一種碎煤加壓氣化汙水處理與回用工藝的製作方法
2023-04-29 20:54:31
專利名稱：一種碎煤加壓氣化汙水處理與回用工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種汙水處理工藝，具體的說是涉及一種碎煤加壓氣化汙水處理與回用工藝，屬於水處理領域。
背景技術：
縱觀近百年化學工業的發展歷史，其間每次原料結構的變化總伴隨著化學工業的巨大變革。1984年世界化石燃料探明的可採儲量，煤約佔74%，而石油約12%、天然氣約10%，從資源角度看，煤將是潛在的化工主要原料。隨著石油、天然氣資源的日漸貧乏，煤炭能源化工產業將在中國能源的可持續利用中扮演重要的角色，是今後20年的重要發展方向，這對於中國減輕燃煤造成的環境汙染、降低中國對進口石油的依賴均有著重大意義。可以說，煤化工行業在中國面臨著新的市場需求和發展機遇。但是，煤化工行業汙水治理呈現兩高兩難態勢，即汙水排放量大，處理難度大，汙染濃度高，運行成本高，因此，煤化工行業的發展受到廠區周邊環境容量的大小、汙水運行成本，汙水佔地面積等因素的制約。十一五 期間，國家提出了節能減排，如何能最大限度地降低煤化工行業汙染排放當量並回用，且能有效降低汙水運行成本，已成為煤化工行業環境治理領域下一步需重點攻克的課題。煤的氣化過程是一個熱化學過程，它是以煤或煤焦為原料，以氧氣、蒸汽或氫氣等作為氣化劑(或稱氣化介質)，在高溫條件下通過化學反應將煤或煤焦中的可燃部分轉化為氣體燃料的過程。氣化所得的可燃氣體稱為氣化煤氣，其有效成分包括CO、H2及CH4等。煤氣化汙水是高溫、高壓下洗滌煤氣後的洗滌水經熱量回收、混凝沉澱後排放的部分汙水，主要汙染物為氨氮、硫化物、C0D&、B0D、懸浮物等，其水溫、懸浮物和氨氮含量都很高。碎煤加壓氣化汙水的處理方法可分為物理化學法和生物處理法兩大類。物理化學法包括蒸氨、除油、溶氣氣浮、溶劑萃取脫酚、鹼性氯化法、次氯酸鈉氧化法、活性炭吸附和混凝沉澱等方法，每種方法都有選擇的去除或回收廢水中某一種或幾種汙染物質。在生化處理工藝中，由於煤氣化廢水最主要特點是氨氮與懸浮物含量高，常規的活性汙泥工藝過程中硝化作用不完全，反硝化作用則幾乎不發生，總氮(TKN)的去除率僅109^30%之間，因此很難去除煤氣化廢水中的氨氮。傳統的生化工藝及其組合工藝在處理碎煤加壓氣化汙水中需要極長的流程和水力停留時間，需要巨大的投資，並運行費用極高。利用強化生化工藝及其組合工藝來處理碎煤加壓氣化汙水是解決現有問題的有效途徑之一。
發明內容
本發明提供一種碎煤加壓氣化汙水處理與回用工藝，本發明的目的是為了克服現有汙水處理技術中存在的缺陷和不足，提供一種流程短、安全可靠、投資小、運行費用較低的碎煤加壓氣化汙水處理與回用工藝。本發明提供的一種碎煤加壓氣化汙水處理與回用工藝其實現方式包括如下步驟
步驟I :將來自於碎煤加壓氣化廠的汙水在綜合調節池中進行均質均量，避免對後續裝置的衝擊。由於碎煤加壓氣化廠汙水水質水量波動較大，綜合調節池水力停留時間一般為24 48h，綜合調節池內安裝穿孔曝氣管或機械攪拌器對汙水進行強制混合，混合強度為
2 5W/m3。步驟2 :綜合調節池提升後進入溶氣氣浮，去除大部分油類和部分膠體類物質。由於碎煤加壓氣化廠汙水中有機質成分較複雜，腐蝕性較強，汙水提升用外置的泵房為宜，溶氣氣浮進水前加入破乳劑、絮凝劑和助凝劑，提高氣浮除油的效率，在其出水中加入磷酸二氫鉀或磷酸鈉，補充磷元素。步驟3 :溶氣氣浮出水進入水解酸化池，利用活性汙泥中微生物胞外酶的催化降解作用將固形物質水解為溶解性物質、大分子物質降解為小分子物質、碳水化合物降解為脂肪酸、有機氮類物質分解為氨或胺，提高汙水的B/C (B0D/C0D,生化需氧量/化學需氧 量)，提高汙水的可生化性，為後續的生化處理奠定良好的基礎，水解酸化池水力停留時間控制在16 24h。水解酸化用穿孔管間歇曝氣混合或機械強制攪拌，池內內置一體化泥水分離裝置，保證截留活性汙泥與出水懸浮物濃度。步驟4 :水解酸化池出水進入到BioDopp生物反應池，在該反應池內利用微生物的降解和同化作用去除大部分有機汙染物、氨氮、酚類及殘留油類。BioDopp生物反應池結合了氧化溝的全液內回流及一體化結構理念，利用A2/0的不同功能分區形式，藉助CASS工藝前置選擇區模式，輔以高效的曝氣技術，通過創新的空氣提推技術作為源動力，將不同功能單元結合在一起的生物處理工藝。BioDopp生物反應池利用微氧技術，將生物反應池內控制最高溶解氧濃度不高於0. 3mg/L,並將汙泥齡控制在60d以上，活性汙泥濃度控制在flOg/L，在生物反應池內培養、馴化和累積大量的兼性微生物、硝化菌、反硝化菌及特種專屬性微生物，能有效的去除目標汙染物。BioDopp生物反應池利用空氣提推器產生的大回流比，快速稀釋來水，能有效的降低來水負荷對生化系統的衝擊，保證出水的達標與運行的穩定。BioDopp生化反應池內置泥水分離裝置,無需外置沉澱池和汙泥回流泵房。BioDopp生化反應池水力停留時間控制在6(T80h。步驟5 BioDopp生物反應池出水加入絮凝劑和助凝劑後通過混凝沉澱,去除大部分懸浮物，並有效去除殘留色度。絮凝劑和助凝劑配置成溶液後通過管道混合器加入，絮凝劑為聚鋁或聚合鋁鐵，配置濃度為59^15%，加藥量為10(T200mg/L，助凝劑為聚丙烯醯胺，配置濃度為1%。，加藥量為2 5mg/L。步驟6 :混凝沉澱後汙水加入臭氧，利用臭氧的強氧化性對殘留的較難生物降解的多環和雜環有機物進行氧化，通過斷鍵作用將其降解為易生物降解的小分子。臭氧發生器易採用氧氣源，能提高臭氧濃度，顯著提高氧化速率。臭氧氧化可同時加入一定濃度的雙氧水，臭氧採用管道水射器或池底曝氣方式加入。臭氧加入量可按照Hg臭氧/gTOC來核算，臭氧加入量為100mg/L，雙氧水加入量為50mg/L，臭氧接觸時間為45 90min。步驟7 :臭氧氧化後出水進入曝氣生物濾池，進一步去除有機汙染物，並降低出水的懸浮物濃度。曝氣生物濾池採用陶粒為生物載體，反洗水來自於處理後的回用水，反洗水進入綜合調節池。曝氣生物濾池水力停留時間控制在8 16h。本發明相對於現有技術具有如下優勢
I.採用本發明的工藝對碎煤加壓氣化汙水進行處理與回用，整套工藝簡單易行，投資小，運行費用低。抗衝擊能力強，處理效果較好，能夠承受30%的單次衝擊，10%的連續衝擊。
2.採用溶氣氣浮可有效的去除汙水中的油類物質，去除率為80%左右，水解酸化能有效的提聞汙水B/C,能將汙水B/C從0. 3提聞到0. 4左右，大大提聞了後續生化處理的
處理效率。3. BioDopp生化工藝實現了同步脫氮，同時保證去除有機汙染物和脫氮效果，BioDopp生化工藝出水指標相比其它傳統工藝要大幅度降低，BioDopp生化工藝擁有節省一半佔地、能為客戶節約大量的寶貴的土地資源；其處理流程短，管理相當簡單；並同時具備節省能耗、抗衝擊能力強、系統恢復快等特點；BioDopp生化工藝可實現不停車更換曝氣管，使用壽命至少是其它曝氣系統的2到5倍，操作維護量少，維護維修非常方便；BioDopp生化工藝所需人工較少,可節約一定的人力成本；BioDopp生化工藝汙泥齡長,剩餘汙泥排放量少，大幅降低汙水勞動強度。BioDopp生化工藝出水COD小於200mg/L，氨氮降低到5mg/L以下。
4.混凝沉澱、臭氧氧化和曝氣生物濾池屬於後續深度處理，能進一步去除難降解有機汙染物和殘留色度，其出水COD小於50mg/L，色度降低到20倍以下，出水能作為循環冷卻水補充水。
圖I為本發明所述一種碎煤加壓氣化汙水處理與回用工藝流程示意圖。
圖2為某碎煤加壓氣化廠汙水水質。
圖3某碎煤加壓氣化廠各單元出水COD及整體工藝處理效果。
具體實施例方式為了使本領域的一般技術人員能夠清楚的理解本發明的技術內容，現以具體實施例作進一步詳盡說明
本發明所涉及的一種碎煤加壓氣化汙水處理與回用工藝通過汙水管線依次連接以下裝置如圖I所示，綜合調節池I、溶氣氣浮5、水解酸化池7、BioDopp生化反應池8、混凝沉澱11、臭氧氧化13、曝氣生物濾池14，其中在溶氣氣浮5前的汙水管線中加入破乳劑2、絮凝劑3和絮凝劑4，在水解酸化池7前的汙水管線中加入磷酸鹽6，在混凝沉澱11前的汙水管線中加入助凝劑9和絮凝劑10，在臭氧氧化13通入臭氧發生器12產生的臭氧。以該發明所涉及的工藝對某碎煤加壓氣化廠汙水處理為例，汙水的水質見圖2 各單元出水COD及整體工藝處理效果見圖3
其處理過程包括如下步驟
步驟I :將來自於碎煤加壓氣化廠的汙水在綜合調節池I中進行均質均量，避免對後續裝置的衝擊。由於碎煤加壓氣化廠汙水水質水量波動較大，綜合調節池I水力停留時間為24h。步驟2 :綜合調節池I提升後進入溶氣氣浮5，去除大部分油類和部分膠體類物質。溶氣氣浮5進水前加入破乳劑2、絮凝劑3和助凝劑4，提高氣浮除油的效率，在其出水中加入磷酸二氫鉀6，補充磷元素。步驟3 :溶氣氣浮5出水進入水解酸化池7，利用活性汙泥中微生物胞外酶的催化降解作用將固形物質水解為溶解性物質、大分子物質降解為小分子物質、碳水化合物降解為脂肪酸、有機氮類物質分解為氨或胺，提高汙水的B/C (B0D/C0D,生化需氧量/化學需氧量)，提高汙水的可生化性，為後續的生化處理奠定良好的基礎，水解酸化池水力停留時間控制在16h。步驟4 :水解酸化池7出水進入到BioDopp生物反應池8，在該反應池內利用微生物的降解和同化作用去除大部分有機汙染物、氨氮、酚類及殘留油類。BioDopp生化反應池水力停留時間控制在80h。步驟5 =BioDopp生物反應池8出水加入絮凝劑10和助凝劑9後通過混凝沉澱11，去除大部分懸浮物，並有效去除殘留色度。絮凝劑10和助凝劑9配置成溶液後通過管道混合器加入，絮凝劑10為聚鋁，配置濃度為15%，加藥量為150mg/L，助凝劑9為聚丙烯醯胺，配置濃度為1%。，加藥量為2mg/L。步驟6 :混凝沉澱11後汙水加入臭氧，利用臭氧的強氧化性對殘留的較難生物降解的多環和雜環有機物進行氧化，通過斷鍵作用將其降解為易生物降解的小分子。臭氧氧化13可同時加入一定濃度的雙氧水，臭氧採用池底曝氣方式加入。臭氧加入量為100mg/L， 雙氧水加入量為50mg/L，臭氧接觸時間為90min。步驟7 :臭氧氧化13後出水進入曝氣生物濾池14，進一步去除有機汙染物，並降低出水的懸浮物濃度。曝氣生物濾池14採用陶粒為生物載體，反洗水來自於處理後的回用水，反洗水進入綜合調節池。曝氣生物濾池14水力停留時間控制在8h。曝氣生物濾池14出水為最終出水，可作為循環冷卻水補充水。
權利要求
1.一種碎煤加壓氣化汙水處理與回用工藝，其特徵在於，其實現方式包括如下步驟 步驟I:將來自於碎煤加壓氣化廠的汙水在綜合調節池中進行均質均量，停留時間為24"48h ； 步驟2 :綜合調節池提升後進入溶氣氣浮； 步驟3 :溶氣氣浮出水進入水解酸化池，水解酸化用穿孔管間歇曝氣混合或機械強制攪拌； 步驟4 :水解酸化出水進入到BioDopp生物反應池； 步驟5 =BioDopp生物反應池出水加入絮凝劑和助凝劑後通過混凝沉澱； 步驟6 :混凝沉澱後汙水加入臭氧和雙氧水； 步驟7 :臭氧氧化後出水進入曝氣生物濾池，曝氣生物濾池水力停留時間控制在8^16h,曝氣生物濾池出水為最終出水。
2.根據權利要求書I所述的一種碎煤加壓氣化汙水處理與回用工藝，其特徵在於綜合調節池內安裝穿孔曝氣管或機械攪拌器對汙水進行強制混合，混合強度為2 5W/m3。
3.根據權利要求書I所述的一種碎煤加壓氣化汙水處理與回用工藝，其特徵在於溶氣氣浮進水中加入破乳劑、絮凝劑和助凝劑，在其出水中加入磷酸二氫鉀，補充磷元素。
4.根據權利要求書I所述的一種碎煤加壓氣化汙水處理與回用工藝，其特徵在於BioDopp生化反應池採用微氧原理，溶解氧濃度控制在0. 3mg/L,汙泥濃度控制在8g/L以上，回流比控制在60倍以上。
5.根據權利要求書I所述的一種碎煤加壓氣化汙水處理與回用工藝，其特徵在於臭氧 氧化加入一定濃度的雙氧水，臭氧採用管道水射器或池底曝氣方式加入。
6.根據權利要求書I所述的一種碎煤加壓氣化汙水處理與回用工藝，其特徵在於曝氣生物濾池採用陶粒為生物載體，反洗水來自於處理後的回用水，反洗水進入綜合調節池。
全文摘要
本發明提供一種碎煤加壓氣化汙水處理與回用工藝，其步驟包括將來自於碎煤加壓氣化廠的煤氣化汙水經過綜合調節池、溶氣氣浮、水解酸化池、BioDopp生化反應池、混凝沉澱、臭氧氧化、曝氣生物濾池，去除汙水中大部分有機汙染物、氨氮、懸浮物、酚類、油類後獲得可以補充到循環水系統的回用水。本發明所涉及的工藝技術路線簡單、運行穩定、噸水處理成本較低、處理後的出水能用於循環水的補充水，使得碎煤加壓氣化汙水經處理後得到充分的回收利用，達到減排的目的。
文檔編號C02F9/14GK102730897SQ20111008532
公開日2012年10月17日 申請日期2011年4月7日 優先權日2011年4月7日
發明者其他發明人請求不公開姓名, 張雷, 陳凱華 申請人:北京博匯特環保科技有限公司, 陳凱華