CN109292962B - 煤气化废水处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了煤气化废水处理装置，包括一级生物膜反应器和二级生物膜反应器，一级生物膜反应器包括：壳体，其内部具有中空腔体；曝气装置，其由气管、气体调节阀、气泵构成，所述气管的第一部分位于所述壳体内的底部，所述气管的第一部分由圆环和设置于环内圈的米字形支管构成；悬浮填料，其填充于壳体中，且占壳体腔体的体积的65％，并位于所述气管的上方。本发明解决现有煤气化废水处理装置占地面积大，去除效率低的问题。

Description

煤气化废水处理装置

技术领域

本发明涉及煤气化废水处理领域。更具体地说，本发明涉及一种煤气化废水处理装置。

背景技术

煤气化在我国能源化工领域占有重要地位，但废水治理已成为制约该产业发展的关键问题。固定床、流化床及气流床三种气化工艺所产生的废水水质并不相同，但其共同点是氨态氮及COD含量高。国内外普遍采用预处理、生物处理和深度处理的工艺路线处理煤气化废水，氨态氮及COD的去除主要在生物处理单元实现，而现有的生物处理工艺基本上都是以活性污泥法为主体，利用传统原理脱氮除碳，将硝化及反硝化限制在不同反应器或不同时间段，存在着工艺流程复杂、附属构筑物多、运行成本高、处理效果不稳定等问题。

发明内容

本发明的目的是提供煤气化废水处理装置，解决现有煤气化废水处理装置占地面积大，去除效率低的问题。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了煤气化废水处理装置，包括一级生物膜反应器和二级生物膜反应器，一级生物膜反应器包括：

壳体，其内部具有中空腔体；

曝气装置，其由气管、气体调节阀、气泵构成，所述气管的第一部分位于所述壳体内的底部，所述气管的第一部分由圆环和设置于环内圈的米字形支管构成；

悬浮填料，其填充于壳体中，且占壳体腔体的体积的65％，并位于所述气管的上方；

脱泥件，包括主撑杆、支撑杆、脱泥网和拉件，所述支撑杆沿所述主撑杆的轴线设置有2-3组，每组为四个支撑杆绕所述主撑杆的径向均匀设置，上下相邻的支撑杆通过第一连接件连接，所述支撑杆铰接于所述主撑杆上，每个支撑杆上均固定有一个脱泥网，所述脱泥网为网格状结构，其每个网格可通过3～8个填料，所述脱泥网的纵向连接筋上间隔设置有竖直向上的第一清洁件，所述脱泥网的横向连接筋上间隔设置有竖直向下的第一清洁件，所述第一清洁件包括弹性杆以及设置于弹性杆上的多个不锈钢丝杆，所述不锈钢丝杆的长度为5mm～10mm、直径为2～3mm，所述拉件包括顶部件和四个第二连接件，所述第二连接件分别与壳体内最上方的支撑杆连接，并穿出所述壳体与所述顶部件连接形成一个整体，顶部件上设置有勾环，所述主撑杆上设置有三个定位环，

其中，三个定位环分别设置为当勾环固定其上时，所述支撑杆分别呈向下倾斜30°、水平状态、向上倾斜30°，所述主撑杆上间隔设置有多个挡块，所述挡块设置为使其上方的支撑杆向下倾斜时与水平面的夹角为30°。

优选的是，所述主撑杆为中空的管状结构，所述主撑杆内穿设有内管，所述内管与所述主撑杆的上下两端通过轴承连接，所述内管的下端位于悬浮填料和气管之间，所述内管的下端连接有切削件，所述切削件包括第一十字杆和垂直穿设于第一十字杆上的多个1/8圆弧的不锈钢薄片，所述第一十字杆上开设有多个通孔。

优选的是，所述悬浮填料由聚乙烯支撑，其包括：

一对去尖端的锥形框架相对衔接形成一个整体，且衔接处为圆弧过度，所述锥形框架由多个第一纵筋和第一横筋交错设置，所述纵筋上垂直设置有多个挂杆，所述挂杆的长度不超出所述锥形框架直径较大的一端；

蜂窝状隔板，其设置于一对锥形框架内进行分隔。

优选的是，所述二级生物膜反应器为固定床生物膜反应器，其包括：

填料室，其有第一导水板、第二导水板和第三导水板将其由上至下分隔为四个腔室，上部的三个腔室填充有填料，最下端的腔室设置为漏斗形为污泥收集室，所述填料室的进液口设置于顶端，填料室的出液口设置于下端，填料室的下端设置有污泥出口。

本发明还提供了一种煤气化废水处理方法，包括以下步骤：

步骤一、在一级生物膜反应器中投入悬浮填料，并进行挂膜培养，之后将煤气化废水泵入一级生物膜反应器，采用间歇曝气的方式运行2天，曝气时间和停曝时间比为1:1，每次曝气时间为2小时，以溶氧浓度达到1mg/L为上限；

步骤二、将经过一级生物膜反应器处理后的煤气化废水由二级生物膜反应器的顶端泵入，此时二级生物膜反应器的填料已挂膜，每升煤气化废水投入2g污泥，当煤气化废水充满二级生物膜反应器时，停留4天后排出。

本发明至少包括以下有益效果：在形成生物膜后，一级生物膜反应器使用方法为：经待处理的煤气化废水通入一级生物膜反应器，在曝气期间，使内管转动，从而带动切削件转动，使气泡被切割分散均匀，提高反应效率。

在需要将部分附着在填料上的老化的生物膜剥离以及悬浮物浓度过高导致滤料团结时，通过拉动顶部件从而带动脱泥网上下30°的摆动，从而能够快速将生物膜剥离，避免悬浮物团结。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1是煤气化废水处理装置的结构示意图；

图2是一级生物膜反应器的结构示意图；

图3是第一清洁件的结构示意图；

图4是脱泥网的结构示意图；

图5是切削件的结构示意图；

图6是悬浮填料的结构示意图。

附图标记

1-一级生物膜反应器，101-壳体，102-气管，103-气体调节阀，104-气泵，105-悬浮填料，106-主撑杆，107-支撑杆，108-脱泥网，109-弹性杆，110-不锈钢丝杆，111-顶部件，112-第二连接件，113-勾环，114-定位环，115-挡块，116-第一连接件，117-内管，118-切削件，119-第一十字杆，120-不锈钢薄片，121-锥形框架，122-挂杆，123-第一清洁件，2-固定床生物膜反应器，21-第一导水板，22-第二导水板，23-第三导水板，24-污泥收集室。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1

如图1～6所示，本发明提供煤气化废水处理装置，包括一级生物膜反应器1和二级生物膜反应器，一级生物膜反应器1包括：

壳体101，其内部具有中空腔体；

曝气装置，其由气管102、气体调节阀103、气泵104构成，所述气管102的第一部分位于所述壳体101内的底部，所述气管102的第一部分由圆环和设置于环内圈的米字形支管构成；

悬浮填料105，其填充于壳体101中，且占壳体101腔体的体积的65％，并位于所述气管102的上方；

脱泥件，包括主撑杆106、支撑杆107、脱泥网108和拉件，所述支撑杆107沿所述主撑杆106的轴线设置有2组，每组为四个支撑杆107绕所述主撑杆106的径向均匀设置，上下相邻的支撑杆107通过第一连接件116连接，所述支撑杆107铰接于所述主撑杆106上，每个支撑杆107上均固定有一个脱泥网108，所述脱泥网108为网格状结构，其每个网格可通过4个填料，所述脱泥网108的纵向连接筋上间隔设置有竖直向上的第一清洁件123，所述脱泥网108的横向连接筋上间隔设置有竖直向下的第一清洁件123，所述第一清洁件123包括弹性杆109以及设置于弹性杆109上的多个不锈钢丝杆110，所述不锈钢丝杆110的长度为5mm、直径为3mm，所述拉件包括顶部件111和四个第二连接件112，所述第二连接件112分别与壳体101内最上方的支撑杆107连接，并穿出所述壳体101与所述顶部件111连接形成一个整体，顶部件111上设置有勾环113，所述主撑杆106上设置有三个定位环114，

其中，三个定位环114分别设置为当勾环113固定其上时，所述支撑杆107分别呈向下倾斜30°(与水平面的夹角)、水平状态、向上倾斜30°，所述主撑杆106上间隔设置有多个挡块115，所述挡块115设置为使其上方的支撑杆107向下倾斜时与水平面的夹角为30°。

在上述技术方案中，一级生物膜反应器1挂膜过程：悬浮填料105装入一级生物膜反应器1中，使支撑杆107呈水平状态，向一级生物膜反应器1中加入煤气化废水，微生物附着在悬浮填料105表面，从而形成生物膜。

在本实施例1中，所述主撑杆106为中空的管状结构，所述主撑杆106内穿设有内管117，所述内管117与所述主撑杆106的上下两端通过轴承连接，所述内管117的下端位于悬浮填料105和气管102之间，所述内管117的下端连接有切削件118，所述切削件118包括第一十字杆119和垂直穿设于第一十字杆119上的多个1/8圆弧的不锈钢薄片120，所述第一十字杆119上开设有多个通孔。

在上述技术方案中，在形成生物膜后，一级生物膜反应器1使用方法为：经待处理的煤气化废水通入一级生物膜反应器1，在曝气期间，使内管117转动，从而带动切削件118转动，使气泡被切割分散均匀，提高反应效率。

在需要将部分附着在填料上的老化的生物膜剥离以及悬浮物浓度过高导致滤料团结时，通过拉动顶部件111从而带动脱泥网108上下30°的摆动，从而能够快速将生物膜剥离，避免悬浮物团结。

在本实施例1中，所述悬浮填料105由聚乙烯支撑，其包括：

一对去尖端的锥形框架121相对衔接形成一个整体，且衔接处为圆弧过度，所述锥形框架121由多个第一纵筋和第一横筋交错设置，所述纵筋上垂直设置有多个挂杆122，所述挂杆122的长度不超出所述锥形框架121直径较大的一端；

蜂窝状隔板，其设置于一对锥形框架121内进行分隔。

在上述技术方案中采用本申请的悬浮填料105能使其迅速挂膜，提高吸附效率

在本实施例1中，所述二级生物膜反应器为固定床生物膜反应器2，其包括：

填料室，其有第一导水板21、第二导水板22和第三导水板23将其由上至下分隔为四个腔室，上部的三个腔室填充有填料，最下端的腔室设置为漏斗形为污泥收集室24，所述填料室的进液口设置于顶端，填料室的出液口设置于下端，填料室的下端设置有污泥出口。

本发明还提供了一种煤气化废水处理方法，包括以下步骤：

步骤一、在一级生物膜反应器1中投入悬浮填料105，并进行挂膜培养，之后将煤气化废水泵入一级生物膜反应器1，采用间歇曝气的方式运行2天，曝气时间和停曝时间比为1:1，每次曝气时间为2小时，以溶氧浓度达到1mg/L为上限；

步骤二、将经过一级生物膜反应器1处理后的煤气化废水由二级生物膜反应器的顶端泵入，此时二级生物膜反应器的填料已挂膜，每升煤气化废水投入2g污泥，当煤气化废水充满二级生物膜反应器时，停留4天后排出。

实施例2

采用实施例1的一级生物膜反应器和二级生物膜反应器处理煤气化废水，煤气化废水在处理前参数为COD为1000mg/L、氨氮为310mg/L、挥发酚≤185mg/L，pH值7.4，处理后的煤气化废水COD去除率为89.2％、氨氮去除率为96.4％、挥发酚去除率为99.2％。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (4)

1.煤气化废水处理装置，包括一级生物膜反应器和二级生物膜反应器，其特征在于，一级生物膜反应器包括：

壳体，其内部具有中空腔体；

曝气装置，其由气管、气体调节阀、气泵构成，所述气管的第一部分位于所述壳体内的底部，所述气管的第一部分由圆环和设置于环内圈的米字形支管构成；

悬浮填料，其填充于壳体中，且占壳体腔体的体积的65%，并位于所述气管的上方；

脱泥件，包括主撑杆、支撑杆、脱泥网和拉件，所述支撑杆沿所述主撑杆的轴线设置有2-3组，每组为四个支撑杆绕所述主撑杆的径向均匀设置，上下相邻的支撑杆通过第一连接件连接，所述支撑杆铰接于所述主撑杆上，每个支撑杆上均固定有一个脱泥网，所述脱泥网为网格状结构，其每个网格可通过3~8个填料，所述脱泥网的纵向连接筋上间隔设置有竖直向上的第一清洁件，所述脱泥网的横向连接筋上间隔设置有竖直向下的第一清洁件，所述第一清洁件包括弹性杆以及设置于弹性杆上的多个不锈钢丝杆，所述不锈钢丝杆的长度为5mm~10mm、直径为2~3mm，所述拉件包括顶部件和四个第二连接件，所述第二连接件分别与壳体内最上方的支撑杆连接，并穿出所述壳体与所述顶部件连接形成一个整体，顶部件上设置有勾环，所述主撑杆上设置有三个定位环，

其中，三个定位环分别设置为当勾环固定其上时，所述支撑杆分别呈向下倾斜30°、水平状态、向上倾斜30°，所述主撑杆上间隔设置有多个挡块，所述挡块设置为使其上方的支撑杆向下倾斜时与水平面的夹角为30°；

所述主撑杆为中空的管状结构，所述主撑杆内穿设有内管，所述内管与所述主撑杆的上下两端通过轴承连接，所述内管的下端位于悬浮填料和气管之间，所述内管的下端连接有切削件，所述切削件包括第一十字杆和垂直穿设于第一十字杆上的多个1/8圆弧的不锈钢薄片，所述第一十字杆上开设有多个通孔。

2.如权利要求1所述的煤气化废水处理装置，其特征在于，所述悬浮填料由聚乙烯支撑，其包括：

一对去尖端的锥形框架相对衔接形成一个整体，且衔接处为圆弧过度，所述锥形框架由多个第一纵筋和第一横筋交错设置，所述纵筋上垂直设置有多个挂杆，所述挂杆的长度不超出所述锥形框架直径较大的一端；

蜂窝状隔板，其设置于一对锥形框架内进行分隔。

3.如权利要求2所述的煤气化废水处理装置，其特征在于，所述二级生物膜反应器为固定床生物膜反应器，其包括：

填料室，其有第一导水板、第二导水板和第三导水板，将填料室由上至下分隔为四个腔室，上部的三个腔室填充有填料，最下端的腔室设置为漏斗形为污泥收集室，所述填料室的进液口设置于顶端，填料室的出液口设置于下端，填料室的下端设置有污泥出口。

4.利用权利要求1~3任一所述的煤气化废水处理装置的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、在一级生物膜反应器中投入悬浮填料，并进行挂膜培养，之后将煤气化废水泵入一级生物膜反应器，采用间歇曝气的方式运行2天，曝气时间和停曝时间比为1:1，每次曝气时间为2小时，以溶氧浓度达到1mg/L为上限；

步骤二、将经过一级生物膜反应器处理后的煤气化废水由二级生物膜反应器的顶端泵入，此时二级生物膜反应器的填料已挂膜，每升煤气化废水投入2g污泥，当煤气化废水充满二级生物膜反应器时，停留4天后排出。

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