[发明专利]用于处理废水的方法和系统

说明书

发明背景

本发明的领域大体涉及工业废水处理系统，且更具体而言涉及处理气化过程废水或灰水泄料的系统。

工业过程水典型地分类为黑水或灰水。黑水是可包含高水平的悬浮固体和溶解气体的过程水。为了重新使用水，将黑水转化成灰水，以便于由降低悬浮固体、压力和温度的过程重新使用。因此，灰水与黑水相比包含更少的悬浮固体和溶解气体。灰水的一部分被泄出，以减少可不利地影响工业过程的污染物。这种废水或灰水泄料可由诸如气化系统的工业应用产生。

黑水和灰水是通常用来描述气化过程中的水流的术语。来自气化系统的灰水的特性取决于气化器给料和/或气化过程操作状况，且这种灰水可包含氨、氯化物和甲酸盐。气化灰水还可包含其它成分，例如碱和碱土金属、二氧化碳、悬浮固体、过渡金属和其它反应性物质，例如硅石和硫化物。已知的气化灰水具有从约5.5至约8的pH范围，且在排到废水处理系统中时可具有约180°F的温度。如果灰水处于更低的pH区域中，则该灰水可为腐蚀性的，且因而，灰水可在废水处理系统内的构件上引起磨损。

用于与灰水一起使用的至少一种已知的废水处理系统处理灰水泄料或废水，以在水排到排水口之前移除有害的污染物。可在氨气提器(stripper)柱中处理废水，以移除氨。可在硫回收单元(SRU)中处置气提的氨蒸气。对从氨气提器中排出的水进行进一步的处理，以在被排出之前符合环境要求。例如，可使用生物处理过程从废水中移除甲酸盐。如果排出的水不符合规格，废水就存储在存储罐中，以便于在最终处置之前进行进一步的测试。

用于气化灰水泄料或废水的另一种已知的废水处理系统使用满流零液体排放(ZLD)过程。ZLD过程是不产生废液排放流的过程。已知的废水ZLD过程包括降膜蒸发器、强制循环蒸发器和鼓式干燥器，以产生用于处置的固体废物，以及产生用于在气化过程中重新使用的水。在至少一些已知的ZLD过程中，在将废水引导到降膜蒸发器之前对废水进行预处理。更具体而言，对废水进行预处理可包括净化处理和/或过滤处理。但是，这种已知的ZLD过程系统中的处理构件需要使用抗腐蚀的材料。另外，由于蒸发系统中的结垢的原因，这种已知的ZLD过程可使用另外的蒸汽来蒸发废水。来自动力设备内的蒸汽否则可能会被用来产生动力。因而，就资金和运营费用两者而言，已知的ZLD过程系统可能是昂贵的。

发明简述

在一方面，提供了一种用于处理废水的方法。该方法包括使用反渗透处理膜来使废水流浓缩，以及使该浓缩的流蒸发，以至少产生蒸馏物和固体。

在另一方面，提供了一种用于处理废水的系统。该废水处理系统包括分离系统，该分离系统包括反渗透膜。分离系统构造成以便降低废水的流量。该废水处理系统还包括用于接收来自分离系统的减少的废水流的蒸发系统。

在又一方面，提供了一种用于处理废水的分离系统。该分离系统包括包含基于聚合物薄膜的过滤机构的第一膜，以及包含反渗透膜材料的第二膜。该第二膜有利于降低废水的流量。

附图简述

图1是用于合成气发生系统的一种示例性气化的示意图。

图2是可与图1所示的用于合成气发生系统的气化一起使用的一种示例性废水处理系统的示意图。

图3是可与图1所示的用于合成气发生系统的气化一起使用的一种备选的废水处理系统的示意图。

发明详细描述

图1是用于合成气发生系统10的一种示例性气化的简图。合成气发生系统10大体包括用于分离空气14以产生气化器氧气16的空气分离单元(ASU)12，以及用于准备含碳燃料20和水22以产生气化器燃料24的含碳燃料准备单元18。ASU12和燃料准备单元18以流动连通的方式联接到气化器26上，该气化器26通过气化器氧气16和燃料24的部分氧化过程来产生气体/固体混合物28。该气体/固体混合物28包括主产物合成煤气(“合成气”)和副产物，该副产物可包括固体，例如炉渣和未燃烧的碳。气化器26以流动连通的方式联接到合成气冷却器30上，该合成气冷却器30使气化/固体混合物28冷却成经冷却的气体/固体混合物32。锅炉给水34供给到合成气冷却器30中，以产生用于在下游单元中使用的蒸汽36。合成气冷却器30以流动连通的方式联接到气体/液体/固体分离装置38上，经冷却的气体/固体混合物32在该分离装置38处被分离成原始合成气40(气体)、黑水42(液体)和炉渣44(固体)。炉渣44是可被重新使用和/或在现场外处置的副产物。