申请日2016.09.27
公开(公告)日2017.01.11
IPC分类号C02F9/14; C02F103/36
摘要
本发明提供了一种费托合成废水的处理系统及其处理方法。该费托合成废水的处理系统包括顺序连通的电渗析装置、精馏塔、厌氧反应器、沉淀池和好氧生化系统，处理系统还包括铁碳微电解装置，铁碳微电解装置的入口与电渗析装置的有机酸出口连通，且铁碳微电解装置的出口与厌氧反应器的入口连通。由于该处理系统还包括铁碳微电解装置，铁碳微电解装置的入口与电渗析装置的有机酸出口连通，且铁碳微电解装置的出口与厌氧反应器的入口连通，从而在精馏前利用电渗析装置对废水进行了除酸，避免了废水中含有的少量有机酸对精馏设备产生腐蚀作用，同时不用加碱中和，避免了带入大量结垢盐离子对后续水处理的较大处理负荷。
权利要求书
1.一种费托合成废水的处理系统，其特征在于，包括顺序连通的电渗析装置(10)、精馏塔(20)、厌氧反应器(30)、沉淀池(40)和好氧生化系统(50)，所述处理系统还包括铁碳微电解装置(60)，所述铁碳微电解装置(60)的入口与所述电渗析装置(10)的有机酸出口连通，且所述铁碳微电解装置(60)的出口与所述厌氧反应器(30)的入口连通。
2.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，所述厌氧反应器(30)中厌氧生物填料为厌氧系统的有效体积的30～50%。
3.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，所述处理系统还包括除油过滤器(70)，所述除油过滤器(70)的出口与所述电渗析装置(10)的入口连通。
4.根据权利要求3所述的处理系统，其特征在于，所述处理系统还包括超滤膜组件(80)，所述超滤膜组件(80)的入口与所述除油过滤器(70)的出口连通，所述超滤膜组件(80)的出口与所述电渗析装置(10)的入口连通。
5.根据权利要求4所述的处理系统，其特征在于，所述超滤膜组件(80)中超滤膜的孔径范围为50～100nm，优选所述超滤膜包括有机聚合物膜和/或无机陶瓷膜。
6.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，所述沉淀池(40)的回流出口与所述厌氧反应器(30)的回流入口连通，所述沉淀池(40)优选为竖流沉淀池。
7.一种费托合成废水的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
对费托合成废水进行电渗析处理，得到有机酸液体和除酸废水;
对所述除酸废水进行精馏处理，得到反应液体;
对所述有机酸液体进行铁碳微电解处理，得到有机酸处理液;
对所述反应液体和所述有机酸处理液进行厌氧生物处理并沉淀，得到上清液;
对所述上清液进行好氧生物处理，得到废水处理液。
8.根据权利要求7所述的处理方法，其特征在于，在所述精馏处理的步骤中，得到有机气体，在所述精馏处理的步骤之后，将所述有机气体进行分离处理。
9.根据权利要求7所述的处理方法，其特征在于，在所述铁碳微电解处理的步骤中，电流密度为10～20mA/cm2，优选反应时间为2.5～3.5h，优选所述有机酸处理液的pH值为5.7～6.0。
10.根据权利要求7所述的处理方法，其特征在于，采用厌氧反应器(30)对所述反应液体和所述有机酸处理液进行所述厌氧生物处理，所述厌氧反应器(30)中厌氧生物填料为所述厌氧反应器(30)的有效体积的30～50%，优选所述厌氧反应器(30)的温度为35±1℃，优选反应时间为3～5d。
11.根据权利要求10所述的处理方法，其特征在于，在所述厌氧生物处理的步骤中，得到厌氧处理液，将所述厌氧处理液沉淀，得到沉淀混合液和所述上清液，并对部分所述沉淀混合液进行所述厌氧生物处理，优选所述沉淀的时间为1.0～2.0h。
12.根据权利要求7所述的处理方法，其特征在于，在所述电渗析处理的步骤之前，所述处理方法还包括对所述费托合成废水进行除油处理的步骤。
13.根据权利要求12所述的处理方法，其特征在于，在所述除油处理的步骤之后，所述处理方法还包括对所述费托合成废水进行超滤处理的步骤。
14.根据权利要求13所述的处理方法，其特征在于，在所述超滤处理的步骤中，将所述费托合成废水通过超滤膜进行过滤，所述超滤膜的孔径范围为50～100nm，优选所述超滤膜包括有机聚合物膜和/或无机陶瓷膜。
说明书
费托合成废水的处理系统及其处理方法
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，具体而言，涉及一种费托合成废水的处理系统及其处理方法。
背景技术
费托(F-T)合成是在催化剂作用下，由CO和H2合成制得合格的汽油产品的工艺。在油品合成过程中，F-T合成工段产生的水相含有约10%左右含氧有机化合物，包括醇类、酸类、醛类、酮类等，这些有机化合物均是高附加值的基本有机化工产品，同时如果这部分废水不经处理直接外排，会对环境带来严重污染。因此如何合理处理费托合成废水成为煤制油过程中亟待解决的关键问题。
目前处理费托合成废水的方法通常是通过精馏法以将废水中的含氧有机物进行回收，然而废水中有机酸类物质(主要为乙酸)的存在会对精馏装置造成非常严重的腐蚀，从而需要通过预处理进行去除。为了解决上述技术问题，现有技术中提出了一种费托合成废水的处理方法，该方法是将废水经过加碱中和，再精馏提取有机物，然后进行生化处理。在上述方法中，由于要投入大量的NaOH和CaO，从而容易带入大量的结垢盐离子，给后续水处理回用带来较大处理负荷;并且，后续生化处理通常采用常规曝气好氧生物法，由于废水中有机物浓度较高，会抑制生物降解作用，同时曝气池所需设计的容积负荷较高，所以这种方法处理效率低，排出水很难达到国家规定的排放标准。
申请号为CN103435211A的专利申请文件中提供了一种费托合成水的纯化回收方法，它的处理过程包括加碱中和、精馏、脱除羧酸盐、氧化等，其中预处理中加入大量碱性物质调节PH值，带入大量的结垢盐离子，不利于后续废水资源化处理，同时采用振动反渗透膜技术进行羧酸盐脱除，需要通过振动马达为物料分离提供振动弹力，能耗较大，同时由于污染物浓度较高，不断振动并不能解决膜污堵问题。
申请号为CN104692572A的专利申请文件中公开了一种间接液化煤基费托合成水分离净化处理系统及方法，处理过程包括过滤、除油、中和预处理、醇分离和膜分离等，这种方法同样具有带入大量结垢盐离子问题，另外该工艺仅进行了醇提取，并没有提出有机酸盐的处理办法。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种费托合成废水的处理系统及其处理方法，以解决现有技术中目前费托合成废水处理中加碱量过多，从而导致水量回收率较低，处理水质很难达标的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种费托合成废水的处理系统，包括顺序连通的电渗析装置、精馏塔、厌氧反应器、沉淀池和好氧生化系统，处理系统还包括铁碳微电解装置，铁碳微电解装置的入口与电渗析装置的有机酸出口连通，且铁碳微电解装置的出口与厌氧反应器的入口连通。
进一步地，厌氧反应器中厌氧生物填料为厌氧系统的有效体积的30～50%。
进一步地，处理系统还包括除油过滤器，除油过滤器的出口与电渗析装置的入口连通。
进一步地，处理系统还包括超滤膜组件，超滤膜组件的入口与除油过滤器的出口连通，超滤膜组件的出口与电渗析装置的入口连通。
进一步地，超滤膜组件中超滤膜的孔径范围为50～100nm，优选超滤膜包括有机聚合物膜和/或无机陶瓷膜。
进一步地，沉淀池的回流出口与厌氧反应器的回流入口连通，沉淀池优选为竖流沉淀池。
根据本发明的另一方面，提供了一种费托合成废水的处理方法，包括以下步骤：对费托合成废水进行电渗析处理，得到有机酸液体和除酸废水;对除酸废水进行精馏处理，得到反应液体;对有机酸液体进行铁碳微电解处理，得到有机酸处理液;对反应液体和有机酸处理液进行厌氧生物处理并沉淀，得到上清液;对上清液进行好氧生物处理，得到废水处理液。
进一步地，在精馏处理的步骤中，得到有机气体，在精馏处理的步骤之后，将有机气体进行分离处理。
进一步地，在铁碳微电解处理的步骤中，电流密度为10～20mA/cm2，优选反应时间为2.5～3.5h，优选有机酸处理液的pH值为5.7～6.0。
进一步地，采用厌氧反应器对反应液体和有机酸处理液进行厌氧生物处理，厌氧反应器中厌氧生物填料为厌氧反应器的有效体积的30～50%，优选厌氧反应器的温度为35±1℃，优选反应时间为3～5d。
进一步地，在厌氧生物处理的步骤中，得到厌氧处理液，将厌氧处理液沉淀，得到沉淀混合液和上清液，并对部分沉淀混合液进行厌氧生物处理，优选沉淀的时间为1.0～2.0h。
进一步地，在电渗析处理的步骤之前，处理方法还包括对费托合成废水进行除油处理的步骤。
进一步地，在除油处理的步骤之后，处理方法还包括对费托合成废水进行超滤处理的步骤。
进一步地，在超滤处理的步骤中，将费托合成废水通过超滤膜进行过滤，超滤膜的孔径范围为50～100nm，优选超滤膜包括有机聚合物膜和/或无机陶瓷膜。
应用本发明的技术方案，提供了一种包括顺序连通的电渗析装置、精馏塔、厌氧反应器、沉淀池和好氧生化系统的费托合成废水的处理系统，由于该处理系统还包括铁碳微电解装置，铁碳微电解装置的入口与电渗析装置的有机酸出口连通，且铁碳微电解装置的出口与厌氧反应器的入口连通，从而在精馏前利用电渗析装置对废水进行了除酸，避免了废水中含有的少量有机酸对精馏设备产生腐蚀作用，同时不用加碱中和，避免了带入大量结垢盐离子对后续水处理的较大处理负荷;并且，还能够采用铁碳微电解装置对来自电渗析装置的有机酸液体进行微电解反应，从而有效地提升了液体的pH值，进而满足了进入厌氧系统的pH值要求，同时，铁阳极所电解的副产物Fe2+对后续厌氧反应器中的厌氧生物膜污泥有很好的强化作用，使得厌氧反应器较传统的厌氧工艺有更好的有机物去除率，采用上述处理系统不仅能够使出水水质达到污水综合排放标准一级或回用水处理的进水水质标准，而且节约了成本、易于操作、具有较高的运行效率。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。