CN201395545Y - 厌氧共代谢处理煤化工废水的装置 - Google Patents

厌氧共代谢处理煤化工废水的装置 Download PDF

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李生敏
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李慧强
杜彦杰
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Abstract

厌氧共代谢处理煤化工废水的装置，它涉及一种煤化工废水的处理装置。本实用新型解决了现有的煤化工废水厌氧处理存在的启动困难和处理效果差的问题。本实用新型的方案一：相邻的两级厌氧反应装置通过第二经由管串联，且第二经由管的一端与厌氧塔的出水口连通，第二经由管的另一端与混合罐的进水口连通，末级厌氧塔的出水口通过第三经由管与厌氧沉降罐的进水口连通；方案二：多级厌氧反应装置通过第一经由管并联，主管道的一端与水解酸化塔的进水口连通，多个支管道的一端分别与多级厌氧反应装置的混合罐的进水口连通，每级厌氧反应装置的厌氧塔的出水口通过第三经由管与厌氧沉降罐的进水口连通。本实用新型易于启动且处理效果好。

Description

厌氧共代谢处理煤化工废水的装置
技术领域
本实用新型涉及一种煤化工废水的处理装置，属于工业废水处理技术领域。
背景技术
煤化工废水因组成成分复杂，有毒、有害难降解污染物含量高等原因，成为目前国内外公认的难处理工业废水之一。废水中的有机污染物主要有酚类化合物、多环芳香族化合物、杂环化合物和长链脂肪烃类等，无机污染物主要有固定氨、游离氨和硫氰化物等。目前，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。煤化工废水的初始酚类化合物和氨氮浓度可以分别高达2000mg/L和5000mg/L以上，无法直接进行生化处理。因此，煤化工废水处理需要进行物化预处理。常见的预处理方法有酚萃取、蒸氨、隔油、气浮和混凝等措施。经过预处理后的煤化工废水，国内外一般采用缺氧-好氧生物工艺(A/O法)进行处理，但废水中含有一些多环和杂环类化合物在好氧条件下降解缓慢或者难以降解，造成出水难以达标排放。为了解决上述问题，治理煤化工废水出现了一些新的方法，如厌氧生物工艺、高级氧化技术和混凝、吸附工艺等。虽然煤化工废水处理工艺不断有新的方法和技术出现，可大多数方法和工艺仍存在运行处理成本高或处理效果差等问题。
厌氧生物工艺因具有容积负荷高、剩余污泥少、动力消耗少和能降解很多好氧生物难以降解的有机物等优点而得到广泛的推广应用。煤化工废水中有机污染物有些是可以生物降解的，有些则是难于生物降解的或不能生物降解的，甚至是对生物有毒害作用的，采用常规的厌氧工艺仍存在启动困难，处理效果差。近年来，经研究发现厌氧微生物在共代谢作用下具有某些脱毒和分解难降解有机物的功能，如多氯链烃和芳烃的还原脱氯，芳香环还原成烷烃环结构或环的断裂等。经厌氧共代谢作用处理后，难降解有机物得到部分降解，而且提高了废水的可生化性，使后续的好氧生物处理创造了良好的条件。因此，厌氧处理技术将成为煤化工废水治理技术的研究热点。遂开发出一种厌氧共代谢处理煤化工废水的装置成为亟待解决的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了解决现有的煤化工废水厌氧处理存在的启动困难和处理效果差的问题，进而提供一种厌氧共代谢处理煤化工废水的装置。
本实用新型的技术方案一是：厌氧共代谢处理煤化工废水的装置包括煤化工废水管进水管、水解酸化塔、多级厌氧反应装置、厌氧沉降罐、多个泵、污泥回流管、多个出气管、多个共代谢基质管、出水管、第一经由管、多个第二经由管和第三经由管，煤化工废水管进水管安装在水解酸化塔的进水口上，每级厌氧反应装置由混合罐、厌氧塔、蒸汽管、碱液管、连通管、回流管和三相分离器组成，所述蒸汽管和碱液管分别与混合罐连通，所述三相分离器安装在厌氧塔内的上部，所述混合罐与厌氧塔的进水口通过连通管连通，所述混合罐与厌氧塔的回流口通过回流管连通，所述相邻的两级厌氧反应装置通过第二经由管串联，且第二经由管的一端与厌氧塔的出水口连通，第二经由管的另一端与混合罐的进水口连通，所述水解酸化塔的出水口通过第一经由管与首级厌氧反应装置的混合罐的进水口连通，末级厌氧反应装置的厌氧塔的出水口通过第三经由管与厌氧沉降罐的进水口连通，所述污泥回流管由主管道和多个支管道组成，所述主管道的一端与厌氧沉降罐的污泥出口连通，多个支管道的一端分别与主管道连通，多个支管道的另一端分别与水解酸化塔的污泥回流口和每个厌氧塔的污泥回流口连通，所述出水管与厌氧沉降罐的出水口连通，所述煤化工废水管进水管、第一经由管、每个连通管、每个第二经由管和污泥回流管上均安装有泵，所述煤化工废水管进水管和每个混合罐均与共代谢基质管连通，所述多个出气管分别安装在水解酸化塔及每个厌氧塔的上端面上，且与水解酸化塔及每个厌氧塔连通。
本实用新型的技术方案二是：厌氧共代谢处理煤化工废水的装置包括煤化工废水管进水管、水解酸化塔、多级厌氧反应装置、厌氧沉降罐、多个泵、污泥回流管、多个出气管、多个共代谢基质管、出水管、第一经由管和多个第三经由管，煤化工废水管进水管安装在水解酸化塔的进水口上，每级厌氧反应装置由混合罐、厌氧塔、蒸汽管、碱液管、连通管、回流管和三相分离器组成，所述蒸汽管和碱液管分别与混合罐连通，所述三相分离器安装在厌氧塔内的上部，所述混合罐与厌氧塔的进水口通过连通管连通，所述混合罐与厌氧塔的回流口通过回流管连通，所述多级厌氧反应装置通过第一经由管并联，所述第一经由管由主管道和多个支管道组成，所述主管道的一端与水解酸化塔的出水口连通，多个支管道的一端分别与主管道连通，多个支管道的另一端分别与多级厌氧反应装置的混合罐的进水口连通，每级厌氧反应装置的厌氧塔的出水口通过第三经由管与厌氧沉降罐的进水口连通，所述污泥回流管由主管道和多个支管道组成，所述主管道的一端与厌氧沉降罐的污泥出口连通，多个支管道的一端分别与主管道连通，多个支管道的另一端分别与水解酸化塔的污泥回流口和每个厌氧塔的污泥回流口连通，所述出水管与厌氧沉降罐的出水口连通，所述煤化工废水管进水管、第一经由管的多个支管道、每个连通管和污泥回流管上均安装有泵，所述煤化工废水管进水管和每个混合罐均与共代谢基质管连通，所述多个出气管分别安装在水解酸化塔及每个厌氧塔的上端面上，且与水解酸化塔及每个厌氧塔连通。
本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：本实用新型采用了水解酸化塔和厌氧反应装置组合运行，易于启动，通过投加共代谢基质可以加快厌氧反应装置内厌氧细菌的增殖速度，获得正常代谢所不能处理的难降解性污染物的作用效果，提高了废水的可生化性，根据共代谢理论和试验结果，共代谢基质的投加量对处理效果有较大的影响，因此该装置为共代谢基质的投加提供了极大的便利，利用不同的运行方式实现了煤化工废水的厌氧处理，并取得了良好的处理效果，COD去除率可以达到60％以上，总酚去除率可以达到80％以上，多级厌氧反应装置可以并联或者串联组合，组合方式的改变可依据运行情况而定，为厌氧处理煤化工废水创造了良好的条件。
附图说明
图1是本实用新型的技术方案一的整体结构示意图，图2是本实用新型的技术方案二的整体结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式的厌氧共代谢处理煤化工废水的装置包括煤化工废水管进水管1、水解酸化塔2、多级厌氧反应装置、厌氧沉降罐7、多个泵19、污泥回流管20、多个出气管14、多个共代谢基质管13、出水管17、第一经由管21、多个第二经由管22和第三经由管23，煤化工废水管进水管1安装在水解酸化塔2的进水口2-1上，每级厌氧反应装置由混合罐3、厌氧塔4、蒸汽管11、碱液管12、连通管27、回流管24和三相分离器15组成，所述蒸汽管11和碱液管12分别与混合罐3连通，所述三相分离器15安装在厌氧塔4内的上部，所述混合罐3与厌氧塔4的进水口4-1通过连通管27连通，所述混合罐3与厌氧塔4的回流口4-2通过回流管24连通，所述相邻的两级厌氧反应装置通过第二经由管22串联，且第二经由管22的一端与厌氧塔4的出水口4-3连通，第二经由管22的另一端与混合罐3的进水口连通，所述水解酸化塔2的出水口2-2通过第一经由管21与首级厌氧反应装置的混合罐3的进水口连通，末级厌氧反应装置的厌氧塔4的出水口4-3通过第三经由管23与厌氧沉降罐7的进水口7-1连通，所述污泥回流管20由主管道20-1和多个支管道20-2组成，所述主管道20-1的一端与厌氧沉降罐7的污泥出口7-2连通，多个支管道20-2的一端分别与主管道20-1连通，多个支管道20-2的另一端分别与水解酸化塔2的污泥回流口2-3和每个厌氧塔4的污泥回流口4-4连通，所述出水管17与厌氧沉降罐7的出水口7-3连通，所述煤化工废水管进水管1、第一经由管21、每个连通管27、每个第二经由管22和污泥回流管20上均安装有泵19，所述煤化工废水管进水管1和每个混合罐3均与共代谢基质管13连通，所述多个出气管14分别安装在水解酸化塔2及每个厌氧塔4的上端面上，且与水解酸化塔2及每个厌氧塔4连通。所述厌氧塔4采用外循环厌氧塔，所述三相分离器15采用专利号为200710072786.8所公开的三相分离器。
具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式还增加有多个布水板16，所述多个布水板16分别安装在水解酸化塔2及每个厌氧塔4内，且多个布水板16分别位于水解酸化塔2的进水口2-1处和厌氧塔4的进水口4-1处。所述布水板16采用专利号为03243540.1所公开的布水装置。如此设置，水解酸化效果更好。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图1说明本实施方式，本实施方式还增加有多个流量计8、多个pH计9和多个温度计10，所述多个流量计8分别安装在煤化工废水管进水管1、第一经由管21、每个连通管27和每个共代谢基质管13上，所述多个pH计9分别安装在煤化工废水管进水管1、第一经由管21、每个连通管27和每个厌氧塔4上，所述多个温度计10分别安装在煤化工废水管进水管1、每个连通管27和每个厌氧塔4上。如此设置，自控化程度高，保证了系统的稳定运行，减少了复杂的操作过程，控制适宜的运行方式进一步加快污泥驯化时间，完成厌氧细菌对煤化工废水中污染物的适应，并对污染物进行更有效的去除，实现了工艺的更快速启动。其它组成和连接关系与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：结合图2说明本实施方式，本实施方式的厌氧共代谢处理煤化工废水的装置包括煤化工废水管进水管1、水解酸化塔2、多级厌氧反应装置、厌氧沉降罐7、多个泵19、污泥回流管20、多个出气管14、多个共代谢基质管13、出水管17、第一经由管21和多个第三经由管23，煤化工废水管进水管1安装在水解酸化塔2的进水口2-1上，每级厌氧反应装置由混合罐3、厌氧塔4、蒸汽管11、碱液管12、连通管27、回流管24和三相分离器15组成，所述蒸汽管11和碱液管12分别与混合罐3连通，所述三相分离器15安装在厌氧塔4内的上部，所述混合罐3与厌氧塔4的进水口4-1通过连通管27连通，所述混合罐3与厌氧塔4的回流口4-2通过回流管24连通，所述多级厌氧反应装置通过第一经由管21并联，所述第一经由管21由主管道21-1和多个支管道21-2组成，所述主管道21-1的一端与水解酸化塔2的出水口2-2连通，多个支管道21-2的一端分别与主管道21-1连通，多个支管道21-2的另一端分别与多级厌氧反应装置的混合罐3的进水口连通，每级厌氧反应装置的厌氧塔4的出水口4-3通过第三经由管23与厌氧沉降罐7的进水口7-1连通，所述污泥回流管20由主管道20-1和多个支管道20-2组成，所述主管道20-1的一端与厌氧沉降罐7的污泥出口7-2连通，多个支管道20-2的一端分别与主管道20-1连通，多个支管道20-2的另一端分别与水解酸化塔2的污泥回流口2-3和每个厌氧塔4的污泥回流口4-4连通，所述出水管17与厌氧沉降罐7的出水口7-3连通，所述煤化工废水管进水管1、第一经由管21的多个支管道21-2、每个连通管27和污泥回流管20上均安装有泵19，所述煤化工废水管进水管1和每个混合罐3均与共代谢基质管13连通，所述多个出气管14分别安装在水解酸化塔2及每个厌氧塔4的上端面上，且与水解酸化塔2及每个厌氧塔4连通。所述厌氧塔4采用外循环厌氧塔，所述三相分离器15采用专利号为200710072786.8所公开的三相分离器。
具体实施方式五：结合图2说明本实施方式，本实施方式还增加有多个布水板16，所述多个布水板16分别安装在水解酸化塔2及每个厌氧塔4内，且多个布水板16分别位于水解酸化塔2的进水口2-1处和厌氧塔4的进水口4-1处。所述布水板16采用专利号为03243540.1所公开的布水装置。如此设置，水解酸化效果更好。其它组成和连接关系与具体实施方式四相同。
具体实施方式六：结合图2说明本实施方式，本实施方式还增加有多个流量计8、多个pH计9和多个温度计10，所述多个流量计8分别安装在煤化工废水管进水管1、第一经由管21的多个支管道21-2、每个连通管27和每个共代谢基质管13上，所述多个pH计9分别安装在煤化工废水管进水管1、第一经由管21的主管道21-1、每个连通管27和每个厌氧塔4上，所述多个温度计10分别安装在煤化工废水管进水管1、每个连通管27和每个厌氧塔4上。如此设置，自控化程度高，保证了系统的稳定运行，减少了复杂的操作过程，控制适宜的运行方式进一步加快污泥驯化时间，完成厌氧细菌对煤化工废水中污染物的适应，并对污染物进行更有效的去除，实现了工艺的更快速启动。其它组成和连接关系与具体实施方式四或五相同。
参见图1-图2，本实用新型的运行环境：煤化工废水以气化废水为主，以酚类化合物为主要污染物；废水的综合水质为COD为3000-4000mg/L，总酚浓度为600-800mg/L，单元酚浓度为150-250mg/L，NH3-N为150-250mg/L，石油类为100-120mg/L，pH为7-8；本实用新型的运行条件：采用甲醇废水(甲醇含量≥80％)作为共代谢基质，并控制适宜的投加比例，通过共代谢基质管13投加；该装置的水力停留时间HRT为36-48h，水解酸化塔2的温度控制在25-38℃，pH为5.5-7.0；厌氧塔4的温度控制在32-35℃，pH为7.0-7.5，并添加微量元素，在此实施条件下稳定运行4-5个月，该装置在最佳的甲醇投配比和运行方式下，废水中COD的去除率达到65％，总酚的去除率达到85％。废水经该装置处理后可生化性得到提高，为后续处理工艺创造良好的条件。

Claims (6)

1、一种厌氧共代谢处理煤化工废水的装置，它包括煤化工废水管进水管(1)、水解酸化塔(2)、多级厌氧反应装置、厌氧沉降罐(7)、多个泵(19)、污泥回流管(20)、多个出气管(14)、多个共代谢基质管(13)、出水管(17)、第一经由管(21)、多个第二经由管(22)和第三经由管(23)，其特征在于：煤化工废水管进水管(1)安装在水解酸化塔(2)的进水口(2-1)上，每级厌氧反应装置由混合罐(3)、厌氧塔(4)、蒸汽管(11)、碱液管(12)、连通管(27)、回流管(24)和三相分离器(15)组成，所述蒸汽管(11)和碱液管(12)分别与混合罐(3)连通，所述三相分离器(15)安装在厌氧塔(4)内的上部，所述混合罐(3)与厌氧塔(4)的进水口(4-1)通过连通管(27)连通，所述混合罐(3)与厌氧塔(4)的回流口(4-2)通过回流管(24)连通，所述相邻的两级厌氧反应装置通过第二经由管(22)串联，且第二经由管(22)的一端与厌氧塔(4)的出水二口(4-3)连通，第二经由管(22)的另一端与混合罐(3)的进水口连通，所述水解酸化塔(2)的出水(2-2)通过第一经由管(21)与首级厌氧反应装置的混合罐(3)的进水口连通，末级厌氧反应装置的厌氧塔(4)的出水口(4-3)通过第三经由管(23)与厌氧沉降罐(7)的进水口(7-1)连通，所述污泥回流管(20)由主管道(20-1)和多个支管道(20-2)组成，所述主管道(20-1)的一端与厌氧沉降罐(7)的污泥出口(7-2)连通，多个支管道(20-2)的一端分别与主管道(20-1)连通，多个支管道(20-2)的另一端分别与水解酸化塔(2)的污泥回流口(2-3)和每个厌氧塔(4)的污泥回流口(4-4)连通，所述出水管(17)与厌氧沉降罐(7)的出水口(7-3)连通，所述煤化工废水管进水管(1)、第一经由管(21)、每个连通管(27)、每个第二经由管(22)和污泥回流管(20)上均安装有泵(19)，所述煤化工废水管进水管(1)和每个混合罐(3)均与共代谢基质管(13)连通，所述多个出气管(14)分别安装在水解酸化塔(2)及每个厌氧塔(4)的上端面上，且与水解酸化塔(2)及每个厌氧塔(4)连通。
2、根据权利要求1所述厌氧共代谢处理煤化工废水的装置，其特征在于：它还包括多个布水板(16)，所述多个布水板(16)分别安装在水解酸化塔(2)及每个厌氧塔(4)内，且多个布水板(16)分别位于水解酸化塔(2)的进水口(2-1)处和厌氧塔(4)的进水口(4-1)处。
3、根据权利要求1或2所述厌氧共代谢处理煤化工废水的装置，其特征在于：它还包括多个流量计(8)、多个pH计(9)和多个温度计(10)，所述多个流量计(8)分别安装在煤化工废水管进水管(1)、第一经由管(21)、每个连通管(27)和每个共代谢基质管(13)上，所述多个pH计(9)分别安装在煤化工废水管进水管(1)、第一经由管(21)、每个连通管(27)和每个厌氧塔(4)上，所述多个温度计(10)分别安装在煤化工废水管进水管(1)、每个连通管(27)和每个厌氧塔(4)上。
4、一种厌氧共代谢处理煤化工废水的装置，它包括煤化工废水管进水管(1)、水解酸化塔(2)、多级厌氧反应装置、厌氧沉降罐(7)、多个泵(19)、污泥回流管(20)、多个出气管(14)、多个共代谢基质管(13)、出水管(17)、第一经由管(21)和多个第三经由管(23)，其特征在于：煤化工废水管进水管(1)安装在水解酸化塔(2)的进水口(2-1)上，每级厌氧反应装置由混合罐(3)、厌氧塔(4)、蒸汽管(11)、碱液管(12)、连通管(27)、回流管(24)和三相分离器(15)组成，所述蒸汽管(11)和碱液管(12)分别与混合罐(3)连通，所述三相分离器(15)安装在厌氧塔(4)内的上部，所述混合罐(3)与厌氧塔(4)的进水口(4-1)通过连通管(27)连通，所述混合罐(3)与厌氧塔(4)的回流口(4-2)通过回流管(24)连通，所述多级厌氧反应装置通过第一经由管(21)并联，所述第一经由管(21)由主管道(21-1)和多个支管道(21-2)组成，所述主管道(21-1)的一端与水解酸化塔(2)的出水口(2-2)连通，多个支管道(21-2)的一端分别与主管道(21-1)连通，多个支管道(21-2)的另一端分别与多级厌氧反应装置的混合罐(3)的进水口连通，每级厌氧反应装置的厌氧塔(4)的出水口(4-3)通过第三经由管(23)与厌氧沉降罐(7)的进水口(7-1)连通，所述污泥回流管(20)由主管道(20-1)和多个支管道(20-2)组成，所述主管道(20-1)的一端与厌氧沉降罐(7)的污泥出口(7-2)连通，多个支管道(20-2)的一端分别与主管道(20-1)连通，多个支管道(20-2)的另一端分别与水解酸化塔(2)的污泥回流口(2-3)和每个厌氧塔(4)的污泥回流口(4-4)连通，所述出水管(17)与厌氧沉降罐(7)的出水口(7-3)连通，所述煤化工废水管进水管(1)、第一经由管(21)的多个支管道(21-2)、每个连通管(27)和污泥回流管(20)上均安装有泵(19)，所述煤化工废水管进水管(1)和每个混合罐(3)均与共代谢基质管(13)连通，所述多个出气管(14)分别安装在水解酸化塔(2)及每个厌氧塔(4)的上端面上，且与水解酸化塔(2)及每个厌氧塔(4)连通。
5、根据权利要求4所述厌氧共代谢处理煤化工废水的装置，其特征在于：它还包括多个布水板(16)，所述多个布水板(16)分别安装在水解酸化塔(2)及每个厌氧塔(4)内，且多个布水板(16)分别位于水解酸化塔(2)的进水口(2-1)处和厌氧塔(4)的进水口(4-1)处。
6、根据权利要求4或5所述厌氧共代谢处理煤化工废水的装置，其特征在于：它还包括多个流量计(8)、多个pH计(9)和多个温度计(10)，所述多个流量计(8)分别安装在煤化工废水管进水管(1)、第一经由管(21)的多个支管道(21-2)、每个连通管(27)和每个共代谢基质管(13)上，所述多个pH计(9)分别安装在煤化工废水管进水管(1)、第一经由管(21)的主管道(21-1)、每个连通管(27)和每个厌氧塔(4)上，所述多个温度计(10)分别安装在煤化工废水管进水管(1)、每个连通管(27)和每个厌氧塔(4)上。
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