CN103896444A

CN103896444A - 一种褐煤提质废水的处理工艺和处理系统

Info

Publication number: CN103896444A
Application number: CN201210576851.1A
Authority: CN
Inventors: 蔡斌; 肖艳艳; 金燚燚; 孙培军; 陈岭
Original assignee: NANJING HAIYI ENVIRONMENTAL PROTECTION ENGINEERING Co Ltd
Current assignee: NANJING HAIYI ENVIRONMENTAL PROTECTION ENGINEERING Co Ltd
Priority date: 2012-12-27
Filing date: 2012-12-27
Publication date: 2014-07-02

Abstract

一种褐煤提质废水的处理工艺，包括：对废水进行降温，加入正向凝聚剂，使废水在降温过程中，形成可沉淀的颗粒固体，再经过搅拌，均化水质；对上步骤处理后的废水，在水温达到正常温度后，加入絮凝剂和助凝剂进行再凝聚，然后经过分离和过滤吸附，去除水中的绝大部分微小杂质；上步骤产水进入生物反应池，利用生物填料中的微生物膜来对来水中的有机物和氮系污染物进行生化降解；生物反应池中的水一部分进入膜分离池，通过设置在膜分离池中的膜分离组件将全部的生物量截留在膜分离池内；膜分离组件截留下来的含有硝化菌的水通过回流管回流至生物反应池；对膜分离组件过滤后的出水加入次氯酸钠进行消毒后，送入清水池。

Description

一种褐煤提质废水的处理工艺和处理系统

技术领域

本次发明涉及的是废水处理技术领域，具体涉及褐煤提质过程中的所产水的废水的处理工艺和处理系统。

背景技术

褐煤的煤化程度介于泥炭和烟煤之间，含水量高，易风化，易自燃，正因为这些特点，褐煤原煤不利于长距离输送和贮存，并且褐煤直接燃烧的热效率较低，温室气体的排放量也很大，难以大规模开发利用，因此褐煤必须有效提质才能更有利于利用、运输和贮存。

热压蒸汽提质过程可将褐煤中的大部分水分除去，则褐煤燃烧后产生的温室气体的排放量降低15%。因此，褐煤高效去水提质过程是实现其大规模使用的关键一环。

新开采的褐煤含水率一般在30～40%左右。在提质工艺中，褐煤中的85%的水分可被挤出，除去工艺过程中损失的水分，褐煤提质工艺的产水率一般在15～20%左右。褐煤提质工艺产生的废水体积庞大，褐煤提质过程中产生的废水中含有大量的有机物，若直接排入水体将会造成自然水体的严重污染，因此该类废水必须经有效处理，才可达标排放或回用。

褐煤提质废水中COD、氨氮浓度较高，主要以有机物的沸点在150℃以下的挥发性、半挥发性有机物为主，有机物类型与褐煤所处的地层及煤化程度有关，因此，提质废水处理工艺主要去除悬浮物、有机物、氨氮以及胶体性的煤粉为主。

由于褐煤提质时的温度为120℃左右，提质废水与传统的煤化工工艺产生的煤焦化废水相比有很大的区别，因此根据褐煤提质的废水水质，提供有针对性的废水处理工艺和处理系统，是市场亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于针对褐煤提质成型废水中污染物主要以挥发性、半挥发性有机物和氮系污染物为主的特点，提供一种对褐煤提质废水进行高效处理工艺和处理系统，确保处理水质的达标及水处理工艺的安全稳定运行。

实现本发明目的的一个技术方案是：

一种褐煤提质废水的处理工艺，包括以下工艺步骤：

1）正解析凝聚沉降步骤，包括：

对废水进行降温，加入正向凝聚剂，使废水在降温过程中，其中的半挥发性有机物、煤尘颗粒和胶体进行正向聚集，形成可沉淀的颗粒固体，再经过搅拌对来水进行水质和水量的调节，均化水质；

2）煤尘水净化步骤，包括：

对上步骤处理后的废水，在水温达到正常温度(25℃左右)后，加入絮凝剂和助凝剂进行再凝聚，并经过混合后，逐渐形成较大的可沉淀絮凝悬浮物，然后经过分离和过滤吸附，去除水中的绝大部分微小杂质；

3）强化硝解MBR（膜生物反应器Membrane Bio-Reactor）步骤，包括：

上步骤产水进入生物反应池，利用生物填料中的微生物膜来对来水中的有机物和氮系污染物进行生化降解，并且通过曝气装置不断补充微生物膜所需溶解氧；

生物反应池中的水一部分进入膜分离池，通过设置在膜分离池中的膜分离组件将全部的生物量截留在膜分离池内；

膜分离组件截留下来的含有硝化菌的水通过回流管回流至生物反应池，补充生物反应池内硝化菌的数量；

对膜分离组件过滤后的出水加入次氯酸钠进行消毒后，送入清水池。

强化硝解MBR步骤，对水中溶解挥发性有机物和氮系污染物进行生化降解，除去主要的有机物和氨氮，使出水达到回用水质标准。

所述正解析凝聚沉降步骤，通过适当的凝聚剂将褐煤提质废水中的从水中解析出来，是积聚和初步处理水中有机物的有效手段。所述加入正向凝聚剂的浓度优选为5ppm。

所述煤尘水净化步骤，目的是进行褐煤提质废水的细微颗粒和水的清污分离，达到净化的效果。所述絮凝剂的加入量为30ppm，所述助凝剂的加入量为3ppm。

作为本发明的进一步改进，所述煤尘水净化步骤在高效煤尘水净化器中进行，高效煤尘水净化器中设有旋流器和中间滤料。

所述强化硝解MBR工艺步骤利用生物填料、曝气装置、膜分离组件和回流管组成的固液分离型膜生物反应器实现。该步骤中采用自回流技术，强化了系统的硝化能力；膜分离替代二次沉淀池进行固液分离，能维持较低的F/M，使剩余污泥产率远小于常规工艺。另外，在传统工艺中被严格控制生长的丝状菌、真菌等，在反应器中都可以自由生长，因而水中的生物种群远比传统活性污泥法要丰富稳定，使MBR对来水有更强的适应能力和净化能力。

实现本发明另一个目的的技术方案是：一种褐煤提质废水的处理系统，由凝聚调节池、冷却器、废水提升泵、高效煤尘水净化器、强化硝解MBR装置、清水池和污泥池组成，凝聚调节池出水口通过废水提升泵连接高效煤尘水净化器进水口，高效煤尘水净化器出水口和强化硝解MBR装置进水口连接，强化硝解MBR装置出水口通过产水泵连接清水池入口，高效煤尘水净化器排泥口连接污泥池入口，冷却器连接至凝聚调节池，对凝聚调节池内的废水进行冷却；所述高效煤尘水净化器中设有旋流器和中间滤料；所述强化硝解MBR装置由生物填料、曝气装置、膜分离组件和回流管组成；所述生物填料设置于生物反应池中，曝气装置的曝气支管设置于所述生物填料的下方，所述膜分离组件设置于膜分离池，所述回流管的进口与膜分离池底部连接，回流管的出口接至生物反应池内曝气支管的正下方。

作为本发明的进一步改进，所述清水池的一个出水口通过反洗水泵和所述高效煤尘水净化器的进水口连接，对清水池中的水进行循环净化。

作为本发明的进一步改进，所述回流管的出口连接有回流出水管，所述回流出水管设置于生物反应池内曝气支管的正下方，所述回流出水管的出水口和所述曝气支管的曝气头位置对应。

本发明的有益效果在于：

1) 处理效果明显，去除率高，悬浮物去除率可基本达到100%，COD和氨氮的去除率可达到90%。

2) 流程精炼，工艺针对性强，投资省，操作费用低，维护方便。

3) 采用组合工艺，工艺效率高。

4) 设备集装化，工程周期短，运行稳定，适合工业化应用。

附图说明

图1为本发明实施例1褐煤提质废水处理系统结构框图；

图2为本发明实施例1褐煤提质废水处理工艺流程框图；

图3为强化硝解MBR装置主体结构图。

其中：1、强化硝解MBR装置；2、生物反应池；3、膜分离池；4、回流管；5、生物填料；6、曝气装置；7、膜分离组件；8、水泵；9、出水口；10、曝气支管；11、回流支管；12、曝气头；13、回流出水口；14、进水口；15、排水口。

具体实施方式

下面结合实施例和附图做进一步说明。

实施例1

如图1所示，一种褐煤提质废水的处理系统，由凝聚调节池、冷却器、废水提升泵、高效煤尘水净化器、强化硝解MBR装置、清水池和污泥池组成，凝聚调节池出水口通过废水提升泵连接高效煤尘水净化器进水口，高效煤尘水净化器出水口和强化硝解MBR装置进水口连接，强化硝解MBR装置出水口通过产水泵连接清水池入口，高效煤尘水净化器排泥口连接污泥池入口，冷却器连接至凝聚调节池，对凝聚调节池内的废水进行冷却；高效煤尘水净化器中设有旋流器和中间滤料。

如图3所示，强化硝解MBR装置1由生物填料5、曝气装置6、膜分离组件7和回流管4组成；生物填料5设置于生物反应池2中，曝气装置6的曝气支管10设置于生物填料5的下方，膜分离组件7设置于膜分离池3。即强化硝解MBR装置1本体分为两部分，前半部分设置生物反应池2，内设生物填料5，后半部分设置膜分离池3，内设膜组件7，生物反应池2和膜分离池3两池底部设置回流管4，回流管4的进口与膜分离池3底部连接，出口接至生物反应池内曝气支管10的正下方。回流管4的出口连接有回流出水管11，回流出水管11设置于生物反应池内曝气支管10的正下方，回流出水管的出水口13和曝气支管的曝气头12位置对应，利用曝气产生的水力提升作用使得回流管4出口产生吸力，使得膜分离池3中分离出的含有硝化菌的废水自回流至生物反应池2。

清水池的一个出水口通过反洗水泵和所述高效煤尘水净化器的进水口连接，对清水池中的水进行循环净化。

如图2所示，褐煤提质废水处理工艺，主要包括正解析凝聚沉降、煤尘水净化和强化硝解MBR工艺步骤，工艺的流程如下：

1）正解析凝聚沉降步骤

由于进水水温一般高达90℃左右，废水首先通过冷却器进行降温，并通过加入正向凝聚剂5ppm使废水在降温过程中有机物和煤尘颗粒有效地解析和正向凝聚，再经过装配搅拌装置的调节池对来水进行水质和水量的调节，均化水质；

均化的污水在水温达到正常温度(25℃左右)后，经过废水泵提升，进入高效煤尘水净化器，该净化装置的作用是通过再絮凝，除去煤尘悬浮颗粒和凝聚的部分有机物、色度，并对颗粒杂质沉降物进行积聚浓缩；从而使水质能达到生化处理的条件，最后再经过强化硝解MBR装置对水中溶解挥发性有机物和氮系污染物进行生化处理彻底降解，除去主要的有机物和氨氮后的处理出水可达到回用水质标准。

正解析凝聚沉降是通过适当的凝聚剂将褐煤提质废水中的半挥发性有机物和煤尘颗粒、胶体进行正向聚集，形成可沉淀的颗粒固体，从水中解析出来，是积聚和初步处理水中有机物的有效手段。

2）煤尘水净化步骤

该步骤采用高效煤尘水净化器实现，主要进行褐煤提质废水的细微颗粒和水的清污分离，首先在污水进入净化器时加入絮凝剂30ppm，助凝剂3ppm再凝聚，并经过混合后，逐渐形成较大的可沉淀絮凝悬浮物，然后经过净化器内部的旋流器分离和中间滤料的过滤吸附作用，去除水中的绝大部分微小杂质，达到净化的效果。

3）强化硝解MBR工艺步骤

如图3所示，上步骤产水进入生物反应池2，利用生物填料5中的微生物膜来对来水中的有机物和氮系污染物进行生化降解，并且通过曝气装置6不断补充微生物膜所需溶解氧；

生物反应池2中的水一部分进入膜分离池3，通过设置在膜分离池3中的膜分离组件7将全部的生物量截留在膜分离池7内；

膜分离组件7截留下来的含有硝化菌的水通过回流管4回流至生物反应池2，补充生物反应池2内硝化菌的数量；

对膜分离组件7过滤后的出水加入次氯酸钠进行消毒后，送入清水池。

本采用固液分离型膜生物反应器型式，对水中溶解挥发性有机物和氮系污染物进行生化降解，除去主要的有机物和氨氮，使出水达到回用水质标准。

强化硝解MBR装置由生物反应池、膜分离组件和回流管组成，由于膜组件能有效地将全部的生物量截留在装置内，可以获得稳定的泥龄和高悬浮固体浓度，同时采用转性分离的强化硝化菌和生物反应池自回流技术进行生化处理，从而强化了系统的硝化能力；膜分离替代二次沉淀池进行固液分离，能维持较低的F/M，使剩余污泥产率远小于常规工艺。另外，在传统工艺中被严格控制生长的丝状菌、真菌等，在反应器中都可以自由生长，因而水中的生物种群远比传统活性污泥法要丰富稳定，使MBR对来水有更强的适应能力和净化能力。

Claims

1.一种褐煤提质废水的处理工艺，包括以下工艺步骤：

1）正解析凝聚沉降步骤，包括：

2）煤尘水净化步骤，包括：

对上步骤处理后的废水，在水温达到正常温度后，加入絮凝剂和助凝剂进行再凝聚，并经过混合后，逐渐形成较大的可沉淀絮凝悬浮物，然后经过分离和过滤吸附，去除水中的绝大部分微小杂质；

3）强化硝解MBR步骤，包括：

2.根据权利要求1所述的处理工艺，其特征是，所述加入正向凝聚剂的浓度优选为5ppm。

3.根据权利要求1所述的处理工艺，其特征是，所述絮凝剂的加入量为30ppm，所述助凝剂的加入量为3ppm。

4.根据权利要求1所述的处理工艺，其特征是，所述煤尘水净化步骤在高效煤尘水净化器中进行，高效煤尘水净化器中设有旋流器和中间滤料。

5.一种褐煤提质废水的处理系统，其特征是，该系统由凝聚调节池、冷却器、废水提升泵、高效煤尘水净化器、强化硝解MBR装置、清水池和污泥池组成，凝聚调节池出水口通过废水提升泵连接高效煤尘水净化器进水口，高效煤尘水净化器出水口和强化硝解MBR装置进水口连接，强化硝解MBR装置出水口通过产水泵连接清水池入口，高效煤尘水净化器排泥口连接污泥池入口，冷却器连接至凝聚调节池，对凝聚调节池内的废水进行冷却；所述高效煤尘水净化器中设有旋流器和中间滤料；所述强化硝解MBR装置由生物填料、曝气装置、膜分离组件和回流管组成；所述生物填料设置于生物反应池中，曝气装置的曝气支管设置于所述生物反应池的下方，所述膜分离组件设置于膜分离池，所述回流管的进口与膜分离池底部连接，回流管的出口接至生物反应池内曝气支管的正下方。

6.根据权利要求5所述的处理系统，其特征是，所述清水池的一个出水口通过反洗水泵和所述高效煤尘水净化器的进水口连接，可对清水池中的水进行循环净化。

7.根据权利要求5所述的处理系统，其特征是，所述回流管的出口连接有回流出水管，所述回流出水管设置于生物反应池内曝气支管的正下方，所述回流出水管的出水口和所述曝气支管的曝气头位置对应。