CN201908024U - 鲁奇加压气化炉煤制气生产废水处理装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种鲁奇加压气化炉煤制气生产废水处理装置，包括：调节池、反应沉淀池、气浮池、多介质过滤器、SBR好氧池、厌氧生化池、脱氨塔、A/O生化池、臭氧接触反应装置、二至三个顺次连接的生化深度处理单元、絮凝沉淀池、石英砂过滤装置和清水池，通过管道依序连通；其中，所述臭氧接触反应装置包括：通过管道顺次连接的臭氧发生器、第一水射器和第一臭氧接触反应塔，所述第一水射器通过管道与所述A/O生化池连接，所述第一臭氧接触反应塔通过管道与所述生化深度处理单元连接；所述生化深度处理单元包括：顺次连接的水解酸化池与生物接触氧化池。本实用新型的废水处理装置的适用范围广，运行稳定性好，污染物去除效率高，出水水质好。
Description
技术领域
本实用新型关于一种污水处理装置；更具体地说，关于一种鲁奇加压气化炉或BGL熔渣气化炉煤制气生产废水的再生处理工艺。
背景技术
采用BGL高温熔渣气化炉(在鲁奇加压气化炉基础上改进而来)，利用丰富的褐煤资源生产甲醇，然后转化合成二甲醚或汽油。在煤气化过程中，煤中的轻质组分转化为焦油、酚、氨等物质与煤气同时产生，在煤气的洗涤、冷却、净化过程中，大部分进入废水中。煤化工氰酚废水是上述煤加工过程中产生的高浓度有机废水，废水主要来自煤气洗涤、冷凝和分馏塔等处，废水成分较为复杂既含有容易生物降解的酚类化合物和苯类化合物，也含有联苯、多环芳烃、杂环化合物等难生物降解的有机污染物，而且废水中的难降解有机物的含量高达13-23％，导致常规生化处理工艺出水COD浓度往往为450-650mg/L，一些改进的生化处理工艺出水COD浓度也只能达到约300-400mg/L，对环境危害较大。
实用新型内容
为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种鲁奇加压气化炉或BGL熔渣气化炉煤制气生产废水的处理装置。
本发明提供的一种鲁奇加压气化炉煤制气生产废水处理装置，包括：
调节池、反应沉淀池、气浮池、多介质过滤器、SBR好氧池、厌氧生化池、脱氨塔、A/O生化池、臭氧接触反应装置、二至三个顺次连通的生化深度处理单元、絮凝沉淀池、石英砂过滤装置和清水池，通过管道依序连通；
其中，上述臭氧接触反应装置包括：通过管道顺次连接的臭氧发生器、第一水射器和第一臭氧接触反应塔，所述第一水射器通过管道与所述A/O生化池连接，所述第一臭氧接触反应塔通过管道与所述生化深度处理单元连接；
上述生化深度处理单元包括：顺次连通的水解酸化池与生物接触氧化池。
进一步，上述鲁奇加压气化炉煤制气生产废水处理装置还包括臭氧生物活性炭反应单元，所述臭氧活性炭反应单元包括：通过管道顺次连接的第二水射器、第二臭氧接触反应塔、第五中间水池和与其连接的提升泵、以及生物活性炭塔，其中，所述第二水射器通过管道还分别与所述臭氧发生器以及石英砂过滤装置连接，所述生物活性炭塔通过管道与清水池连接。
作为优选，上述的鲁奇加压气化炉煤制气生产废水处理装置，还包括：
第一中间水池和与其连接的提升泵，设置于所述A/O生化池和臭氧接触反应装置之间，并通过管道连通；
第二中间水池和与其连接的提升泵，设置于所述臭氧接触反应装置与其最接近的水解酸化池之间，并通过管道连通；
第三中间水池和与其连接的提升泵，设置于絮凝沉淀池和过滤装置之间，并通过管道连通；
第四中间水池和与其连接的提升泵，设置于过滤装置与臭氧生物活性炭反应单元之间，并通过管道连通。
优选地，上述调节池与反应沉淀池之间、所述气浮池与多介质过滤器之间以及所述厌氧生化池与脱氨塔之间均设置有提升泵。
优选地，上述的鲁奇加压气化炉煤制气生产废水处理装置，还包括：
第一加药装置，通过管道与反应沉淀池前端连接；
第二加药装置，通过管道与所述反应沉淀池的二级反应区连接；
第三加药装置，通过管道与气浮池前端连接；
第四加药装置，通过管道与清水池前端连接。
作为优选，上述气浮池包括：搅拌装置和刮渣装置。
优选地，上述鲁奇加压气化炉煤制气生产废水处理装置，还包括通过管道与所述反应沉淀池、气浮池、SBR好氧池、厌氧生化池、A/O生化池、水解酸化池、生物接触氧化池以及絮凝沉淀池连接的污泥处理装置。
上述鲁奇加压气化炉煤制气生产废水的处理装置，还包括有反洗水泵和反洗水池，所述反洗水泵通过管道与所述多介质过滤器、过滤装置以及生物活性炭塔连接。
优选地，上述鲁奇加压气化炉煤制气生产废水处理装置，还包括至少一个鼓风装置，所述鼓风装置通过管道与SBR好氧池、脱氨塔、A/O生化池、生物接触氧化池以及生物活性炭塔连接。
本实用新型中的工艺的适用范围广，运行稳定性好、抗冲击能力强，污染物去除效率高，不仅能彻底去除废水中的SS、浊度，有效降低CODcr、氨氮、BOD5、油、硫化物、氰化物、硫氰化物、酚类、脂肪酸类等，而且对难降解大分子有机物多环芳烃、腐殖酸类、吡啶、甲基吡啶、喹啉、茆、芘等也有显著的去除效果，工艺能够有效消除水的颜色，总出水水质好，可作为敞开式循环冷却水或生活杂用水使用。
附图说明
图1为本实用新型中鲁奇加压气化炉煤制气生产废水再生处理工艺装置的结构示意图。
图2为本实用新型中鲁奇加压气化炉煤制气生产废水再生处理工艺的流程图；
附图标记：
1、调节池；2、第一加药装置；3、第二加药装置；4、反应沉淀池；401、一级反应区；402、二级反应区；5、提升泵；6、第三加药装置；7、搅拌装置；8、刮渣装置；9、气浮池；10、提升泵；11、多介质过滤器；12、SBR好氧池；13、厌氧生化池；14、提升泵；15、脱氨塔；16、A/O生化池；17、第一中间水池；18、提升泵；19、臭氧发生器；20、第一水射器；21、第一臭氧接触反应塔；22、第二中间水池；23、提升泵；24、水解酸化池；25、生物接触氧化池；26、絮凝沉淀池；27、第三中间水池；28、提升泵；29、石英砂过滤装置；30、第四中间水池；31、提升泵；32、第二水射器；33、第二臭氧接触反应塔；34、第五中间水池；35、提升泵；36、生物活性炭塔；37、反洗水泵；38、反洗水池；39、第四加药装置；40、清水池；41、鼓风装置；42、污泥处理装置。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型中的具体实施作进一步详细说明。
结合图1和2所示，本实用新型中鲁奇加压气化炉煤制气生产废水再生处理工艺包括有下列步骤：
1)经过焦油分离、萃取脱酚、蒸氨处理后的合格外排废水进入调节池1，进行水质水量调节，为后续处理提供稳定的水质水量条件；
2)调节池1排出的废水进入反应沉淀池4，通过第一加药装置2在反应沉淀池4的一级反应区401内加入盐酸调整废水的PH值为3左右，废水中析出絮体。通过第二加药装置3向反应沉淀池4二级反应区402内加入混凝剂和絮凝剂，搅拌混合、反应并生成矾花，经过絮凝和沉淀，除去废水中的焦油、腐植酸等难生物降解有机物，减轻后续生化处理的负荷，提高总出水水质；
3)反应沉淀池4排出的废水流经提升泵5，通过第三加药装置6向气浮池9前的管道中加入絮凝剂，与废水混合后进入气浮池9，气浮池中的搅拌装置7促进絮凝剂与废水的混合反应，刮渣装置8用于滤去气浮池中的絮凝物。气浮池9处理后的废水经提升泵10的提升，进入多介质过滤器11。通过气浮池9作用和多介质过滤器11的截留作用，强化对废水中的焦油、腐植酸等难生物降解有机物的去除；
4)气浮池9和多介质过滤器11处理后的废水进入SBR好氧池12，利用微生物将酚类进行分解，保证出水酚类浓度在10-50mg/L左右；
5)SBR好氧池12处理后的废水进入厌氧生化池13，利用厌氧微生物对废水中的多环芳烃、腐殖酸类、吡啶、甲基吡啶、喹啉、茆、芘等难降解大分子有机物进行生物降解转化，降解成容易生化的中间产物，提高整个生化处理过程的效率和总出水水质；
6)厌氧生化池13处理后的废水经提升泵14进入脱氨塔15，通过调节废水PH为10-11左右，将氨氮转换为氮气并通过空气的吹脱作用从废水中分离，进一步降低废水中氨氮的含量；
7)脱氨塔15处理后的废水进入A/O生化池16，利用微生物去除绝大部分有机物和氨氮，有机污染物分解成二氧化碳和水，氨氮转化为氮气，消除污染；
8)A/O生化池16处理后的废水进入第一中间水池17，出水经提升泵18和第一水射器20进入第一臭氧接触反应塔21，利用低浓度的O3将难生物降解的大分子物质氧化成中间产物，同时O3分解成O2，提高废水的可生化性，提高后续生化处理效率；
9)第一臭氧接触反应塔21出水进入第二中间水池22，出水经提升泵23进入生化深度处理单元的水解酸化池24，出水进入生物深度处理单元的生物接触氧化池25。经过臭氧和生化深度处理单元处理后，大部分难生物降解物质被氧化分解成二氧化碳和水；
10)生化深度处理单元处理后的废水进入絮凝沉淀池26，出水进入第三中间水池27后，出水经提升泵28进入石英砂过滤装置29，废水和絮凝剂混合、反应后，生成矾花，废水中残留的活性污泥和胶体被去除，水质进一步净化。石英砂过滤装置29通过管道与反洗水泵37连接，以对其进行清洗。
11)石英砂过滤装置29的进入第四中间水池30，出水经提升泵31进入臭氧生物活性炭反应单元，臭氧生物活性炭反应单元包括依序连接的第二水射器32、第二臭氧接触反应塔33、第五中间水池34、提升泵35和生物活性炭塔36，通过臭氧氧化、活性炭物理化学吸附、微生物降解的共同作用进一步去除难降解有机物。生物活性炭塔36通过管道与反洗水泵37连接，以对其进行清洗。
12)臭氧生物活性炭处理单元出水进入反洗水池38，出水进入清水池40，通过第四加药装置39向清水池40中加入二氧化氯消毒，出水做为敞开式循环冷却水或生活杂用水使用。
其中，步骤2)和3)中的反应沉淀池4、气浮池9和多介质过滤器11产生的污泥、浮渣和反洗排水需要在酸性条件下单独脱水，污泥脱水设备采用卧螺离心机，长径比为4-4.5。反应沉淀池4和气浮池9投加的絮凝剂为三氯化铁或硫酸铝和有机高分子聚合物，絮凝剂与废水的混合与反应采用机械搅拌方式，也可以是水力混合方式。
步骤4)中好氧生化预处理采用SBR工艺，提高耐毒性物质冲击的能力；A/O生化处理产生的全部剩余活性污泥回流到好氧生化预处理池中，提高运行的稳定性。
步骤5)中厌氧生化池13中投加有颗粒活性炭载体，投加率为20-35％。厌氧生化池13上部设置有气水分离罩，可以由不锈钢、玻璃钢或工程塑料等材质加工而成；厌氧生化池13下部设置有进水分配器，可以由不锈钢、玻璃钢或工程塑料等材质加工而成。
步骤8)中臭氧投加剂量低于50mg/L，臭氧与污水的混合采用射流溶气方式，反应采用逆流接触反应，接触反应时间为45-90min。
步骤9)中生化深度处理单元由水解酸化池(有生物填料)和生物接触氧化池组成，为2-3级交错设置，即“水解池+生物接触氧化池+水解池+生物接触氧化池+水解池+生物接触氧化池”的工艺组合形式，提高对难生物降解物质的去除效果。生化深度处理单元中的生物填料可以为悬浮填料，也可以为固定填料，由聚丙烯或聚氯乙烯材质加工而成。生化深度处理单元中，曝气方式为穿孔管曝气。如果生化深度处理单元在夏季运行良好，出水水质在经过混凝沉淀和石英砂过滤后可直接进入清水池做杀菌处理，在投加阻垢剂和防腐剂后回用做循环冷却水补水，不再运行臭氧生物活性炭处理单元。
步骤10)中絮凝沉淀池26和石英砂过滤装置29投加的絮凝剂为无机高分子复盐聚合物(可以为含铁、铝的硫酸盐、氯化物和硅酸盐等的聚合物)和有机高分子聚合物，絮凝剂与废水的混合与反应采用机械搅拌方式，也可以是水力混合方式。石英砂过滤采用下向流单滤料过滤方式，滤料层厚度为1.2-1.5m，底层放置300-500mm的卵石垫层，反冲洗采用气水联合反冲洗方式。
步骤11)中臭氧生物活性炭处理单元中臭氧投加剂量低于25mg/L，活性炭采用吸附能力强、孔隙发达的颗粒活性炭。活性炭过滤采用下向流过滤方式，滤料层厚度为3.0-3.5m，底层放置300-500mm的石英砂和卵石垫层，反冲洗采用气水联合反冲洗方式。
如图1所示，为了进一步保证各装置的正常运行及确保输出的水质，本实用新型中更具体的工艺过程如下：
1、反应沉淀池
在反应沉淀池4的一级反应区内通过第一加药装置2投加盐酸调整废水的PH值为3左右，废水中析出絮体。在反应沉淀池4的二级反应区内通过第二加药装置3加入混凝剂和絮凝剂，搅拌混合、反应并生成矾花，经过絮凝和沉淀，除去废水中的焦油、腐植酸等难生物降解有机物，减轻后续生化处理的符合，提高总出水水质。
在反应沉淀池4投加的絮凝剂为三氯化铁或硫酸铝和有机高分子聚合物，絮凝剂与废水的混合与反应采用机械搅拌方式，也可以是水力混合方式。
2、气浮反应
经反应沉淀池4调整处理后的废水通过污水提升泵5进入与气浮池9连接的管道中，该管道中连接有第三加药装置6，由污水提升泵5提升的废水与第三加药装置6中加药泵送出的絮凝剂、助凝剂混合后进入到气浮池9中。通过气浮池絮凝吸附作用和过滤器截留作用，主要去除乳化油、悬浮物、胶体污染物、污水中的轻组分的污染物和大部分灰分(同时去除吸附在灰分上的多环芳烃)，减轻后续好氧处理系统的毒性抑制和提高整体出水水质，使出水油类含量低于30mg/L。
3、SBR好氧反应
SBR是序列间歇式活性污泥法(Sequencing Batch Reactor Activated SludgeProcess)的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，又称序批式活性污泥法，它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作，SBR技术的核心是SBR反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统。
经气浮池9和多介质过滤器11处理后的废水进入SBR好氧池12，废水中的大量对微生物有强抑制作用的酚类在好氧生化处理过程中的去除效果较好，而在厌氧和缺氧环境中的去除率很低，SBR好氧池12利用微生物将酚类进行分解，保证出水酚类浓度在10-50mg/L左右。
4、厌氧生化反应
在厌氧生化池13中利用厌氧微生物对废水中的多环芳烃、腐殖酸类、吡啶、甲基吡啶、喹啉、茆、芘等难降解大分子有机物进行生物降解转化，降解成容易生化的中间产物，提高整个生化处理单元的效率和总出水水质。厌氧生化处理单元以停留时间为40-48h作为控制指标。
5、脱氨塔
脱氨塔15可降低废水中氨氮及其他低沸点有害物质的量，降低了对后续生物处理工艺的抑制作用，降低过高的废水温度，同时脱氨塔做了特殊考虑，避免废水中含有的少量有害气体会吹脱逸出造成二次污染。
6、A/O生化反应
脱氨塔15处理后的废水进入A/O生化池16，利用微生物去除绝大部分有机物和氨氮，有机污染物分解成二氧化碳和水，氨氮转化为氮气，消除污染。A/O生化池16以出水氨氮浓度为10-30mg/L和BOD5浓度低于15mg/L作为控制指标。
7.臭氧接触反应
臭氧接触反应装置包括：依序连接的臭氧发生器19、第一水射器20和第一臭氧接触反应塔21，其中第一水射器20通过管道与第一中间水池17连接。臭氧发生器19用于通过第一水射器20向第一臭氧接触反应塔21中供给臭氧。其利用低浓度的O3将难生物降解的大分子物质氧化成中间产物，同时O3分解成O2，提高废水的可生化性，提高后续生化处理效率。
8、生化深度处理单元
生化深度处理单元由水解酸化池34(有生物填料)和生物接触氧化池35组成，为2-3级交错设置，即“水解池+生物接触氧化池+水解池+生物接触氧化池+水解池+生物接触氧化池”的工艺组合形式，提高对难生物降解物质的去除效果。生化深度处理单元中的生物填料可以为悬浮填料，也可以为固定填料，由聚丙烯或聚氯乙烯材质加工而成。如果生化深度处理单元在夏季运行良好，出水水质在经过混凝沉淀和石英砂过滤后可直接进入清水池做杀菌处理，在投加阻垢剂和防腐剂后回用做循环冷却水补水，不再运行臭氧生物活性炭处理单元。经过臭氧和生化深度处理单元处理后，大部分难生物降解物质被氧化分解成二氧化碳和水。
9、臭氧生物活性炭反应单元
石英砂过滤装置29输出的废水进入第四中间水池30，用于对废水作缓冲，防止过量的废水直接进入第二臭氧接触反应塔33，第二臭氧接触反应塔33的进水口处设有第二水射器32，同时与臭氧发生器19连接。臭氧发生装置19产生的臭氧借助于第二水射器32产生的负压作用被吸入到进入第二臭氧接触反应塔33的管路中，臭氧和水混合后进入第二臭氧接触反应塔33，使与臭氧混合的水在第二臭氧接触反应塔33内停留30min后与臭氧充分反应后提高生化性即B/C比，第二臭氧接触反应塔33的出水先进入中间水池34，然后在提升泵35的作用下将废水打入到生物活性炭塔36中，进入生物活性炭塔36后进行吸附和生物降解，即利用生物活性炭中活性炭吸附作用和生物膜的降解作用去除有机污染物质，进一步降低COD、NH3-N和色度，保证出水的稳定，同时可避免活性炭饱和后失效(失效后活性炭就需要更换)，反洗后可恢复活性，大大降低系统运行成本，出水可以用作敞开式循环冷却水和生活杂用水使用。
混有臭氧的废水中含有剩余臭氧和充分的氧，使活性炭滤柱处于富氧状态，导致菌群在活性炭表面繁殖生长，通过生物吸附和氧化降解等作用，显著提高了活性炭去除有机物的能力，并延长使用寿命。生物降解过程可以将溶解性的有机物分解成CO2和H2O或者非溶解的有机物，形成吸附-脱附的良性循环，变相提高了吸附容量。运行实践证明，利用生物氧化特性对水质的改善和稳定作用，提高了活性炭的使用寿命(5倍以上)，降低了处理成本。
10污泥处理
在上述工艺过程中，还可以设置有用于处理反应沉淀池3、气浮池9、SBR好氧池12、厌氧生化池13、A/O生化池16、水解酸化池34、生物接触氧化池35以及絮凝沉淀池26产生的浮渣和剩余污泥的污泥处理装置42，分别通过管道连接。
11.清洗
为了确保多介质过滤器11、石英砂过滤装置29和生物活性炭反应装置36正常运行，还配备有用于清洗多介质过滤器11、石英砂过滤装置29和生物活性炭反应装置36的清洗装置，该清洗装置包括有反洗水池38和反洗水泵37。反洗水泵37通过管道与多介质过滤器11、石英砂过滤装置29和生物活性炭反应装置36连接。
12.鼓风
由于生化反应需要氧气促进反应，本实用新型的处理装置中设置鼓风装置41，其通过管道与SBR好氧池12、脱氨塔15、A/O生化池16、生物接触氧化池25以及生物活性炭塔连接，除了为生化反应提供氧气外，还可协助清洗装置进行清洗。
综上所述，本实用新型中鲁奇加压气化炉煤制气生产废水处理装置的适用范围广，运行稳定性好、抗冲击能力强，污染物去除效率高，不仅能彻底去除废水中的SS、浊度，有效降低CODcr、氨氮、BOD5、油、硫化物、氰化物、硫氰化物、酚类、脂肪酸类等，而且对难降解大分子有机物多环芳烃、腐殖酸类、吡啶、甲基吡啶、喹啉、茆、芘等也有显著的去除效果，工艺能够有效消除水的颜色，总出水水质好，出水COD可达到30-50mg/L可作为敞开式循环冷却水或生活杂用水使用。
Claims (9)
1.一种鲁奇加压气化炉煤制气生产废水处理装置，其特征在于，包括：
调节池、反应沉淀池、气浮池、多介质过滤器、SBR好氧池、厌氧生化池、脱氨塔、A/O生化池、臭氧接触反应装置、二至三个顺次连通的生化深度处理单元、絮凝沉淀池、石英砂过滤装置和清水池，通过管道依序连通；
其中，所述臭氧接触反应装置包括：通过管道顺次连接的臭氧发生器、第一水射器和第一臭氧接触反应塔，所述第一水射器通过管道与所述A/O生化池连接，所述第一臭氧接触反应塔通过管道与所述生化深度处理单元连接；
所述生化深度处理单元包括：顺次连通的水解酸化池与生物接触氧化池。
2.根据权利要求1所述的鲁奇加压气化炉煤制气生产废水处理装置，其特征在于，所述处理装置还包括臭氧生物活性炭反应单元，所述臭氧活性炭反应单元包括：通过管道顺次连接的第二水射器、第二臭氧接触反应塔、第五中间水池和与其连接的提升泵、以及生物活性炭塔，其中，所述第二水射器通过管道分别与所述臭氧发生器以及石英砂过滤装置连接，所述生物活性炭塔通过管道与清水池连接。
3.根据权利要求1所述的鲁奇加压气化炉煤制气生产废水处理装置，其特征在于，还包括：
第一中间水池和与其连接的提升泵，设置于所述A/O生化池和臭氧接触反应装置之间，并通过管道连通；
第二中间水池和与其连接的提升泵，设置于所述臭氧接触反应装置与其最接近的水解酸化池之间，并通过管道连通；
第三中间水池和与其连接的提升泵，设置于絮凝沉淀池和过滤装置之间，并通过管道连通；
第四中间水池和与其连接的提升泵，设置于过滤装置与臭氧生物活性炭反应单元之间，并通过管道连通。
4.根据权利要求1所述的鲁奇加压气化炉煤制气生产废水处理装置，其特征在于，所述调节池与反应沉淀池之间、所述气浮池与多介质过滤器之间以及所述厌氧生化池与脱氨塔之间均设置有提升泵。
5.根据权利要求1所述的鲁奇加压气化炉煤制气生产废水处理装置，其特征在于，还包括：
第一加药装置，通过管道与反应沉淀池前端连接；
第二加药装置，通过管道与所述反应沉淀池的二级反应区连接；
第三加药装置，通过管道与气浮池前端连接；
第四加药装置，通过管道与清水池前端连接。
6.根据权利要求1所述的鲁奇加压气化炉煤制气生产废水处理装置，其特征在于，所述气浮池包括：搅拌装置和刮渣装置。
7.根据权利要求1所述的鲁奇加压气化炉煤制气生产废水处理装置，其特征在于，还包括通过管道与所述反应沉淀池、气浮池、SBR好氧池、厌氧生化池、A/O生化池、水解酸化池、生物接触氧化池以及絮凝沉淀池连接的污泥处理装置。
8.根据权利要求1所述的鲁奇加压气化炉煤制气生产废水处理装置，其特征在于，还包括有反洗水泵和反洗水池，所述反洗水泵通过管道，与所述多介质过滤器、过滤装置以及生物活性炭塔连接。
9.根据权利要求1所述的鲁奇加压气化炉煤制气生产废水处理装置，其特征在于，还包括至少一个鼓风装置，所述鼓风装置通过管道与SBR好氧池、脱氨塔、A/O生化池、生物接触氧化池以及生物活性炭塔连接。
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