申请日2015.07.08
公开(公告)日2015.10.07
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明公开一种煤化工废水处理工艺，该工艺包括依次顺连的预处理段、主生化处理段、深度处理段，还包括利用离心脱水机对污泥进行脱水的污泥处理段，具体包括如下步骤：1)、预处理：先将煤化工废水中酚氨回收废水通入酚氨回收废水调节池，将其它废水通入综合废水调节池，调节后的出水分别对应进入对应的沉淀池中;2)、主生化处理：步骤1)的出水依次进入外循环厌氧系统、生物倍增系统、改良A/O系统以及二沉池进行相应的生化处理;3)、深度处理：步骤2)的出水依次进入混合反应池、絮凝沉淀池、高级氧化系统、曝气生物滤池、滤池中进行相应处理，最终排至清水池;并对上述步骤中产生的污泥进行脱水处理。本发明生物降解更为彻底、废水净化效果优良。
权利要求书
1.一种煤化工废水处理工艺，其特征在于，该工艺包括依次顺连的预 处理段、主生化处理段、深度处理段，还包括利用离心脱水机对污泥进行脱 水的污泥处理段，具体包括如下步骤：
1)、预处理：先将待处理的煤化工废水中酚氨回收废水通入酚氨回收废 水调节池，将其它废水通入综合废水调节池，调节后的出水分别对应进入与 酚氨回收废水调节池顺次相连的酚氨回收废水沉淀池中、与综合废水调节池 顺次相连的入综合废水沉淀池中;
2)、主生化处理：经步骤1)处理后的出水依次进入外循环厌氧系统、 生物倍增系统、改良A/O系统以及二沉池进行相应的生化处理;
3)、深度处理：经步骤2)处理后的出水依次进入混合反应池、絮凝沉 淀池、高级氧化系统、曝气生物滤池、滤池中进行相应的深度处理，直至最 终排至清水池;
对于上述步骤1)、2)、3)中产生的污泥，通过污泥处理段进行处理。
其中，所述生物倍增系统的处理过程为：
低氧条件下把氨氮转化为硝酸盐氮：NH4++2O2-→NO2-+2H2O;
硝酸盐氮直接发生硝化反应转化成氮气：NO2-+NH4+→N2+2H2O。
2.根据权利要求1所述的一种煤化工废水处理工艺，其特征在于：预 处理段所述酚氨回收废水调节池的停留时间为24h、综合废水调节池的停留 时间为24h、酚氨回收废水沉淀池的停留时间为2h、综合废水沉淀池的停留 时间为2h。
3.根据权利要求1所述的一种煤化工废水处理工艺，其特征在于：所 述外循环厌氧处理系统循环设计流量为720m3/h;容积负荷为 3.0kgCOD/m3·d;设计污泥浓度为20000mg/L;设计污泥负荷为 0.15kgCOD/kgMLSS·d;所述外循环厌氧系统的停留时间为41±4h。
4.根据权利要求1所述的一种煤化工废水处理工艺，其特征在于：所 述生物倍增系统包括生物增浓同步脱氮池，设计容积负荷为 1.5kgCOD/m3·d;设计污泥浓度5000mg/L;设计污泥负荷 0.30kgCOD/kgMLSS·d;污泥龄设计大于100d;所述生物倍增系统的停留时 间为42h。
5.根据权利要求1所述的一种煤化工废水处理工艺，其特征在于，所 述改良A/O系统设计容积负荷为0.5kgCOD/m3·d;设计污泥浓度2500mg/L; 设计污泥负荷0.2COD/kgMLSS·d;污泥龄设计大于100d;所述改良A/O系 统的停留时间为36h。
6.根据权利要求1所述的一种煤化工废水处理工艺，其特征在于：所 述二沉池用于将改良A/O系统的出水进行泥水分离，其水力负荷为 1.0m3/m2·h、停留时间为4h。
7.根据权利要求1所述的一种煤化工废水处理工艺，其特征在于：所 述混合反应池通过活性硅藻土和碳粉实现对废水中难降解CODcr的预吸附， 所述混合反应预吸附的停留时间为1h;所述絮凝沉淀的沉淀表面负荷为 1.5m/h、其停留时间为4h。
8.根据权利要求7所述的一种煤化工废水处理工艺，其特征在于：所 述混合反应池的吸附方式采用廊道式高效动态方式，吸附CODcr去除率大于 40%。
9.根据权利要求1所述的一种煤化工废水处理工艺，其特征在于：所 述高级氧化工艺采用多相催化臭氧氧化技术;所述高级氧化系统的臭氧投加 量为40～60mg/L，催化剂投加量3～10mg/L，臭氧反应时间为0.5h，缓冲时 间为1.5h。
10.根据权利要求1所述的一种煤化工废水处理工艺，其特征在于：所 述曝气生物滤池BOD容积负荷为0.09kgBOD/m3·d，气水比3.5：1，水反冲洗 强度5.6L/s.m2，气冲强度为16.7L/s.m2，其平均停留时间为4h;所述滤池 采用均质滤料，水反冲洗强度4.0L/s.m2，气冲强度为16.7L/s.m2，一次反 冲洗历时18min：其中气洗2min，水洗8min，气水联合洗5min，漂洗3min; 单格滤池过滤滤速为4.5m/h，强制滤速为9m/h，滤池停留时间为2h。
说明书
一种煤化工废水处理工艺
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种煤化工废水处理工艺。
背景技术
煤炭气化是合理使用煤炭资源的有效途径之一,也是洁净煤技术的重要 组成部分,其核心设备为气化炉。当前,综合效率高、工艺成熟、推广应用广 泛且不断向前发展的炉型应首推,习惯上称鲁奇炉。碎煤加压气化炉产生的 废水中，主要污染物成分有单元酚、多元酚、氨氮、有机氮、脂肪酸及其它 较少量的苯属烃、萘、蒽、噻吩、吡啶等难降解有机物，废水的可生化性较 差(B/C小于0.3)，并且废水中表面活性物质较多，曝气时泡沫很大，需要 大量的新水进行消泡，同时废水中的油类物质呈乳状态。
现有技术中对碎煤加压气化炉废水提出了多种处理工艺的组合工艺，但 是仍具有一定的弊端。比如，对组合工艺中生物处理过程来说，单纯的好氧 生物工艺因出水仍含有难降解的有机物而导致净化效果较差，而缺氧-好氧 (A/0)生物处理工艺一般需要经历NH4+→NO2-→NO3-→NO2-→N2的过程，虽 能够有效地去除废水中的氮，但NO3-的生成不仅延长了脱氮反应历程，还造 成了能源和外加碳源的浪费。
因此，本领域技术人员亟需提供一种运行稳定、生物降解更为彻底、废 水净化效果优良、更加优化的煤化工废水处理工艺。
发明内容
本发明为了克服上述现有技术的不足，提供了一种运行稳定、生物降解 更为彻底、废水净化效果优良、更加优化的煤化工废水处理工艺。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种煤化工废水处理工艺，该工艺包括依次顺连的预处理段、主生化处 理段、深度处理段，还包括利用离心脱水机对污泥进行脱水的污泥处理段， 具体包括如下步骤：
1)、预处理：先将待处理的煤化工废水中酚氨回收废水通入酚氨回收废 水调节池，将其它废水通入综合废水调节池，调节后的出水分别对应进入与 酚氨回收废水调节池顺次相连的酚氨回收废水沉淀池中、与综合废水调节池 顺次相连的入综合废水沉淀池中;
2)、主生化处理：经步骤1)处理后的出水依次进入外循环厌氧系统、 生物倍增系统、改良A/O系统以及二沉池进行相应的生化处理;
3)、深度处理：经步骤2)处理后的出水依次进入混合反应池、絮凝沉 淀池、高级氧化系统、曝气生物滤池、滤池中进行相应的深度处理，直至最 终排至清水池;
对于上述步骤1)、2)、3)中产生的污泥，通过污泥处理段进行处理。
其中，所述生物倍增系统的处理过程为：
低氧条件下把氨氮转化为硝酸盐氮：NH4++2O2-→NO2-+2H2O;
硝酸盐氮直接发生硝化反应转化成氮气：NO2-+NH4+→N2+2H2O。
优选的，预处理段所述酚氨回收废水调节池的停留时间为24h、综合废 水调节池的停留时间为24h、酚氨回收废水沉淀池的停留时间为2h、综合废 水沉淀池的停留时间为2h。
优选的，所述外循环厌氧处理系统循环设计流量为720m3/h;容积负荷 为3.0kgCOD/m3·d;设计污泥浓度为20000mg/L;设计污泥负荷为 0.15kgCOD/kgMLSS·d;所述外循环厌氧系统的停留时间为41±4h。
优选的，所述生物倍增系统包括生物增浓同步脱氮池，设计容积负荷为 1.5kgCOD/m3·d;设计污泥浓度5000mg/L;设计污泥负荷 0.30kgCOD/kgMLSS·d;污泥龄设计大于100d;所述生物倍增系统的停留时 间为42h。
优选的，所述改良A/O系统设计容积负荷为0.5kgCOD/m3·d;设计污泥 浓度2500mg/L;设计污泥负荷0.2kgCOD/kgMLSS·d;污泥龄设计大于100d; 所述改良A/O系统的停留时间为36h。
优选的，所述二沉池用于将改良A/O系统的出水进行泥水分离，其水力 负荷为1.0m3/m2·h、停留时间为4h。
优选的，所述混合反应池通过活性硅藻土和碳粉实现对废水中难降解 CODcr的预吸附，所述混合反应预吸附的停留时间为1h;所述絮凝沉淀的沉 淀表面负荷为1.5m/h、其停留时间为4h。
进一步的，所述混合反应池的吸附方式采用廊道式高效动态方式，吸附 CODcr去除率大于40%。
优选的，所述高级氧化工艺采用多相催化臭氧氧化技术;所述高级氧化 系统的臭氧投加量为40～60mg/L，催化剂投加量3～10mg/L，臭氧反应时间 为0.5h，缓冲时间为1.5h。
优选的，所述曝气生物滤池BOD容积负荷为0.09kgBOD/m3·d，气水比为 3.5：1，水反冲洗强度为5.6L/s.m2，气冲强度为16.7L/s.m2，其平均停留 时间为4h;所述滤池采用均质滤料，水反冲洗强度4.0L/s.m2，气冲强度为 16.7L/s.m2，一次反冲洗历时18min：其中气洗2min，水洗8min，气水联合 洗5min，漂洗3min;单格滤池过滤滤速为4.5m/h，强制滤速为9m/h，滤池 停留时间为2h。
本发明的有益效果在于：
1)、本发明通过合理采用多种处理工艺的组合工艺，包括顺连的预处理 段、主生化处理段、深度处理段，还包括利用离心脱水机对污泥进行脱水的 污泥处理段，具体为调节池→沉淀池→外循环(EC)厌氧系统→生物倍增系 统→改良A/O系统→二沉池→絮凝沉淀池→高级氧化→曝气生物滤池→滤池 →出水池。其中核心技术是生物倍增系统，通过生物增浓同步脱氮工艺在亚 硝酸盐和氨氮同时存在的条件下，通过控制溶解氧，利用自养型的ANAMMOX 细菌将氨和亚硝酸盐同时去除，产物为氮气，另外还伴随产生少量硝酸盐， 由于参与反应的微生物属于自养型微生物，因此生物增浓同步脱氮工艺不需 要碳源。另外由于生物增浓同步脱氮工艺只需要硝化50%的氨氮，硝化步骤 只需要控制到亚硝化阶段，因此理论上可以节约碱度50%，节约供氧量62.5%。 低氧曝气避免了运行中泡沫增加的问题，是组合工艺中最主要的污染物去除 工艺之一。
生物增浓同步脱氮工艺的引入由于①生物增浓同步脱氮池兼有水解酸 化作用，对难降解的COD和多元酚有较好的适应性，COD和多元酚的去除效 果要优于其他好氧工艺;②生物增浓同步脱氮工艺在有效去除COD的同时， 低溶氧又创造了同步硝化反硝化脱氮的条件，在生化池实现了脱氮过程，缩 短了了脱氮反应历程，避免了能源和外加碳源的浪费;③低溶解氧避免了泡 沫的产生;从而使得本发明的废水处理工艺生物降解更为彻底、废水净化效 果更为优良。
2)、本发明中外循环(EC)厌氧工艺完成的厌氧共代谢过程，在改善酚 氨回收废水水质的同时，实现部分有机物的羧化和苯酰化的转变过程，避免 多元酚向醌类物质的转化。并利用厌氧细菌将部分酚氨回收废水污染物转化 成甲烷，同时将部分难降解有机物转化为易降解有机物，并为后续好氧生物 工艺降低处理难度和减轻运行负担，同样是整个工艺中污染物去除的主体工 艺，保证了后续低负荷生物处理装置的稳定运行，使废水得到充分的分解净 化。
3)、本发明在酚氨回收废水调节池后设置酚氨回收废水沉淀池，剩余的 煤气化工艺废水中的油类物质在厌氧状况下可以降解，不会对后续的好氧系 统产生不利的影响。间断地坪冲洗水、生活污水、低温甲醇洗等废水在进入 综合废水调节池后进行水质水量调节，调节后经过综合废水沉淀池处理，去 除废水中的大部分悬浮物及部分油类物质。保证了本发明的稳定运行。
4)、本发明改良A/O氧化工艺的回流比可以根据需要随意变动，针对酚 氨回收废水剩余氨氮和有机物的降解需要调整回流比，对氨氮硝化和反硝化 脱氮进行强化处理，改良A/O氧化工艺的兼氧与好氧交替运行可以改善难降 解污染物的性质，强化降解废水中剩余的有机污染物，再通过二沉池对将A/O 生化池的出水进行泥水分离，污泥及时通过离心脱水机处理，保证了本发明 对污水的处理能力。
5)、本发明接着先通过混合反应池对污水中难降解的CODcr进一步吸附 去除，提高水体的可生化性，吸附方式采用廊道式高效动态方式，吸附CODcr 去除率在40%以上;
吸附后的出水经沉淀后进入后续的絮凝沉淀池进行处理;絮凝沉淀处理 工艺通过投加化学药剂有效的降低了废水中色度和去除难降解有机物，同时 使得活性硅藻土和碳粉和污水中的杂质一同沉淀，部分活性硅藻土和碳粉回 流到吸附段的首段继续反应，部分活性硅藻土和碳粉排出送走，达到了良好 的出水效果。
6)、出水进入高级氧化系统后，高级氧化工艺采用多相催化臭氧氧化技 术，采用臭氧产生强活性自由基对废水进行改性，将大分子环状有机物断链， 变成易生化的直链小分子有机物，深入催化分解污染物;然后进入曝气生物 滤池，生物滤池工艺采用亲水性滤料，拥有吸附、截滤和生物降解的功能， 运行中采用二次臭氧氧化技术，可以达到臭氧活性炭的催化氧化功能，对废 水中剩余有机物和氨氮等污染物深度处理的目的;最后通入滤池中，滤池作 为去除水中SS的深度处理技术，可以确保出水水质达到设计要求，后排出 至清水池中;进一步增加了本发明对煤化工废水的处理效果。
