申請(qǐng)日2017.10.10
公開(公告)日2018.01.26
IPC分類號(hào)C02F9/14; C02F101/30
摘要
本發(fā)明公開了一種深度處理煤化工廢水難降解有機(jī)污染物的系統(tǒng)及組合工藝。本發(fā)明以煤化工廢水生化處理出水為處理對(duì)象，經(jīng)過(guò)高效快速澄清器、一級(jí)臭氧氧化塔、二級(jí)強(qiáng)化臭氧催化氧化塔、緩沖池、曝氣生物濾池、生物炭濾池及活性炭吸附過(guò)濾器處理，能大幅度提高臭氧利用率，高效催化氧化難降解有機(jī)污染物，明顯改善廢水可生化性，并通過(guò)深度生物降解和吸附工藝，確保出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，能有效保障后續(xù)回用水站的平穩(wěn)運(yùn)行，解決了煤化工碎煤加壓氣化酚氨廢水的深度處理難題，為煤化工廢水實(shí)現(xiàn)零排放提供了強(qiáng)力支撐，是一種值得推廣的深度處理組合工藝。
權(quán)利要求書
1.一種深度處理煤化工廢水難降解有機(jī)污染物的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括高效快速澄清器、一級(jí)臭氧氧化塔、二級(jí)強(qiáng)化臭氧催化氧化塔、緩沖池、曝氣生物濾池、生物炭濾池以及作為旁路把關(guān)措施的活性炭吸附過(guò)濾器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種深度處理煤化工廢水難降解有機(jī)污染物的系統(tǒng)，其特征在于，所述的一級(jí)臭氧氧化塔、二級(jí)強(qiáng)化臭氧催化氧化塔共同組成兩級(jí)耦合臭氧催化氧化系統(tǒng)，采用串聯(lián)給氣方式，臭氧于一級(jí)臭氧氧化塔進(jìn)氣口一次性投加，殘留臭氧尾氣由二級(jí)強(qiáng)化臭氧催化氧化塔出氣口排出，實(shí)現(xiàn)臭氧的梯級(jí)利用。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種深度處理煤化工廢水難降解有機(jī)污染物的系統(tǒng)，其特征在于，所述的一級(jí)臭氧氧化塔采用臭氧氧化系統(tǒng)為主，二級(jí)強(qiáng)化臭氧催化氧化塔采用臭氧及Mn、Zr、Bi離子中的一種或幾種為活性組分制成的非均相催化劑組成的催化氧化系統(tǒng)。
4.一種深度處理煤化工廢水難降解有機(jī)污染物的組合工藝，其特征在于，采用權(quán)利要求1-3所述系統(tǒng)，該方法包括以下步驟：
(1)煤化工廢水進(jìn)入高效快速澄清器，通過(guò)投加絮凝劑PAC 20～50mg/L、助凝劑PAM 1～10 mg/L，去除污水中殘留的懸浮物、膠體、色度、非溶解性CODcr等污染物質(zhì);
(2)經(jīng)步驟(1)高效快速澄清器處理的廢水進(jìn)入兩級(jí)耦合臭氧催化氧化系統(tǒng)處理，所述的兩級(jí)耦合臭氧催化氧化系統(tǒng)包括一級(jí)臭氧氧化塔、二級(jí)強(qiáng)化臭氧催化氧化塔，去除污水中的難降解有機(jī)物;
(3)經(jīng)步驟(2)兩級(jí)耦合臭氧催化氧化系統(tǒng)處理后的出水進(jìn)入緩沖池，使殘留的臭氧自行分解、衰減，消除對(duì)下游曝氣生物濾池系統(tǒng)的毒害作用;
(4)經(jīng)步驟(3)緩沖池處理的出水進(jìn)入曝氣生物濾池，進(jìn)一步降低污水中CODcr、BOD5、NH3-N等污染物質(zhì);
(5)經(jīng)步驟(4)曝氣生物濾池處理的出水進(jìn)入生物炭濾池，通過(guò)生物膜的生物降解和活性炭的吸附雙重作用強(qiáng)化去除污水中有機(jī)物、懸浮物、色度等污染物質(zhì);
(6)經(jīng)步驟(5)生物炭濾池處理的出水在已滿足排放或回用水站進(jìn)水水質(zhì)要求時(shí)，直接進(jìn)入廢水回用單元，當(dāng)不能滿足排放或回用水站進(jìn)水水質(zhì)要求時(shí)，則進(jìn)入旁路活性炭吸附過(guò)濾器，深度去除廢水中殘留的CODcr、懸浮物、膠體等污染物質(zhì)后，出水排放或進(jìn)入回用水單元，完成廢水的深度處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種深度處理煤化工廢水難降解有機(jī)污染物的組合工藝，其特征在于，所述的煤化工廢水為經(jīng)過(guò)生化系統(tǒng)處理后的出水，其CODcr濃度為200～350mg/L。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種深度處理煤化工廢水難降解有機(jī)污染物的組合工藝，其特征在于，所述的一級(jí)臭氧氧化塔臭氧投加量為10～30mg/L，水力停留時(shí)間為0.5～1h，二級(jí)強(qiáng)化臭氧催化氧化塔的催化劑填充率為20～50%，水力停留時(shí)間0.5～2h。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種深度處理煤化工廢水難降解有機(jī)污染物的組合工藝，其特征在于，所述的曝氣生物濾池濾速為2.5～4.0 m3/m2.h，空床水力停留時(shí)間70～80 min。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種深度處理煤化工廢水難降解有機(jī)污染物的組合工藝，其特征在于，所述的生物炭濾池濾速為9～15 m3/ m2.h。
說(shuō)明書
一種深度處理煤化工廢水難降解有機(jī)污染物的系統(tǒng)及組合工藝
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及環(huán)保廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種深度處理煤化工廢水難降解有機(jī)污染物的系統(tǒng)及組合工藝。
背景技術(shù)
我國(guó)貧油少氣富煤，能源安全告急，煤炭清潔利用是能源安全的必然使命，煤化工是煤炭清潔利用的重要途徑，但同時(shí)煤化工又是高耗能、高污染、高耗水產(chǎn)業(yè)。據(jù)報(bào)道，生產(chǎn)1t合成氨需耗新鮮水約12.5m3，生產(chǎn)1t甲醇需耗新鮮水約15m3，生產(chǎn)1t二甲醚需耗新鮮水約15m3，直接液化1t油需耗新鮮水約7m3，間接液化1t油需耗新鮮水約12m3。煤化工廢水，尤其是碎煤加壓氣化工藝廢水成分復(fù)雜，生物抑制性強(qiáng)，屬于重污染難降解有機(jī)廢水，處理難度大。據(jù)相關(guān)分析檢測(cè)結(jié)果，碎煤加壓氣化工藝產(chǎn)生的酚氨廢水，共檢出244種有機(jī)污染物，含有酚類、萘、喹啉、吡啶等多環(huán)、雜環(huán)類難降解有機(jī)物和含氧、氮、碳的雜環(huán)化合物等。由于碎煤加壓氣化產(chǎn)生的酚氨廢水經(jīng)兩級(jí)生化處理后，出水中還存在較多的難生化降解物質(zhì)，如十四烷酸、n-十五烷酸、十六烷酸等長(zhǎng)鏈脂肪烴、反式-1,2,3,4-四氫化-6-甲氧基-2-(4-戊基環(huán)己基)萘、鄰苯二酸二異辛酯、1,2-苯甲酸雙(8-甲基壬基)酯等雜環(huán)類、酯類污染物，仍難以滿足排放或回用標(biāo)準(zhǔn)，若直接進(jìn)入廢水回用單元，將影響后續(xù)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，因此有必要對(duì)該類廢水進(jìn)行進(jìn)一步的深度處理。
目前，煤化工碎煤加壓氣化工藝廢水的深度處理仍是國(guó)內(nèi)外難點(diǎn)，也是目前新疆、內(nèi)蒙地區(qū)的煤化工實(shí)現(xiàn)廢水零排放的關(guān)鍵點(diǎn)之一，尤其是將工藝廢水中的酚氨廢水CODcr從200～350mg/L處理至40～50mg/L，滿足進(jìn)回用水站條件，現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)有很多不同的工藝，但成功運(yùn)行的案例不多。
中國(guó)專利CN 103145299B公開了“一種魯奇爐煤制氣廢水的深度處理方法”,主要包括：一、混凝吸附處理;二、高密度沉淀處理;三、高級(jí)氧化處理(臭氧氧化);四、連續(xù)曝氣間歇攪拌處理;五、間歇式曝氣生物處理;六、V型砂濾池處理，即完成污水深度處理。但該發(fā)明無(wú)法避免高密度沉淀池運(yùn)行不穩(wěn)定，臭氧投加量大，利用率低，對(duì)難降解污染物具有選擇性，出水水質(zhì)不穩(wěn)定等不足。
因此，尋求針對(duì)難降解有機(jī)污染物降解高效、運(yùn)行穩(wěn)定、出水水質(zhì)良好的深度處理技術(shù)是目前較難且需要解決的問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種難降解有機(jī)污染物降解高效、運(yùn)行穩(wěn)定、出水水質(zhì)良好的煤化工廢水生化尾水中難降解有機(jī)污染物的深度處理系統(tǒng)及組合工藝。
本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
一種深度處理煤化工廢水難降解有機(jī)污染物的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括高效快速澄清器、一級(jí)臭氧氧化塔、二級(jí)強(qiáng)化臭氧催化氧化塔、緩沖池、曝氣生物濾池、生物炭濾池以及作為旁路把關(guān)措施的活性炭吸附過(guò)濾器。
所述的一級(jí)臭氧氧化塔、二級(jí)強(qiáng)化臭氧催化氧化塔共同組成兩級(jí)耦合臭氧催化氧化系統(tǒng)，采用串聯(lián)給氣方式，臭氧于一級(jí)臭氧氧化塔進(jìn)氣口一次性投加，殘留臭氧尾氣由二級(jí)強(qiáng)化臭氧催化氧化塔出氣口排出，實(shí)現(xiàn)臭氧的梯級(jí)利用。
所述的一級(jí)臭氧氧化塔采用臭氧氧化系統(tǒng)為主，二級(jí)強(qiáng)化臭氧催化氧化塔采用臭氧及Mn、Zr、Bi離子中的一種或幾種為活性組分制成的非均相催化劑組成的催化氧化系統(tǒng)。
一種深度處理煤化工廢水難降解有機(jī)污染物的組合工藝，該方法包括以下步驟：
1.將煤化工廢水生化系統(tǒng)二沉池出水提升進(jìn)入高效快速澄清器，通過(guò)投加絮凝劑PAC 20～50mg/L、助凝劑PAM 1～10mg/L，高效、穩(wěn)定去除污水中殘留的懸浮物、膠體、色度、非溶解性CODcr等污染物質(zhì)。
2.經(jīng)步驟1高效快速澄清器處理的廢水進(jìn)入兩級(jí)耦合臭氧催化氧化系統(tǒng)，即一級(jí)臭氧氧化塔、二級(jí)強(qiáng)化臭氧催化氧化塔。一級(jí)以臭氧氧化反應(yīng)為主，臭氧投加量為10～30mg/L，水力停留時(shí)間為0.5～1h，主要針對(duì)易被臭氧氧化的有機(jī)物，該類有機(jī)物被臭氧氧化后形成的中間產(chǎn)物難被臭氧氧化，與未反應(yīng)的難降解有機(jī)物一同進(jìn)入二級(jí)強(qiáng)化臭氧催化氧化區(qū)，該區(qū)采用臭氧及Mn、Zr、Bi離子中的一種或幾種為活性組分制成的非均相催化劑組成催化氧化系統(tǒng)，催化劑填充率為20～50%，在該反應(yīng)區(qū)難降解有機(jī)污染物被催化臭氧化產(chǎn)生的大量羥基自由基高效降解，進(jìn)一步氧化成小分子有機(jī)酸、二氧化碳和水，廢水可生化性顯著提高，水力停留時(shí)間0.5～2h，
3.經(jīng)步驟2兩級(jí)耦合臭氧催化氧化系統(tǒng)處理的出水進(jìn)入緩沖池，通過(guò)臭氧自身的衰減和延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間消除其對(duì)下游曝氣生物濾池系統(tǒng)的毒害作用，以增強(qiáng)后續(xù)的生化處理效果。
4.經(jīng)步驟3緩沖池處理的出水進(jìn)入曝氣生物濾池，進(jìn)一步降低污水中CODcr、BOD5、NH3-N等污染物質(zhì)，濾速2.5～4.0m3/m2.h，空床水力停留時(shí)間70～80min。
5.經(jīng)步驟4曝氣生物濾池處理的出水進(jìn)入生物炭濾池，濾速9～15m3/m2.h，通過(guò)生物膜的生物降解和活性炭的吸附雙重作用強(qiáng)化去除污水中有機(jī)物、懸浮物、色度等污染物質(zhì)，進(jìn)一步提高出水水質(zhì)。
6.經(jīng)步驟5生物炭濾池處理的出水在正常情況下已滿足排放或回用水站進(jìn)水水質(zhì)要求，可直接進(jìn)入廢水回用單元。當(dāng)原水水質(zhì)較差或上游工藝運(yùn)行不穩(wěn)定等非正常情況下，生物炭濾池出水不能滿足排放或回用水站進(jìn)水水質(zhì)要求時(shí)，則增設(shè)把關(guān)措施，將生物炭濾池出水進(jìn)入旁路活性炭吸附過(guò)濾器，深度去除廢水中殘留的CODcr、懸浮物、膠體等污染物質(zhì)，出水排放或進(jìn)入回用水單元，完成廢水的深度處理。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：
1.本發(fā)明采用的組合工藝，對(duì)生化尾水中難降解污染物有極強(qiáng)的針對(duì)性，降解高效、運(yùn)行穩(wěn)定，出水可靠。
2.本發(fā)明采用的高效快速澄清器，簡(jiǎn)單、高效，可快速去除廢水中殘留的懸浮物、膠體、色度、非溶解性CODcr等污染物質(zhì)，有效降低后續(xù)臭氧投加量。
3.本發(fā)明采用的兩級(jí)耦合臭氧催化氧化系統(tǒng)，通過(guò)投加臭氧及催化劑，產(chǎn)生了大量·OH自由基，顯著提高了對(duì)難降解污染物和色度的去除效果，整個(gè)處理過(guò)程中，臭氧采用串聯(lián)給氣方式，實(shí)現(xiàn)臭氧的梯級(jí)利用，大幅度提高臭氧的利用率，有效降低處理成本。
4.本發(fā)明采用的生物炭濾池，利用生物膜的生物降解和活性炭的吸附雙重作用，強(qiáng)化去除污水中有機(jī)物、懸浮物、色度、有毒物質(zhì)等污染物，進(jìn)一步提高出水水質(zhì)。
5.本發(fā)明采用活性炭吸附過(guò)濾器作為把關(guān)措施，運(yùn)行靈活、可靠，可應(yīng)對(duì)原水水質(zhì)差、上游工藝運(yùn)行不正常等事故狀況，提高系統(tǒng)抗沖擊負(fù)荷的能力，有效保障出水水質(zhì)。
