CN102001746A

CN102001746A - 半焦生物滤池及用其深度处理煤制气废水的方法

Info

Publication number: CN102001746A
Application number: CN2010105537537A
Authority: CN
Inventors: 韩洪军; 王伟; 徐春艳; 李慧强; 马文成; 张凌翰; 庄海峰; 袁敏
Original assignee: Harbin Institute of Technology
Current assignee: Harbin Institute of Technology
Priority date: 2010-11-22
Filing date: 2010-11-22
Publication date: 2011-04-06

Abstract

半焦生物滤池及用其深度处理煤制气废水的方法，它涉及一种生物滤池及用其处理废水的方法。本发明的目的是为了解决现有生物滤池使用的填料价格昂贵、填料的更换补充困难及无法保证处理后的废水的难降解污染物和色度稳定达标的问题。装置方案：半焦填料层设在本体内，半焦填料层的高度为2-6m；方法方案：步骤一、待处理的煤制气废水由进水配水管均匀布水，废水进入滤池后从上至下穿过半焦填料层，水力停留时间为0.5-6小时；步骤二、同时通过曝气管不断向本体内曝气废水和空气在填料层中反向运行，充分接触和混合；步骤三、半焦填料层对废水中的污染物进行吸附和截滤。本发明用于处理煤制气废水。

Description

半焦生物滤池及用其深度处理煤制气废水的方法

技术领域

本发明涉及一种生物滤池及用其处理废水的方法。

背景技术

我国的能源结构特点是“缺油、少气、富煤”。长期以来，由于我国坚持能源自给的发展方针，再加上我国丰富的煤炭资源，使得煤炭成为我国的主要能源。随着我国经济的飞速发展，对石油、天然气以及石化产品的需求量逐年增加，这给以煤气化为龙头的新一代煤化工产业带来了广阔的市场和蓬勃的发展。然而煤制气生产过程中会产生大量的高浓度有毒有害、难生物降解的工业废水，这些废水中含有大量酚类、烷烃类、芳香烃类、杂环类、氨氮、氰等有毒有害物质，其中以酚类污染物为主。如果处理不当，很容易造成重大的环境安全事故。

煤制气废水一股先采用萃取脱酚和蒸氨等预处理手段，将废水中高浓度酚和氨进行回收。预处理后的废水通过生物法处理，将废水中剩余的污染物进一步降解去除。然而，由于废水中难降解、有毒有害以及抑制物质的存在，使得废水经过生化处理后，出水中仍然含有一定的难生物降解的物质。这些物质的存在，使得生化出水的COD和色度难以达到国家排放标准。因此，煤制气废水经预处理及生化处理后，还需要进行深度处理。当前用于煤制气废水深度处理的方法主要有混凝法、高级氧化法、吸附法以及生物滤池法等。其中混凝法有较好的脱色和去除污染物的效果，但是会增加废水中盐含量且运行成本也偏高。吸附法虽能高效去除COD，但存在吸附剂的再生和二次污染的问题。高级氧化法虽能降解难以生物降解的有机物，但在实际的工业应用中存在运行费用高等问题，很难广泛使用。生物滤池运行成本低，但是处理效能相比前几种方法较差。

近年来，不断有新的方法和技术用于深度处理煤制气废水，但各有利弊。生物滤池工艺运行管理和成本相对较低，在废水处理领域应用广泛，通过改进生物滤池工艺用于煤制气废水处理是可以获得理想的处理效果。生物滤池工艺处理废水的原理是利用生长在反应器内滤料上的生物膜中微生物的氧化分解作用、滤料及生物膜的吸附截留作用以及生物膜内部微环境和缺氧环境的反硝化作用处理废水，但生物滤池的处理效果受很多因素的影响，其中选择经济合理的填料非常关键，它关系到生物膜的附着以及对污染物的吸附和截滤效果，同时还关系到系统运行的经济可行性。

目前，生物滤池常用的填料有活性炭、陶粒、沸石等。活性炭由于其巨大的比表面积和发达的孔隙结构，使其具有很强的吸附效果。但是活性炭价格比较昂贵，在使用过程中需要将吸附饱和的活性炭进行再生，给生产运行带来不便。陶粒和沸石的表面也很粗糙，分布着一定量大小不一的孔洞或空穴，这有利于生物膜的附着以及对污染物的截留作用，而且相对活性炭来说，它们更加价廉易得。但是其对污染物的吸附去除效果远不如活性炭。因此，采用陶粒或沸石作为填料的曝气生物滤池用于煤制气废水的深度处理时，不能保证出水中难降解污染物和色度稳定达标。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有生物滤池使用的填料价格昂贵、填料的更换补充困难及无法保证处理后的废水的难降解污染物和色度稳定达标的问题，提供一种半焦生物滤池及用其深度处理煤制气废水的方法。

本发明是通过下述方案予以实现的：装置方案：所述滤池包括本体、进水配水管、曝气管和出水管，进水配水管的一端与本体的上部连通，本体的底部分别与曝气管和出水管连通，所述滤池还包括半焦填料层2，半焦填料层2设在本体5内，半焦填料层2的高度为2-6m。

方法方案：所述方法包括以下步骤：步骤一、待处理的煤制气废水由进水配水管均匀布水，废水进入滤池后从上至下穿过半焦填料层，并水力停留时间为0.5-6小时；步骤二、同时通过曝气管不断向本体内曝气，保证本体5内每小时气体通入量与废水通入量的体积比为(0-10)∶1，废水和从曝气管进入的空气在填料层2中相向运行，充分接触和混合；步骤三、半焦填料层对废水中的污染物进行吸附和截滤，然后污染物会被半焦滤料上的微生物进一步降解，处理后的废水经出水管排出生物滤池。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：1.本发明中的半焦生物滤池采用煤气化过程的中间产物半焦作为生物滤池的填料，这种填料具有多孔结构，比表面积大，吸附性能好，载污能力强，吸附速率快，使用周期长等特点。与陶粒、沸石等填料相比，半焦的孔隙结构更加发达和合理，吸附和载污能力更强。而与活性炭相比，虽然吸附能力比活性炭小很多，但是其价格也相对低廉很多，而且半焦是煤气化生产过程的中间产物，以其作为煤制气废水处理的填料时，来源充足，补充和更换也比活性炭更方便；2.针对待处理煤制气废水的负荷情况，半焦生物滤池对废水化学需氧量的去除率可以达到50％-99％，对废水色度的去除率可以达到60％-95％；3.本发明方法中煤制气废水在半焦填料层中流动的同时，半焦填料层对废水中的污染物进行吸附和截滤，然后污染物会被半焦填料层上的微生物进一步降解，达到良好的处理效果。

附图说明

图1是本发明装置的整体结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：下面结合图1具体说明本实施方式，本实施方式的滤池包括本体5、进水配水管1、曝气管3和出水管4，进水配水管1的一端与本体5的上部连通，本体5的底部分别与曝气管3和出水管4连通，所述滤池还包括半焦填料层2，半焦填料层2设在本体5内，半焦填料层2的高度为2-6m。

半焦是由煤为原料经高温干馏活化制得的，含有大量不同孔径级别的孔洞，具有较大的比表面积，同时孔隙表面还含有大量的官能团，使其具有较强的吸附性能。经活性半焦吸附处理后，废水中的污染物以及色度都大大下降，而且相对于活性炭，活性半焦的生产和使用成本较为低廉。为此，本发明针对生物滤池处理煤制气废水的缺陷，结合煤制气企业自身的特点，提出以半焦为滤料的生物滤池工艺处理煤制气废水。

具体实施方式二：本实施方式的半焦填料层2中半焦的粒径为1-8mm。本实施方式中可更好的达到处理废水的目的。其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：下面结合图1具体说明本实施方式，本实施方式的滤池还包括反冲水泵7、反冲洗进水管6和反冲洗集水槽8，反冲水泵7的出口端与反冲洗进水管6的一端连通，反冲洗进水管6的另一端与出水管4连通，本体5设有反冲洗集水槽8，反冲洗集水槽8设置在进水配水管1的上部。随着滤池的长期运行，半焦填料层2的阻力逐渐增大，当滤池液位超过设计水位0-1m时，本实施方式对其进行反冲洗。其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式四：本实施方式的方法包括以下步骤：步骤一、待处理的煤制气废水由进水配水管1均匀布水，废水进入滤池后从上至下穿过半焦填料层2，并水力停留时间为0.5-6小时；步骤二、同时通过曝气管3不断向本体5内曝气，保证本体5内每小时气体通入量与废水通入量的体积比为(0-10)∶1，废水和从曝气管3进入的空气在填料层2中相向运行，充分接触和混合；步骤三、半焦填料层2对废水中的污染物进行吸附和截滤，然后污染物会被半焦滤料上的微生物进一步降解，处理后的废水经出水管4排出生物滤池。

具体实施方式五：本实施方式的方法还包括步骤四，步骤四为启动反冲洗泵7，打开启曝气管3，保证每小时气体通入量与废水通入量的体积比为(0-10)∶1，对半焦填料层2进行气水联合反冲洗，反冲洗排水通过反冲洗出水集水槽8收集后排出。随着滤池的长期运行，半焦填料层2的阻力逐渐增大，当滤池液位超过设计水位0-1m时，本实施方式对其进行反冲洗。其它与具体实施方式四相同。

具体实施方式六：本实施方式的在步骤一之前，先向本体5中投入活性污泥作为接种物，活性污泥的投入体积为生物滤池有效体积的0-5％。本实施方式中投入活性污泥可使生物滤池启动速度较快。其它与具体实施方式四相同。

Claims

1.一种半焦生物滤池，所述滤池包括本体5、进水配水管1、曝气管3和出水管4，进水配水管1的一端与本体5的上部连通，本体5的底部分别与曝气管3和出水管4连通，其特征在于所述滤池还包括半焦填料层2，半焦填料层2设在本体5内，半焦填料层2的高度为2-6m。

2.根据权利要求1所述半焦生物滤池，其特征在于半焦填料层2中半焦的粒径为1-8mm。

3.根据权利要求1或2所述半焦生物滤池，其特征在于所述滤池还包括反冲水泵7、反冲洗进水管6和反冲洗集水槽8，反冲水泵7的出口端与反冲洗进水管6的一端连通，反冲洗进水管6的另一端与出水管4连通，本体5设有反冲洗集水槽8，反冲洗集水槽8设置在进水配水管1的上部。

4.一种采用权利要求1中所述半焦生物滤池深度处理煤制气废水的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：步骤一、待处理的煤制气废水由进水配水管1均匀布水，废水进入滤池后从上至下穿过半焦填料层2，并水力停留时间为0.5-6小时；步骤二、同时通过曝气管3不断向本体5内曝气，保证本体5内每小时气体通入量与废水通入量的体积比为(0-10)∶1，废水和从曝气管3进入的空气在填料层2中相向运行，充分接触和混合；步骤三、半焦填料层2对废水中的污染物进行吸附和截滤，然后污染物会被半焦滤料上的微生物进一步降解，处理后的废水经出水管4排出生物滤池。

5.根据权利要求4所述深度处理煤制气废水的方法，其特征在于所述方法还包括步骤四，步骤四为启动反冲洗泵7，打开启曝气管3，保证每小时气体通入量与废水通入量的体积比为(0-10)∶1，对半焦填料层2进行气水联合反冲洗，反冲洗排水通过反冲洗出水集水槽8收集后排出。

6.根据权利要求4或5所述深度处理煤制气废水的方法，其特征在于在步骤一之前，先向本体5中投入活性污泥作为接种物，活性污泥的投入体积为生物滤池有效体积的0-5％。