉淀池14中进行泥水分离，底部产生的泥浆由排泥泵排出，沉淀池14上部产生的清液即为除硬后的废水送下游废水处理装置。
熟悉本发明者对本创作的修改和变化，均属于本发明的专利范围内，而不仅限于实施例所述。
Claims (6)
1.一种含硝盐废水与煤气化灰水耦合除硬的装置，其特征在于：包括煤气化灰水缓冲罐、反应池、沉淀池、含硝盐废水缓冲罐，所述煤气化灰水缓冲罐的灰水出口通过管道与反应池的灰水进口连通，反应池的灰水出口通过管道与沉淀池的灰水进口连通，含硝盐废水缓冲罐的进水口通过管道连接至草酸二甲酯精馏工段的高压甲醇脱水塔，含硝盐废水缓冲罐的出水口与反应池的含硝盐废水进口通过管道连通。
2.根据权利要求1所述的一种含硝盐废水与煤气化灰水耦合除硬的装置，其特征在于：所述反应池包括第一反应池、第二反应池、第三反应池、第四反应池、第五反应池、第六反应池，第一反应池的进口与煤气化废水提升泵出口通过管道连通，第一反应池的上部设置碱液加入口、含硝盐废水进口和PH值检测口，第一反应池与第二反应池的底部连通，第二反应池与第三反应池通过溢流口连通，第三反应池上部设在线硬度检测仪，第三反应池与第四反应池上部设置PAC加入口，第四反应池与第五反应池通过溢流口连通，第五反应池与第六反应池底部连通，第六反应池上部设置PAM加入口。
3.根据权利要求2所述的一种含硝盐废水与煤气化灰水耦合除硬的装置，其特征在于：所述第一反应池、第二反应池、第三反应池、第四反应池、第五反应池、第六反应池均是全封闭型反应池，且上部均设置搅拌器和通过管道连接至尾气洗涤塔的尾气出口。
4.一种含硝盐废水与煤气化灰水耦合除硬的方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：煤气化废水进入第一反应池与加入第一反应池的含硝盐废水进行反应，并加入碱液调节PH值，PH值控制在10.0~12.5，得到废水Ⅰ，所述含硝盐废水的PH为12.0~13.5；
步骤二：废水Ⅰ流出第一反应池进入第二反应池，从第二反应池流出进入第三反应池，从第三反应池流出进入第四反应池，在第四反应池中加入PAC药剂进行反应，得到废水Ⅱ；
步骤三：废水Ⅱ流出第四反应池进入第五反应池，从第五反应池流出再进入第六反应池，在第六反应池中加入PAM药剂进行反应，得到废水Ⅲ；
步骤四：废水Ⅲ流出第六反应池进入沉淀池，在沉淀池沉淀后，从沉淀池上部流出得到废水Ⅳ。
5.根据权利要求4所述的一种含硝盐废水与煤气化灰水耦合除硬的方法，其特征在于：煤气化废水PH值为8~9.5，硬度为200mg/L~1200mg/L；含硝盐废水碱度为1000mg/L~3500mg/L。
6.根据权利要求4所述的一种含硝盐废水与煤气化灰水耦合除硬的方法，其特征在于：废水Ⅳ的硬度为10mg/L~30mg/L。
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