申請日2015.07.08
公開(公告)日2015.10.07
IPC分類號C02F9/14
摘要
本發(fā)明公開一種煤化工廢水處理工藝，該工藝包括依次順連的預(yù)處理段、主生化處理段、深度處理段，還包括利用離心脫水機(jī)對污泥進(jìn)行脫水的污泥處理段，具體包括如下步驟：1)、預(yù)處理：先將煤化工廢水中酚氨回收廢水通入酚氨回收廢水調(diào)節(jié)池，將其它廢水通入綜合廢水調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)后的出水分別對應(yīng)進(jìn)入對應(yīng)的沉淀池中;2)、主生化處理：步驟1)的出水依次進(jìn)入外循環(huán)厭氧系統(tǒng)、生物倍增系統(tǒng)、改良A/O系統(tǒng)以及二沉池進(jìn)行相應(yīng)的生化處理;3)、深度處理：步驟2)的出水依次進(jìn)入混合反應(yīng)池、絮凝沉淀池、高級氧化系統(tǒng)、曝氣生物濾池、濾池中進(jìn)行相應(yīng)處理，最終排至清水池;并對上述步驟中產(chǎn)生的污泥進(jìn)行脫水處理。本發(fā)明生物降解更為徹底、廢水凈化效果優(yōu)良。
權(quán)利要求書
1.一種煤化工廢水處理工藝，其特征在于，該工藝包括依次順連的預(yù) 處理段、主生化處理段、深度處理段，還包括利用離心脫水機(jī)對污泥進(jìn)行脫 水的污泥處理段，具體包括如下步驟：
1)、預(yù)處理：先將待處理的煤化工廢水中酚氨回收廢水通入酚氨回收廢 水調(diào)節(jié)池，將其它廢水通入綜合廢水調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)后的出水分別對應(yīng)進(jìn)入與 酚氨回收廢水調(diào)節(jié)池順次相連的酚氨回收廢水沉淀池中、與綜合廢水調(diào)節(jié)池 順次相連的入綜合廢水沉淀池中;
2)、主生化處理：經(jīng)步驟1)處理后的出水依次進(jìn)入外循環(huán)厭氧系統(tǒng)、 生物倍增系統(tǒng)、改良A/O系統(tǒng)以及二沉池進(jìn)行相應(yīng)的生化處理;
3)、深度處理：經(jīng)步驟2)處理后的出水依次進(jìn)入混合反應(yīng)池、絮凝沉 淀池、高級氧化系統(tǒng)、曝氣生物濾池、濾池中進(jìn)行相應(yīng)的深度處理，直至最 終排至清水池;
對于上述步驟1)、2)、3)中產(chǎn)生的污泥，通過污泥處理段進(jìn)行處理。
其中，所述生物倍增系統(tǒng)的處理過程為：
低氧條件下把氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮：NH4++2O2-→NO2-+2H2O;
硝酸鹽氮直接發(fā)生硝化反應(yīng)轉(zhuǎn)化成氮?dú)猓篘O2-+NH4+→N2+2H2O。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤化工廢水處理工藝，其特征在于：預(yù) 處理段所述酚氨回收廢水調(diào)節(jié)池的停留時(shí)間為24h、綜合廢水調(diào)節(jié)池的停留 時(shí)間為24h、酚氨回收廢水沉淀池的停留時(shí)間為2h、綜合廢水沉淀池的停留 時(shí)間為2h。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤化工廢水處理工藝，其特征在于：所 述外循環(huán)厭氧處理系統(tǒng)循環(huán)設(shè)計(jì)流量為720m3/h;容積負(fù)荷為 3.0kgCOD/m3·d;設(shè)計(jì)污泥濃度為20000mg/L;設(shè)計(jì)污泥負(fù)荷為 0.15kgCOD/kgMLSS·d;所述外循環(huán)厭氧系統(tǒng)的停留時(shí)間為41±4h。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤化工廢水處理工藝，其特征在于：所 述生物倍增系統(tǒng)包括生物增濃同步脫氮池，設(shè)計(jì)容積負(fù)荷為 1.5kgCOD/m3·d;設(shè)計(jì)污泥濃度5000mg/L;設(shè)計(jì)污泥負(fù)荷 0.30kgCOD/kgMLSS·d;污泥齡設(shè)計(jì)大于100d;所述生物倍增系統(tǒng)的停留時(shí) 間為42h。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤化工廢水處理工藝，其特征在于，所 述改良A/O系統(tǒng)設(shè)計(jì)容積負(fù)荷為0.5kgCOD/m3·d;設(shè)計(jì)污泥濃度2500mg/L; 設(shè)計(jì)污泥負(fù)荷0.2COD/kgMLSS·d;污泥齡設(shè)計(jì)大于100d;所述改良A/O系 統(tǒng)的停留時(shí)間為36h。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤化工廢水處理工藝，其特征在于：所 述二沉池用于將改良A/O系統(tǒng)的出水進(jìn)行泥水分離，其水力負(fù)荷為 1.0m3/m2·h、停留時(shí)間為4h。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤化工廢水處理工藝，其特征在于：所 述混合反應(yīng)池通過活性硅藻土和碳粉實(shí)現(xiàn)對廢水中難降解CODcr的預(yù)吸附， 所述混合反應(yīng)預(yù)吸附的停留時(shí)間為1h;所述絮凝沉淀的沉淀表面負(fù)荷為 1.5m/h、其停留時(shí)間為4h。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種煤化工廢水處理工藝，其特征在于：所 述混合反應(yīng)池的吸附方式采用廊道式高效動(dòng)態(tài)方式，吸附CODcr去除率大于 40%。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤化工廢水處理工藝，其特征在于：所 述高級氧化工藝采用多相催化臭氧氧化技術(shù);所述高級氧化系統(tǒng)的臭氧投加 量為40～60mg/L，催化劑投加量3～10mg/L，臭氧反應(yīng)時(shí)間為0.5h，緩沖時(shí) 間為1.5h。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤化工廢水處理工藝，其特征在于：所 述曝氣生物濾池BOD容積負(fù)荷為0.09kgBOD/m3·d，氣水比3.5：1，水反沖洗 強(qiáng)度5.6L/s.m2，氣沖強(qiáng)度為16.7L/s.m2，其平均停留時(shí)間為4h;所述濾池 采用均質(zhì)濾料，水反沖洗強(qiáng)度4.0L/s.m2，氣沖強(qiáng)度為16.7L/s.m2，一次反 沖洗歷時(shí)18min：其中氣洗2min，水洗8min，氣水聯(lián)合洗5min，漂洗3min; 單格濾池過濾濾速為4.5m/h，強(qiáng)制濾速為9m/h，濾池停留時(shí)間為2h。
說明書
一種煤化工廢水處理工藝
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種煤化工廢水處理工藝。
背景技術(shù)
煤炭氣化是合理使用煤炭資源的有效途徑之一,也是潔凈煤技術(shù)的重要 組成部分,其核心設(shè)備為氣化爐。當(dāng)前,綜合效率高、工藝成熟、推廣應(yīng)用廣 泛且不斷向前發(fā)展的爐型應(yīng)首推,習(xí)慣上稱魯奇爐。碎煤加壓氣化爐產(chǎn)生的 廢水中，主要污染物成分有單元酚、多元酚、氨氮、有機(jī)氮、脂肪酸及其它 較少量的苯屬烴、萘、蒽、噻吩、吡啶等難降解有機(jī)物，廢水的可生化性較 差(B/C小于0.3)，并且廢水中表面活性物質(zhì)較多，曝氣時(shí)泡沫很大，需要 大量的新水進(jìn)行消泡，同時(shí)廢水中的油類物質(zhì)呈乳狀態(tài)。
現(xiàn)有技術(shù)中對碎煤加壓氣化爐廢水提出了多種處理工藝的組合工藝，但 是仍具有一定的弊端。比如，對組合工藝中生物處理過程來說，單純的好氧 生物工藝因出水仍含有難降解的有機(jī)物而導(dǎo)致凈化效果較差，而缺氧-好氧 (A/0)生物處理工藝一般需要經(jīng)歷NH4+→NO2-→NO3-→NO2-→N2的過程，雖 能夠有效地去除廢水中的氮，但NO3-的生成不僅延長了脫氮反應(yīng)歷程，還造 成了能源和外加碳源的浪費(fèi)。
因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需提供一種運(yùn)行穩(wěn)定、生物降解更為徹底、廢 水凈化效果優(yōu)良、更加優(yōu)化的煤化工廢水處理工藝。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種運(yùn)行穩(wěn)定、生物降解 更為徹底、廢水凈化效果優(yōu)良、更加優(yōu)化的煤化工廢水處理工藝。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：
一種煤化工廢水處理工藝，該工藝包括依次順連的預(yù)處理段、主生化處 理段、深度處理段，還包括利用離心脫水機(jī)對污泥進(jìn)行脫水的污泥處理段， 具體包括如下步驟：
1)、預(yù)處理：先將待處理的煤化工廢水中酚氨回收廢水通入酚氨回收廢 水調(diào)節(jié)池，將其它廢水通入綜合廢水調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)后的出水分別對應(yīng)進(jìn)入與 酚氨回收廢水調(diào)節(jié)池順次相連的酚氨回收廢水沉淀池中、與綜合廢水調(diào)節(jié)池 順次相連的入綜合廢水沉淀池中;
2)、主生化處理：經(jīng)步驟1)處理后的出水依次進(jìn)入外循環(huán)厭氧系統(tǒng)、 生物倍增系統(tǒng)、改良A/O系統(tǒng)以及二沉池進(jìn)行相應(yīng)的生化處理;
3)、深度處理：經(jīng)步驟2)處理后的出水依次進(jìn)入混合反應(yīng)池、絮凝沉 淀池、高級氧化系統(tǒng)、曝氣生物濾池、濾池中進(jìn)行相應(yīng)的深度處理，直至最 終排至清水池;
對于上述步驟1)、2)、3)中產(chǎn)生的污泥，通過污泥處理段進(jìn)行處理。
其中，所述生物倍增系統(tǒng)的處理過程為：
低氧條件下把氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮：NH4++2O2-→NO2-+2H2O;
硝酸鹽氮直接發(fā)生硝化反應(yīng)轉(zhuǎn)化成氮?dú)猓篘O2-+NH4+→N2+2H2O。
優(yōu)選的，預(yù)處理段所述酚氨回收廢水調(diào)節(jié)池的停留時(shí)間為24h、綜合廢 水調(diào)節(jié)池的停留時(shí)間為24h、酚氨回收廢水沉淀池的停留時(shí)間為2h、綜合廢 水沉淀池的停留時(shí)間為2h。
優(yōu)選的，所述外循環(huán)厭氧處理系統(tǒng)循環(huán)設(shè)計(jì)流量為720m3/h;容積負(fù)荷 為3.0kgCOD/m3·d;設(shè)計(jì)污泥濃度為20000mg/L;設(shè)計(jì)污泥負(fù)荷為 0.15kgCOD/kgMLSS·d;所述外循環(huán)厭氧系統(tǒng)的停留時(shí)間為41±4h。
優(yōu)選的，所述生物倍增系統(tǒng)包括生物增濃同步脫氮池，設(shè)計(jì)容積負(fù)荷為 1.5kgCOD/m3·d;設(shè)計(jì)污泥濃度5000mg/L;設(shè)計(jì)污泥負(fù)荷 0.30kgCOD/kgMLSS·d;污泥齡設(shè)計(jì)大于100d;所述生物倍增系統(tǒng)的停留時(shí) 間為42h。
優(yōu)選的，所述改良A/O系統(tǒng)設(shè)計(jì)容積負(fù)荷為0.5kgCOD/m3·d;設(shè)計(jì)污泥 濃度2500mg/L;設(shè)計(jì)污泥負(fù)荷0.2kgCOD/kgMLSS·d;污泥齡設(shè)計(jì)大于100d; 所述改良A/O系統(tǒng)的停留時(shí)間為36h。
優(yōu)選的，所述二沉池用于將改良A/O系統(tǒng)的出水進(jìn)行泥水分離，其水力 負(fù)荷為1.0m3/m2·h、停留時(shí)間為4h。
優(yōu)選的，所述混合反應(yīng)池通過活性硅藻土和碳粉實(shí)現(xiàn)對廢水中難降解 CODcr的預(yù)吸附，所述混合反應(yīng)預(yù)吸附的停留時(shí)間為1h;所述絮凝沉淀的沉 淀表面負(fù)荷為1.5m/h、其停留時(shí)間為4h。
進(jìn)一步的，所述混合反應(yīng)池的吸附方式采用廊道式高效動(dòng)態(tài)方式，吸附 CODcr去除率大于40%。
優(yōu)選的，所述高級氧化工藝采用多相催化臭氧氧化技術(shù);所述高級氧化 系統(tǒng)的臭氧投加量為40～60mg/L，催化劑投加量3～10mg/L，臭氧反應(yīng)時(shí)間 為0.5h，緩沖時(shí)間為1.5h。
優(yōu)選的，所述曝氣生物濾池BOD容積負(fù)荷為0.09kgBOD/m3·d，氣水比為 3.5：1，水反沖洗強(qiáng)度為5.6L/s.m2，氣沖強(qiáng)度為16.7L/s.m2，其平均停留 時(shí)間為4h;所述濾池采用均質(zhì)濾料，水反沖洗強(qiáng)度4.0L/s.m2，氣沖強(qiáng)度為 16.7L/s.m2，一次反沖洗歷時(shí)18min：其中氣洗2min，水洗8min，氣水聯(lián)合 洗5min，漂洗3min;單格濾池過濾濾速為4.5m/h，強(qiáng)制濾速為9m/h，濾池 停留時(shí)間為2h。
本發(fā)明的有益效果在于：
1)、本發(fā)明通過合理采用多種處理工藝的組合工藝，包括順連的預(yù)處理 段、主生化處理段、深度處理段，還包括利用離心脫水機(jī)對污泥進(jìn)行脫水的 污泥處理段，具體為調(diào)節(jié)池→沉淀池→外循環(huán)(EC)厭氧系統(tǒng)→生物倍增系 統(tǒng)→改良A/O系統(tǒng)→二沉池→絮凝沉淀池→高級氧化→曝氣生物濾池→濾池 →出水池。其中核心技術(shù)是生物倍增系統(tǒng)，通過生物增濃同步脫氮工藝在亞 硝酸鹽和氨氮同時(shí)存在的條件下，通過控制溶解氧，利用自養(yǎng)型的ANAMMOX 細(xì)菌將氨和亞硝酸鹽同時(shí)去除，產(chǎn)物為氮?dú)猓硗膺�伴隨產(chǎn)生少量硝酸鹽， 由于參與反應(yīng)的微生物屬于自養(yǎng)型微生物，因此生物增濃同步脫氮工藝不需 要碳源。另外由于生物增濃同步脫氮工藝只需要硝化50%的氨氮，硝化步驟 只需要控制到亞硝化階段，因此理論上可以節(jié)約堿度50%，節(jié)約供氧量62.5%。 低氧曝氣避免了運(yùn)行中泡沫增加的問題，是組合工藝中最主要的污染物去除 工藝之一。
生物增濃同步脫氮工藝的引入由于①生物增濃同步脫氮池兼有水解酸 化作用，對難降解的COD和多元酚有較好的適應(yīng)性，COD和多元酚的去除效 果要優(yōu)于其他好氧工藝;②生物增濃同步脫氮工藝在有效去除COD的同時(shí)， 低溶氧又創(chuàng)造了同步硝化反硝化脫氮的條件，在生化池實(shí)現(xiàn)了脫氮過程，縮 短了了脫氮反應(yīng)歷程，避免了能源和外加碳源的浪費(fèi);③低溶解氧避免了泡 沫的產(chǎn)生;從而使得本發(fā)明的廢水處理工藝生物降解更為徹底、廢水凈化效 果更為優(yōu)良。
2)、本發(fā)明中外循環(huán)(EC)厭氧工藝完成的厭氧共代謝過程，在改善酚 氨回收廢水水質(zhì)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)部分有機(jī)物的羧化和苯酰化的轉(zhuǎn)變過程，避免 多元酚向醌類物質(zhì)的轉(zhuǎn)化。并利用厭氧細(xì)菌將部分酚氨回收廢水污染物轉(zhuǎn)化 成甲烷，同時(shí)將部分難降解有機(jī)物轉(zhuǎn)化為易降解有機(jī)物，并為后續(xù)好氧生物 工藝降低處理難度和減輕運(yùn)行負(fù)擔(dān)，同樣是整個(gè)工藝中污染物去除的主體工 藝，保證了后續(xù)低負(fù)荷生物處理裝置的穩(wěn)定運(yùn)行，使廢水得到充分的分解凈 化。
3)、本發(fā)明在酚氨回收廢水調(diào)節(jié)池后設(shè)置酚氨回收廢水沉淀池，剩余的 煤氣化工藝廢水中的油類物質(zhì)在厭氧狀況下可以降解，不會(huì)對后續(xù)的好氧系 統(tǒng)產(chǎn)生不利的影響。間斷地坪沖洗水、生活污水、低溫甲醇洗等廢水在進(jìn)入 綜合廢水調(diào)節(jié)池后進(jìn)行水質(zhì)水量調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)后經(jīng)過綜合廢水沉淀池處理，去 除廢水中的大部分懸浮物及部分油類物質(zhì)。保證了本發(fā)明的穩(wěn)定運(yùn)行。
4)、本發(fā)明改良A/O氧化工藝的回流比可以根據(jù)需要隨意變動(dòng)，針對酚 氨回收廢水剩余氨氮和有機(jī)物的降解需要調(diào)整回流比，對氨氮硝化和反硝化 脫氮進(jìn)行強(qiáng)化處理，改良A/O氧化工藝的兼氧與好氧交替運(yùn)行可以改善難降 解污染物的性質(zhì)，強(qiáng)化降解廢水中剩余的有機(jī)污染物，再通過二沉池對將A/O 生化池的出水進(jìn)行泥水分離，污泥及時(shí)通過離心脫水機(jī)處理，保證了本發(fā)明 對污水的處理能力。
5)、本發(fā)明接著先通過混合反應(yīng)池對污水中難降解的CODcr進(jìn)一步吸附 去除，提高水體的可生化性，吸附方式采用廊道式高效動(dòng)態(tài)方式，吸附CODcr 去除率在40%以上;
吸附后的出水經(jīng)沉淀后進(jìn)入后續(xù)的絮凝沉淀池進(jìn)行處理;絮凝沉淀處理 工藝通過投加化學(xué)藥劑有效的降低了廢水中色度和去除難降解有機(jī)物，同時(shí) 使得活性硅藻土和碳粉和污水中的雜質(zhì)一同沉淀，部分活性硅藻土和碳粉回 流到吸附段的首段繼續(xù)反應(yīng)，部分活性硅藻土和碳粉排出送走，達(dá)到了良好 的出水效果。
6)、出水進(jìn)入高級氧化系統(tǒng)后，高級氧化工藝采用多相催化臭氧氧化技 術(shù)，采用臭氧產(chǎn)生強(qiáng)活性自由基對廢水進(jìn)行改性，將大分子環(huán)狀有機(jī)物斷鏈， 變成易生化的直鏈小分子有機(jī)物，深入催化分解污染物;然后進(jìn)入曝氣生物 濾池，生物濾池工藝采用親水性濾料，擁有吸附、截濾和生物降解的功能， 運(yùn)行中采用二次臭氧氧化技術(shù)，可以達(dá)到臭氧活性炭的催化氧化功能，對廢 水中剩余有機(jī)物和氨氮等污染物深度處理的目的;最后通入濾池中，濾池作 為去除水中SS的深度處理技術(shù)，可以確保出水水質(zhì)達(dá)到設(shè)計(jì)要求，后排出 至清水池中;進(jìn)一步增加了本發(fā)明對煤化工廢水的處理效果。
