申請日2013.10.18
公開(公告)日2016.05.18
IPC分類號(hào)C02F9/14
摘要
一種甲醇芳構(gòu)化廢水的處理回用的系統(tǒng)與方法，屬于化工過程的廢水處理方法，甲醇芳構(gòu)化的廢水經(jīng)過氣、液、液三相分離器分相以后，依次經(jīng)過除顆粒裝置、廢水汽提裝置、重力除油裝置和氣浮裝置除去廢水中的石油類物質(zhì)后，再進(jìn)行均質(zhì)調(diào)節(jié)，經(jīng)過厭氧處理系統(tǒng)、好氧處理系統(tǒng)進(jìn)一步除去廢水中的有機(jī)物，并通過絮凝沉淀、過濾，使廢水達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)，該方法可使大部分廢水有效回用，可減少新鮮水的使用量，整個(gè)廢水處理過程與常規(guī)過程相比投料量減小50%以上，廢水處理費(fèi)用低。
權(quán)利要求書
1.一種甲醇芳構(gòu)化廢水的處理回用的系統(tǒng)，其特征在于，包括：
三相分離器，用于將甲醇芳構(gòu)化的產(chǎn)物分離為氣相烴類、油相物質(zhì)和水相物質(zhì);
除顆粒裝置，接所述三相分離器，用于去除出三相分離器的水相物質(zhì)中的催化劑顆粒;
汽提裝置，接所述除顆粒裝置，用于分離出除顆粒裝置的廢水中的甲醇和低沸點(diǎn)油相，降低廢水的油含量和COD;
重力除油裝置，接所述汽提裝置，用于去除出汽提裝置的廢水中的油，降低沸水中的石油類含量;
氣浮裝置，接所述重力除油裝置，用于進(jìn)一步降低廢水的石油類含量，使之達(dá)到生化處理要求;
均質(zhì)調(diào)節(jié)池，接所述氣浮裝置，用于調(diào)節(jié)出氣浮裝置的廢水的pH值，使廢水pH值達(dá)到后續(xù)處理要求;
厭氧處理系統(tǒng)，接所述均質(zhì)調(diào)節(jié)池，用于降低出均質(zhì)調(diào)節(jié)池的廢水中的有機(jī)物含量;
好氧處理系統(tǒng)，接所述厭氧處理系統(tǒng)，用于進(jìn)一步降低出厭氧處理系統(tǒng)的廢水中的有機(jī)物含量;
絮凝沉淀池，接所述好氧處理系統(tǒng)，用于除去出好氧處理系的污水中的懸浮污泥;
過濾池，接所述絮凝沉淀池，用于除去出絮凝沉淀池的廢水中的懸浮顆粒物質(zhì);
清水池，接所述過濾池，用于減少水回用系統(tǒng)的水質(zhì)波動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的甲醇芳構(gòu)化廢水的處理回用的系統(tǒng)，其特征在于，所述的除顆粒裝置是催化劑沉降器或精密過濾器或固液分離器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的甲醇芳構(gòu)化廢水的處理回用的系統(tǒng)，其特征在于，所述汽提裝置是一個(gè)汽提器，或者由兩個(gè)汽提器組合而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的甲醇芳構(gòu)化廢水的處理回用的系統(tǒng)，其特征在于，所述重力除油裝置是平流式隔油池或平行板式隔油池或傾斜板式隔油池。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的甲醇芳構(gòu)化廢水的處理回用的系統(tǒng)，其特征在于，所述平流式隔油池為API油分離器;所述平行板式隔油池為PPI油分離器;所述傾斜板式隔油池為CPI油分離器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的甲醇芳構(gòu)化廢水的處理回用的系統(tǒng)，其特征在于，所述氣浮裝置是鼓氣氣浮器或加壓氣浮器或電解氣浮器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的甲醇芳構(gòu)化廢水的處理回用的系統(tǒng)，其特征在于，所述厭氧處理系統(tǒng)的工藝為硝化污泥法或厭氧流化床法或厭氧接觸法;所述好氧處理系統(tǒng)的工藝為活性污泥法或SBR法或好氧曝氣法。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的甲醇芳構(gòu)化廢水的處理回用的系統(tǒng)，其特征在于，所述過濾池是生物曝氣濾池和填料過濾池中的一種或兩種組合。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的甲醇芳構(gòu)化廢水的處理回用的系統(tǒng)，其特征在于，出所述三相分離器的部分冷卻廢水回接至甲醇制芳烴裝置作為冷卻用水。
10.利用權(quán)利要求1所述甲醇芳構(gòu)化廢水的處理回用系統(tǒng)的方法，其特征在于，包括如下步驟：
a)甲醇制芳烴過程的產(chǎn)品經(jīng)過逐級(jí)冷卻到達(dá)三相分離器，三相分離器的塔頂?shù)玫綒庀酂N類，中部產(chǎn)出油相物質(zhì)，塔底部得到水相，水相的一部分經(jīng)過換熱降溫用于MTO物料的冷卻用水;
b)水相的另一部分進(jìn)入除顆粒裝置，去除其中的催化劑顆粒;
c)廢水出除顆粒裝置后，進(jìn)入汽提裝置進(jìn)行汽提處理，塔底溫度為100-120℃，控制汽提裝置塔底出水的甲醇濃度小于300mg/L，出水降溫至甲醇制芳烴反應(yīng)器出口物料的冷卻用水溫度后進(jìn)行下一步處理;
d)來自汽提裝置的廢水，進(jìn)入重力除油裝置進(jìn)行處理，除去廢水中的懸浮油，控制重力除油裝置出水中的石油類含量低于100mg/L;
e)來自重力除油裝置的廢水，進(jìn)入氣浮裝置進(jìn)一步降低廢水中的石油類，使廢水中的油含量達(dá)到后續(xù)的生化處理的要求，氣浮裝置的出水中石油類的含量低于30mg/L;
f)來自氣浮裝置的廢水，進(jìn)入均質(zhì)調(diào)節(jié)池進(jìn)行均質(zhì)調(diào)節(jié)，以減少水質(zhì)波動(dòng)對(duì)于后續(xù)系統(tǒng)處理過程的影響，同時(shí)采用酸性氣體吸收過程的堿性廢水進(jìn)行調(diào)節(jié)pH到7-9，均質(zhì)調(diào)節(jié)所用的時(shí)間為6-48小時(shí);
g)來自均質(zhì)調(diào)節(jié)池的廢水，進(jìn)入?yún)捬跆幚硌b置降低廢水中的有機(jī)物含量，使得COD含量低于200mg/L;
h)來自厭氧處理系統(tǒng)的廢水，進(jìn)入好氧處理裝置進(jìn)一步降低廢水中的有機(jī)物含量，使得COD含量低于80mg/L;
i)來自好氧處理系統(tǒng)的廢水，進(jìn)入絮凝沉淀池處理，以除去廢水中的膠體和懸浮物，降低廢水的色度，混凝劑采用聚合氯化鋁，用量為20-150mg/L，絮凝劑采用聚丙烯酰胺，用量為2-10mg;
j)來自絮凝沉淀池的廢水，進(jìn)入過濾池截流廢水中污染物，使廢水的濁度下降，進(jìn)一步改善水質(zhì)，以達(dá)到回用要求;
k)來自過濾池的水，進(jìn)入清水池以減少水回用系統(tǒng)的水質(zhì)波動(dòng)。
說明書
一種甲醇芳構(gòu)化廢水的處理回用的系統(tǒng)與方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種甲醇芳構(gòu)化廢水的處理回用的系統(tǒng)與方法。
背景技術(shù)
芳烴是現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)中的重要基礎(chǔ)原料，傳統(tǒng)上芳烴主要來源于石油加工過程，其原料主要是石腦油，今年來使用含氧化合物制芳烴工藝特別是甲醇\二甲醚制芳烴工藝已經(jīng)日趨成熟，有望在近年間完成工業(yè)化應(yīng)用。
以甲醇原料制取芳烴的方程式和熱效應(yīng)見下表，可以看出甲醇制芳烴過程為高放熱的過程，且過程中的污水生成量大，水的生成量占到整個(gè)原料量的56.25%。因此，如何處理和利用反應(yīng)過程中生成水是甲醇制芳烴過程工業(yè)化過程需要解決的重要問題。
表1475℃甲醇芳構(gòu)化過程的反應(yīng)方程式和放熱量
而目前尚未考慮對(duì)于甲醇芳構(gòu)化過程廢水處理與回用過程的系統(tǒng)與工藝方面的報(bào)道，而與目前的廢水處理工藝相比甲醇制芳烴過程廢水的處理具有自身的特點(diǎn)：
1、通過氣、液、液分離以后廢水中有一定的石油類物質(zhì)和醇類物質(zhì)，有機(jī)物含量較高。
2、由于過程使用流化床反應(yīng)器，產(chǎn)品將夾帶少量的催化劑顆粒，分相后的水中有一定的固體顆粒物
3、廢水中含有一定的酸性有機(jī)物。
4、廢水中氨氮量和酚類含量較低。
目前，與常規(guī)的煤化工廢水區(qū)別較大，含有一定含量的有機(jī)酸和石油類產(chǎn)物需要在預(yù)處理中除去。同時(shí)甲醇制芳烴的廢水中不含氮、磷等其他元素，但是有機(jī)物含量較高，因此在廢水的處理過程中如果采用簡單常規(guī)的生物處理方法要添加大量的氮、磷等營養(yǎng)元素，不僅會(huì)增加處理成本，同時(shí)需要在后續(xù)過程中處理多余的氮磷等物質(zhì)。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種甲醇芳構(gòu)化廢水的處理回用的系統(tǒng)與方法，在三相分離器后引入除顆粒裝置有效的除去甲醇芳構(gòu)化廢水中所含有的催化劑顆粒，另一方面，在生物處理環(huán)節(jié)采用先厭氧再好氧的過程，先采用對(duì)于外加氮、磷需求量小的厭氧處理系統(tǒng)大幅度降低廢水中的有機(jī)物，在采用氮、磷需求量較大的好氧處理系統(tǒng)，使得整個(gè)廢水處理過程與常規(guī)過程相比投料量減小50%以上，大幅度降低了廢水處理過程的運(yùn)行費(fèi)用。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
一種甲醇芳構(gòu)化廢水的處理回用的系統(tǒng)，包括：
三相分離器，用于將甲醇芳構(gòu)化的產(chǎn)物分離為氣相烴類、油相物質(zhì)和水相物質(zhì);
除顆粒裝置，接所述三相分離器，用于去除出三相分離器的反應(yīng)廢水中的催化劑顆粒;
汽提裝置，接所述除顆粒裝置，用于分離出除顆粒裝置的廢水中的甲醇和低沸點(diǎn)油相，降低廢水的油含量和COD;
重力除油裝置，接所述汽提裝置，用于去除出汽提裝置的廢水中的油，降低沸水中的石油類含量;
氣浮裝置，接所述重力除油裝置，用于進(jìn)一步降低廢水的石油類含量，使之達(dá)到生化處理要求;
均質(zhì)調(diào)節(jié)池，接所述氣浮裝置，用于調(diào)節(jié)出氣浮裝置的廢水的pH值，使廢水pH值達(dá)到后續(xù)處理要求;
厭氧處理系統(tǒng)，接所述均質(zhì)調(diào)節(jié)池，用于降低出均質(zhì)調(diào)節(jié)池的廢水中的有機(jī)物含量;
好氧處理系統(tǒng)，接所述厭氧處理系統(tǒng)，用于進(jìn)一步降低出厭氧處理系統(tǒng)的廢水中的有機(jī)物含量;
絮凝沉淀池，接所述好氧處理系統(tǒng)，用于除去出好氧處理系的污水中的懸浮污泥;
過濾池，接所述絮凝沉淀池，用于除去出絮凝沉淀池的廢水中的懸浮顆粒物質(zhì);
清水池，接所述過濾池，用于減少水回用系統(tǒng)的水質(zhì)波動(dòng)。
所述的除顆粒裝置是催化劑沉降器或精密過濾器或固液分離器。
所述汽提裝置是一個(gè)汽提器，或者由兩個(gè)汽提器組合而成。
所述重力除油裝置是平流式隔油池或平行板式隔油池或傾斜板式隔油池。
所述平流式隔油池為API油分離器;所述平行板式隔油池為PPI油分離器;所述傾斜板式隔油池為CPI油分離器。
所述氣浮裝置是鼓氣氣浮器或加壓氣浮器或電解氣浮器。
所述厭氧處理系統(tǒng)的工藝為硝化污泥法或厭氧流化床法或厭氧接觸法;所述好氧處理系統(tǒng)的工藝為活性污泥法或SBR法或好氧曝氣法。
所述過濾池是生物曝氣濾池和填料過濾池中的一種或兩種組合。
出所述三相分離器的部分冷卻廢水回接至甲醇制芳烴裝置作為冷卻用水。
本發(fā)明還提供了利用所述甲醇芳構(gòu)化廢水的處理回用系統(tǒng)的方法，包括如下步驟：
a)甲醇制芳烴過程的產(chǎn)品經(jīng)過逐級(jí)冷卻到達(dá)三相分離器，三相分離器的塔頂?shù)玫綒庀酂N類，中部產(chǎn)出油相物質(zhì)，塔底部得到水相，水相的一部分經(jīng)過換熱降溫用于MTO物料的冷卻用水;
b)水相的另一部分進(jìn)入除顆粒裝置，去除其中的催化劑顆粒;
c)廢水出除顆粒裝置后，進(jìn)入汽提裝置進(jìn)行汽提處理，塔底溫度為100-120℃，控制汽提裝置塔底出水的甲醇濃度小于300mg/L，出水降溫至甲醇制芳烴反應(yīng)器出口物料的冷卻用水溫度后進(jìn)行下一步處理;
d)來自汽提裝置的廢水，進(jìn)入重力除油裝置進(jìn)行處理，除去廢水中的懸浮油，控制重力除油裝置出水中的石油類含量低于100mg/L;
e)來自重力除油裝置的廢水，進(jìn)入氣浮裝置進(jìn)一步降低廢水中的石油類，使廢水中的油含量達(dá)到后續(xù)的生化處理的要求，氣浮裝置的出水中石油類的含量低于30mg/L;
f)來自氣浮裝置的廢水，進(jìn)入均質(zhì)調(diào)節(jié)池進(jìn)行均質(zhì)調(diào)節(jié)，以減少水質(zhì)波動(dòng)對(duì)于后續(xù)系統(tǒng)處理過程的影響，同時(shí)采用酸性氣體吸收過程的堿性廢水進(jìn)行調(diào)節(jié)pH到7-9，均質(zhì)調(diào)節(jié)所用的時(shí)間為6-48小時(shí);
g)來自均質(zhì)調(diào)節(jié)池的廢水，進(jìn)入?yún)捬跆幚硌b置降低廢水中的有機(jī)物含量，使得COD含量低于200mg/L;
h)來自厭氧處理系統(tǒng)的廢水，進(jìn)入好氧處理裝置進(jìn)一步降低廢水中的有機(jī)物含量，使得COD含量低于80mg/L;
i)來自好氧處理系統(tǒng)的廢水，進(jìn)入絮凝沉淀池處理，以除去廢水中的膠體和懸浮物，降低廢水的色度，混凝劑采用聚合氯化鋁，用量為20-150mg/L，絮凝劑采用聚丙烯酰胺，用量為2-10mg;
j)來自絮凝沉淀池的廢水，進(jìn)入過濾池截流廢水中污染物，使廢水的濁度下降，進(jìn)一步改善水質(zhì)，以達(dá)到回用要求;
k)來自過濾池的水，進(jìn)入清水池以減少水回用系統(tǒng)的水質(zhì)波動(dòng)。
甲醇制芳烴過程有大量的廢水生成，廢水中含有較多的油類，常規(guī)處理方法不好處理，但通過本發(fā)明可以使甲醇制芳烴過程的廢水大部分得到有效的回用。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明過程具有如下優(yōu)點(diǎn)：
1、在氣、液、液三相分離器后設(shè)置除顆粒裝置，為廢水的進(jìn)一步處理提供了有效的保證。
2、采用厭氧處理系統(tǒng)、好氧處理系統(tǒng)兩級(jí)生物處理工藝能夠有效降低廢水處理過程的藥劑投用量。
