CN104591502B - 一种煤化工污水用污水处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种煤化工污水用污水处理装置，其包括第一缺氧池、两个并联的第一好氧池和第二好氧池、第二缺氧池、两个并联的第三好氧池和第四好氧池、絮凝槽和澄清池，其中，第一好氧池和第二好氧池中的一个投加活性炭填料，所述活性炭填料的投加量为0.5‑3g/L。利用本发明设计的结构，活性炭投放量仅为原投放量的最多50％(甚至可以仅为10％)即可实现污水的高效净化，有效节约了活性炭的使用量。另外，无需额外添加有机碳源，无需内循环，简易实现煤化工污水中氮及其他污染物的高效去除。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理领域，特别是涉及一种煤化工污水用污水处理装置及其污水处理方法。
背景技术
煤在加工过程中产生的污水要比石油、天然气多很多。煤化工企业排放的污水以高浓度煤气洗涤污水为主，废水中所含组分非常复杂达300多种，主要有焦油、多环芳香族化合物、苯酚、氨氮化合物、硫化物等，污水中COD一般在5000mg/L，氨氮在200-500mg/L。这些组分中，易降解的主要有苯类和酚类化合物，如吡咯、萘、呋喃、咪唑等，难降解的有吡啶、咔唑、联苯、三联苯等。目前的煤化工污水的主要处理方法有A/O工艺法、SBR工艺、生物铁法、好氧生物膜法等生物处理法，另外，还有一些深度处理技术，包括混凝沉淀法、高级氧化法、吸附法、膜处理技术等。
粉末活性炭处理工艺，在美国又称为AS—PAC工艺(ActivatedSludge-Powdered Activated Carbon，活性污泥-粉末活性炭)。该方法不仅保持了传统活性污泥法的优点，同时也由于活性炭吸附剂的加入而大幅度提升了有机、无机污染物的去除率。该法一经产生就因其在经济和处理效率方面的优势广泛地应用于工业废水如：炼油、石油化工、印染废水、焦化废水、有机化工废水的处理，该法用于城市污水处理可明显改善硝化效果，因此各国环境工作者对粉末活性炭处理工艺表现了极大的兴趣并进行了广泛深入的研究。
为了解决粉末活性炭处理方法的污泥量大的问题，国外提出了粉末活性炭处理-WAO(Wet Air Oxidation，湿式氧化法)系统，它结合了传统的粉末活性炭处理法的诸多优点，并在适当的温度及压力水的液相氧化程序下，将过剩的生物污泥摧毁并氧化粉末填料生物污泥中吸附的污染物质，即将WAO流程与粉末活性炭处理法有机结合，融为一体，藉以实现废弃污泥的回收再利用，是一种从结构上取代传统的活性废水生物处理流程，并简化了污泥处理单元，无污染物排放的新型工艺。
另外，目前的煤化工污水处理中还包括一些预处理方法，主要是一些物化预处理技术，如脱酚技术、脱酸技术、蒸氨技术和除油技术等。
但上述工艺毕竟还是有些繁琐，处理的废水也不能完全达到国家水质标准的要求，有待开发新型的简易高效的工艺和设备。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种煤化工污水用污水处理装置，适用性强，简易且高效，适于工业化。
本发明通过如下技术方案实现：
一种煤化工污水用污水处理装置(称之为“CBRS-R”)，其包括第一缺氧池、第一好氧池、第二好氧池、第二缺氧池、第三好氧池、第四好氧池、絮凝槽和澄清池，其中，四个好氧池的连接方式包括：
(1)第一好氧池和第二好氧池并联，第三好氧池和第四好氧池顺序连接；
(2)第一好氧池和第二好氧池并联，第三好氧池和第四好氧池并联；或
(3)第一好氧池和第二好氧池顺序连接，第三好氧池和第四好氧池并联；
其中，至少在并联的好氧池中的至少一个好氧池中投加活性炭填料，所述活性炭填料的总投加量为0.5-3g/L。
根据本发明，至少在顺序连接(串联)的好氧池中的至少一个也投加活性炭填料。
优选地，在并联的两个好氧池中都投加活性炭填料。还优选地，在顺序连接(串联)的两个好氧池中都投加活性炭填料。
更优选地，在四个好氧池中都投加活性炭填料。
根据本发明，所述活性炭填料全部加入好氧池。
根据本发明，所述活性炭填料全部一级加入，或者分级加入。
根据本发明，若分级投加的，当为上述第(1)种情形时，则第一或第二好氧池中的投加量占总投加量的50-90％，第三或第四好氧池中的投加量占总投加量的10-50％。当为上述第(2)种情形时，第一或第二好氧池中的投加量占总投加量的10-90％，第三或第四好氧池中的投加量占总投加量的90-10％。当为上述第(3)种情形时，第一或第二好氧池中的投加量占总投加量的10-50％，第三或第四好氧池中的投加量占总投加量的50-90％。
根据本发明，所述活性炭填料的投加方式包括如下(a)、(b)或(c)任一种：
(a)当第一好氧池和第二好氧池并联，第三缺氧池和第四缺氧池顺序连接时：
(a.1)在第一好氧池中投加活性炭填料，其他三个好氧池不投加，其活性炭填料的投加量为0.5-3g/L；优选0.6-2.8g/L，更优选1-2g/l；
(a.2)在第二好氧池中投加活性炭填料，其他三个好氧池不投加，其活性炭填料的投加量为0.5-3g/L；优选0.6-2.8g/L，更优选1-2g/l；
(a.3)在第一好氧池和第二好氧池中均投加活性炭填料，其他两个好氧池不投加，则第一好氧池中的投加量占总投加量的50-90％，第二好氧池中的投加量占总投加量的10-50％。优选地，第一好氧池中的投加量占总投加量的60-80％，第二好氧池中的投加量占总投加量的20-40％。还更优选地，所述第一好氧池中的投加量占总投加量的65-75％，第二好氧池中的投加量占总投加量的25-45％。
(a.4)在第一好氧池中投加活性炭填料，第二好氧池不投加，在第三好氧池或第四好氧池中的至少一个好氧池投加活性炭填料，其中第一好氧池中的投加量占总投加量的50-90％；第三好氧池的投加量、第四好氧池的投加量，或者第三好氧池和第四好氧池中的投加量占总投加量的10-50％。优选地，第一好氧池的投加量占总投加量的60-80％，或者65-75％。
(a.5)在第二好氧池中投加活性炭填料，第一好氧池不投加，在第三好氧池或第四好氧池中的至少一个好氧池投加活性炭填料，其中第二好氧池中的投加量占总投加量的50-90％；第三好氧池的投加量、第四好氧池的投加量，或者第三好氧池和第四好氧池中的投加量占总投加量的10-50％。优选地，第二好氧池的投加量占总投加量的60-80％，或者65-75％。
(a.6)在第一和第二好氧池中投加活性炭填料，在第三好氧池或第四好氧池中的至少一个好氧池投加活性炭填料，其中第一和第二好氧池中的投加量占总投加量的50-90％；第三好氧池的投加量、第四好氧池的投加量，或者第三好氧池和第四好氧池中的投加量占总投加量的10-50％。优选地，第一好氧池和二好氧池的投加量之和占总投加量的60-80％，或者65-75％。
(b)当第三好氧池和第四好氧池并联，第一好氧池和第二好氧池顺序连接时：
(b.1)在第三好氧池中投加活性炭填料，其他三个好氧池不投加，其活性炭填料的投加量为0.5-3g/L；优选0.6-2.8g/L，更优选1-2g/l；
(b.2)在第四好氧池中投加活性炭填料，其他三个好氧池不投加，其活性炭填料的投加量为0.5-3g/L；优选0.6-2.8g/L，更优选1-2g/l；
(b.3)在第三好氧池和第四好氧池中均投加活性炭填料，其他两个好氧池不投加，则第三好氧池中的投加量占总投加量的50-90％，第四好氧池中的投加量占总投加量的10-50％。优选地，第三好氧池中的投加量占总投加量的60-80％，第四好氧池中的投加量占总投加量的20-40％。还更优选地，所述第三好氧池中的投加量占总投加量的65-75％，第四好氧池中的投加量占总投加量的25-45％。
(b.4)在第三好氧池中投加活性炭填料，第四好氧池不投加，在第一好氧池或第二好氧池中的至少一个好氧池投加活性炭填料，其中第三好氧池中的投加量占总投加量的50-90％；第一好氧池的投加量、第二好氧池的投加量，或者第一好氧池和第二好氧池中的投加量占总投加量的10-50％。优选地，第三好氧池的投加量占总投加量的60-80％，或者65-75％。
(b.5)在第四好氧池中投加活性炭填料，第三好氧池不投加，在第一好氧池或第二好氧池中的至少一个好氧池投加活性炭填料，其中第四好氧池中的投加量占总投加量的50-90％；第一好氧池的投加量、第二好氧池的投加量，或者第一好氧池和第二好氧池中的投加量占总投加量的10-50％。优选地，第四好氧池的投加量占总投加量的60-80％，或者65-75％。
(b.6)在第三和第四好氧池中投加活性炭填料，在第一好氧池或第二好氧池中的至少一个好氧池投加活性炭填料，其中第三和第四好氧池中的投加量占总投加量的50-90％；第一好氧池的投加量、第二好氧池的投加量，或者第一好氧池和第二好氧池中的投加量占总投加量的10-50％。优选地，第三好氧池和第四好氧池的投加量之和占总投加量的60-80％，或者65-75％。
(c)当第一好氧池和第二好氧池并联，第三好氧池和第四好氧池并联时：
(c.1)在第一好氧池中投加活性炭填料，其他三个好氧池不投加，其活性炭填料的投加量为0.5-3g/L；优选0.6-2.8g/L，更优选1-2g/l；
(c.2)在第二好氧池中投加活性炭填料，其他三个好氧池不投加，其活性炭填料的投加量为0.5-3g/L；优选0.6-2.8g/L，更优选1-2g/l；
(c.3)在第三好氧池中投加活性炭填料，其他三个好氧池不投加，其活性炭填料的投加量为0.5-3g/L；优选0.6-2.8g/L，更优选1-2g/l；
(c.4)在第四好氧池中投加活性炭填料，其他三个好氧池不投加，其活性炭填料的投加量为0.5-3g/L；优选0.6-2.8g/L，更优选1-2g/l；
(c.5)在第一好氧池和第二好氧池中均投加活性炭填料，其他两个好氧池不投加，则第一好氧池中的投加量占总投加量的50-90％，第二好氧池中的投加量占总投加量的10-50％。优选地，第一好氧池中的投加量占总投加量的60-80％，第二好氧池中的投加量占总投加量的20-40％。还更优选地，所述第一好氧池中的投加量占总投加量的65-75％，第二好氧池中的投加量占总投加量的25-45％。
(c.6)在第一好氧池中投加活性炭填料，第二好氧池不投加，在第三好氧池或第四好氧池中的至少一个好氧池投加活性炭填料，其中第一好氧池中的投加量占总投加量的50-90％；第三好氧池的投加量、第四好氧池的投加量，或者第三好氧池和第四好氧池中的投加量占总投加量的10-50％。优选地，第一好氧池的投加量占总投加量的60-80％，或者65-75％。
(c.7)在第二好氧池中投加活性炭填料，第一好氧池不投加，在第三好氧池或第四好氧池中的至少一个好氧池投加活性炭填料，其中第二好氧池中的投加量占总投加量的50-90％；第三好氧池的投加量、第四好氧池的投加量，或者第三好氧池和第四好氧池中的投加量占总投加量的10-50％。优选地，第二好氧池的投加量占总投加量的60-80％，或者65-75％。
(c.8)在第一和第二好氧池中投加活性炭填料，在第三好氧池或第四好氧池中的至少一个好氧池投加活性炭填料，其中第一和第二好氧池中的投加量占总投加量的50-90％；第三好氧池的投加量、第四好氧池的投加量，或者第三好氧池和第四好氧池中的投加量占总投加量的10-50％。优选地，第一好氧池和第二好氧池的投加量之和占总投加量的60-80％，或者65-75％。
(c.9)在第三好氧池和第四好氧池中均投加活性炭填料，其他两个好氧池不投加，则第三好氧池中的投加量占总投加量的50-90％，第四好氧池中的投加量占总投加量的10-50％。优选地，第三好氧池中的投加量占总投加量的60-80％，第四好氧池中的投加量占总投加量的20-40％。还更优选地，所述第三好氧池中的投加量占总投加量的65-75％，第四好氧池中的投加量占总投加量的25-45％。
(c.10)在第三好氧池中投加活性炭填料，第四好氧池不投加，在第一好氧池或第二好氧池中的至少一个好氧池投加活性炭填料，其中第三好氧池中的投加量占总投加量的50-90％；第一好氧池的投加量、第二好氧池的投加量，或者第一好氧池和第二好氧池中的投加量占总投加量的10-50％。优选地，第三好氧池的投加量占总投加量的60-80％，或者65-75％。
(c.11)在第四好氧池中投加活性炭填料，第三好氧池不投加，在第一好氧池或第二好氧池中的至少一个缺氧池投加活性炭填料，其中第四好氧池中的投加量占总投加量的50-90％；第一好氧池的投加量、第二好氧池的投加量，或者第一好氧池和第二好氧池中的投加量占总投加量的10-50％。优选地，第四好氧池的投加量占总投加量的60-80％，或者65-75％。
(c.12)在第三和第四好氧池中投加活性炭填料，在第一好氧池或第二好氧池中的至少一个好氧池投加活性炭填料，其中第三和第四好氧池中的投加量占总投加量的50-90％；第一好氧池的投加量、第二好氧池的投加量，或者第一好氧池和第二好氧池中的投加量占总投加量的10-50％。优选地，第三好氧池和第四好氧池的投加量之和占总投加量的60-80％，或者65-75％。
根据本发明，当并联的两个好氧池都投加活性炭填料时，其加入量可以相同或不同。两个并联的好氧池的活性炭填料投加量比例可以为(1～9)：(9～1)，还可以为(2～8)：(8～2)，或者是(3～7)：(7～3),(4～6)：(6～4)，或者5：5。
根据本发明，当顺序连接的两个好氧池都投加活性炭填料时，其加入量可以相同或不同。两个顺序连接的缺氧池的活性炭填料的投加量比例可以为(1～9)：(9～1)，还可以为(2～8)：(8～2)，或者是(3～7)：(7～3),(4～6)：(6～4)，或者5：5。
根据本发明，所述装置还包括一个预处理装置，所述预处理装置为一个光电催化氧化装置。
根据本发明，所述光电催化氧化装置由串联的电催化氧化装置和光催化氧化装置组成。
根据本发明，所述第一好氧池与第一缺氧池的体积比约为1:1，所述第二好氧池与第一缺氧池的体积比约为1:1。
根据本发明，所述第三好氧池与第二缺氧池的体积比为(2～1)：1，所述第四好氧池与第二缺氧池的体积比为(2～1)：1。
根据本发明，所述污水分两股分别进入第一缺氧池和第二缺氧池。
根据本发明，所述两股污水的分配系数中，第一缺氧池的分配系数用n1表示，第二缺氧池的分配系数用n2表示，且n1:n2＝(6～9):(1～4)，还可以为(7～8):(2～3)。
根据本发明，所述第一缺氧池和第二缺氧池中设置有搅拌装置。
根据本发明，所述第一好氧池、第二好氧池、第三好氧池和第四好氧池中设置有曝气装置。
根据本发明，所述澄清池的剩余生物碳泥废弃处置。
根据本发明，所述澄清池的剩余生物碳泥经浓缩后回用。
根据本发明，所述回用的碳泥分别进入第一缺氧池和第二缺氧池。
根据本发明，所述回用于缺氧池的碳泥的分配系数中，第一缺氧池的分配系数用m1表示，第二缺氧池的分配系数用m2表示，且m1:m2＝(6～9):(1～4)，还可以为(7～8):(2～3)。
根据本发明，所述回用的碳泥分别进入第一好氧池、第二好氧池、第三好氧池和第四好氧池。
根据本发明，所述回用于好氧池的碳泥的分配系数中，第一好氧池的分配系数用p1表示，第二好氧池的分配系数用p2表示，第三好氧池的分配系数用p3表示，第四好氧池的分配系数用p4表示。当为上述(a)情形时，(p1+p2):(p3+p4)＝(6～9):(1～4)，还可以为(7～8):(2～3)。当为上述(b)情形时，(p3+p4):(p1+p2)＝(6～9):(1～4)，还可以为(7～8):(2～3)。当为上述(c)情形时，则(p1+p2):(p3+p4)＝(1～9)：(9～1)，还可以为(2～8)：(8～2)，或者是(3～7)：(7～3),(4～6)：(6～4)，或者5：5。
根据本发明，若所述活性炭添加在第一好氧池中，则p1:p2＝(6～9):(1～4)，还可以为(7～8):(2～3)；；反之，若所述活性炭添加在第二好氧池中，则p1:p2＝(1～4):(6～9)，还可以为(2～3):(7～8)。若第一缺氧池和第二缺氧池中都添加活性炭，则n1:n2＝(1～9)：(9～1)，还可以为(2～8)：(8～2)，或者是(3～7)：(7～3),(4～6)：(6～4)，或者5：5。
根据本发明，若所述第三和第四好氧池中未添加活性炭，则p3:p4＝5:5；若所述第三好氧池中添加有活性炭，则p3:p4＝(6～9):(1～4)，还可以为(7～8):(2～3)；若所述第四好氧池中添加有活性炭，则p3:p4＝(1～4):(6～9)，还可以为(2～3):(7～8)。若第三缺氧池和第四缺氧池中都添加活性炭，则n3:n4＝(1～9)：(9～1)，还可以为(2～8)：(8～2)，或者是(3～7)：(7～3),(4～6)：(6～4)，或者5：5。
根据本发明，所述装置的各好氧池和缺氧池之间无需内循环。
本发明的装置特别适用于煤化工污水的处理。同时，所述装置还可以适用于其他多种污水的处理，包括工业废水如：炼油、石油化工、印染废水、焦化废水、有机化工废水的处理；以及城市污水处理。
本发明的有益效果是：
1、利用本发明设计的结构，活性炭采用单级或分级投放，且投放量仅为原投放量的最多50％(甚至可以仅为10％)即可实现污水的高效净化，有效节约了活性炭的使用量。
2、采用简单的并联手段，且有机结合了传统的活性污泥法和粉末活性炭处理法，无需额外添加有机碳源，无需内循环，简易实现煤化工污水中氮及其他污染物的高效去除。
3、在不需要传统的WAO工艺的情况下，也可以实现生物碳泥的有效回用和污泥量(仅为传统工艺的90％)的减少。
4、有效结合了光催化氧化和电催化氧化法，将其用于所述煤化工污水的预处理，显著提高了污水中的易降解的苯类和酚类化合物(如吡咯、萘、呋喃、咪唑等)和难降解的化合物(如吡啶、咔唑、联苯、三联苯等)的去除率，是一种简单高效的污水处理装置。
附图说明
图1实施例1中的本发明的污水处理装置的结构示意图
图2实施例2中的本发明的污水处理装置的结构示意图
图3实施例3中的本发明的污水处理装置的结构示意图
图4实施例4中的本发明的污水处理装置的结构示意图
图5实施例5中的本发明的污水处理装置的结构示意图
图6实施例6中的本发明的污水处理装置的结构示意图
具体实施方式
如上所述，本发明公开了一种煤化工污水用污水处理装置(称之为“CBRS-R”)，其包括第一缺氧池、第一好氧池、第二好氧池、第二缺氧池、第三好氧池、第四好氧池、絮凝槽和澄清池，其中，四个好氧池的连接方式包括：(1)第一好氧池和第二好氧池并联，第三好氧池和第四好氧池顺序连接；(2)第一好氧池和第二好氧池并联，第三好氧池和第四好氧池并联；或(3)第一好氧池和第二好氧池顺序连接，第三好氧池和第四好氧池并联；其中，至少在并联的好氧池中的至少一个好氧池中投加活性炭填料，所述活性炭填料的总投加量为0.5-3g/L。与现有的粉末活性炭处理工艺相比，本发明装置中的活性炭填料的投加量最高为已有的装置的投加量的约50％，其污泥量则只有现有粉末活性炭处理工艺的90％甚至更低，但其装置正常运行后的总氮量和氨氮量则分别低于15mg/L和5.8mg/L(处理其他污水如城市污水时更低)，等于甚至优于现有的粉末活性炭处理工艺。
具体而言，本发明中巧妙地运用了一个或两个好氧池的并联结构，即实现了所述活性炭填料的有效减少，又有效控制了污泥量，而且对煤化工污水的除氮效率也没有减少甚至略有提高。同时，还显著提高了对煤化工污水中其他污染物(易降解的苯类和酚类化合物(如吡咯、萘、呋喃、咪唑等)和难降解的化合物(如吡啶、咔唑、联苯、三联苯等))的去除率。可见，本发明通过一个简单的结构设计，高效地解决了问题，适应性又广，易于产业化。
另外，本发明中公开了一种预处理装置，所述预处理装置为一个光电催化氧化装置；具体而言，所述光电催化氧化装置由串联的电催化氧化装置和光催化氧化装置组成。
所述的光催化氧化装置和电催化氧化装置可以是现有技术中已知的用于污水预处理的装置。其中，光催化氧化例如是以TiO2为催化剂、H2O2或臭氧为氧化剂、在紫外光照射下进行的处理。电催化氧化就是常规的电催化氧化，其电解系统的阳极可选自Ti/PbO2阳极、钛基析氯阳极和钛基析氧阳极，阴极可选自Ti材阴极、Cu材阴极和Fe材阴极，电流密度在15-50mA·cm-2之间。
本发明中，在所述光催化氧化之前串联一个电催化氧化，极大减少了光催化氧化中所需催化剂(如TiO2)的量，仅需要现有用量的10％即可实现与现有技术同样的效果，解决了所述TiO2带来的二次污染的问题。
在本发明的一个优选的实施方式中，优选了分配在不同好氧池中的活性炭的量，具体如前所述。通过这样的方式，兼顾了活性炭的减量和效率，在减量的情况下，效率反而提高了，更好的实现了本发明的目的。
在本发明的一个优选的实施方式中，优选了污水的分配系数，具体如前所述。通过这样的设计，有效结合了活性炭和污水的使用效率，申请人发现，在本发明选择的范围内，活性炭的效率最高；而且完全无需外加碳源即可实现氮的高效去除；另外，实现了无需内循环即可高效去除氨氮和总氮，极大的简化了设备和运行成本。
在本发明的一个优选的实施方式中，优选了碳泥的分配系数，具体如前所述。通过这样的设计，有效结合了活性炭和碳泥的使用效率，申请人发现，在本发明选择的范围内，完全无需外加碳源即可实现氮的高效去除；另外，实现了无需内循环即可高效去除氨氮和总氮，极大的简化了设备和运行成本。进一步的，通过这样的设计，实现了污泥量的进一步减少，也实现了所述碳泥的高效的回用效率。
下面结合具体实施例对本发明作进一步阐述，但本发明并不限于以下实施例。所述方法如无特别说明均为常规方法。所述原材料如无特别说明均能从公开商业途径获得。
实施例1
如图1所示，本发明的装置包括第一缺氧池、并联连接的第一好氧池和第二好氧池、第二缺氧池、并联连接的第三好氧池和第四好氧池、絮凝槽和澄清池。所述第一好氧池和第三好氧池中投加有活性炭填料，投加量分别为1.6g/L和0.4g/L。第一缺氧池和第二缺氧池中设置有搅拌装置。第一好氧池、第二好氧池、第三好氧池和第四好氧池中设置有曝气装置。各好氧池和缺氧池之间无需内循环。污水分两股分别进入第一缺氧池和第二缺氧池，分配系数n1:n2＝8:2。第一好氧池与第一缺氧池的体积比为1:1，第二好氧池与第一缺氧池的体积比为1:1，第三好氧池与第二缺氧池的体积比为1.5:1，第四好氧池与第二缺氧池的体积比为1.5:1。剩余生物碳泥分四股分别进入第一好氧池、第二好氧池、第三好氧池和第四好氧池，分配系数p1:p2:p3:p4＝5.4:0.6:3.5:0.5。
实施例2
如图1所示，本发明的装置包括第一缺氧池、并联连接的第一好氧池和第二好氧池、第二缺氧池、并联连接的第三好氧池和第四好氧池、絮凝槽和澄清池。所述第一好氧池和第三好氧池中投加有活性炭填料，投加量分别为0.6g/L和0.4g/L。第一缺氧池和第二缺氧池中设置有搅拌装置。第一好氧池、第二好氧池、第三好氧池和第四好氧池中设置有曝气装置。各好氧池和缺氧池之间无需内循环。污水分两股分别进入第一缺氧池和第二缺氧池，分配系数n1:n2＝6:4。第一好氧池与第一缺氧池的体积比为1:1，第二好氧池与第一缺氧池的体积比为1:1，第三好氧池与第二缺氧池的体积比为1.5:1，第四好氧池与第二缺氧池的体积比为1.5:1。剩余生物碳泥分两股分别进入第一缺氧池和第二缺氧池，分配系数m1:m2＝7:3。
实施例3
如图1所示，本发明的装置包括第一缺氧池、并联连接的第一好氧池和第二好氧池、第二缺氧池、并联连接的第三好氧池和第四好氧池、絮凝槽和澄清池。所述第一好氧池中投加有活性炭填料，投加量为1.6g/L。第一缺氧池和第二缺氧池中设置有搅拌装置。第一好氧池、第二好氧池、第三好氧池和第四好氧池中设置有曝气装置。各好氧池和缺氧池之间无需内循环。污水分两股分别进入第一缺氧池和第二缺氧池，分配系数n1:n2＝9:1。第一好氧池与第一缺氧池的体积比为1:1，第二好氧池与第一缺氧池的体积比为1:1，第三好氧池与第二缺氧池的体积比为1.5:1，第四好氧池与第二缺氧池的体积比为1.5:1。剩余生物碳泥分四股分别进入第一好氧池、第二好氧池、第三好氧池和第四好氧池，分配系数p1:p2:p3:p4＝7:1:1.8:0.2。
实施例4-6
在上述实施例1-3的前面增加了一个预处理装置，即串联的电催化氧化和光催化氧化装置，所述电催化氧化的电解系统中的阳极为Ti/PbO2阳极、阴极为Ti材阴极、电流密度为20mA·cm-2；所述光催化氧化是以TiO2为催化剂、H2O2为氧化剂、在紫外光照射下进行，其中TiO2的用量可以减少到现有已知用量的10％。
对比例1
传统的粉末活性炭处理装置，包括缺氧池、好氧池、絮凝槽和澄清池，活性炭填料的添加量为9g/L。
对比例2
传统的粉末活性炭处理-WAO装置，包括缺氧池、好氧池、絮凝槽和澄清池，以及WAO系统，活性炭填料的添加量为8g/L。
对比例3
光催化氧化装置，传统的粉末活性炭处理-WAO装置，包括缺氧池、好氧池、絮凝槽和澄清池，以及WAO系统，活性炭填料的添加量为8g/L。
使用对比例1-3和实施例1-6的装置分别进行一种煤化工污水(其水质见表1)的处理，其结果列于表2中。
表1 煤化工污水的水质
| COD总(mg/L) | 3000-6000 | 氨氮(mg/L) | 150-550 |
| 总氮(mg/L) | 200-650 | SS(mg/L) | 200-800 |
| 总磷(mg/L) | 1.7-4.2 | pH | 6.5-7.5 |
表2
使用对比例1-3和实施例1-6的装置分别进行一种城市污水(其水质列于表3中)的处理，其结果列于表4中。
表3 城市污水的水质
| COD总(mg/L) | 200-400 | 氨氮(mg/L) | 23-35 |
| 总氮(mg/L) | 29-45 | SS(mg/L) | 40-400 |
| 总磷(mg/L) | 1.8-4.0 | pH | 6.5-7.5 |
表4
需要说明的是，上述实施例只是用来说明本发明的技术特征，不是用来限定本发明所请求保护的范围。与本申请发明内容部分的技术方案相同原理的，仍属本发明所请求保护的范畴。
Claims (25)
1.一种煤化工污水用污水处理装置，其包括第一缺氧池、第一好氧池、第二好氧池、第二缺氧池、第三好氧池、第四好氧池、絮凝槽和澄清池，其中，四个好氧池的连接方式选自如下任一种方式：
(1)第一好氧池和第二好氧池并联，第三好氧池和第四好氧池顺序连接；
(2)第一好氧池和第二好氧池并联，第三好氧池和第四好氧池并联；或
(3)第一好氧池和第二好氧池顺序连接，第三好氧池和第四好氧池并联；
所述污水经第一缺氧池后进入第一好氧池和第二好氧池，然后经第二缺氧池后进入第三好氧池和第四好氧池，再依次进入絮凝槽和澄清池；
其中，至少在并联的好氧池中的至少一个投加活性炭填料，所述活性炭填料的投加量为0.5-3g/L；
所述活性炭填料的投加方式包括如下(a)、(b)或(c)任一种：
(a)当第一好氧池和第二好氧池并联，第三好氧池和第四好氧池顺序连接时：
(a.1)在第一好氧池中投加活性炭填料，其他三个好氧池不投加，其活性炭填料的投加量为0.6-2.8g/L；
(a.2)在第二好氧池中投加活性炭填料，其他三个好氧池不投加，其活性炭填料的投加量为0.6-2.8g/L；
(a.3)在第一好氧池和第二好氧池中均投加活性炭填料，其他两个好氧池不投加，则第一好氧池中的投加量占总投加量的50-90％，第二好氧池中的投加量占总投加量的10-50％；
(a.4)在第一好氧池中投加活性炭填料，第二好氧池不投加，在第三好氧池或第四好氧池中的至少一个好氧池投加活性炭填料，其中第一好氧池中的投加量占总投加量的50-90％；第三好氧池的投加量、第四好氧池的投加量，或者第三好氧池和第四好氧池中的投加量占总投加量的10-50％；
(a.5)在第二好氧池中投加活性炭填料，第一好氧池不投加，在第三好氧池或第四好氧池中的至少一个好氧池投加活性炭填料，其中第二好氧池中的投加量占总投加量的50-90％；第三好氧池的投加量、第四好氧池的投加量，或者第三好氧池和第四好氧池中的投加量占总投加量的10-50％；
(a.6)在第一和第二好氧池中投加活性炭填料，在第三好氧池或第四好氧池中的至少一个好氧池投加活性炭填料，其中第一和第二好氧池中的投加量占总投加量的50-90％；第三好氧池的投加量、第四好氧池的投加量，或者第三好氧池和第四好氧池中的投加量占总投加量的10-50％；
(b)当第三好氧池和第四好氧池并联，第一好氧池和第二好氧池顺序连接时：
(b.1)在第三好氧池中投加活性炭填料，其他三个好氧池不投加，其活性炭填料的投加量为0.6-2.8g/L；
(b.2)在第四好氧池中投加活性炭填料，其他三个好氧池不投加，其活性炭填料的投加量为0.6-2.8g/L；
(b.3)在第三好氧池和第四好氧池中均投加活性炭填料，其他两个好氧池不投加，则第三好氧池中的投加量占总投加量的50-90％，第四好氧池中的投加量占总投加量的10-50％；
(b.4)在第三好氧池中投加活性炭填料，第四好氧池不投加，在第一好氧池或第二好氧池中的至少一个好氧池投加活性炭填料，其中第三好氧池中的投加量占总投加量的50-90％；第一好氧池的投加量、第二好氧池的投加量，或者第一好氧池和第二好氧池中的投加量占总投加量的10-50％；
(b.5)在第四好氧池中投加活性炭填料，第三好氧池不投加，在第一好氧池或第二好氧池中的至少一个好氧池投加活性炭填料，其中第四好氧池中的投加量占总投加量的50-90％；第一好氧池的投加量、第二好氧池的投加量，或者第一好氧池和第二好氧池中的投加量占总投加量的10-50％；
(b.6)在第三和第四好氧池中投加活性炭填料，在第一好氧池或第二好氧池中的至少一个好氧池投加活性炭填料，其中第三和第四好氧池中的投加量占总投加量的50-90％；第一好氧池的投加量、第二好氧池的投加量，或者第一好氧池和第二好氧池中的投加量占总投加量的10-50％；
(c)当第一好氧池和第二好氧池并联，第三好氧池和第四好氧池并联时：
(c.1)在第一好氧池中投加活性炭填料，其他三个好氧池不投加，其活性炭填料的投加量为0.6-2.8g/L；
(c.2)在第二好氧池中投加活性炭填料，其他三个好氧池不投加，其活性炭填料的投加量为0.6-2.8g/L；
(c.3)在第三好氧池中投加活性炭填料，其他三个好氧池不投加，其活性炭填料的投加量为0.6-2.8g/L；
(c.4)在第四好氧池中投加活性炭填料，其他三个好氧池不投加，其活性炭填料的投加量为0.6-2.8g/L；
(c.5)在第一好氧池和第二好氧池中均投加活性炭填料，其他两个好氧池不投加，则第一好氧池中的投加量占总投加量的50-90％，第二好氧池中的投加量占总投加量的10-50％；
(c.6)在第一好氧池中投加活性炭填料，第二好氧池不投加，在第三好氧池或第四好氧池中的至少一个好氧池投加活性炭填料，其中第一好氧池中的投加量占总投加量的50-90％；第三好氧池的投加量、第四好氧池的投加量，或者第三好氧池和第四好氧池中的投加量占总投加量的10-50％；
(c.7)在第二好氧池中投加活性炭填料，第一好氧池不投加，在第三好氧池或第四好氧池中的至少一个好氧池投加活性炭填料，其中第二好氧池中的投加量占总投加量的50-90％；第三好氧池的投加量、第四好氧池的投加量，或者第三好氧池和第四好氧池中的投加量占总投加量的10-50％；
(c.8)在第一和第二好氧池中投加活性炭填料，在第三好氧池或第四好氧池中的至少一个好氧池投加活性炭填料，其中第一和第二好氧池中的投加量占总投加量的50-90％；第三好氧池的投加量、第四好氧池的投加量，或者第三好氧池和第四好氧池中的投加量占总投加量的10-50％；
(c.9)在第三好氧池和第四好氧池中均投加活性炭填料，其他两个好氧池不投加，则第三好氧池中的投加量占总投加量的50-90％，第四好氧池中的投加量占总投加量的10-50％；
(c.10)在第三好氧池中投加活性炭填料，第四好氧池不投加，在第一好氧池或第二好氧池中的至少一个好氧池投加活性炭填料，其中第三好氧池中的投加量占总投加量的50-90％；第一好氧池的投加量、第二好氧池的投加量，或者第一好氧池和第二好氧池中的投加量占总投加量的10-50％；
(c.11)在第四好氧池中投加活性炭填料，第三好氧池不投加，在第一好氧池或第二好氧池中的至少一个缺氧池投加活性炭填料，其中第四好氧池中的投加量占总投加量的50-90％；第一好氧池的投加量、第二好氧池的投加量，或者第一好氧池和第二好氧池中的投加量占总投加量的10-50％；
(c.12)在第三和第四好氧池中投加活性炭填料，在第一好氧池或第二好氧池中的至少一个好氧池投加活性炭填料，其中第三和第四好氧池中的投加量占总投加量的50-90％；第一好氧池的投加量、第二好氧池的投加量，或者第一好氧池和第二好氧池中的投加量占总投加量的10-50％。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
(a.3)中，第一好氧池中的投加量占总投加量的60-80％，第二好氧池中的投加量占总投加量的20-40％；
(a.4)中，第一好氧池的投加量占总投加量的60-80％；
(a.5)中，第二好氧池的投加量占总投加量的60-80％；
(a.6)中，第一好氧池和二好氧池的投加量之和占总投加量的60-80％；
(b.3)中，第三好氧池中的投加量占总投加量的60-80％，第四好氧池中的投加量占总投加量的20-40％；
(b.4)中，第三好氧池的投加量占总投加量的60-80％；
(b.5)中，第四好氧池的投加量占总投加量的60-80％；
(b.6)中，第三好氧池和第四好氧池的投加量之和占总投加量的60-80％；
(c.5)中，第一好氧池中的投加量占总投加量的60-80％，第二好氧池中的投加量占总投加量的20-40％；
(c.6)中，第一好氧池的投加量占总投加量的60-80％；
(c.7)中，第二好氧池的投加量占总投加量的60-80％；
(c.8)中，第一好氧池和第二好氧池的投加量之和占总投加量的60-80％；
(c.9)中，第三好氧池中的投加量占总投加量的60-80％，第四好氧池中的投加量占总投加量的20-40％；
(c.10)中，第三好氧池的投加量占总投加量的60-80％；
(c.11)中，第四好氧池的投加量占总投加量的60-80％；
(c.12)中，第三好氧池和第四好氧池的投加量之和占总投加量的60-80％。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，(a.1)中，活性炭填料的投加量为1-2g/l；
(a.2)中，活性炭填料的投加量为1-2g/l；
(a.4)中，第一好氧池的投加量占总投加量的65-75％；
(a.5)中，第二好氧池的投加量占总投加量的65-75％；
(a.6)中，第一好氧池和二好氧池的投加量之和占总投加量的65-75％；
(b.1)中，活性炭填料的投加量为1-2g/l；
(b.2)中，活性炭填料的投加量为1-2g/l；
(b.4)中，第三好氧池的投加量占总投加量的65-75％；
(b.5)中，第四好氧池的投加量占总投加量的65-75％；
(b.6)中，第三好氧池和第四好氧池的投加量之和占总投加量的65-75％；
(c.1)中，活性炭填料的投加量为1-2g/l；
(c.2)中，活性炭填料的投加量为1-2g/l；
(c.3)中，活性炭填料的投加量为1-2g/l；
(c.4)中，活性炭填料的投加量为1-2g/l；
(c.6)中，第一好氧池的投加量占总投加量的65-75％；
(c.7)中，第二好氧池的投加量占总投加量的65-75％；
(c.8)中，第一好氧池和第二好氧池的投加量之和占总投加量的65-75％；
(c.10)中，第三好氧池的投加量占总投加量的65-75％；
(c.11)中，第四好氧池的投加量占总投加量的65-75％；
(c.12)中，第三好氧池和第四好氧池的投加量之和占总投加量的65-75％。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括一个预处理装置，所述预处理装置为一个光电催化氧化装置；所述光电催化氧化装置由串联的电催化氧化装置和光催化氧化装置组成。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一好氧池与第一缺氧池的体积比为1:1，所述第二好氧池与第一缺氧池的体积比为1:1。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第三好氧池与第二缺氧池的体积比为(2～1)：1，所述第四好氧池与第二缺氧池的体积比为(2～1)：1。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述污水分两股分别进入第一缺氧池和第二缺氧池。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述两股污水的分配系数中，第一缺氧池的分配系数用n1表示，第二缺氧池的分配系数用n2表示，且n1:n2＝(6～9):(1～4)。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，n1:n2＝(7～8):(2～3)。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的装置，其特征在于，所述第一缺氧池和第二缺氧池中设置有搅拌装置；
所述第一好氧池、第二好氧池、第三好氧池和第四好氧池中设置有曝气装置。
11.根据权利要求1至9中任一项所述的装置，其特征在于，所述澄清池的剩余生物碳泥废弃处置。
12.根据权利要求1至9中任一项所述的装置，其特征在于，所述澄清池的剩余生物碳泥经浓缩后回用。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述回用的碳泥分别进入第一缺氧池和第二缺氧池。
14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述回用于缺氧池的碳泥的分配系数中，第一缺氧池的分配系数用m1表示，第二缺氧池的分配系数用m2表示，且m1:m2＝(6～9):(1～4)。
15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，m1:m2＝(7～8):(2～3)。
16.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述回用的碳泥分别进入第一好氧池、第二好氧池、第三好氧池和第四好氧池。
17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述回用于好氧池的碳泥的分配系数中，第一好氧池的分配系数用p1表示，第二好氧池的分配系数用p2表示，第三好氧池的分配系数用p3表示，第四好氧池的分配系数用p4表示；
当为(a)情形时，(p1+p2):(p3+p4)＝(6～9):(1～4)；
当为(b)情形时，(p3+p4):(p1+p2)＝(6～9):(1～4)；
当为(c)情形时，(p1+p2):(p3+p4)＝(1～9):(9～1)。
18.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，当为(a)情形时，(p1+p2):(p3+p4)＝(7～8):(2～3)；
当为(b)情形时，(p3+p4):(p1+p2)＝(7～8):(2～3)；
当为(c)情形时，(p1+p2):(p3+p4)＝(2～8):(8～2)。
19.根据权利要求18所述的装置，其特征在于，为(c)情形，(p1+p2):(p3+p4)＝(3～7):(7～3)。
20.根据权利要求19所述的装置，其特征在于，(p1+p2):(p3+p4)＝(4～6):(6～4)。
21.根据权利要求20所述的装置，其特征在于，(p1+p2):(p3+p4)＝5：5。
22.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，若所述活性炭添加在第一好氧池中，则p1:p2＝(6～9):(1～4)；反之，若所述活性炭添加在第二好氧池中，则p1:p2＝(1～4):(6～9)；
若所述第三和第四好氧池中未添加活性炭，则p3:p4＝5:5；
若所述第三好氧池中添加有活性炭，则p3:p4＝(6～9):(1～4)；
若所述第四好氧池中添加有活性炭，则p3:p4＝(1～4):(6～9)。
23.根据权利要求22所述的装置，其特征在于，若所述活性炭添加在第一好氧池中，则p1:p2＝(7～8):(2～3)；反之，若所述活性炭添加在第二好氧池中，则p1:p2＝(2～3):(7～8)；
若所述第三好氧池中添加有活性炭，则p3:p4＝(7～8):(2～3)；
若所述第四好氧池中添加有活性炭，则p3:p4＝(2～3):(7～8)。
24.根据权利要求1至9中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置的各好氧池和缺氧池之间无需内循环。
25.权利要求1至24中任一项所述的装置用于煤化工污水的处理。
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