CN102070277B - 一种煤气化废水处理工艺 - Google Patents
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Abstract
一种煤气化废水处理工艺，包括以下步骤：一级吸附池吸附处理、第一沉淀池沉淀处理、第一生化单元生化处理、二级吸附池吸附处理、第二沉淀池沉淀处理、第二生化单元生化处理、过滤排出，解决了现有技术中的煤化工废水处理工艺，将活性炭加入活性污泥曝气池中，影响生化处理和吸附处理的效果的技术问题，是一种吸附和生化处理单独进行、且相互组合布置，工艺简洁、处理效率高、不增加含盐量、运行稳定的废水处理工艺，尤其适用于煤气化废水的处理。
Description
技术领域
本发明涉及废水处理领域，具体地说是一种煤气化废水的处理工艺。
背景技术
煤气化废水水质复杂，其中不仅含有小分子的有机酸、单元酚、氨氮等，还含有大量的大分子难降解和有毒污染物，主要是多元酚、多环芳烃及杂环化合物等，具有高难降解有机物、高氨氮、高色度等特点，酚氨回收后废水中CODCr(用重铬酸钾(K2Cr2O7)作为氧化剂测定出的化学耗氧量)一般在5000mg/L左右，氨氮在200-500mg/L，是一种典型的含有难降解的有机化合物的工业废水。
目前，针对煤气化废水，国内大多数煤化工企业采用以生化为核心的废水处理工艺，并辅以深度处理工艺以达到回用要求。该工艺流程比较复杂，根据功能大致可分为预处理单元、生化单元和深度处理单元。预处理单元一般含有隔油、调节、气浮、水解酸化等，生化处理单元主要有厌氧单元、缺氧单元、好氧单元等，深度处理单元主要包括混凝沉淀、高级氧化、后续好氧生化等。在预处理阶段，通常采用水解酸化将大分子有机物转化成小分子有机物，来提高废水的可生化性；但是，由于煤气化废水含有大量的难降解和有毒物质，致使预处理效果较差，进入后续生物处理的难降解有机物负荷仍很高，造成生物系统停留时间长、流程复杂、投资大。现有技术中通常采用的常规废水生化处理工艺，停留时间在100小时以上，出水CODCr约100mg/L以上，氨氮约15mg/L，由于水中残留的难降解物质较多，处理后的水色度较高，水质波动较大，难以满足回收利用要求。此外，在废水处理过程中，加药量较大，由于出水中含盐量较高，不利于后续的回收利用，同时也导致了生物池内泡沫严重的问题，现场环境很差，对环境造成二次污染。
在中国专利文献200910143563.5中，公开了一种煤化工废水处理工艺，包括以下步骤：将煤化工废水通过气浮装置进行预处理，得到预处理后的废水；将芬顿类试剂加入预处理后的废水中进行二次处理得到二次处理后的废水；将二次处理后的废水通入活性污泥曝气池(即生化单元)，并在池中加入活性炭粉末进行深度处理，得到深度处理后的废水；将深度处理后的废水通过超滤膜进行分离，得到分离后的回用水；将分离后的回用水通过选择性半透膜进行反渗透，得到反渗透后的回用水；将反渗透后的回用水进行蒸法结晶后即完成对废水的处理。在该技术方案中，在二次处理后的废水通入的活性污泥曝气池中加入活性炭粉末，利用活性炭粉末来吸附废水中的有机物和溶解氧，这样在曝气池内受污泥的影响，生化处理后产生的污泥会堵塞活性炭的孔隙，因而活性炭的孔隙不能被完全利用来吸附水中的大分子有机物和化合物，导致其吸附性能下降；同时由于不可生化的大分子物质的存在，影响了生化处理的效率。
目前，部分煤化工企业在以生化为核心的废水处理工艺中，为提高出水水质，也采用了在生化单元投加活性炭粉的技术方案。但是，仍存在流程长、占地面积大、生化效率低、运行稳定性差，同时在处理过程中加药过多，出水含盐量增加较多，为后续的脱盐回用增加负荷，处理后水质难以满足达标或回用要求的技术问题。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于现有技术中的煤化工废水处理工艺，将活性炭加入活性污泥曝气池中，影响生化处理和吸附处理的效果的问题，从而提出一种生化和吸附处理单独进行、处理效率高的煤气化废水处理工艺。
为解决上述技术问题，本发明的一种煤气化废水处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：
(1)一级吸附池吸附处理：将废水调节池中的煤气化废水通入一级吸附池，所述一级吸附池内投加有吸附材料，所述吸附材料对所述煤气化废水进行吸附处理；
(2)第一沉淀池沉淀处理：将通过一级吸附池吸附处理后的废水通入第一沉淀池进行沉淀，在此所述吸附材料与废水分离，所述吸附材料在池底沉积并经池底排放出；
(3)第一生化单元生化处理：将经过第一沉淀池处理的废水通入第一生化单元进行生化处理；
(4)二级吸附池吸附处理：将经第一生化单元处理后的废水通入二级吸附池进行吸附处理，所述二级吸附池内也投加有吸附材料；
(5)第二沉淀池沉淀处理：将经二级吸附池吸附处理的废水通入第二沉淀池，在所述第二沉淀池内吸附材料与废水分离，所述吸附材料在池底沉积并经池底排放出；
(6)第二生化单元生化处理：将经第二沉淀池处理的废水通入第二生化单元进行生化处理；
(7)过滤处理：将经第二生化单元处理的废水过滤处理后排出。
在一级吸附池或二级吸附池内，所述吸附材料为活性焦或半焦或活性炭粉。
在一级吸附池或二级吸附池内，所述水与活性焦的质量比为50∶1-1000∶1。
在所述步骤(3)中，所述生化处理的停留时间为10-60小时。
在所述步骤(6)中，所述生化处理的停留时间为5-30小时。
所述步骤(5)中经第二沉淀池池底排放的吸附材料回流至一级吸附池中重复利用。
回流至所述一级吸附池的所述吸附材料的溶液与所述一级吸附池的进水量的质量比为5∶100-200∶100。
所述步骤(2)中经第一沉淀池排放的所述吸附材料回流至步骤(4)中的二级吸附池，回流的所述吸附材料的溶液与所述二级吸附池的进水量的质量比为5∶100-200∶100。
一种煤气化废水处理系统，包括废水调节池、一级吸附池、第一沉淀池、第一生化单元、二级吸附池、第二沉淀池、第二生化单元以及过滤设备，上述设备及构筑物通过管道依次连接。
所述第二沉淀池的池底与所述一级吸附池连通，将所述第二沉淀池排出的吸附材料送入一级吸附池再次利用。
所述第一沉淀池的池底与所述二级吸附池连通，用于将所述第一沉淀池排出的吸附材料送入二级吸附池再次利用。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点，
(1)本发明所述的煤气化废水处理工艺，包括吸附、沉淀、生化、再吸附、沉淀、生化、过滤的过程，其对应的系统包括废水调节池、一级吸附池、第一沉淀池、第一生化单元、二级吸附池、第二沉淀池、第二生化单元以及过滤设备，上述设备及构筑物通过管道依次连接，在煤气化废水处理过程中，首先通过吸附除去废水中的大分子不易降解的物质，经过沉淀使得吸附材料与废水分离，然后再进行生化处理，这样可以使得吸附和生化处理的效率更高，避免了现有技术中将所述生化和吸附处理同时进行，相互影响导致处理效率低的问题，然后再进行一遍吸附、沉淀、生化的过程，最后过滤排出，这样通过两次吸附、沉淀、生化处理，使得处理效果进一步提高，这样可以使吸附材料的利用效率更高，节省了吸附材料的用量，且在处理过程中无需投加化学药剂，避免了对水质的影响，并且由于先进行了吸附处理，避免了生化处理中产生泡沫的现象；在现有技术中通常采用将吸附和生化处理同时进行的方式，由于这样可以节约空间，因此本领域的人员不会想到将其分别处理，但是吸附和生化处理单独进行的的处理方式，虽然处理步骤增加，处理效果却得到了很大的提高，取得了突出的效果，现有技术中废水处理的停留时间在100小时以上，处理后的废水中CODcr的浓度在100ml左右，氨氮15mg/L左右，而本发明所述的方法水处理的时间可以控制在100小时以内，出水中的CODcr的浓度可以控制在50mg/L以下，氨氮5mg/L以下，处理效果有了很大的提高，该工艺还具有工艺简洁、处理效率高、不增加含盐量、运行稳定的特点，其对应的系统也易于实现。
(2)本发明所述的煤气化废水处理工艺，在一级吸附池或二级吸附池内，所述活性材料为活性焦或半焦或活性炭粉，活性焦和半焦的孔隙较大，具有很好的吸附性能，而且价格便宜，在废水处理中可以发挥很好的吸附作用，提高了废水处理的效率，而且保证了吸附后的废水中大分子难降解的物质含量有效降低，为后续的生化处理提供了保证。
(3)本发明所述的煤气化废水处理工艺，在一级吸附池或二级吸附池内，所述水与活性焦的质量比为50∶1-1000∶1，保证了吸附处理的效果，也尽量节约吸附材料，具有很高的性价比，为后续的吸附材料回流利用提供了条件。
(4)本发明所述的煤气化废水处理工艺，在所述步骤(3)中，所述生化处理的停留时间为10-60小时，在所述步骤(6)中，所述生化处理的停留时间为5-30小时，在有效保证生化处理的效率的同时，节约了生化处理的时间，提高了废水处理的效率。
(5)本发明所述的煤气化废水处理工艺，所述步骤(5)中经第二沉淀池池底排放的吸附材料回流至一级吸附池中重复利用，回流至所述一级吸附池的所述吸附材料的溶液与所述一级吸附池的进水量的质量比为5∶100-200∶100，通过回流利用充分提高了吸附材料的利用率，节约了水处理的成本，也节约了资源。
(6)本发明所述的煤气化废水处理工艺，所述步骤(2)中经第一沉淀池排放的所述吸附材料回流至步骤(4)中的二级吸附池，回流的所述吸附材料的溶液与所述二级吸附池的进水量的质量比为5∶100-200∶100，回流的方式可以根据需要选择，水污染的程度不同，采取不同的回流方式，节约吸附材料，提高其吸附效率。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1是本发明所述的煤气化废水处理工艺及其系统的流程图；
图2、图3是本发明所述的煤气化废水处理工艺及其系统的另一实施方式的流程图。
具体实施方式
实施例1：
图1给出了本发明所述的煤气化废水处理工艺及其系统的流程图，所述系统包括废水流入的调节池、一级吸附池、第一沉淀池、第一生化单元、二级吸附池、第二沉淀池、第二生化单元以及过滤设备，上述设备及构筑物通过管道依次连接，该系统所述的煤气化废水处理工艺如下：
(1)一级吸附池吸附处理：将废水调节池中的煤气化废水通入一级吸附池，所述一级吸附池内连续投加有吸附材料，所述吸附材料对所述煤气化废水的大分子难降解有机污染物进行吸附处理；
(2)第一沉淀池沉淀处理：将通过一级吸附池吸附处理后的废水自流通入第一沉淀池进行沉淀，在此所述吸附材料与废水分离，所述吸附材料在池底沉积并经池底用泵排出；
(3)第一生化单元生化处理：将经过第一沉淀池处理的废水通入第一生化单元进行生化处理。第一生化单元一般由厌氧池、缺氧池、好氧池和沉淀池组成，好氧池采用活性污泥法或生物膜法对废水进行生化处理；
(4)二级吸附池吸附处理：将经第一生化单元处理后的废水通入二级吸附池进行吸附处理，所述二级吸附池内也连续投加有吸附材料；
(5)第二沉淀池沉淀处理：将经二级吸附池吸附处理的废水通入第二沉淀池，在所述第二沉淀池内吸附材料与废水分离，所述吸附材料在池底沉积并经池底用泵排出；
(6)第二生化单元生化处理：将经第二沉淀池处理的废水通入第二生化单元进行生化处理。第二生化单元一般由好氧池和沉淀池组成，好氧池采用活性污泥法或生物膜法对废水进行生化处理；
(7)过滤处理：将经第二生化单元处理的废水经过滤设备过滤，去除废水中的悬浮物后排出。
经上述系统处理后出水达标排放或用于工业循环冷却水补充水，也可以进入后续脱盐处理系统进一步处理以满足更高的用水水质要求。
在本实施例中，在一级吸附池或二级吸附池内，所述连续投加的吸附材料为活性焦，此外也可以选择半焦或活性炭粉来吸附；在一级吸附池或二级吸附池内，所述水与活性焦的质量比为100∶1；在所述步骤(3)中，所述生化处理的停留时间本实施例中为40小时；在所述步骤(6)中，所述生化处理的停留时间在此选择20小时。经该方法处理后的煤气化废水，出水的CODcr在50mg/L以下，氨氮含量在5mg/L以下，主要指标达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中一级A排放标准要求。
实施例2：
在上述实施例1的基础上，所述步骤(5)中经第二沉淀池池底排放的活性焦回流至一级吸附池中重复利用，一级吸附池不需要投加新的活性焦，如图2所示，本实施例中回流至所述一级吸附池的所述活性焦溶液与所述一级吸附池的进水量的质量比为50∶100，也可以根据废水浓度和活性焦的利用率在5∶100-200∶100的范围内选择此回流比。在此过程中，通过泵实现第二沉淀池池底排放的焦粉回流至所述一级吸附池，在此排放的焦粉以焦水溶液的方式回流，在回流的焦水溶液中，焦的含量在30％左右。
在本实施例中，在二级吸附池内连续投加活性焦，此外也可以选择半焦或活性炭粉来吸附；在二级吸附池内，所述水与活性焦的质量比为1000∶1，在所述步骤(3)中，所述生化处理的停留时间本实施例中为60小时；在所述步骤(6)中，所述生化处理的停留时间在此选择30小时。经该方法处理后的煤气化废水，出水的CODcr在50mg/L以下，氨氮含量在5mg/L以下，主要指标达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中一级A排放标准要求。
实施例3：
在上述实施例1的基础上，所述步骤(2)中经第一沉淀池排放的所述活性焦回流至步骤(4)中的二级吸附池，如图3所示，回流的所述焦水溶液与所述二级吸附池的进水量的质量比为200∶100。通过这样的循环也可以实现对所述活性焦的重复利用，提高其使用效率。
在本实施例中，在一级吸附池内连续投加活性半焦；在一级吸附池内，所述水与活性焦的质量比为50∶1；在所述步骤(3)中，所述生化处理的停留时间本实施例中为10小时，根据废水的有机污染物浓度一般选择10-60小时左右；在所述步骤(6)中，所述生化处理的停留时间在此选择5小时，此时间一般根据废水的有机污染物浓度选择5-30小时。经该方法处理后的煤气化废水，出水的CODcr在50mg/L以下，氨氮含量在5mg/L以下，主要指标达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中一级A排放标准要求。由上述可见，本发明所述的煤气化废水处理工艺及其系统，工艺简洁、运行稳定，在废水处理过程中不需要投加化学药剂，利于后续的回收利用，处理过程中时间短，处理后出水水质好，是一种很好的煤气化废水处理工艺。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种煤气化废水处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：
(1)一级吸附池吸附处理：将废水调节池中的煤气化废水通入一级吸附池，所述一级吸附池内投加有吸附材料，所述吸附材料为活性焦或半焦或活性炭粉，所述吸附材料对所述煤气化废水进行吸附处理；
(2)第一沉淀池沉淀处理：将通过一级吸附池吸附处理后的废水通入第一沉淀池进行沉淀，在此所述吸附材料与废水分离，所述吸附材料在池底沉积并经池底排放出；
(3)第一生化单元生化处理：将经过第一沉淀池处理的废水通入第一生化单元进行生化处理；
(4)二级吸附池吸附处理：将经第一生化单元处理后的废水通入二级吸附池进行吸附处理，所述二级吸附池内也投加有吸附材料，所述吸附材料为活性焦或半焦或活性炭粉，；
(5)第二沉淀池沉淀处理：将经二级吸附池吸附处理的废水通入第二沉淀池，在所述第二沉淀池内吸附材料与废水分离，所述吸附材料在池底沉积并经池底排放出；
(6)第二生化单元生化处理：将经第二沉淀池处理的废水通入第二生化单元进行生化处理；
(7)过滤处理：将经第二生化单元处理的废水过滤处理后排出。
2.根据权利要求1所述的煤气化废水处理工艺，其特征在于：在一级吸附池或二级吸附池内，所述水与活性焦的质量比为50∶1-1000∶1。
3.根据权利要求1所述的煤气化废水处理工艺，其特征在于：在所述步骤(3)中，所述生化处理的停留时间为10-60小时。
4.根据权利要求1或2或3所述的煤气化废水处理工艺，其特征在于：在所述步骤(6)中，所述生化处理的停留时间为5-30小时。
5.根据权利要求1或2或3所述的煤气化废水处理工艺，其特征在于：所述步骤(5)中经第二沉淀池池底排放的吸附材料的溶液回流至一级吸附池中重复利用。
6.根据权利5所述的煤气化废水处理工艺，其特征在于：回流至所述一级吸附池的所述吸附材料的溶液与所述一级吸附池的进水量的质量比为5∶100-200∶100。
7.根据权利要求1或2或3所述的煤气化废水处理工艺，其特征在于：所述步骤(2)中经第一沉淀池排放的所述吸附材料的溶液回流至步骤(4)中的二级吸附池，回流的所述吸附材料的溶液与所述二级吸附池的进水量的质量比为5∶100-200∶100。
8.一种煤气化废水处理系统，其特征在于：包括废水调节池、一级吸附池、第一沉淀池、第一生化单元、二级吸附池、第二沉淀池、第二生化单元以及过滤设备，上述设备及构筑物通过管道依次连接。
9.根据权利要求8所述的煤气化废水处理系统，其特征在于：所述第二沉淀池的池底与所述一级吸附池连通，将所述第二沉淀池排出的吸附材料送入一级吸附池再次利用。
10.根据权利要求8所述的煤气化废水处理系统，其特征在于：所述第一沉淀池的池底与所述二级吸附池连通，用于将所述第一沉淀池排出的吸附材料送入二级吸附池再次利用。
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