CN104016520A - 一种气浮耦合混凝预处理煤化工废水的装置及利用该装置预处理煤气化废水的方法 - Google Patents
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Abstract
一种气浮耦合混凝预处理煤化工废水的装置及利用该装置预处理煤气化废水的方法，它涉及一种预处理废水的装置及利用该装置预处理废水的方法。本发明是要解决现有技术除油效率低、出水可生化性差且能耗高的问题。装置包括进水管、进气管、溶气罐、管式混合器、布水装置、折板沉淀区、集油区、第一污泥斗、第二污泥斗和废水处理单元；方法：废水和惰性气体进入溶气罐，然后进入管式混合器，通过布水装置进入折板区，絮凝后进入集油区，油水分离，出水，完成预处理。本发明用于预处理煤化工废水。
Description
技术领域
本发明涉及一种预处理废水的装置及利用该装置预处理废水的方法。
背景技术
目前，国内外煤化工废水的治理工艺主要是由物化和生化工艺组合而成的。经过普通预处理后的煤化工废水，后续的好氧处理工艺单元，无论是生物-活性炭耦合工艺、膜生物处理工艺、流化床还是改良AO工艺，都会出现严重的泡沫问题。究其原因，在于煤气化废水中含有大量长链烷烃等油类物质，容易产生形成大量生物泡沫。微生物粘附在泡沫表面，上浮并堆积在池体表面，无营养物供给最终死亡。另外，某些油类物质属于难降解有机物，微生物对长链烷烃的降解能力有限，致使这些物质穿透生物处理单元进入回用水系统，使回用水系统中的UF和RO膜受到污染。
为了解决上述问题，通常在预处理中通过物理方法将油类物质去除。当油类污染物密度近于1.0时，是难以用自然沉降或上浮的方法从废水中分离出来的，对此可采用气浮法进行处理。化工厂在处理煤加压气化废水时，为了降低废水中的含油量及悬浮物含量，采用了空气气浮技术。但是气浮装置对油和悬浮物的去除能力有限，更关键的是，煤化工废水中含有大量的多元酚、脂肪烃类物质和表面活性剂物质，在废水预处理除油空气中的氧会使废水色度加深，多元酚氧化为中间产物醌类物质难以生化降解的难题出现，使后续生物工艺处理效能下降，泡沫严重。近年来出现了一些新的方法，如隔油池、混凝、吸附处理工艺等。虽然煤化工废水处理工艺不断有新的方法和技术出现，可各方法和工艺仍存在一定的弊端。
综上所述，现有技术除油效率低、出水可生化性差且能耗高的问题。
发明内容
本发明是要解决现有技术除油效率低、出水可生化性差且能耗高的问题，而提供一种气浮耦合混凝预处理煤化工废水的装置及利用该装置预处理煤气化废水的方法。
本发明气浮耦合混凝预处理煤化工废水的装置包括进水管、进气管、溶气罐、管式混合器、布水装置、折板沉淀区、集油区、第一污泥斗、第二污泥斗和废水处理单元；所述进水管与溶气罐的进水口连通，所述进气管与溶气罐的进气口连通，溶气罐的出水口与管式混合器的进水口连通，所述管式混合器的顶部设置有投药口，所述管式混合器的出水口与布水装置的进水口相连，废水处理单元被第一中间挡板分隔为折板沉淀区和集油区，所述第一中间挡板的上端部设置上部折板，所述折板沉淀区包括四个平行设置的折板，且折板竖直设置在布水装置的正上方，所述折板的折角内角角度为120°～150°，所述布水装置的出水孔设置在折板下段与水平方向成锐角的一侧，在所述折板沉淀区的下端部设置有第一污泥斗；所述集油区设置有第二档板，所述集油区下端部设置有第二污泥斗；在所述第一污泥斗和第二污泥斗的下端部连接有同一根污泥管；所述废水处理单元的顶部一侧外表面设置有集油管，集油管的另一端连接集油罐，所述废水处理单元的顶部另一侧外表面设置有出水管。
利用上述装置预处理煤气化废水的方法，按以下步骤进行：
一、将COD≤2300mg/L、BOD5≥750mg/L、挥发酚≤120mg/L、总油≤70mg/L、总氮≤140mg/L且pH值为7.0～7.5的煤气化废水以30～60L/h的流量从进水管进入溶气罐内的同时从进气管以0.3～1.0m3/h的速度向溶气罐中通入惰性气体，在溶气罐内充分混合，控制废水在溶气罐的处理时间为0.5～1h，得到乳状废水；
二、将步骤一得到的乳状废水从溶气罐的出水口通入管式混合器，然后从管式混合器顶部的投药口向管式混合器中加入絮凝剂和助凝剂，水力停留时间为0.5～1h，经过管式混合器处理后的废水通过布水装置进入折板沉淀区；所述絮凝剂为聚合氯化铝，其投加量为160～200mg/L；所述助凝剂为聚丙烯酰胺，其投加量为2～10mg/L；
三、经管式混合器处理后的废水通过布水装置的出水孔呈上升流，在折板沉淀区进行沉淀，絮体进入第一污泥斗，从污泥管排出，经过絮凝后的废水通过溢流进入集油区；
四、在集油区通过气浮作用在第二档板与废水处理单元的内壁之间的液面上产生油水交界层，上层为油，上层油通过有坡度的集油管进入标高较低集油罐，混凝气浮后的废水通过出水管通入下一单元，即完成预处理煤气化废水。
本发明的有益效果是：
1、本发明采用一体化构造，将溶气罐、絮凝区、折板沉淀区、集油区有机结合在一起，通过管式混合器中投加混凝剂和助凝剂，控制特定的水力条件，在优化的气体流速、水力停留时间、混凝剂投加量等参数的控制去除油类、部分酚类以及胶体和悬浮物工艺。
2、本发明中气浮介质采用惰性气体氮气或者二氧化氮，减少了普通空气气浮工艺出水中难降解物质的产生，尤其适合煤化工废水的预处理。
3、本发明无需搅拌，气力或者水力混合，氮气或二氧化氮在煤化工企业中容易获得，便于就地取材。同时产生的氮气或二氧化氮气源具有一定的压力，可以减少压力溶气过程中的能耗，实现了能源的充分利用。虽然氮气或二氧化氮、混凝剂和助凝剂投加会加大处理成本，但是可有效节省后续工艺中防止泡沫溢出用的玻璃钢罩等设施的投资。气浮耦合混凝工艺具有高效、节能、节省占地的效果。
附图说明
图1为气浮耦合混凝预处理煤化工废水的装置的结构示意图。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。
具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式气浮耦合混凝预处理煤化工废水的装置包括进水管1、进气管2、溶气罐3、管式混合器4、布水装置5、折板沉淀区6、集油区7、第一污泥斗8、第二污泥斗9和废水处理单元10；所述进水管1与溶气罐3的进水口连通，所述进气管2与溶气罐3的进气口连通，溶气罐3的出水口与管式混合器4的进水口连通，所述管式混合器4的顶部设置有投药口11，所述管式混合器4的出水口与布水装置5的进水口相连，废水处理单元10被第一中间挡板12分隔为折板沉淀区6和集油区7，所述第一中间挡板12的上端部设置上部折板13，所述折板沉淀区6包括四个平行设置的折板14，且折板14竖直设置在布水装置5的正上方，所述折板的折角内角角度为120°～150°，所述布水装置5的出水孔设置在折板14下段与水平方向成锐角的一侧，在所述折板沉淀区6的下端部设置有第一污泥斗8；所述集油区7设置有第二档板15，所述集油区7下端部设置有第二污泥斗9；在所述第一污泥斗8和第二污泥斗9的下端部连接有同一根污泥管16；所述废水处理单元10的顶部一侧外表面设置有集油管17，集油管17的另一端连接集油罐18，所述废水处理单元10的顶部另一侧外表面设置有出水管19。
本实施方式从溶气罐3中出来的溶气水中的微气泡与原水中的微细悬浮颗粒及密度低的油类物质粘合在一起，随气泡浮升到水面形成浮渣，不会在竖直方向上受到折板的横向阻挡；同时，布水装置靠近折板底部较近，进水中的絮体遇到挡板回落至第一污泥斗，同时降低了进水水流对上部正在沉淀的絮体的搅动。
本实施方式集油区7仅设置一个第一档板实现油水与出水分离，对水体的搅动力小，提高了水中微细悬浮颗粒的去除效率。
本实施方式采用一体化构造，将溶气罐、絮凝区、折板沉淀区、集油区有机结合在一起，通过管式混合器中投加混凝剂和助凝剂，控制特定的水力条件，在优化的气体流速、水力停留时间、混凝剂投加量等参数的控制去除油类、部分酚类以及胶体和悬浮物工艺。
本实施方式中气浮介质采用惰性气体氮气或者二氧化氮，减少了普通空气气浮工艺出水中难降解物质的产生，尤其适合煤化工废水的预处理。
本实施方式无需搅拌，气力或者水力混合，氮气或二氧化氮在煤化工企业中容易获得，便于就地取材。同时产生的氮气或二氧化氮气源具有一定的压力，可以减少压力溶气过程中的能耗，实现了能源的充分利用。虽然氮气或二氧化氮、混凝剂和助凝剂投加会加大处理成本，但是可有效节省后续工艺中防止泡沫溢出用的玻璃钢罩等设施的投资。气浮耦合混凝工艺具有高效、节能、节省占地的效果。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：所述进水管1的进水量通过液体流量计控制。其他与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：所述进气管2的进气量通过气体流量计控制。其他与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三不同的是：所述溶气罐3为正方体或圆柱体。其他与具体实施方式一至三相同。
具体实施方式五：利用具体实施方式一所述装置预处理煤气化废水的方法，按以下步骤进行：
一、将COD≤2300mg/L、BOD5≥750mg/L、挥发酚≤120mg/L、总油≤70mg/L、总氮≤140mg/L且pH值为7.0～7.5的煤气化废水以30～60L/h的流量从进水管1进入溶气罐3内的同时从进气管2以0.3～1.0m3/h的速度向溶气罐3中通入惰性气体，在溶气罐3内充分混合，控制废水在溶气罐3的处理时间为0.5～1h，得到乳状废水；所述惰性气体为氮气或二氧化氮；
二、将步骤一得到的乳状废水从溶气罐3的出水口通入管式混合器4，然后从管式混合器4顶部的投药口11向管式混合器4中加入絮凝剂和助凝剂，水力停留时间为0.5～1h，经过管式混合器4处理后的废水通过布水装置5进入折板沉淀区6；所述絮凝剂为聚合氯化铝，其投加量为160～200mg/L；所述助凝剂为聚丙烯酰胺，其投加量为2～10mg/L；
三、经管式混合器4处理后的废水通过布水装置5的出水孔呈上升流，在折板沉淀区6进行沉淀，絮体进入第一污泥斗8，从污泥管16排出，经过絮凝后的废水通过溢流进入集油区7；
四、在集油区7通过气浮作用在第二档板15与废水处理单元10的内壁之间的液面上产生油水交界层，上层为油，上层油通过有坡度的集油管17进入标高较低集油罐18，混凝气浮后的废水通过出水管通入下一单元，即完成预处理煤气化废水。
其中MLSS为污泥浓度，SRT为污泥龄，DO为溶解氧。
采用以下实施例验证本发明有益效果：
实施例：结合图1说明本实施例，本实施例利用具体实施方式一所述的装置处理煤气化废水的方法是按以下步骤进行：
一、将COD≤2300mg/L、BOD5≥750mg/L、挥发酚≤120mg/L、总油≤70mg/L、总氮≤140mg/L且pH值为7.0～7.5的煤气化废水以40L/h的流量从进水管1进入溶气罐3内的同时从进气管2以0.4m3/h的速度向溶气罐3中通入惰性气体，在溶气罐3内充分混合，控制废水在溶气罐3的处理时间为1h，得到乳状废水；
二、将步骤一得到的乳状废水从溶气罐3的出水口通入管式混合器4，然后从管式混合器4顶部的投药口11向管式混合器4中加入絮凝剂和助凝剂，水力停留时间为1h，经过管式混合器4处理后的废水通过布水装置5进入折板沉淀区6；所述絮凝剂为聚合氯化铝，其投加量为180mg/L；所述助凝剂为聚丙烯酰胺，其投加量为8mg/L；
三、经管式混合器4处理后的废水通过布水装置5的出水孔呈上升流，在折板沉淀区6进行沉淀，絮体进入第一污泥斗8，从污泥管16排出，经过絮凝后的废水通过溢流进入集油区7；
四、在集油区7通过气浮作用在第二档板15与废水处理单元10的内壁之间的液面上产生油水交界层，上层为油，上层油通过有坡度的集油管17进入标高较低集油罐18，混凝气浮后的废水通过出水管通入下一单元，即完成预处理煤气化废水。
出水指标为COD≤1900mg/L、BOD5≥720mg/L、挥发酚≤100mg/L、总油≤40mg/L、总氮≤140mg/L且pH值为7.2～7.8。
Claims (5)
1.一种气浮耦合混凝预处理煤化工废水的装置，其特征在于气浮耦合混凝预处理煤化工废水的装置包括进水管(1)、进气管(2)、溶气罐(3)、管式混合器(4)、布水装置(5)、折板沉淀区(6)、集油区(7)、第一污泥斗(8)、第二污泥斗(9)和废水处理单元(10)；所述进水管(1)与溶气罐(3)的进水口连通，所述进气管(2)与溶气罐(3)的进气口连通，溶气罐(3)的出水口与管式混合器(4)的进水口连通，所述管式混合器(4)的顶部设置有投药口(11)，所述管式混合器(4)的出水口与布水装置(5)的进水口相连，废水处理单元(10)被第一中间挡板(12)分隔为折板沉淀区(6)和集油区(7)，所述第一中间挡板(12)的上端部设置上部折板(13)，所述折板沉淀区(6)包括四个平行设置的折板(14)，且折板(14)竖直设置在布水装置(5)的正上方，所述折板的折角内角角度为120°～150°，所述布水装置(5)的出水孔设置在折板(14)下段与水平方向成锐角的一侧，在所述折板沉淀区(6)的下端部设置有第一污泥斗(8)；所述集油区(7)设置有第二档板(15)，所述集油区(7)下端部设置有第二污泥斗(9)；在所述第一污泥斗(8)和第二污泥斗(9)的下端部连接有同一根污泥管(16)；所述废水处理单元(10)的顶部一侧外表面设置有集油管(17)，集油管(17)的另一端连接集油罐(18)，所述废水处理单元(10)的顶部另一侧外表面设置有出水管(19)。
2.根据权利要求1所述的一种气浮耦合混凝预处理煤化工废水的装置，其特征在于所述进水管(1)的进水量通过液体流量计控制。
3.根据权利要求1所述的一种气浮耦合混凝预处理煤化工废水的装置，其特征在于所述进气管(2)的进气量通过气体流量计控制。
4.根据权利要求1所述的一种气浮耦合混凝预处理煤化工废水的装置，其特征在于所述溶气罐(3)为正方体或圆柱体。
5.利用权利要求1所述的装置，其特征在于预处理煤气化废水的方法，按以下步骤进行：
一、将COD≤2300mg/L、BOD5≥750mg/L、挥发酚≤120mg/L、总油≤70mg/L、总氮≤140mg/L且pH值为7.0～7.5的煤气化废水以30～60L/h的流量从进水管(1)进入溶气罐(3)内的同时从进气管(2)以0.3～1.0m3/h的速度向溶气罐(3)中通入惰性气体，在溶气罐(3)内充分混合，控制废水在溶气罐(3)的处理时间为0.5～1h，得到乳状废水；所述惰性气体为氮气或二氧化氮；
二、将步骤一得到的乳状废水从溶气罐(3)的出水口通入管式混合器(4)，然后从管式混合器(4)顶部的投药口(11)向管式混合器(4)中加入絮凝剂和助凝剂，水力停留时间为0.5～1h，经过管式混合器(4)处理后的废水通过布水装置(5)进入折板沉淀区(6)；所述絮凝剂为聚合氯化铝，其投加量为160～200mg/L；所述助凝剂为聚丙烯酰胺，其投加量为2～10mg/L；
三、经管式混合器(4)处理后的废水通过布水装置(5)的出水孔呈上升流，在折板沉淀区(6)进行沉淀，絮体进入第一污泥斗(8)，从污泥管(16)排出，经过絮凝后的废水通过溢流进入集油区(7)；
四、在集油区(7)通过气浮作用在第二档板(15)与废水处理单元(10)的内壁之间的液面上产生油水交界层，上层为油，上层油通过有坡度的集油管(17)进入标高较低集油罐(18)，混凝气浮后的废水通过出水管通入下一单元，即完成预处理煤气化废水。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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Effective date of registration: 20210425 Address after: No.202, 2 / F, hi tech Park building, no.434, Post Street, Nangang District, Harbin City, Heilongjiang Province Patentee after: Harbin Gongchuang Environmental Protection Technology Co.,Ltd. Address before: 150001 Harbin, Nangang, West District, large straight street, No. 92 Patentee before: HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY |
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| TR01 | Transfer of patent right | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Application publication date: 20140903 Assignee: Zhongguancun Zhizhen environmental protection Co., Ltd Assignor: Harbin Gongchuang Environmental Protection Technology Co.,Ltd. Contract record no.: X2021230000044 Denomination of invention: Pretreatment of coal gasification wastewater by flotation coupled with coagulation Granted publication date: 20150722 License type: Common License Record date: 20210629 |
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| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |