CN115583764A - 煤气化废水的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种煤气化废水的处理方法，其包括：汽提工艺、酸化工艺、萃取工艺、气浮工艺、分离工艺、水解酸化、生化工艺和污泥酸化工艺的处理步骤，本发明的酸化工艺将经污泥酸化处理的剩余污泥输送至汽提后的废水中，可以调节废水pH的同时，利用剩余污泥的吸附性能将废水中的污染物质吸附在剩余污泥部分，提高污染物去除的同时还提高了萃取工艺的萃取效率；萃取工艺采用多级逆向萃取，使得萃取剂与废水中的酚类物质充分混合，同时与废水中的污泥充分接触，在污泥颗粒的作用下，提高了萃取效率；降低废水处理能耗的同时，解决了废水进入生化工艺时的泡沫问题以及出水COD、氨氮偏高等问题。
Description
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种煤气化废水的处理方法。
背景技术
煤化工废水指煤气化、煤直接液化和炼焦等工艺过程中产生的废水，其中，煤气化废水是煤化工废水中水量最大、水质最复杂，其高酚、高氨，并含有大量的有毒有害物质。目前煤化工废水的预处理工艺包括气浮、沉淀、过滤、萃取，用于回收利用高浓度的酚、氨资源，同时保证后续生化处理工艺的正常运行，然而，在实际的酚氨回收过程中，由于煤气化废水中成分复杂，含有酸性气体CO2和H2S，在蒸氨过程中，有部分酸性气和氨会重新回到液相，同时由于常规的脱氨脱酚工艺存在回收能力低，在水质波动情况下，生化出水COD高达100mg/L以上，主要原因是酚氨回收效果较差，影响了后续处理单元，使得生化单元产生大量泡沫问题，同时，由于在脱氨过程中酸性气体与氨重新回到液相造成了出水氨氮偏高的问题；目前针对此类问题普遍采用的是增加膜滤单元进行除氨，采用水力消泡、投加消泡剂等方式解决泡沫问题，然而，此类处理方式大大增加了废水处理能耗及成本，不具有推广意义。
因此，如何通过调整煤气化废水处理工艺解决出水COD、氨氮偏高，降低生化池泡沫问题是目前煤气化废水处理过程中需要解决的问题。
发明内容
针对现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种煤气化废水的处理方法，能够适应煤气化废水水质波动，防止生化池中产生大量泡沫的同时降低出水COD及氨氮水平的处理工艺。
为达到上述目的，本发明的解决方案是：
一种煤气化废水的处理方法，其包括如下步骤：
(1)汽提工艺：将煤气化废水输送至汽提工艺进行汽提处理，除去废水中的氨氮；
(2)酸化工艺：向汽提工艺出水中投加酸化污泥混合液，调整煤气化废水的pH至6，废液温度控制在60-80℃；
(3)萃取工艺：向酸化工艺中产生的混合液投加萃取剂进行萃取处理；
(4)气浮工艺：将萃取工艺产生的混合液输送至气浮工艺；
(5)分离工艺：将气浮工艺出水输送至分离工艺，将萃取相输送至回收工艺进行萃取剂和酚的回收，将萃余相进行离心处理获得泥饼及废液，将泥饼输送至焚烧工艺进行焚烧处理；
(6)水解酸化工艺：将废液输送至水解酸化工艺进行水解酸化处理；
(7)生化工艺：将水解酸化处理的出水依次输送至SBR工艺、好氧工艺、沉淀工艺及砂滤工艺；
(8)污泥酸化工艺：将水解酸化工艺、SBR工艺、好氧工艺和/或沉淀工艺中产生的剩余污泥输送至污泥酸化工艺，污泥酸化工艺输送至酸化工艺进行循环。
优选地，步骤(1)中，当煤气化废水中含油量高于50mg/L时，对煤气化废水进行预处理后进入汽提工艺，预处理为除油工艺和/或气浮工艺。
优选地，步骤(2)中，酸化工艺中投加的酸化污泥混合液以污泥干重计，投加量为10-50g/L。
优选地，步骤(3)中，萃取剂为甲基叔戊基醚，萃取剂与混合液体积比为1:10-1:5。
优选地，步骤(3)中，萃取工艺采用多级逆向萃取工艺。
优选地，步骤(4)中，气浮工艺采用氮气气浮，气浮停留时间为20-30min，进气量为0.3-0.5m3/h。
优选地，步骤(4)中，气浮工艺产生的浮渣脱水后输送至焚烧工艺进行焚烧。
优选地，步骤(4)中，向气浮工艺中投加焚烧工艺中产生的碳渣，碳渣的投加量为2-5g/L。
优选地，步骤(6)中，水解酸化工艺中通入生活污水，生活污水与煤气化废水体积比为(1-5):1。
优选地，步骤(7)中，SBR工艺中污泥的浓度为4500-5000mg/L，水力停留时间为6-8h，溶解氧为2.5-3.5mg/L。
优选地，步骤(7)中，好氧工艺中进行空气曝气，气水比为(30-35):1，污泥回流比为(0.3-0.5):1。
优选地，步骤(8)中，剩余污泥进入污泥酸化工艺前进行破壁处理。
优选地，步骤(8)中，污泥酸化工艺是以剩余污泥作为碳源进行水解酸化处理获得酸化污泥。
由于采用上述方案，本发明的有益效果是：
第一、本发明设置酸化工艺，将经污泥酸化处理的剩余污泥输送至汽提后的废水中，可以调节废水pH的同时，利用剩余污泥的吸附性能将废水中的污染物质吸附在剩余污泥部分，提高污染物去除的同时还提高了萃取工艺的萃取效率。
第二、本发明的萃取工艺采用多级逆向萃取，使得萃取剂与废水中的酚类物质充分混合，同时与废水中的污泥充分接触，在污泥颗粒的作用下，提高了萃取效率；在气浮工艺中，由于逆向萃取工艺的水力切割，同时利用气浮过程对部分残渣的作用，能够将废水中的微粒物质去除的同时实现酸性气体脱除。
第三、本发明的分离工艺将萃余相和萃取相分离，并利用离心分离的手段实现了固液分离，将泥饼进行焚烧处理，大大降低了废水中污染物质的浓度，彻底解决了生化工艺中产生泡沫量大的问题，提高了生化处理效率。
第四、本发明的气浮工艺采用氮气气浮，防止空气气浮使得废水的可生化性降低，防止空气曝气后产生环戊烯酮、吡啶衍生物等；向气浮工艺中投加碳渣，可以提高出水水质；另外，将酸化污泥投加入废水中，可以利用废水的温度对污泥进行灭活的同时，降低了废水的温度，使废水温度更加适合后续工艺处理。
附图说明
图1为本发明实施例的煤气化废水的处理方法示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种煤气化废水的处理方法。
下面结合附图，对本发明的技术方案进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受实施例的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
实施例1：
某煤化工企业煤气化废水水质情况：COD：为12000mg/L，总酚：6125mg/L，氨氮6645mg/L，总油300mg/L，挥发酚4800mg/L；参见图1；
本实施例的煤气化废水的处理方法包括：
(1)汽提工艺：将煤气化废水输送至汽提工艺进行汽提处理，除去废水中的氨氮及挥发酚，COD降至1890mg/L，总酚为1165mg/L；
(2)酸化工艺：向汽提工艺出水中投加酸化污泥混合液，调整煤气化废水的pH至6，废液温度控制为70℃，其中，酸化工艺中投加酸化污泥混合液以污泥干重计，投加量为30g/L；
(3)萃取工艺：向酸化工艺中产生的混合液投加甲基叔戊基醚(作为萃取剂)进行萃取处理，甲基叔戌基醚与混合液体积比为1:5，其中，萃取工艺采用多级逆向萃取工艺，多级逆向萃取工艺设置10级；
(4)气浮工艺：将萃取工艺产生的混合液输送至气浮工艺，采用氮气气浮，气浮停留时间为30min，进气量为0.3m3/h；
(5)分离工艺：将气浮工艺出水输送至分离工艺，将萃取相输送至回收工艺进行甲基叔戊基醚和酚的回收，将萃余相进行离心处理获得泥饼及废液，将泥饼输送至焚烧工艺进行焚烧处理；
(6)水解酸化工艺：将废液输送至水解酸化工艺进行水解酸化处理，水解酸化工艺中通入生活污水，生活污水与煤气化废水体积比为5:1；
(7)生化工艺：将水解酸化处理的出水依次输送至SBR工艺、好氧工艺、沉淀工艺及砂滤工艺，其中，SBR工艺中污泥浓度为4500mg/L，水力停留时间为6h，溶解氧为2.5mg/L；
(8)污泥酸化工艺：将水解酸化工艺、SBR工艺、好氧工艺和/或沉淀工艺中产生的剩余污泥输送至污泥酸化工艺，污泥酸化工艺是以剩余污泥作为碳源进行水解酸化处理获得酸化污泥，将进入污泥酸化工艺前的剩余污泥进行破壁处理。出水水质，出水COD为53mg/L，氨氮为26mg/L。
实施例2：
某煤化工企业煤气化废水水质情况：COD：为12000mg/L，总酚：6125mg/L，氨氮6645mg/L，总油300mg/L，挥发酚4800mg/L；参见图1；
本实施例的煤气化废水的处理方法包括：
(1)汽提工艺：将煤气化废水输送至汽提工艺进行汽提处理，除去废水中的氨氮及挥发酚，COD降至1890mg/L，总酚为1165mg/L；
(2)酸化工艺：向汽提工艺出水中投加酸化污泥混合液，调整煤气化废水的pH至6，废液温度控制为70℃，其中，酸化工艺中投加酸化污泥混合液以污泥干重计，投加量为50g/L；
(3)萃取工艺：向酸化工艺中产生的混合液投加甲基叔戊基醚(作为萃取剂)进行萃取处理，甲基叔戌基醚与混合液体积比为1:8，其中，萃取工艺采用多级逆向萃取工艺，多级逆向萃取工艺设置10级；
(4)气浮工艺：将萃取工艺产生的混合液输送至气浮工艺，采用氮气气浮，气浮停留时间为30min，进气量为0.3m3/h；
(5)分离工艺：将气浮工艺出水输送至分离工艺，将萃取相输送至回收工艺进行甲基叔戊基醚和酚的回收，将萃余相进行离心处理获得泥饼及废液，将泥饼输送至焚烧工艺进行焚烧处理；
(6)水解酸化工艺：将废液输送至水解酸化工艺进行水解酸化处理，水解酸化工艺中通入生活污水，生活污水与煤气化废水体积比为3:1；
(7)生化工艺：将水解酸化处理的出水依次输送至SBR工艺、好氧工艺、沉淀工艺及砂滤工艺，其中，SBR工艺中污泥浓度为4500mg/L，水力停留时间为6h，溶解氧为2.5mg/L；
(8)污泥酸化工艺：将水解酸化工艺、SBR工艺、好氧工艺和/或沉淀工艺中产生的剩余污泥输送至污泥酸化工艺，污泥酸化工艺是以剩余污泥作为碳源进行水解酸化处理获得酸化污泥，将进入污泥酸化工艺前的剩余污泥进行破壁处理。
出水水质最好，出水COD为51mg/L，氨氮为21mg/L。
实施例3：
在实施例1的基础上，将气浮工艺产生的浮渣脱水后输送至焚烧工艺进行焚烧；向气浮工艺中投加焚烧工艺中产生的碳渣，碳渣投加量为2g/L，碳渣投加后的出水水质如表1。
实施例4：
在实施例1的基础上，将气浮工艺产生的浮渣脱水后输送至焚烧工艺进行焚烧；向气浮工艺中投加焚烧工艺中产生的碳渣，碳渣投加量为3g/L，碳渣投加后的出水水质如表1。
实施例5：
在实施例1的基础上，将气浮工艺产生的浮渣脱水后输送至焚烧工艺进行焚烧；向气浮工艺中投加焚烧工艺中产生的碳渣，碳渣投加量为4g/L，碳渣投加后的出水水质如表1。
实施例6：
在实施例1的基础上，将气浮工艺产生的浮渣脱水后输送至焚烧工艺进行焚烧；向气浮工艺中投加焚烧工艺中产生的碳渣，碳渣投加量为5g/L，碳渣投加后的出水水质如表1。可见，投加碳渣后出水水质明显优于未投加时。
表1气浮工艺中投加碳渣后出水水质
| 投加量(g/L) | 2 | 3 | 4 | 5 |
| COD(mg/L) | 49 | 42 | 32 | 37 |
| 氨(mg/L) | 21 | 19 | 18 | 17 |
对比例1：
实施例1取消了酸化工艺，其他工艺均相同，其中甲基叔戌基醚与混合液体积比为1:8，生活污水与煤气化废水体积比为1:3。出水COD为210mg/L，氨氮为67mg/L。
上述对实施例的描述是为了便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用本发明。熟悉本领域技术人员显然可以容易的对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中，而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例。本领域技术人员根据本发明的原理，不脱离本发明的范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种煤气化废水的处理方法，其特征在于，其包括如下步骤：
(1)汽提工艺：将煤气化废水输送至汽提工艺进行汽提处理，除去废水中的氨氮；
(2)酸化工艺：向汽提工艺出水中投加酸化污泥混合液，调整煤气化废水的pH至6，废液温度控制在60-80℃；
(3)萃取工艺：向酸化工艺中产生的混合液投加萃取剂进行萃取处理；
(4)气浮工艺：将萃取工艺产生的混合液输送至气浮工艺；
(5)分离工艺：将气浮工艺出水输送至分离工艺，将萃取相输送至回收工艺进行萃取剂和酚的回收，将萃余相进行离心处理获得泥饼及废液，将所述泥饼输送至焚烧工艺进行焚烧处理；
(6)水解酸化工艺：将所述废液输送至水解酸化工艺进行水解酸化处理；
(7)生化工艺：将水解酸化处理的出水依次输送至SBR工艺、好氧工艺、沉淀工艺及砂滤工艺；
(8)污泥酸化工艺：将所述水解酸化工艺、SBR工艺、好氧工艺和/或沉淀工艺中产生的剩余污泥输送至污泥酸化工艺，污泥酸化工艺输送至酸化工艺进行循环。
2.根据权利要求1所述的煤气化废水的处理方法，其特征在于，步骤(1)中，当所述煤气化废水中含油量高于50mg/L时，对所述煤气化废水进行预处理后进入所述汽提工艺，所述预处理为除油工艺和/或气浮工艺。
3.根据权利要求1所述的煤气化废水的处理方法，其特征在于，步骤(2)中，所述酸化工艺中投加的酸化污泥混合液以污泥干重计，投加量为10-50g/L。
4.根据权利要求1所述的煤气化废水的处理方法，其特征在于，步骤(3)中，所述萃取剂为甲基叔戊基醚，所述萃取剂与所述混合液体积比为1:10-1:5；和/或，
步骤(3)中，所述萃取工艺采用多级逆向萃取工艺。
5.根据权利要求1所述的煤气化废水的处理方法，其特征在于，步骤(4)中，所述气浮工艺采用氮气气浮，气浮停留时间为20-30min，进气量为0.3-0.5m3/h；和/或，
步骤(4)中，所述气浮工艺产生的浮渣脱水后输送至焚烧工艺进行焚烧；和/或，
步骤(4)中，向所述气浮工艺中投加焚烧工艺中产生的碳渣，所述碳渣的投加量为2-5g/L。
6.根据权利要求1所述的煤气化废水的处理方法，其特征在于，步骤(6)中，所述水解酸化工艺中通入生活污水，所述生活污水与所述煤气化废水体积比为(1-5):1。
7.根据权利要求1所述的煤气化废水的处理方法，其特征在于，步骤(7)中，所述SBR工艺中污泥的浓度为4500-5000mg/L，水力停留时间为6-8h，溶解氧为2.5-3.5mg/L。
8.根据权利要求1所述的煤气化废水的处理方法，其特征在于，步骤(7)中，所述好氧工艺中进行空气曝气，气水比为(30-35):1，污泥回流比为(0.3-0.5):1。
9.根据权利要求1所述的煤气化废水的处理方法，其特征在于，步骤(8)中，所述剩余污泥进入所述污泥酸化工艺前进行破壁处理。
10.根据权利要求1所述的煤气化废水的处理方法，其特征在于，步骤(8)中，所述污泥酸化工艺是以剩余污泥作为碳源进行水解酸化处理获得酸化污泥。
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