CN105084661A

CN105084661A - 一种煤制乙二醇污水处理方法及系统

Info

Publication number: CN105084661A
Application number: CN201510493049.XA
Authority: CN
Inventors: 何庆生; 何小娟; 范景福; 张之骅; 王贵宾; 刘献玲
Original assignee: Sinopec Engineering Group Co Ltd
Current assignee: Sinopec Engineering Group Co Ltd
Priority date: 2015-08-12
Filing date: 2015-08-12
Publication date: 2015-11-25

Abstract

本发明提供了一种煤制乙二醇污水处理方法及系统。处理方法包括下列步骤：将所述煤制乙二醇污水依次进行汽提净化处理、厌氧生物处理、好氧生物处理、芬顿氧化处理、曝气生物滤池处理、超滤、反渗透处理，实现排放后回用。煤制乙二醇污水处理系统包括依次连接的汽提净化处理器、厌氧生物反应器、好氧生物反应器、芬顿氧化反应器、曝气生物滤池、超滤器和反渗透膜装置。本发明通过最短最简单的工艺流程获得最佳的净化效果，处理后的污水达到回用指标要求，可回用于生产给水系统，同时由于流程简单，因而适宜大型工业化。

Description

一种煤制乙二醇污水处理方法及系统

技术领域

本发明涉及煤制乙二醇污水处理领域，具体而言，涉及一种煤制乙二醇污水处理方法及系统。

背景技术

煤化工在我国是发展前途很大的一个产业，而煤制乙二醇项目需水量大，也相应地产生了大量废水，废水中含有过量的碱液、酚类、氰类、多环芳香族化合物、脂类和醇类物质。该类废水COD和总氮值都很高，生化性差，较难一次性生化处理，且经过常规处理方法将废水进行一级厌氧生化、二级好氧生化、二沉池沉淀、污泥回流、后混凝沉淀进行处理后，仍难以达到达标排放和回用标准。

中国专利CN103288299A公开了一种煤化工废水的生化处理方法。污水经过预处理、厌氧处理、一级好氧处理、缺氧处理、二级好氧处理、混凝沉淀、砂滤等处理后，污水中的COD、硫化物、氰化物、悬浮物、酚类浓度和氨氮浓度等都有了显著降低。该流程简单，处理效率高，但出水仍没有达到排放和回用标准，污水中仍含有较高浓度的难降解有机物。

中国专利CN102674634A公开了一种煤化工废水处理工艺。该发明通过两级的废水处理工艺段，将电化学、生物处理技术、膜处理技术紧密结合，实现了对高浓度煤化工污水的稳定和规模化处理。该工艺流程较长，整体经济性较差，对于污水处理量要求较大时，该工艺也不能大型工业化。

综上所述，现有技术中的处理方法存在以下问题：1)生物降解不彻底，难降解性有机物仍存在排放水体中；2)工艺流程较长，投资高，能耗和运行成本高，日常管理要求高。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种煤制乙二醇污水处理方法，所述的处理方法能高效去除污水中的难降解产物，并且可以大大降低废水的COD值和总氮值，还具有工艺流程简单、耗时短等优点。

本发明的第二目的在于提供一种煤制乙二醇污水处理系统，该系统可以实现污水处理集成化、密闭化。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种煤制乙二醇污水处理方法，包括下列步骤：

将所述煤制乙二醇污水进行汽提净化处理，回收汽提气中的有机物，得到一级处理的废水；

对所述一级处理的废水进行厌氧生物处理，得到二级处理的废水；

对所述二级处理的废水进行好氧生物处理，得到三级处理的废水；

对所述三级处理的废水进行芬顿氧化处理，得到四级处理的废水；

对所述四级处理的废水进行曝气生物滤池处理，得到五级处理的废水；

对所述五级处理的废水依次进行超滤、反渗透处理，实现排放后回用。

上述处理方法包含汽提、厌氧生物处理、好氧生物处理、芬顿(Fenton)氧化处理、曝气生物滤池(BAF)处理以及过滤六个处理步骤，并且这六个处理步骤按照特定的顺序依次进行，以便通过最短最简单的工艺流程获得最佳的净化效果，处理后的污水达到回用指标要求，可回用于生产给水系统，同时由于流程简单，因而适宜大型工业化。

具体地，汽提净化处理单元是将水蒸气通入污水中，使水蒸气与污水充分接触，导致污水中的溶解性气体和某些挥发性物质向气相转移，从而达到脱除水中污染物的目的。煤制乙二醇生产废水经过此汽提净化单元后，主要去除废水中的酚类和氨类等物质，其去除率能达到90％以上，并且汽提到的有机物回收利用。

厌氧生物处理是在无氧条件下，通过兼性菌和厌氧菌的代谢作用降解污泥和废水中的有机污染物，分解后的终产物主要是甲烷和二氧化碳。在此条件下，反硝化菌将硝基氮和亚硝基氮还原成氮气完成反硝化反应，以去除总氮。经过此步骤，COD和氨氮的去除率为80％左右。

好氧生物处理可实现废水好氧生化的密闭处理，处理后COD小于60mg/L，氨氮小于15mg/L。

Fenton氧化处理是H₂O₂在Fe²⁺的催化作用下生成具有高反应活性的羟基自由基，可与大多数有机物作用使其降解，从而达到去除废水中难降解有机物的作用。

BAF是以颗粒状填料及其附着生长的生物膜为处理介质,充分发挥生物代谢作用、物理过滤作用、膜和填料的物理吸附作用以及食物多级捕食作用,实现污染物的去除，在去除有机物的同时达到脱氮的目的。

超滤和反渗透是物理去除技术，超滤可去除废水中大部分浊度和有机物，从而能减轻反渗透膜的污染，延长膜的使用寿命，减少膜工程的运行成本。反渗透膜不仅能有效去除有机物、降低COD，而且具有较好的脱盐效果，其出水品质高，能直接回用作为生产给水。

由此可见，上述六个处理步骤采用从易到难的顺序，可发挥每一单元的特点，提高了单元处理效率；特别是针对难生化降解的特点，采用了芬顿氧化、BAF和超滤、反渗透处理，可实现难生化物质的裂解、生化和过滤的过程，从而最大程度地降低该类污水中的有机物。另外，本发明的处理方法还创新将汽提工艺应用到煤制乙二醇污水处理中，并将该工艺与方法中的其它步骤有机结合起来，以便高效率地去除污水中的酚类和胺类物质，同时将其回收利用。

另外，以上处理方法中每一步处理的工艺参数可以参照以下，以便达到更理想的净化效果：

汽提净化处理需要满足污水的pH值保持在6～9之间，从而有利于生化反应的进行。

汽提净化单元排出的废水由于温度相对较高，需要加设换热装置使其废水温度控制在25～35℃，然后才能进入厌氧生物处理步骤。

好氧生物处理和BAF处理底部的曝气装置采用微孔曝气，进气的温度低于40℃。顶部的剩余气体要及时排出，不能对装置形成高压。

超滤、反渗透处理配套相应的反冲洗设备，保证装置的正常运行。

优选地，所述汽提净化处理的方法为：采用双塔加压汽提装置处理。

采用此设备汽提对胺类和酚类物质的提取效率高。

优选地，在所述反渗透处理之后还包括：进行多效蒸发处理，回收可溶性盐。

通过多效蒸发的方式将盐类从水中分离出来，进而回收可溶性盐类，最终实现废水零排放。多效蒸发的级数根据上一步骤处理后的水质以及零排放的标准要求计算得出。

优选地，还包括：将一部分所述三级处理的废水回流到所述厌氧生物处理的步骤。好氧生物处理后的废水一部分回流到厌氧生物处理步骤，可以稀释厌氧进水的浓度，降低有机物浓度，提高厌氧处理效率，同时使整个处理方法内部循环起来，提高净化效率。

一种煤制乙二醇污水处理系统，包括依次连接的汽提净化处理器、厌氧生物反应器、好氧生物反应器、芬顿氧化反应器、曝气生物滤池、超滤器和反渗透膜装置；

所述汽提净化处理器用于：将所述煤制乙二醇污水进行汽提净化处理，回收汽提气中的有机物，得到一级处理的废水；

所述厌氧生物反应器用于：对所述一级处理的废水进行厌氧生物处理，得到二级处理的废水；

所述好氧生物反应器用于：对所述二级处理的废水进行好氧生物处理，得到三级处理的废水；

所述芬顿氧化反应器用于：对所述三级处理的废水进行芬顿氧化处理，得到四级处理的废水；

所述曝气生物滤池用于：对所述四级处理的废水进行曝气生物滤池处理，得到五级处理的废水；

所述超滤器用于：对所述五级处理的废水依次进行超滤处理；

所述反渗透膜装置用于：对所述超滤之后的废水进行反渗透过滤。

上述处理系统的工作原理同上文的处理方法。除此外，该处理系统中的所有设备均有机连接起来，从而实现了污水处理的集成化，更易扩大大型工业化推广。

优选地，汽提净化处理器、厌氧生物反应器、好氧生物反应器、芬顿氧化反应器、曝气生物滤池均连接有用于收集外排气体的管线。

设置管线可以将有毒挥发性物质收集处理，以避免排放到外界环境导致污染。

优选地，所有设备均为密闭化设备，以便实现污水处理的密闭化。

优选地，所述反渗透膜装置还连接有多效蒸发器；所述多效蒸发器用于：在所述反渗透处理之后进行多效蒸发处理，回收可溶性盐。同样，该系统能将盐类从水中分离出来，进而回收可溶性盐类，最终实现废水零排放。

优选地，所述好氧生物反应器连接有将所述三级处理的废水回流到所述厌氧生物反应器的管线。好氧生物处理后的废水一部分回流到厌氧生物处理步骤，可以稀释厌氧进水的浓度，节约用水量，同时使整个处理方法内部循环起来，提高净化效率。

优选地，所述厌氧生物反应器为升流式循环厌氧反应器，其底部有进水分布器和液体推流器，以加速整个反应器内废水的均质和循环。

优选地，所述好氧生物反应器优选为气升式环流反应器。其是一种气、液、固三相并存，且处于高速内循环流化状态下的反应器形式。该反应器是一种活性污泥和生物膜的结合体，它以许多细小的颗粒作为生物膜的载体，载体可以用石英砂、粉末活性炭、火山灰、聚乙烯环等，其表面长有一定厚度的生物膜，使活性污泥浓度可达40-50g/L，是活性污泥法的10-20倍。表面附有生物膜的载体在动力作用下流化，使废水、空气和生物膜得到充分接触，提高了氧的利用率，使反应器的处理效率明显增大。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)处理方法流程简单，适宜大型工业化推广。

(2)处理方法能将煤制乙二醇污水中的COD降至50mg/L以下，将总氮降至10mg/L以下，还可以高效去除难降解的有机污染物。

(3)处理系统具有集成化、密闭化、占地面积小、投资成本低等优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本发明实施例4提供的煤制乙二醇污水处理系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

实施例1

一种煤制乙二醇污水处理方法，包括下列步骤：

实施例2

一种煤制乙二醇污水处理方法，包括下列步骤：

对所述二级处理的废水进行好氧生物处理，得到三级处理的废水，将其一部分回流到厌氧生物处理步骤；

对剩余的所述三级处理的废水进行芬顿氧化处理，得到四级处理的废水；

对所述五级处理的废水依次进行超滤、反渗透处理；

在反渗透处理之后，进行多效蒸发处理，回收可溶性盐。

以上实施例1和2所处理的煤制乙二醇生产废水水质分析见表1。

表1煤制乙二醇废水水质分析项目及含量

考察以上两个实施例的净化处理结果，总结如下：

经过汽提处理后，胺类和酚类物质的去除率达到90％以上，出水的COD可降低到6000～8000mg/L，氨氮降为100～200mg/L。经过厌氧生化后，废水中的COD下降到1200～2500mg/L，氨氮下降到80mg/L左右，同时此单元对废水中的大分子有机物进行裂解生成小分子有机物，提高了废水的生化性。好氧生物处理后废水的COD和总氮分别为200～500mg/L和80mg/L左右，此废水中含有相当部分的难降解有机物。Fenton氧化处理后，废水中的COD小于100mg/L，总氮小于30mg/L。通过BAF处理后可将废水中的COD和总氮降至50mg/L和10mg/L。最后废水经过超滤反渗透处理，处理后的净水达到回用要求。另外，实施例2排出的含盐废水进行多效蒸发处理，回收蒸发的冷凝水和可溶性盐类。

实施例3

一种煤制乙二醇污水处理系统，包括依次连接的汽提净化处理器、厌氧生物反应器、好氧生物反应器、芬顿氧化反应器、曝气生物滤池、超滤器和反渗透膜装置。

实施例4

一种煤制乙二醇污水处理系统，如图1所示，包括依次连接的汽提净化处理器1、厌氧生物反应器2、好氧生物反应器3、芬顿氧化反应器4、曝气生物滤池5、超滤器6、反渗透膜装置7、多效蒸发器8。

其中，所有设备均为密闭化设备。汽提净化处理器1、厌氧生物反应器2、好氧生物反应器3、芬顿氧化反应器4、曝气生物滤池5均连接有用于收集外排气体的管线。所述好氧生物反应器3连接有将所述三级处理的废水回流到所述厌氧生物反应器2的管线。厌氧生物反应器2为升流式循环厌氧反应器，好氧生物反应器3优选为气升式环流反应器。

尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。

Claims

1.一种煤制乙二醇污水处理方法，其特征在于，包括下列步骤：

2.根据权利要求1所述的煤制乙二醇污水处理方法，其特征在于，所述汽提净化处理的方法为：采用双塔加压汽提装置处理。

3.根据权利要求1所述的煤制乙二醇污水处理方法，其特征在于，在所述反渗透处理之后还包括：进行多效蒸发处理，回收可溶性盐。

4.根据权利要求1所述的煤制乙二醇污水处理方法，其特征在于，还包括：将一部分所述三级处理的废水回流到所述厌氧生物处理的步骤。

5.一种煤制乙二醇污水处理系统，其特征在于，包括依次连接的汽提净化处理器、厌氧生物反应器、好氧生物反应器、芬顿氧化反应器、曝气生物滤池、超滤器和反渗透膜装置；

6.根据权利要求5所述的煤制乙二醇污水处理系统，其特征在于，汽提净化处理器、厌氧生物反应器、好氧生物反应器、芬顿氧化反应器、曝气生物滤池均连接有用于收集外排气体的管线。

7.根据权利要求5所述的煤制乙二醇污水处理系统，其特征在于，所有设备均为密闭化设备。

8.根据权利要求5所述的煤制乙二醇污水处理系统，其特征在于，所述反渗透膜装置还连接有多效蒸发器；

所述多效蒸发器用于：在所述反渗透处理之后进行多效蒸发处理，回收可溶性盐。

9.根据权利要求5所述的煤制乙二醇污水处理系统，其特征在于，所述好氧生物反应器连接有将所述三级处理的废水回流到所述厌氧生物反应器的管线。

10.根据权利要求5所述的煤制乙二醇污水处理系统，其特征在于，所述厌氧生物反应器为升流式循环厌氧反应器，所述好氧生物反应器优选为气升式环流反应器。