申請日2013.10.11
公開(公告)日2013.12.25
IPC分類號C02F9/14
摘要
本發(fā)明提供了一種碎煤加壓氣化廢水處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括依次序連接的調(diào)節(jié)單元、一級吸附沉淀單元、二級吸附沉淀單元、混凝沉淀單元、缺氧生化處理單元和好氧生化處理單元;所述一級吸附沉淀單元所使用的吸附劑包括二級吸附沉淀單元中的沉淀物。本發(fā)明還提供了用于上述碎煤加壓氣化廢水處理系統(tǒng)的處理方法，以及該處理系統(tǒng)或方法在用于處理碎煤加壓氣化廢水中的應(yīng)用。
權(quán)利要求書
1.一種碎煤加壓氣化廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括依次序連 接的調(diào)節(jié)單元、一級吸附沉淀單元、二級吸附沉淀單元、混凝沉淀單元、缺 氧生化處理單元和好氧生化處理單元;所述一級吸附沉淀單元所使用的吸附 劑包括二級吸附沉淀單元中的沉淀物;
優(yōu)選地，所述二級吸附沉淀單元所使用的吸附劑為活性焦，并且所述二 級吸附沉淀單元的沉淀物沉積區(qū)域與所述一級吸附沉淀單元連通，以使所述 二級吸附沉淀單元的沉淀物通入所述一級吸附沉淀單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于，所述一級吸附沉淀單元包括一 級吸附池和一級沉淀池，所述二級吸附沉淀單元包括二級吸附池和二級沉淀 池，所述二級吸附沉淀單元的沉淀物沉積區(qū)域包括二級沉淀池的底部空間; 所述二級沉淀池的底部空間與一級吸附池連通，以使二級沉淀池的沉淀物通 入所述一級吸附池。
3.一種用于權(quán)利要求1或2所述的碎煤加壓氣化廢水處理系統(tǒng)的處理方 法，其特征在于，該方法包括以下步驟：
1)調(diào)節(jié)處理：將廢水通入調(diào)節(jié)單元，調(diào)節(jié)其水質(zhì)、水量，得到調(diào)節(jié)處 理后的廢水;
2)一級吸附沉淀處理：使用吸附劑對上述步驟1)得到的調(diào)節(jié)處理后的 廢水進行吸附處理，然后使包含該吸附劑的沉淀物沉積于所述一級吸附沉淀 單元的沉淀物沉積區(qū)域，取上清液體，得到一級吸附沉淀處理后的廢水;
3)二級吸附沉淀處理：使用活性焦作為吸附劑對上述步驟2)得到的一 級吸附沉淀處理后的廢水進行吸附處理，然后使包含活性焦的沉淀物沉積于 所述二級吸附沉淀單元的沉淀物沉積區(qū)域，取上清液體，得到二級吸附沉淀 處理后的廢水;
4)混凝沉淀處理：向上述步驟3)得到的二級吸附沉淀處理后的廢水中 加入絮凝劑，使懸浮物發(fā)生絮凝作用并沉淀，得到混凝沉淀處理后的廢水。
5)缺氧生化處理：對上述步驟4)得到的混凝沉淀處理后的廢水進行缺 氧生化處理，得到缺氧生化處理后的廢水;
6)好氧生化處理：對上述步驟5)得到的缺氧生化處理后的廢水進行好 氧生化處理，得到可排放/回用水;
其中，步驟2)中所使用的吸附劑包括步驟3)中的沉淀物;
優(yōu)選地，上述步驟3)中的沉淀物從所述二級吸附沉淀單元的沉淀物沉 積區(qū)域通入所述一級吸附沉淀處理單元，以作為步驟2)中所使用的吸附劑 的至少部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述步驟2)中所使用的 吸附劑還包括所述一級吸附沉淀單元的沉淀物;優(yōu)選地，所述步驟2)中所 使用的吸附劑中，二級吸附沉淀單元的沉淀物與一級吸附沉淀單元的沉淀物 之間的重量比為1:0～0.5，優(yōu)選為1:0.1～0.3。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征在于，在步驟2)中，廢水 與所使用的吸附劑的重量比為20～200:1，優(yōu)選為20～100:1，更優(yōu)選為40:1。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征在于，在步驟3)中，廢水 與所使用的活性焦的重量比為30～200:1，優(yōu)選為30～100:1，更優(yōu)選為40:1。
7.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述步驟4)中所加 入的絮凝劑選自有機絮凝劑或生物絮凝劑;所述有機絮凝劑為蛋白質(zhì)、動物 膠、藻朊酸鈉和羧甲基纖維素鈉中的一種或多種;所述生物絮凝劑為微生物 絮凝劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求3至7中任一項所述的方法，其特征在于，所述步驟5) 中的缺氧生化處理時間為10～30h;所述步驟6)中的好氧生化處理時間為 30～60h;優(yōu)選地，所述缺氧生化處理時間和所述好氧生化處理時間的總和為 40～80h。
9.根據(jù)權(quán)利要求3至8中任一項所述的方法，其特征在于，所述步驟6) 中經(jīng)好氧生化處理后的廢水的部分或全部回流至所述缺氧生化處理單元，進 行反硝化。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述步驟6)中經(jīng)好氧 生化處理后的廢水回流至所述缺氧生化處理單元的水量與步驟5)中通入所 述缺氧生化處理單元的混凝沉淀處理后的廢水的水量之間的重量比為 1～3:1，優(yōu)選為1:1。
11.權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)或權(quán)利要求3～10中任一項所述的方法 在用于處理碎煤加壓氣化廢水中的應(yīng)用。
說明書
一種碎煤加壓氣化廢水處理系統(tǒng)和處理方法及應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種廢水處理系統(tǒng)，具體涉及一種煤氣化廢水，尤其是碎煤 加壓氣化廢水的處理系統(tǒng)和處理方法及它們的應(yīng)用。
背景技術(shù)
煤氣化技術(shù)通常包括常壓氣化和加壓氣化兩種，是指在常壓或加壓條件 下，保持一定溫度，通過氣化劑(空氣、氧氣或蒸汽)與煤炭反應(yīng)生成煤氣， 煤氣的主要成分是一氧化碳、氫氣、甲烷等可燃氣體。煤中的硫、灰分等在 氣化過程中或之后得到脫除，使污染物的排放得到控制，因而煤氣化是一種 制備潔凈燃料的重要方法，同時提高了能量轉(zhuǎn)換效率。碎煤加壓氣化是煤氣 化技術(shù)的方式之一。
碎煤加壓氣化廢水主要來源于煤氣洗滌、冷凝和分餾工段。由于加壓氣 化爐內(nèi)的溫度相對較低，導(dǎo)致產(chǎn)生的碎煤加壓氣化廢水污染物組分非常復(fù) 雜，主要包括懸浮物、揮發(fā)酚、氰化物、油、硫化物、氨氮、脂肪酸、芳香 族化合物、雜環(huán)化合物、含硫化合物等。該類廢水具有有機污染物種類多、 濃度高、毒性大、氨氮濃度高、色度深等特性，是一種典型的含有難降解的 有機化合物的工業(yè)廢水。
目前，碎煤加壓氣化廢水主要采用預(yù)處理、生化處理和深度處理組合的 處理工藝。預(yù)處理一般包括調(diào)節(jié)、隔油、氣浮、水解酸化等，生化處理主要 以活性污泥法為主，或輔以一定的填料，包括厭氧、缺氧、好氧等處理單元， 深度處理主要包括高級氧化、低負(fù)荷氧化、過濾、活性炭吸附等。該工藝流 程較為復(fù)雜，停留時間長，投資和運行成本高，易受沖擊，容易導(dǎo)致出水不 能穩(wěn)定達標(biāo)或不能滿足回用要求。因而需要尋求一種工藝流程更簡單且處理 效果較好的碎煤加壓氣化廢水的處理系統(tǒng)及處理方法。
發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于克服目前現(xiàn)有的碎煤加壓氣化廢水的處理工藝 所存在的諸如流程復(fù)雜、效率低、成本高、抗沖擊性能不足等缺陷，提供了 一種工藝流程簡單、處理效率高、成本低廉、抗沖擊性能好的碎煤加壓氣化 廢水處理系統(tǒng)，用于該處理系統(tǒng)的處理方法，以及該處理系統(tǒng)或該處理方法 在用于處理碎煤加壓氣化廢水中的應(yīng)用。
本發(fā)明提供了一種碎煤加壓氣化廢水處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括依次序連接 的調(diào)節(jié)單元、一級吸附沉淀單元、二級吸附沉淀單元、混凝沉淀單元、缺氧 生化處理單元和好氧生化處理單元;所述一級吸附沉淀單元所使用的吸附劑 包括所述二級吸附沉淀單元中的沉淀物。
優(yōu)選地，所述二級吸附沉淀單元所使用的吸附劑為活性焦，并且所述二 級吸附沉淀單元的沉淀物沉積區(qū)域與所述一級吸附沉淀單元連通，以使所述 二級吸附沉淀單元的沉淀物通入所述一級吸附沉淀單元。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng) 當(dāng)理解，可以根據(jù)需要設(shè)置泵等設(shè)備以使上述沉淀物更順利地進入一級吸附 沉淀單元。此外，所述一級吸附沉淀單元所使用的吸附劑還可以包括所述一 級吸附沉淀單元的沉淀物沉積區(qū)域中的沉淀物。
根據(jù)本發(fā)明的處理系統(tǒng)，其中，所述一級吸附沉淀單元包括一級吸附池 和一級沉淀池，所述二級吸附沉淀單元包括二級吸附池和二級沉淀池，所述 二級吸附沉淀單元的沉淀物沉積區(qū)域包括二級沉淀池的底部空間，該二級沉 淀池的底部空間與一級吸附池連通，以使二級沉淀池的沉淀物通入所述一級 吸附池。
本發(fā)明還提供了用于上述碎煤加壓氣化廢水處理系統(tǒng)的處理方法，該方 法包括以下步驟：
1)調(diào)節(jié)處理：將廢水通入調(diào)節(jié)單元，調(diào)節(jié)其水質(zhì)、水量，得到調(diào)節(jié)處 理后的廢水。調(diào)節(jié)水質(zhì)主要是對不同時間或不同來源的廢水進行混合，使流 出水質(zhì)比較均勻;調(diào)節(jié)水量則主要是使廢水的水量較為恒定均勻。例如，可 以設(shè)置一定容量的調(diào)節(jié)單元，使碎煤加壓氣化廢水首先在此與池內(nèi)存水經(jīng)過 攪拌、混合，調(diào)節(jié)水質(zhì)、穩(wěn)定水量，調(diào)節(jié)后廢水通入一級吸附池。
2)一級吸附沉淀處理：在一級吸附沉淀單元中，使用吸附劑對上述步 驟1)得到的調(diào)節(jié)處理后的廢水進行吸附處理，然后使包含吸附劑的沉淀物 沉積于所述一級吸附沉淀單元的沉淀物沉積區(qū)域，取上清液體，得到一級吸 附沉淀處理后的廢水。作為一種實施方式，一級吸附沉淀單元包括一級吸附 池和一級沉淀池，在一級吸附池中使用吸附劑對上述步驟1)調(diào)節(jié)處理后的 廢水進行吸附處理，吸附時間可以優(yōu)選為3～6h，例如5h。然后在一級沉淀 池中使包含吸附劑的沉淀物沉積于其底部區(qū)域，沉積時間優(yōu)選為3～5h，取上 清液體，得到一級吸附沉淀處理后的廢水。
3)二級吸附沉淀處理：在二級吸附沉淀單元中，使用活性焦作為吸附 劑對上述步驟2)得到的一級吸附沉淀處理后的廢水進行吸附處理，然后使 包含活性焦的沉淀物沉積于所述二級吸附沉淀單元的沉淀物沉積區(qū)域，取上 清液體，得到二級吸附沉淀處理后的廢水。作為一種實施方式，二級吸附沉 淀單元包括二級吸附池和二級沉淀池，在二級吸附池中使用活性焦對上述步 驟2)一級吸附沉淀處理后的廢水進行吸附處理，吸附時間可以優(yōu)選為3～6h， 然后在二級沉淀池中使包含活性焦的沉淀物沉積于其底部區(qū)域，沉積時間優(yōu) 選為1～3h，取上清液體，得到二級吸附沉淀處理后的廢水。
4)混凝沉淀處理：在混凝沉淀單元中，向上述步驟3)得到的二級吸附 沉淀處理后的廢水中加入絮凝劑，使懸浮物發(fā)生絮凝作用并沉淀，得到混凝 沉淀處理后的廢水。
5)缺氧生化處理：在缺氧生化處理單元中，對上述步驟4)得到的混凝 沉淀處理后的廢水進行缺氧生化處理，得到缺氧生化處理后的廢水。缺氧生 化處理主要是脫氮，并可將大分子有機物分解為小分子有機物，提高廢水的 可生化性。
6)好氧生化處理：在好氧生化處理單元中，對上述步驟5)得到的缺氧 生化處理后的廢水進行好氧生化處理，得到可排放/回用水。好氧生化處理主 要是進一步降解有機物，降低COD(化學(xué)需氧量)。
其中，步驟2)中所使用的吸附劑包括步驟3)中的沉淀物。
優(yōu)選地，上述步驟3)中的沉淀物從所述二級吸附沉淀單元的沉淀物沉 積區(qū)域通入所述一級吸附沉淀處理單元，以作為步驟2)中所使用的吸附劑 的至少部分。
根據(jù)本發(fā)明的方法，其中，所述步驟2)中所使用的吸附劑還可以包括 所述一級吸附沉淀單元的沉淀物。
在本發(fā)明中，二級吸附沉淀單元中沉積的沉淀物可回流至一級吸附沉淀 單元進行二次利用，作為一級吸附沉淀單元中所使用的吸附劑的至少部分。 此外，一級吸附沉淀單元中沉積的沉淀物也可用作一級吸附沉淀單元中所使 用的吸附劑的至少部分。簡單來說，在一級吸附沉淀單元中所使用的吸附劑 中可包含有二級吸附沉淀單元和/或一級吸附沉淀單元中所沉積的沉淀物。
優(yōu)選地，所述步驟2)中所使用的吸附劑中，二級吸附沉淀單元的沉淀 物與一級吸附沉淀單元的沉淀物之間的重量比為1：0～0.5，優(yōu)選為1：0.1～0.3, 例如1:0.2。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在采用該重量比時，不僅能夠更充分地利用活性焦 的吸附容量，還可減輕對二級吸附沉淀單元中沉淀物的過度需求，并且能夠 獲得較好的吸附效果。如果一級吸附沉淀單元的沉淀物過多，可能會削弱吸 附效果，從而相應(yīng)地增加一級吸附沉淀單元和/或二級吸附沉淀單元中的吸附 時間，使處理效率降低。
根據(jù)本發(fā)明的方法，其中，在步驟2)中，廢水與所使用的吸附劑的重 量比可以為20～200:1，可以優(yōu)選為20～100:1(例如30:1或70:1)，更優(yōu)選為 40:1。
根據(jù)本發(fā)明的方法，其中，在步驟3)中，廢水與所使用的活性焦的重 量比可以為30～200:1，可以優(yōu)選為30～100:1，更優(yōu)選為40:1。
根據(jù)本發(fā)明的方法，其中，所述步驟4)中所加入的絮凝劑可以選擇易 被分解的有機絮凝劑或生物絮凝劑。有機絮凝劑可以為天然的有機絮凝劑， 例如蛋白質(zhì)、動物膠、藻朊酸鈉等，或者可以為較易分解的羧甲基纖維素鈉 等。生物絮凝劑例如為微生物絮凝劑等。
根據(jù)本發(fā)明的方法，其中，所述步驟5)中的缺氧生化處理時間可以為 10～30h，例如20h。所述步驟6)中的好氧生化處理時間可以為30～60h， 例如40h或50h。作為優(yōu)選，所述缺氧生化處理時間和所述好氧生化處理時 間的總和可以為40～80h。
根據(jù)本發(fā)明的方法，其中，所述步驟6)中經(jīng)好氧生化處理后的廢水的 部分或全部可以回流至所述缺氧生化處理單元，進行反硝化。反硝化可以進 一步對廢水進行脫氮處理，降低廢水中的總氮。
根據(jù)本發(fā)明的方法，其中，所述步驟6)中經(jīng)好氧生化處理后的廢水回 流至所述缺氧生化處理單元的水量與步驟5)中通入所述缺氧生化處理單元 的混凝沉淀處理后的廢水的水量之間的重量比可以為1～3:1，優(yōu)選為1:1。
本發(fā)明的上述處理系統(tǒng)或上述處理方法在用于處理碎煤加壓氣化廢水 中的應(yīng)用。
本發(fā)明所提供的碎煤加壓氣化廢水處理系統(tǒng)及方法具有但不限于以下 的有益效果：
1.本發(fā)明所提供的系統(tǒng)所包括的調(diào)節(jié)單元、一級吸附沉淀單元、二級吸 附沉淀單元、混凝沉淀單元、缺氧生化處理單元和好氧生化處理單元均可采 用本領(lǐng)域的常規(guī)設(shè)備，因而本系統(tǒng)的建設(shè)過程較為方便、簡捷且耗時短。
2.本發(fā)明先使用活性焦作為吸附劑對廢水進行吸附處理，可將廢水中的 大分子、難降解有機物吸附去除，改善出水的可生化性，減輕后續(xù)生化處理 的負(fù)擔(dān)，縮短其處理時間;而缺氧生化處理和好氧生化處理則主要用于降解 剩余的有機污染物和氨氮，并控制出水總氮，從而使出水達到排放或回用的 標(biāo)準(zhǔn)要求，因而本發(fā)明系統(tǒng)的工藝流程較為簡單，停留時間短、抗沖擊性能 好，可達到較好的處理效果。
3.本發(fā)明使用了兩級吸附，且二級吸附沉淀單元或者一級吸附沉淀單元 所排出的沉淀物均可以重新利用作為一級吸附沉淀單元中所使用的吸附劑 的至少部分，這不僅可以達到更好的吸附效果，而且還可以有效降低活性焦 用量，大幅減少了處理成本。實驗證明，相對于傳統(tǒng)的一級吸附，本發(fā)明通 過對活性焦回流利用，可使其吸附容量提高至接近原來的兩倍。
4.現(xiàn)有技術(shù)中通常采用吸附和生化處理同時進行的方式，或者采用先沉 淀使吸附材料與廢水分離然后再進行生化處理的方法，而本發(fā)明的系統(tǒng)在二 級沉淀后還設(shè)置了混凝沉淀單元，并采用合適的絮凝劑對廢水中的懸浮物進 行絮凝沉淀。該方法可以有效減少進入缺氧生化處理單元的懸浮物含量，并 且不引起含鹽量的變化，避免了對其后續(xù)處理的不利影響，使處理效果得到 了意想不到的提升。
5.好氧生化處理單元的排出水可回流至缺氧生化處理單元，實現(xiàn)反硝化 和氨氮的去除，使出水更好地達到標(biāo)準(zhǔn)要求。
