申请日2010.09.30
公开(公告)日2012.05.09
IPC分类号C02F103/36; C02F9/14
摘要
本发明涉及废水处理技术领域中有机化工废水的处理方法，具体说是一种甲醇制烯烃高浓度工艺废水的处理方法，MTO高浓度工艺废水采用均质调节-隔油混凝沉淀-汽提-厌氧-后沉淀的处理流程及相应条件进行处理后，废水的COD能从50000mg/L左右降至500mg/L以下，去除率达到99%以上。本发明所述的甲醇制烯烃高浓度工艺废水的处理方法，处理效果稳定、操作简便，易于实现工业应用，可用于MTO高浓度工艺废水进入常规污水处理场之前的预处理。
权利要求书
1.一种甲醇制烯烃高浓度工艺废水的处理方法，其特征在于， 包括以下步骤：
第1步，均质调节：将MTO高浓度工艺废水pH调节为6～8，采 用的pH调节剂为氢氧化钠溶液，使MTO高浓度工艺废水在均质调节 单元的平均停留时间为6～48h;
第2步，隔油混凝沉淀：向经过均质调节的MTO高浓度工艺废水 中加入混凝剂，进行隔油混凝沉淀;混凝剂采用聚合氯化铝，聚合氯 化铝的用量为20～150mg/L;
第3步，汽提：采用的处理装置为汽提塔，汽提塔采用填料塔的 形式;将隔油混凝沉淀处理后的MTO高浓度工艺废水用泵输送至汽提 塔，从塔底通入压力1～2.5MPa，温度150～350℃的低压蒸汽，控制 塔釜温度100～120℃，塔顶温度90～105℃，装置运行稳定时控制回 流比在5～30之间;
第4步，厌氧：厌氧处理的装置采用上流式厌氧污泥床反应器， 采用絮状厌氧污泥或颗粒厌氧污泥接种来处理废水;
第5步，后沉淀：沉淀时间为1.5～4.5h，后沉淀池的表面水力 负荷为0.45～0.80m3/(m2·h)，从后沉淀池排出的厌氧污泥作为剩余 污泥按常规处理措施进行进一步处理。
2.如权利要求1所述的甲醇制烯烃高浓度工艺废水的处理方法， 其特征在于，厌氧处理的主要控制参数如下：
(1)污泥浓度为10～40g/L;
(2)COD容积负荷为3～15kg/(m3·d);
(3)反应器出水进行外循环，循环比为1～15∶1;
(4)厌氧反应温度控制在20～40℃;
(5)在进行厌氧处理时往废水中投加N营养盐和P营养盐，投 加比例为COD∶N∶P=300～500∶5∶1。
3.如权利要求2所述的甲醇制烯烃高浓度工艺废水的处理方法， 其特征在于：厌氧处理中投加的N营养盐为尿素或氯化铵;投加的P 营养盐为磷酸三钠或磷酸二氢钾。
4.如权利要求2所述的甲醇制烯烃高浓度工艺废水的处理方法， 其特征在于：在上流式厌氧污泥床反应器内采用颗粒厌氧污泥接种来 进行厌氧处理，主要控制参数如下：
(1)污泥浓度为15～30g/L;
(2)COD容积负荷为5～10kg/(m3·d);
(3)反应器出水循环比为3∶1～10∶1;
(4)厌氧反应温度为25～35℃;
(5)N营养盐和P营养盐的投加比例为COD∶N∶P=350～500∶5∶ 1。
5.如权利要求1或2或3或4所述的甲醇制烯烃高浓度工艺废 水的处理方法，其特征在于：隔油混凝沉淀时，还添加聚丙烯酰胺， 聚丙烯酰胺的用量为0～10mg/L。
6.如权利要求5所述的甲醇制烯烃高浓度工艺废水的处理方法， 其特征在于：聚丙烯酰胺的用量为0～5mg/L。
7.如权利要求1或2或3或4所述的甲醇制烯烃高浓度工艺废 水的处理方法，其特征在于：第1步中，将MTO高浓度工艺废水pH 调节为6.5～7.5，采用的pH调节剂为氢氧化钠溶液，使MTO高浓度 工艺废水在均质调节单元的平均停留时间为12～24h。
8.如权利要求1或2或3或4所述的甲醇制烯烃高浓度工艺废 水的处理方法，其特征在于：第2步中，聚合氯化铝的用量为50～ 120mg/L。
9.如权利要求1或2或3或4所述的甲醇制烯烃高浓度工艺废 水的处理方法，其特征在于：第3步中，从塔底通入压力1.5～2.5MPa， 温度200～300℃的低压蒸汽，控制塔釜温度为110～120℃，塔顶温 度为90～100℃，装置运行稳定时控制回流比在10～30之间。
10.如权利要求1或2或3或4所述的甲醇制烯烃高浓度工艺废 水的处理方法，其特征在于：第5步中，沉淀时间为2～4h;后沉淀 池的表面水力负荷为0.50～0.75m3/(m2·h)。
说明书
一种甲醇制烯烃高浓度工艺废水的处理方法
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域中有机化工废水的处理方法，具体 说是一种甲醇制烯烃高浓度工艺废水的处理方法。
背景技术
随着经济和社会的发展，尤其是对基础有机化工原料乙烯、丙烯 等低碳烯烃需求的日益攀升，作为低碳烯烃传统原料的石脑油、轻柴 油等资源面临着日益短缺的局面。因此加快替代生产技术的应用已引 起各方面的广泛重视。
近年来，由煤或天然气经甲醇制烯烃(MTO)技术在国际上技术 开发已日趋成熟，具有较明显的竞争潜力。在目前原油日益短缺且价 格较高的形式下，MTO技术有望在短期内步入工业化应用阶段。
MTO的反应机理是甲醇脱水生成二甲醚，然后二甲醚与甲醇的平 衡混合物脱水转化成以乙烯、丙烯为主的低碳烯烃及少量饱和烃和芳 烃等。反应过程中由于脱水反应不可避免生成了大量的水，水和未反 应的甲醇及一些中间产物以气体的形式随产物一起离开反应器，称之 为反应气，反应气进入急冷塔进行冷却后，水蒸汽和甲醇等液化为液 体，一起从急冷塔塔底排出，形成一股高浓度工艺废水。该股废水水 量相对较小，但废水中含有从混合气体中洗出的大量含氧有机物，污 染物含量高。若不对该股废水进行预处理，而将其直接排放至常规污 水处理场处理，则不能满足污水处理场的进水水质要求，不能保证污 水处理场的正常稳定运转和外排污水的达标要求。
中国专利CN 101353187提供了一种MTO预旋流型反应废水汽提 净化方法，该方法包括：对MTO反应废水进行微旋流分离，以去除其 中含有的催化剂颗粒。还提供了一种MTO预旋流型反应废水汽提净化 装置。但该专利仅提出了从MTO反应废水中分离催化剂颗粒的方法， 并未提及如何处理废水。
中国专利CN101139118A中公开了一种含甲醇和二甲醚的废水处 理工艺，其具体方法是：将含甲醇和二甲醚的废水，加压后与汽提塔 塔底净化水换热，然后进入汽提塔，汽提塔塔顶产生的甲醇等气体混 合物经换热后进入回流罐，一部分作为回流返回汽提塔塔顶;另一部 分送至装置外或作为MTO装置的原料;汽提塔塔底出净化水，与含甲 醇和二甲醚的废水换热后送至装置外。专利中指出，通过该工艺处理 后，所得净化水中甲醇和二甲醚的总含量可以达到100ppm以下。至 于净化水中是否还含有其它污染物质以及如何对净化水进行进一步 处理，该专利并未提及。
中国专利CN200610129854.5提供了一种甲醇厂含甲醇工业废水 处理回用于循环冷却水的方法。采用水解调节池-微氧生物接触氧化 -好氧生物接触氧化-混凝沉淀-活性炭过-UV消毒处理工艺集成 系统，生物接触氧化所用填料为弹性立体填料和微孔曝气系统。通过 微氧生物接触氧化降解有机物，同时大幅度提高废水可生化性，通过 好氧接触氧化有效去除COD，好氧生化池出水经混凝沉淀去除悬浮物 后，进一步通过活性炭吸附过滤，去除悬浮物和有机物，最后通过 UV杀菌作为循环冷却水补给水反复使用。该方法提出了低浓度含甲 醇工业废水的处理回用方法，但对高浓度含甲醇工业废水并不适用。
从以上已公开的文献可看出，目前MTO废水处理手段主要集中在 水与污染物的物理分离上，而且所提出的废水回用点也仅是原则性 的，至于需要排放的废水尤其是高浓度的废水如何处理则基本没有提 及。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种甲醇制 烯烃高浓度工艺废水的处理方法，可以大幅削减MTO生产向环境排放 的污染物总量。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
一种甲醇制烯烃高浓度工艺废水的处理方法，其特征在于，包括 以下步骤：
第1步，均质调节：将MTO高浓度工艺废水pH调节为6～8，采 用的pH调节剂为氢氧化钠溶液，使MTO高浓度工艺废水在均质调节 单元的平均停留时间为6～48h;
第2步，隔油混凝沉淀：向经过均质调节的MTO高浓度工艺废水 中加入混凝剂，进行隔油混凝沉淀;混凝剂采用聚合氯化铝，聚合氯 化铝的用量为20～150mg/L;
第3步，汽提：采用的处理装置为汽提塔，汽提塔采用填料塔的 形式;将隔油混凝沉淀处理后的MTO高浓度工艺废水用泵输送至汽提 塔，从塔底通入压力1～2.5MPa，温度150～350℃的低压蒸汽，控制 塔釜温度100～120℃，塔顶温度90～105℃，装置运行稳定时控制回 流比在5～30之间;
第4步，厌氧：厌氧处理的装置采用上流式厌氧污泥床反应器， 采用絮状厌氧污泥或颗粒厌氧污泥接种来处理废水;
第5步，后沉淀：沉淀时间为1.5～4.5h，后沉淀池的表面水力 负荷为0.45～0.80m3/(m2·h)，从后沉淀池排出的厌氧污泥作为剩余 污泥按常规处理措施进行进一步处理。
在上述技术方案的基础上，厌氧处理的主要控制参数如下：
(1)污泥浓度为10～40g/L;
(2)COD容积负荷为3～15kg/(m3·d);
(3)反应器出水进行外循环，循环比为1～15∶1;
(4)厌氧反应温度控制在20～40℃;
(5)在进行厌氧处理时往废水中投加N营养盐和P营养盐，投 加比例为COD∶N∶P=300～500∶5∶1。
在上述技术方案的基础上，厌氧处理中投加的N营养盐为尿素或 氯化铵;投加的P营养盐为磷酸三钠或磷酸二氢钾。
在上述技术方案的基础上，在上流式厌氧污泥床反应器内采用颗 粒厌氧污泥接种来进行厌氧处理，主要控制参数如下：
(1)污泥浓度为15～30g/L;
(2)COD容积负荷为5～10kg/(m3·d);
(3)反应器出水循环比为3∶1～10∶1;
(4)厌氧反应温度为25～35℃;
(5)N营养盐和P营养盐的投加比例为COD∶N∶P=350～500∶5∶ 1。
在上述技术方案的基础上，隔油混凝沉淀时，还添加聚丙烯酰胺， 聚丙烯酰胺的用量为0～10mg/L。
在上述技术方案的基础上，聚丙烯酰胺的用量为0～5mg/L。
在上述技术方案的基础上，第1步中，将MTO高浓度工艺废水 pH调节为6.5～7.5，采用的pH调节剂为氢氧化钠溶液，使MTO高浓 度工艺废水在均质调节单元的平均停留时间为12～24h。
在上述技术方案的基础上，第2步中，聚合氯化铝的用量为50～ 120mg/L。
在上述技术方案的基础上，第3步中，从塔底通入压力1.5～ 2.5MPa，温度200～300℃的低压蒸汽，控制塔釜温度为110～120℃， 塔顶温度为90～100℃，装置运行稳定时控制回流比在10～30之间。
在上述技术方案的基础上，第5步中，沉淀时间为2～4h;后沉 淀池的表面水力负荷为0.50～0.75m3/(m2·h)。
本发明所述的甲醇制烯烃高浓度工艺废水的处理方法，处理效果 稳定、操作简便，易于实现工业应用，可用于MTO高浓度工艺废水进 入常规污水处理场之前的预处理，可以确保MTO高浓度工艺废水经此 预处理后有机污染物含量大大降低，再进入常规污水处理场进行处理 很容易达到排放标准。
