CN108585190A - 一体式厌氧氨氧化处理煤制乙二醇污水的装置 - Google Patents

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姚宏
王政远
田盛
范利茹
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Abstract

本发明实施例提供了一种一体式厌氧氨氧化处理煤制乙二醇污水的装置。该装置包括：反应区和污泥沉淀区，反应区包括依次连接的四个反应区，污泥沉淀区分别连接反应区四和反应区一；在四个反应区内分别设置生物填料和曝气装置，对经过高曝池处理后的煤制乙二醇污水进行去氨氮处理，污泥沉淀区对去氨氮处理污水进行沉降，得到污泥和水质达标的污水。本发明能有效的处理煤制乙二醇污水中的氨氮，并能抵御高亚硝造成的抑制；采用填料一体式厌氧氨氧化装置处理煤制乙二醇废水，污泥流失少，处理效果好，菌种挂膜稳定；减少了菌种投加，节省了颗粒污泥中因大曝气而产生的能源；处理方法高效稳定，经济节约。

Description

一体式厌氧氨氧化处理煤制乙二醇污水的装置
技术领域
本发明涉及污水生物处理技术领域，尤其涉及一种一体式厌氧氨氧化处理煤制乙二醇污水的装置。
背景技术
煤制乙二醇是以煤代替石油乙烯生产乙二醇的工艺技术项目。煤制乙二醇项目生产技术的核心是煤气化及合成气的羰化耦合，其废水具有高氨氮、高COD、高含盐、低碳氮比等特点，有机物含量复杂，煤制乙二醇项目的废水进入传统的污水处理厂中会对全厂处理系统造成冲击。
国内目前处理煤制乙二醇废水的方法有生化法、催化氧化法、铁碳微电解法、蒸发浓缩等方法。这些方法虽能处理煤制乙二醇废水，但是同时也具有较大的缺陷。
现有技术中已有的废水处理工艺的优缺点如下：
传统的生物脱氮法并不能用来直接处理煤制乙二醇污水，厌氧氨氧化工艺是一项创新的生物处理工艺，与传统的硝化/反硝化工艺相比，运行成本和二氧化碳产量的减少均达到90％。此外，该工艺不需要补充碳源，而且只需要相当于传统工艺十分之一的空间。
CANON(Completely Autotrophic Nitrogen removal Qver Nitrite，一体式厌氧氨氧化工艺)是氨氧化菌AOB与厌氧氨氧化菌Anammox共同起作用，二者在同一个反应器中共存，AOB菌位于填料或污泥絮体的外层，以氧气作为电子受体，将NH4 +-N氧化为NO2-N；Anammox菌位于填料或污泥絮体的内层，以亚硝酸化产生的NO2 --N作电子受体与剩余的NH4共同转化为N2而释放出来，并产生少量的NO3 --N。
厌氧氨氧化菌世代周期长达11d，对水温、溶解氧、PH值等反应条件要求高，煤化工污水有机物含量复杂，限制了一体式厌氧氨氧化在处理煤化工污水方面的应用。
因此，有必要设计一种采用一体式厌氧氨氧化技术，对经过高曝池处理后的煤制乙二醇废水进行处理的装置，达到高效脱氮的目的，帮助煤制乙二醇工厂实现达标排放。
发明内容
本发明的实施例提供了一种一体式厌氧氨氧化处理煤制乙二醇污水的装置和方法，以解决上述背景技术中的问题。
为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：
本发明的实施例提供的一种一体式厌氧氨氧化处理煤制乙二醇污水的装置，其特征在于，该装置包括：反应区一、反应区二、反应区三、反应区四和污泥沉淀区，所述反应区一、反应区二、反应区三和反应区四依次连接，所述污泥沉淀区分别与所述反应区四和所述反应区一连接；
所述反应区一、反应区二、反应区三和反应区四为一体式厌氧氨氧化反应区，其中分别设置生物填料和曝气装置，用于对经过高曝池处理后的煤制乙二醇污水进行去氨氮处理，得到去氨氮处理污水；
所述污泥沉淀区，用于对所述去氨氮处理污水进行沉降，得到污泥和水质达标的污水，将所述水质达标的污水向外排出，并将一部分污泥回流到所述反应区一，另一部分污泥定期向外排出。
优选地，该装置还包括：碱液缸和碱液蠕动泵，所述碱液蠕动泵通过管道连接所述碱液缸和所述反应区一；
所述碱液蠕动泵，用于将所述碱液缸中的碱液泵入所述反应区一，使所述反应区一中液体的碱度为1200～1400，PH值为7.3～7.8；
所述碱液缸中的碱液为：含量为99％的碳酸氢钠溶液。
优选地，该装置还包括：进水口、排水口、回泥泵和液体流量计，所述进水口置于所述反应区一的上部，所述排水口置于所述污泥沉淀区的上部，所述回泥泵置于所述反应区一与所述污泥沉淀区之间，所述液体流量计置于所述回泥泵与所述反应区一之间；
所述进水口，用于将经过高曝池处理后的煤制乙二醇污水引进所述反应区一；
所述排水口，用于将所述污泥沉淀区中水质达标的污水向外排出；
所述回泥泵，用于将所述污泥沉淀区底部的污泥回流到所述反应区一中，所述污泥沉淀区污泥回流至所述反应区一的回流比为：100％～300％。
优选地，该装置还包括：曝气泵和气体流量计，所述曝气泵通过气体管道分别连接所述反应区一、反应区二、反应区三和反应区四中的曝气装置，在气体管道上分别设置所述气体流量计；
所述曝气装置包括：曝气装置一、曝气装置二、曝气装置三和曝气装置四，分别置于所述反应区一、反应区二、反应区三和反应区四的底部；
所述气体流量计包括：气体流量计一、气体流量计二、气体流量计三和气体流量计四，用于分别控制所述曝气泵通向所述曝气装置一、曝气装置二、曝气装置三和曝气装置四的曝气量，使反应区中的溶解氧浓度为：0.2～0.4mg/L。
优选地，该装置还包括：恒温装置，所述恒温装置分别设置于所述反应区一、反应区二、反应区三和反应区四内部；
所述恒温装置用于将所述反应区一、反应区二、反应区三和反应区四内的水温控制在31～33℃。
优选地，在所述反应区一、反应区二、反应区三和反应区四中分别挂满生物填料，所述生物填料为球状海绵填料，在所述球状海绵填料中的填料包括：亚硝化菌和厌氧氨氧化菌；
所述曝气装置分别为所述反应区一、反应区二、反应区三和反应区四的底部提供气体，为反应区内部制造好氧、兼氧和厌氧条件，用于保证所述生物填料上附着的亚硝化菌和厌氧氨氧化菌共存，对经过高曝池处理后的煤制乙二醇污水进行去氨氮处理；
所述依次连接的反应区一、反应区二、反应区三和反应区四，用于增加经过高曝池处理后的煤制乙二醇污水的水力停留时间。
优选地，所述反应区一中的所述球状海绵填料多于其他反应区中的所述球状海绵填料，所述反应区一的体积大于其他反应区的体积，用于抵御外部冲击负荷以及不利条件。
由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供了一种一体式厌氧氨氧化处理煤制乙二醇污水的装置，在依次连接的四个反应区内设置生物填料和曝气装置，对经过高曝池处理后的煤制乙二醇污水进行去氨氮处理，再通过污泥沉淀区对去氨氮处理污水进行沉降，得到污泥和水质达标的污水。本发明能够有效的处理煤制乙二醇污水，实现高效脱氮，帮助煤制乙二醇工厂实现达标排放。
创新性的利用高曝池出水进行一体式厌氧氨氧化实验，在不利的条件下培养了厌氧氨氧化菌和亚硝化菌，脱除了煤制乙二醇污水中的氨氮，成本低，运行稳定，对煤制乙二醇污水的处理具有重要的指导意义。。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种一体式厌氧氨氧化处理煤制乙二醇污水的装置的工艺流程图；
图2为本发明实施例提供的一种一体式厌氧氨氧化处理煤制乙二醇污水的装置的结构示意图；
其中，1-反应区一，2-反应区二，3-反应区三，4-反应区四，5-污泥沉淀区，6-加碱蠕动泵，7-碱溶液碳酸氢钠，8-污泥回流泵，9-处理过的水排放口，10-曝气泵，11-污水进水口，12-气体流量计一，13-气体流量计二，14-气体流量计三，15-气体流量计四，16-液体流量计，17-曝气装置一，18-曝气装置二，19-曝气装置三，20-曝气装置四，21-曝气装置五，22-填料球一，23-填料球二，24-填料球三，25-填料球四。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。
实施例一
本发明实施例提供的一种一体式厌氧氨氧化处理煤制乙二醇污水的装置的工艺流程图如图1所示，该装置包括：反应区一、反应区二、反应区三、反应区四和污泥沉淀区，所述反应区一、反应区二、反应区三和反应区四依次连接，所述污泥沉淀区分别与所述反应区四和所述反应区一连接。四个反应区为一体式厌氧氨氧化反应区。
本发明实施例提供的一种一体式厌氧氨氧化处理煤制乙二醇污水的装置的结构示意图如图2所示，具体各结构如下：
(1)反应区一、反应区二、反应区三和反应区四
反应区一、反应区二、反应区三和反应区四为一体式厌氧氨氧化反应区。
所述反应区一、反应区二、反应区三和反应区四中分别设置生物填料和曝气装置，用于对经过高曝池处理后的煤制乙二醇污水进行去氨氮处理，得到去氨氮处理污水。
反应区一的体积大于其他反应区的体积，用于抵御外部冲击负荷以及各种不利条件。
在所述反应区一、反应区二、反应区三和反应区四中分别挂满生物填料，所述生物填料为球状海绵填料，在所述球状海绵填料中的填料包括：亚硝化菌和厌氧氨氧化菌。反应区一中的所述球状海绵填料多于其他反应区中的所述球状海绵填料。
曝气装置分别为所述反应区一、反应区二、反应区三和反应区四的底部提供气体，为反应区内部制造好氧、兼氧和厌氧条件，用于保证所述生物填料上附着的亚硝化菌和厌氧氨氧化菌共存，对经过高曝池处理后的煤制乙二醇污水进行去氨氮处理。
设置依次连接的四个反应区，用于增加经过高曝池处理后的煤制乙二醇污水的水力停留时间。
(2)污泥沉淀区
所述污泥沉淀区，用于对所述去氨氮处理污水进行沉降，得到污泥和水质达标的污水，将所述水质达标的污水向外排出，并将一部分污泥回流到所述反应区一，另一部分污泥定期向外排出。
(3)碱液缸和碱液蠕动泵
碱液蠕动泵通过管道连接所述碱液缸和所述反应区一。
碱液蠕动泵，用于将所述碱液缸中的碱液泵入所述反应区一中，使所述反应区一中的碱度为1200～1400，PH值为7.3～7.8。所述碱液缸中的碱液为：含量为99％的碳酸氢钠溶液。
(4)进水口、排水口、回泥泵和液体流量计
进水口置于所述反应区一的上部，所述排水口置于所述污泥沉淀区的上部，所述回泥泵置于所述反应区一与所述污泥沉淀区之间，所述液体流量计置于所述回泥泵与所述反应区一之间。
进水口，用于将经过高曝池处理后的煤制乙二醇污水引进所述反应区一。
排水口，用于将所述污泥沉淀区中水质达标的污水向外排出。
回泥泵，用于将所述污泥沉淀区底部的污泥回流到所述反应区一中，污泥沉淀区污泥回流至所述反应区一的回流比为：100％～300％。
(5)曝气泵和气体流量计
曝气泵通过气体管道分别连接所述反应区一、反应区二、反应区三和反应区四中的曝气装置，在气体管道上分别设置所述气体流量计。
所述曝气装置包括：曝气装置一、曝气装置二、曝气装置三和曝气装置四，分别置于所述反应区一、反应区二、反应区三和反应区四的底部。
所述气体流量计包括：气体流量计一、气体流量计二、气体流量计三和气体流量计四，用于分别控制所述曝气泵通向所述曝气装置一、曝气装置二、曝气装置三和曝气装置四的曝气量，使反应区中的溶解氧浓度为：0.2～0.4mg/L。
(6)恒温装置
恒温装置分别设置于所述反应区一、反应区二、反应区三和反应区四内部；用于将所述反应区一、反应区二、反应区三和反应区四内的水温控制在31～33℃。
实施例二
该实施例提供了一种一体式厌氧氨氧化处理煤制乙二醇污水的装置，其具体连接关系和结构实现如图1-2所示，具体可以包括如下的内容：反应区一1，反应区二2，反应区三3，反应区四4，污泥沉淀区5，加碱蠕动泵6，碱液缸7，污泥回流泵8，处理过的水排放口9，曝气泵10，污水进水口11，气体流量计一12，气体流量计二13，气体流量计三14，气体流量计四15，液体流量计16，曝气装置一17，曝气装置二18，曝气装置三19，曝气装置四20，曝气装置五21，填料球一22，填料球二23，填料球三24，填料球四25。
如图1，经过高曝池处理过的煤制乙二醇污水进入反应区一，所述反应区一出水接反应区二，所述反应区二出水接反应区三；所述反应区三出水接反应区四；所述反应区四出水接污泥沉淀区5；所述污泥沉淀区5污泥回流至一体式厌氧氨氧化反应区一，剩余污泥排出，出水水质达标。
如图2，经过高曝池处理过的煤制乙二醇污水由进水口11进入反应器；所述用以供应碱度的碱液缸7通过蠕动泵6将碳酸氢钠溶液输送至反应区一；所述风机10连接气体流量计12连接曝气装置一7、18，对反应区一1的氧化区进行曝气，其间挂满球状填料22；所述风机10连接气体流量计13连接曝气装置一9，对反应区二2的氧化区进行曝气，其间挂满球状填料23；所述风机10连接气体流量计14连接曝气装置二0，对反应区三3的氧化区进行曝气，其间挂满球状填料24；所述风机10连接流量计15连接曝气装置二1对反应区四4的氧化区进行曝气，其间挂满球状填料24；所述污泥沉淀区5的污泥通过回流泵8回流至反应区一1，中间连接液体流量计16；所述污泥沉淀区5的出水通过出水口9出水。
综上所述，本发明实施例通过在依次连接的四个一体式厌氧氨氧化反应区内设置生物填料和曝气装置，对经过高曝池处理后的煤制乙二醇污水进行去氨氮处理，再通过污泥沉淀区对去氨氮处理污水进行沉降，得到污泥和水质达标的污水。本发明污泥流失少，处理效果好，菌种挂膜稳定；有效的处理煤制乙二醇污水，实现了高效脱氮，帮助煤制乙二醇工厂实现了达标排放；减少了菌种投加，节省了颗粒污泥中因大曝气而产生的能源；处理装置高效稳定，经济节约，对煤制乙二醇行业污水的生物处理具有重要的指导意义。
本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种一体式厌氧氨氧化处理煤制乙二醇污水的装置，其特征在于，该装置包括：反应区一、反应区二、反应区三、反应区四和污泥沉淀区，所述反应区一、反应区二、反应区三和反应区四依次连接，所述污泥沉淀区分别与所述反应区四和所述反应区一连接；
所述反应区一、反应区二、反应区三和反应区四为一体式厌氧氨氧化反应区，其中分别设置生物填料和曝气装置，用于对经过高曝池处理后的煤制乙二醇污水进行去氨氮处理，得到去氨氮处理污水；
所述污泥沉淀区，用于对所述去氨氮处理污水进行沉降，得到污泥和水质达标的污水，将所述水质达标的污水向外排出，并将一部分污泥回流到所述反应区一，另一部分污泥定期向外排出。
2.根据权利要求1所述的一体式厌氧氨氧化处理煤制乙二醇污水的装置，其特征在于，该装置还包括：碱液缸和碱液蠕动泵，所述碱液蠕动泵通过管道连接所述碱液缸和所述反应区一；
所述碱液蠕动泵，用于将所述碱液缸中的碱液泵入所述反应区一，使所述反应区一中液体的碱度为1200～1400，PH值为7.3～7.8；
所述碱液缸中的碱液为：含量为99％的碳酸氢钠溶液。
3.根据权利要求1所述的一体式厌氧氨氧化处理煤制乙二醇污水的装置，其特征在于，该装置还包括：进水口、排水口、回泥泵和液体流量计，所述进水口置于所述反应区一的上部，所述排水口置于所述污泥沉淀区的上部，所述回泥泵置于所述反应区一与所述污泥沉淀区之间，所述液体流量计置于所述回泥泵与所述反应区一之间；
所述进水口，用于将经过高曝池处理后的煤制乙二醇污水引进所述反应区一；
所述排水口，用于将所述污泥沉淀区中水质达标的污水向外排出；
所述回泥泵，用于将所述污泥沉淀区底部的污泥回流到所述反应区一中，所述污泥沉淀区污泥回流至所述反应区一的回流比为：100％～300％。
4.根据权利要求1所述的一体式厌氧氨氧化处理煤制乙二醇污水的装置，其特征在于，该装置还包括：曝气泵和气体流量计，所述曝气泵通过气体管道分别连接所述反应区一、反应区二、反应区三和反应区四中的曝气装置，在气体管道上分别设置所述气体流量计；
所述曝气装置包括：曝气装置一、曝气装置二、曝气装置三和曝气装置四，分别置于所述反应区一、反应区二、反应区三和反应区四的底部；
所述气体流量计包括：气体流量计一、气体流量计二、气体流量计三和气体流量计四，用于分别控制所述曝气泵通向所述曝气装置一、曝气装置二、曝气装置三和曝气装置四的曝气量，使反应区中的溶解氧浓度为：0.2～0.4mg/L。
5.根据权利要求1所述的一体式厌氧氨氧化处理煤制乙二醇污水的装置，其特征在于，该装置还包括：恒温装置，所述恒温装置分别设置于所述反应区一、反应区二、反应区三和反应区四内部；
所述恒温装置用于将所述反应区一、反应区二、反应区三和反应区四内的水温控制在31～33℃。
6.根据权利要求1所述的一体式厌氧氨氧化处理煤制乙二醇污水的装置，其特征在于，在所述反应区一、反应区二、反应区三和反应区四中分别挂满生物填料，所述生物填料为球状海绵填料，在所述球状海绵填料中的填料包括：亚硝化菌和厌氧氨氧化菌；
所述曝气装置分别为所述反应区一、反应区二、反应区三和反应区四的底部提供气体，为反应区内部制造好氧、兼氧和厌氧条件，用于保证所述生物填料上附着的亚硝化菌和厌氧氨氧化菌共存，对经过高曝池处理后的煤制乙二醇污水进行去氨氮处理；
所述依次连接的反应区一、反应区二、反应区三和反应区四，用于增加经过高曝池处理后的煤制乙二醇污水的水力停留时间。
7.根据权利要求6所述的一体式厌氧氨氧化处理煤制乙二醇污水的装置，其特征在于，所述反应区一中的所述球状海绵填料多于其他反应区中的所述球状海绵填料，所述反应区一的体积大于其他反应区的体积，用于抵御外部冲击负荷以及不利条件。
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