申请日2016.06.22
公开(公告)日2016.09.28
IPC分类号C02F9/14; C02F101/30; C02F101/16
摘要
本发明公开了一种碎煤加压气化废水的生化处理系统及方法，属废水处理领域，该系统包括：提升泵与双循环厌氧填料反应系统、缺氧‑多级好氧系统、混凝反应池、混凝沉淀池和清水池顺次连接;清水池与缺氧‑多级好氧系统之间设有消泡水管;提升泵设有引入碎煤加压气化废水预处理出水的进水管;清水池设有排出处理后出水的出水管。该系统中，双循环厌氧填料反应系统在厌氧条件下使大分子有机物水解成小分子有机物，提高废水可生化性;缺氧‑多级好氧系统可实现脱碳和脱氮功能，使出水COD、氨氮和总氮大幅降低。该系统处理效果好、运行费用低、操作简单。
摘要附图
权利要求书
1.一种碎煤加压气化废水生化处理系统，其特征在于，包括：
提升泵、双循环厌氧填料反应系统、缺氧-多级好氧系统、混凝反应池、混凝沉淀池、清水池、回流管、回流泵、消泡水泵、消泡水管和曝气系统;其中;
所述提升泵与双循环厌氧填料反应系统、缺氧-多级好氧系统、混凝反应池、混凝沉淀池和清水池顺次连接;
所述清水池通过设有消泡水泵的消泡水管回连至所述缺氧-多级好氧系统;
所述清水池通过设有回流泵的回流管回连至所述双循环厌氧填料反应系统;
所述提升泵设有引入碎煤加压气化废水预处理出水的进水管;所述清水池设有排出处理后出水的出水管。
2.根据权利要求1所述的碎煤加压气化废水生化处理系统，其特征在于，所述双循环厌氧填料反应系统包括：
内循环厌氧载体反应器、循环罐和循环泵;其中，
所述内循环厌氧载体反应器与所述循环罐顺次连接，所述循环罐经管路和所述循环泵回连至所述内循环厌氧载体反应器的进水处;
所述内循环厌氧填料反应器为圆柱状反应器，该反应器底部设有进水管，所述进水管与该反应器内底部设置的布水系统连接，该反应器内中间部位设有导流筒，所述导流筒内填充有生物载体，该反应器内上部设有三相分离器、集水系统和集气系统，该反应器上部设有出水管;
所述清水池通过设有回流泵的回流管回连至所述双循环厌氧填料反应系统的内循环厌氧载体反应器的进水处。
3.根据权利要求1或2所述的碎煤加压气化废水生化处理系统，其特征在于，所述缺氧-多级好氧系统包括：A池、O1、O2、O3池、沉淀池、混合液回流泵和污泥回流泵;其中，所述A池、O1、O2、O3池和沉淀池顺次连接，所述O3池经管路和混合液回流泵回连至所述A池;所述沉淀池经管路和污泥回流泵回连至所述A池;
所述A池、O1、O2和O3池内分别设有固定不同微生物的载体，所述A池、O1、O2和O3池出口处均设置拦截填料的格网;所述A池内设有潜水搅拌机;所述O1、O2和O3池内底部设有与外部鼓风机连接的曝气管路和微孔曝气器;
所述清水池通过设有消泡水泵的消泡水管分别与所述缺氧-多级好氧系统的所述O1、O2和O3池连接。
4.根据权利要求1或2所述的碎煤加压气化废水生化处理系统，其特征在于，所述混凝反应池内设有依次连接的混合池和反应池，所述混合池和反应池内均设有机械搅拌装置;所述反应池采用三级串联结构，每级反应池内均设有机械搅拌装置，且从前至后各级反应池搅拌速率逐级减小。
5.根据权利要求1或2所述的碎煤加压气化废水生化处理系统，其特征在于，所述混凝沉淀池采用平流沉淀池、辐流沉淀池或竖流式沉淀池。
6.一种碎煤加压气化废水生化处理方法，其特征在于，采用权利要求1至5任一项所述的生化处理系统，包括以下步骤：
经破乳预处理的碎煤加压气化废水进入所述生化处理系统，经提升泵提升后依次进入所述双循环厌氧填料反应系统、缺氧-多级好氧系统、混凝反应池、混凝沉淀池进行处理，所述混凝沉淀池的出水进入清水池后，出水达标排放或进行深度处理。
7.根据权利要求6所述的碎煤加压气化废水生化处理方法，其特征在于，所述碎煤加压气化废水进入所述双循环厌氧填料反应系统的处理为：
由所述提升泵输送的破乳预处理碎煤加压气化废水与所述循环泵输送的循环罐内废水和所述回流泵输送的清水池内废水三者混合后，经进水管进入所述双循环厌氧填料反应系统的内循环厌氧载体反应器的布水系统;
布水系统的布水导流筒下方，在导流筒内侧上升，在导流筒外侧下降，在所述内循环厌氧载体反应器内形成内循环;
在所述内循环厌氧载体反应器内载体上附着的厌氧菌以及该反应器内的厌氧活性污泥共同作用下，废水中的大分子有机物被水解酸化，降解为小分子有机物，提高废水生化性，所述内循环厌氧载体反应器中的污泥混合液和产生的气体在该反应器内上部的三相分离器进行气液固分离，气体进入气体收集系统后燃烧排放，污泥回到该内循环厌氧载体反应器内部继续生化反应，废水则进入集水系统然后经出水管排入所述循环罐。
8.根据权利要求6或7所述的碎煤加压气化废水生化处理方法，其特征在于，所述双循环厌氧填料反应系统内溶解氧小于0.2mg/L，所述循环泵的循环量为进水流量的200～2000%，所述回流泵的回流量为50～200%，所述双循环厌氧填料反应系统的水力停留时间为20～50h。
9.根据权利要求6所述的碎煤加压气化废水生化处理方法，其特征在于，所述碎煤加压气化废水在所述缺氧-多级好氧系统内的处理为：
所述双循环厌氧填料反应系统的循环罐出水进入所述缺氧-多级好氧系统，依次流经A池、O1池、O2池、O3池和沉淀池;其中，沉淀池污泥部分由污泥回流泵回流到A池，剩余污泥经脱水后处置;O3池污泥混合液经混合液回流泵回流到A池;
所述A池、O1、O2和O3池投加固定不同微生物的不同载体，通过溶解氧的控制实现不同生物降解反应，其中所述A池进行反硝化和水解酸化反应，O1池进行碳氧化和同步短程硝化-反硝化反应，O2池进行碳氧化和硝化反应，O3池进行硝化反应。
10.根据权利要求6或9所述的碎煤加压气化废水生化处理方法，其特征在于，所述缺氧-多级好氧系统的A池的溶解氧小于0.5mg/L，O1池的溶解氧为0.3～1mg/L，O1池的溶解氧为1～2mg/L，O2池的溶解氧为2～4mg/L;缺氧-多级好氧系统的生物载体采用悬挂式填料或悬浮载体;所述缺氧-多级好氧系统的水力停留时间为120～300h;
所述混凝反应池的水力停留时间为15～45min;
所述混凝沉淀池的水力停留时间为2～6h。
说明书
碎煤加压气化废水生化处理系统及方法
技术领域
本发明涉及废水处理领域，特别是涉及一种碎煤加压气化废水的生化处理系统及方法。
背景技术
碎煤加压气化工艺(以鲁奇炉为代表)是一种广泛用于煤气化特别是煤制天然气的煤气化工艺。该工艺成熟、投资和运行费用相对较低，但其废水处理制约了该技术的应用。碎煤加压气化废水中含有大量的酚类、芳香烃类、杂环化合物等难降解有机化合物;并且含高浓度的油、氨氮、盐;可生化性很差，且对微生物有抑制作用，再加上该废水水质波动幅度达，因此采用常规的生化处理处理效率低，抗冲击负荷能力差，很难有效处理该类废水。因此开发高效、实用的生化处理工艺显得尤为重要。
目前常见的碎煤加压气化废水生化处理主要是采用厌氧+AO工艺，但是由于废水中高浓度的难降解及毒性污染物，使生化系统受到抑制，污泥活性低，处理效果差，再加上煤气化废水水质波动大，导致系统内微生物难以生长繁殖，处理效果更难以保证。
发明内容
基于上述现有技术所存在的问题，本发明提供一种碎煤加压气化废水生化处理系统及方法，能解决碎煤加压气化废水因毒性大，可生化性差，水质波动大，常规生化系统因处理碎煤加压气化废水时脱碳、脱氮效果差、抗冲击能力差的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种碎煤加压气化废水生化处理系统，包括：
提升泵、双循环厌氧填料反应系统、缺氧-多级好氧系统、混凝反应池、混凝沉淀池、清水池、回流管、回流泵、消泡水泵、消泡水管和曝气系统;其中;
所述提升泵与双循环厌氧填料反应系统、缺氧-多级好氧系统、混凝反应池、混凝沉淀池和清水池顺次连接;
所述清水池通过设有消泡水泵的消泡水管回连至所述缺氧-多级好氧系统;
所述清水池通过设有回流泵的回流管回连至所述双循环厌氧填料反应系统;
所述提升泵设有引入碎煤加压气化废水预处理出水的进水管;所述清水池设有排出处理后出水的出水管。
本发明实施例还提供一种碎煤加压气化废水生化处理方法，采用本发明所述的生化处理系统，包括以下步骤：
经破乳预处理的碎煤加压气化废水进入所述生化处理系统，经提升泵提升后依次进入所述双循环厌氧填料反应系统、缺氧-多级好氧系统、混凝反应池、混凝沉淀池进行处理，所述混凝沉淀池的出水进入清水池后，出水达标排放或进行深度处理。
本发明的有益效果为：通过将提升泵、双循环厌氧填料反应系统、缺氧-多级好氧系统、混凝反应池、混凝沉淀池有机连接，形成一种能对碎煤加压气化废水依次进行强化厌氧生物处理、强化缺氧-好氧生物处理和混凝沉淀处理的生化处理系统。碎煤加压气化废水含有大量杂环、多环芳烃等难降解有机物，高含盐、高氨氮、高含油，可生化性差。本发明的处理系统通过出水回流和双循环厌氧填料反应系统外循环的设置可降低进入双循环厌氧填料反应系统的污染物浓度，减少有毒物质对系统的不利影响;通过双循环厌氧填料反应系统内循环的设置可提高反应器内的传质，加速生化反应，同时有利于载体之间的碰撞摩擦，便于载体上的生物膜脱落和不断更新;生物载体的添加可以富集生长较慢的厌氧微生物，提高反应器内的污泥浓度，强化厌氧生化反应;载体笼的设置便于载体的装填和更换，防止载体流失。缺氧-多级好氧系统通过功能载体和溶解氧的控制使各池实现不同的功能，功能载体可强化各项污染物去除功能，从而实现对有机和氨氮的高效去除。混凝反应池和混凝沉淀池的设置可去除水中的悬浮物和胶体，进一步降低出水COD。综上所述，本发明出处理系统将双循环厌氧填料反应系统、缺氧-多级好氧系统和混沉系统的有机结合，是根据碎煤加压气化废水的性质确定的优选工艺，具有脱碳、脱氮效率高;抗冲击负荷能力强、产泥量低、运行费用低的优点。
