公布日：2022.02.22
申请日：2020.08.10
分类号：C02F9/14(2006.01)I;C01D3/04(2006.01)I;C01D5/00(2006.01)I;C02F103/36(2006.01)N
摘要
本发明属于煤制甲醇工艺领域，涉及一种煤制甲醇工艺污水综合处理方法和装置。该方法将污水处理场进水划分为生产污水系列、含盐污水系列、清净废水系列和高盐水系列；其中，生产污水系列和含盐污水系列以不同路线分别进行处理。本发明实施后可实现清净废水全部回用至循环水场，产出氯化钠满足GB/T5462‑2015工业盐二级标准，硫酸钠满足GB/T6009‑2014Ⅲ类合格品，满足污水零排放分盐要求。
权利要求书
1.一种煤制甲醇工艺污水综合处理方法，其特征在于，将污水处理场进水划分为生产污水系列、含盐污水系列、清净废水系列和高盐水系列；其中，生产污水系列和含盐污水系列以不同路线分别进行处理；所述生产污水系列按以下步骤进行处理：均质调节、溶气气浮、好氧生化处理、二沉、高密度沉淀、臭氧氧化、生物曝气、流砂过滤；所述含盐污水系列按以下步骤进行处理：软化澄清、均质调节、两级A/O生化处理、二沉、高密度沉淀、臭氧氧化与生物曝气；处理后的含盐污水系列进入清净废水处理单元；所述清净废水系列按以下步骤进行处理：均质调节、第一预处理系统处理、第一超滤系统处理、第一膜浓缩系统处理，得到第一膜浓缩系统浓水；所述第一膜浓缩系统浓水进入高盐水处理流程；所述高盐水系列按以下步骤进行处理：均质调节、第二预处理系统处理、第二超滤系统处理、离子交换系统处理、第二膜浓缩系统处理，得到第二膜浓缩系统浓水，所述第二膜浓缩系统浓水进行第三预处理系统处理、第三超滤系统处理、第一分盐系统处理，得到第一分盐系统产水和浓水；所述第一分盐系统产水和浓水进入第二分盐系统分别进行淡水制盐流程和浓水硝盐联产流程，制盐流程和硝盐联产流程的剩余母液进行干燥结晶产杂盐流程。
2.根据权利要求1所述的煤制甲醇工艺污水综合处理方法，其中，所述生产污水系列按以下步骤进行处理：生产污水送入生产污水均质调节罐，进行水量调节和水质混合；生产污水均质调节罐出水自流至生产污水溶气气浮设备，气浮出水送至生产污水A/O生化池的分配池，系统收集的生活污水直接进入生产污水A/O生化池的分配池，在分配池内，生产污水系列和营养盐混合后，分配进入生产污水A/O生化池；缺氧池出水自流至曝气池并完成碳化反应，曝气池硝化液回流液送至缺氧池前端；曝气池出水自流至生产污水二沉池，生产污水二沉池底泥通过回流污泥泵提升回流至缺氧池前端，剩余污泥通过回流污泥泵出口分支管线排至污泥浓缩池，二沉池出水经泵提升至生产污水高密度沉淀池；在生产污水高密度沉淀池中，污水在澄清浓缩区完成泥水分离，去除大部分固体悬浮物，底部沉淀污泥部分回流至前端絮凝区，其余排放至污泥浓缩池；生产污水高密度沉淀池出水自流至生产污水臭氧氧化池，污水在生产污水臭氧氧化池内与臭氧反应，污水经氧化后进入生产污水臭氧稳定池，释放未反应完全的臭氧；生产污水臭氧稳定池出水自流至生产污水曝气生物滤池；在生产污水曝气生物滤池内，进一步去除污水中存留的有机物，曝气生物滤池出水自流至砂滤池，由设置在砂滤池内的流砂过滤器去除水中的细小悬浮物；流砂过滤器出水自流入生产污水监护池，由生产污水回用泵提升送出界外用作循环水补水。
3.根据权利要求2所述的煤制甲醇工艺污水综合处理方法，其中，来自MTO装置急冷塔的高浓度废水经预处理后进入生产污水A/O生化池进行处理；所述预处理包括：混凝沉淀、均质调节、中和、厌氧处理；优选地，所述预处理包括以下步骤：来自MTO装置急冷塔的高浓度污水由界外压力进入混凝沉淀池，与混凝剂、絮凝剂混合，去除大部分固体悬浮物，产生的污泥通过泵排至污泥浓缩池；混凝沉淀池出水自流进入厌氧均质调节池，搅拌使水质混合均匀；厌氧均质调节池出水自流进入厌氧混合池，与厌氧反应器的部分出水混合，调节厌氧混合池的水质条件以满足厌氧反应的进水要求；厌氧混合池内污水进入厌氧反应器，进行厌氧反应；厌氧反应器处理后的出水进入出水罐，部分自流至生产污水A/O生化池的分配池，部分回流至厌氧混合池。
4.根据权利要求1所述的煤制甲醇工艺污水综合处理方法，其中，所述含盐污水系列的处理方法中，所述两级A/O生化处理包括：一段缺氧处理、一段曝气处理、二段缺氧处理、二段曝气处理。
5.根据权利要求4所述的煤制甲醇工艺污水综合处理方法，其中，所述含盐污水系列按以下步骤进行处理：含盐污水系列送入软化澄清设备，去除大部分钙镁离子，并实现泥水分离，经中和后，进入含盐污水均质调节罐，进行水量调节和水质混合；含盐污水均质调节罐出水自流至含盐污水两级A/O生化池进水井，在进水井内，含盐污水与营养盐混合，然后平均分配进入含盐污水一段缺氧池，一段缺氧池出水进入一段曝气池进行碳化反应和硝化反应，一段曝气池硝化液回流至一段缺氧池前端；一段曝气池出水依次进入二段缺氧池和二段曝气池，进一步去除有机物；二段曝气池出水自流至含盐污水二沉池，含盐污水二沉池底泥通过回流污泥泵提升回流至一段缺氧池前端，剩余污泥通过回流污泥泵出口分支管线排至污泥浓缩池，含盐污水二沉池出水经泵提升至含盐污水高密度沉淀池；在含盐污水高密度沉淀池内，污水在澄清浓缩区完成泥水分离，去除大部分固体悬浮物，含盐污水高密度沉淀池底部沉淀污泥部分回流至前端絮凝区，其余排放至污泥浓缩池；含盐污水高密度沉淀池出水自流至含盐污水臭氧氧化池，污水在含盐污水臭氧氧化池内与臭氧反应，污水氧化后进入含盐污水臭氧稳定池，释放未反应完全的臭氧，含盐污水臭氧稳定池出水自流至含盐污水曝气生物滤池；在含盐污水曝气生物滤池内，通过附着在填料表面的生物膜及填料间的生物絮体的氧化、吸附作用，进一步去除水中残留的COD；含盐污水曝气生物滤池出水自流至含盐污水监护池，由含盐污水回用泵提升至清净废水处理单元。
6.根据权利要求1所述的煤制甲醇工艺污水综合处理方法，其中，所述清净废水的处理步骤中，所述第一预处理系统包含第一除硬除硅除氟单元、第一有机物去除单元、第一过滤单元；所述第二预处理系统包含第二除硬除硅除氟单元、第二有机物去除单元、第一反硝化单元、第一高级氧化单元、生物曝气单元、第二过滤单元；所述第三预处理系统包含第三除硬除硅除氟单元、第二高级氧化单元、第一脱碳单元。
7.根据权利要求6所述的煤制甲醇工艺污水综合处理方法，其中，所述清净废水处理流程包括以下步骤：清净废水经均质调节后，进入第一预处理系统，在第一除硬除硅除氟单元中，采用高密度沉淀或膜除硬方式进行除硬、除硅、除氟并完成泥水分离，去除大部分固体悬浮物，产水经过pH调节调至中性，污泥送至污泥脱水系统；在第一有机物去除单元去除有机物；在第一过滤单元去除悬浮物；第一预处理系统出水进入保安过滤器，保安过滤器出水进入第一超滤系统，通过超滤膜的过滤作用，出水SDI≤3，超滤产水通过余压进入第一膜浓缩系统；第一膜浓缩系统采用反渗透膜、纳滤膜或电驱离子膜，经第一膜浓缩系统处理后，得到第一膜浓缩系统产水和浓水；第一膜浓缩系统产水送至系统回用水系统，第一膜浓缩系统浓水送至高盐水处理流程。
8.根据权利要求6所述的煤制甲醇工艺污水综合处理方法，其中，所述高盐水处理流程包括以下步骤：所述第一膜浓缩系统浓水进入均质调节罐后进入第二预处理系统，在第二除硬除硅除氟单元中，采用高密度沉淀或膜除硬方式进行除硬、除硅、除氟并完成泥水分离，去除大部分固体悬浮物，产水经过pH调节调至中性，污泥送至污泥脱水系统；在第二有机物去除单元去除有机物；经第一反硝化单元去除系统中浓缩后积累的总氮；经第一高级氧化单元将难生物降解的大分子有机物分解为易降解有机物；经生物曝气单元进一步去除有机物，然后经第二过滤单元去除水中的细小悬浮物以满足膜系统进水要求；第二预处理系统出水进入第二超滤系统，去除水中的悬浮物、胶体、微生物以及大分子有机物物质，并进一步降低水中的COD和浊度；第二超滤系统出水进入离子交换系统，所述离子交换系统采用弱酸阳型树脂或螯合树脂脱除废水中的残留硬度，离子交换系统产水由泵提升至第二膜浓缩系统，第二膜浓缩系统前设置保安过滤器；第二膜浓缩系统采用反渗透膜、纳滤膜或电驱离子膜，经第二膜浓缩系统处理后，得到第二膜浓缩系统产水和浓水，第二膜浓缩系统产水送至系统脱盐再生水管网，第二膜浓缩系统浓水送至浓水罐，并任选地与高盐水流程中各单元排污及反洗排水混合后，送至第三预处理系统；第三预处理系统的第三除硬除硅除氟单元采用NMF高效过滤、膜过滤或管式膜，在第三除硬除硅除氟单元中，高盐水先经多级反应器处理，除去水中氟离子、钙、镁、硅；第二高级氧化单元采用臭氧催化氧化或芬顿氧化，高盐水与第二高级氧化单元产生的羟基自由基充分接触氧化，去除废水中的大部分有机物，第二高级氧化单元出水经泵增压后送入第一脱碳单元的脱碳罐，进一步脱除TOC，脱碳罐出水进入第三超滤系统；在第三超滤系统中，水中的悬浮物、胶体、微生物以及大分子有机物物质被进一步去除，第三超滤系统出水与阻垢剂和还原剂混合经泵送至第一分盐系统；所述第一分盐系统为膜预分盐系统，采用纳滤或双极膜，经第一分盐系统处理后，得到第一分盐系统产水和浓水，第一分盐系统产水送入第三膜浓缩系统，第一分盐系统浓水送入第二分盐系统的硝原料罐；第三膜浓缩系统采用反渗透、纳滤膜或电驱离子膜ED，经第三膜浓缩系统处理后，得到第三膜浓缩系统产水和浓水，第三膜浓缩系统浓水送入第二分盐系统的盐原料罐，第三膜浓缩系统产水送入系统脱盐再生水管网。
9.根据权利要求1所述的煤制甲醇工艺污水综合处理方法，其中，所述第一分盐系统浓水进入第二分盐系统之前先进入第四预处理系统进行处理；所述第四预处理系统包含除硬除氟单元、第二脱碳单元、第三有机物去除单元；优选地，所述第一分盐系统浓水进入第四预处理系统，在除硬除氟单元中，采用重力沉淀或膜除硬系统进行除硬、除氟，在第二脱碳单元调整pH值后采用汽提或吹脱，进一步脱除TOC和碱度，在第三有机物去除单元采用高级氧化去除有机物。
10.根据权利要求1所述的煤制甲醇工艺污水综合处理方法，其中，所述第二分盐系统为蒸发结晶系统，所述制盐流程为MVR、结晶或多效蒸发结晶系统产氯化钠，所述硝盐联产流程为MVR、结晶或多效蒸发结晶系统硝盐联产。
11.根据权利要求1所述的煤制甲醇工艺污水综合处理方法，其中，所述生产污水系列包括煤制甲醇装置、MTO装置、PP装置、LLDPE装置及辅助设施排出的生产污水、生活污水，以及地面冲洗水、初期雨水；处理后的生产污水系列回用为循环水补充水；所述含盐污水系列包括煤制甲醇装置的气化废水和/或污水厂污泥浓缩上清液；所述清净废水包括循环水排污、化学水站排水和经生化处理后的含盐污水中的至少一种；所述高盐水为第一膜浓缩系统产生浓水及高盐水系列反洗、化洗、非正常工况排水；第二分盐系统处理后的产品水回用为循环冷却水补充水或生产用水，氯化钠和硫酸钠作为产品回收，杂盐以固废形式外运处理。
12.一种煤制甲醇工艺污水处理系统，包括：生产污水系列处理系统、含盐污水系列处理系统、清净废水系列处理系统和高盐水系列处理系统；所述生产污水系列处理系统包括：生产污水均质调节罐、溶气气浮设备、生产污水A/O生化池、生产污水二沉池、生产污水高密度沉淀池、生产污水臭氧氧化池、生产污水臭氧稳定池、生产污水曝气生物滤池、砂滤池、生产污水监护池；所述含盐污水系列处理系统包括：软化澄清设备、含盐污水均质调节罐、含盐污水两级A/O生化池、含盐污水二沉池、含盐污水高密度沉淀池、含盐污水臭氧氧化池、含盐污水臭氧稳定池、含盐污水曝气生物滤池和含盐污水监护池；所述含盐污水监护池出水管线与清净废水系列处理单元连接；所述清净废水系列处理系统包括：清净废水均质调节罐、第一预处理系统、第一超滤系统、第一膜浓缩系统；第一膜浓缩系统的浓水管线与所述高盐水处理系统连接；所述高盐水系列处理系统包括：高盐水均质调节罐、第二预处理系统、第二超滤系统、离子交换系统、第二膜浓缩系统、第三预处理系统、第三超滤系统、第一分盐系统；所述第二膜浓缩系统的浓水管线与所述第三预处理系统连接；所述煤制甲醇工艺清净废水的处理系统还包括第二分盐系统；所述第一分盐系统的产水管线和浓水管线分别连接所述第二分盐系统。
13.根据权利要求12所述的煤制甲醇工艺污水处理系统，其中，还包括预处理系统，所述预处理系统包括混凝沉淀池、厌氧均质调节池、厌氧混合池、厌氧反应器、预处理出水罐。
14.根据权利要求12所述的煤制甲醇工艺污水处理系统，其中，所述第二分盐系统包括蒸汽单元、冷凝水单元、制盐单元、制硝单元和母液干燥结晶单元；所述蒸汽单元分别连接制盐单元、制硝单元，所述冷凝水单元分别连接制盐单元、制硝单元；第一分盐系统浓水管线连接制硝单元，在制硝单元中，第一分盐系统浓水与来自蒸汽单元的加热蒸汽的流向逆向设置；第一分盐系统产水管线连接制盐单元，在制盐单元中，第一分盐系统产水与来自蒸汽单元的加热蒸汽的流向同向设置；制硝单元和制盐单元各自连接母液干燥结晶单元。
15.根据权利要求12所述的煤制甲醇工艺污水处理系统，其中，所述第一分盐系统产水管线连接第三膜浓缩系统后连接制盐单元；所述第一分盐系统浓水管线连接第四预处理系统后再连接第二分盐系统。
16.根据权利要求15所述的煤制甲醇工艺污水处理系统，其中，所述第四预处理系统包含除硬除氟单元、第二脱碳单元、第三有机物去除单元。
17.根据权利要求12所述的煤制甲醇工艺污水处理系统，其中，所述第一预处理系统包含第一除硬除硅除氟单元、第一有机物去除单元、第一过滤单元；所述第二预处理系统包含第二除硬除硅除氟单元、第二有机物去除单元、第一反硝化单元、第一高级氧化单元、生物曝气单元、第二过滤单元；所述第三预处理系统包含第三除硬除硅除氟单元、第二高级氧化单元、第一脱碳单元。
18.根据权利要求12所述的煤制甲醇工艺污水处理系统，其中，超滤系统、膜浓缩系统、第一分盐系统前均设置有保安过滤器。
（发明人：厉阳;薛旭;张旭;张海珠;刘凯;刘天竺）