CN201882977U - 下流式半焦生物滤池深度处理煤气化废水装置 - Google Patents

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韩洪军
李慧强
王伟
姚杰
王东阳
徐春艳
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Abstract

下流式半焦生物滤池深度处理煤气化废水装置,它涉及一种深度处理煤气化废水装置。本实用新型为了解决现有的煤气化废水深度处理工艺中的生物滤池法存在的处理效果差的问题。本实用新型的承托渗漏层卡装在滤池内,填料层设置在承托渗漏层上,进水管穿设在滤池上,且位于填料层的上方,出水管穿设在滤池上,且位于承托渗漏层的下方,出水控制阀门设置在出水管上,填料层包括半焦填料层和活性污泥菌群,活性污泥菌群附着在半焦填料层上,形成生物膜,进气管的一端穿设在滤池上,且位于出水管的下方,进气管的另一端与进气泵连接,气量调节阀门设置在进气管上,反冲洗装置设置在出水管上,并与出水管连通。本实用新型适用于煤气化废水的处理。

Description

下流式半焦生物滤池深度处理煤气化废水装置
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种深度处理煤气化废水装置,具体涉及一种下流式半焦生物滤 池深度处理煤气化废水装置,属于工业废水处理领域。
背景技术
[0002] 人类社会的发展与生产力的不断进步是分不开的,而不断发展的生产力对于能源 的需求也不断增加。能源通常分为不可再生能源和可再生能源两类,尽管人们认识到了不 可再生能源总有一天会枯竭,但目前的能源利用体系基本上是构架在不可再生能源上的, 天然气作为不可再生能源之一,以其热值高、污染小的特点广泛被人们使用,目前已经深入 到千家万户。我国是人口大国,对于天然气的消耗是十分巨大的,我国所使用的天然气有很 大一部分是依赖于进口的,这对于我国的发展是很大的制约。因此,作为煤炭生产大国,采 用煤制气手段生产煤制天然气,来缓解我国的“气荒”,成为首选的解决方式之一。近些年 来,煤制气化工厂逐渐增多,其生产的煤制天然气逐步进入了千家万户,但也带来了比较严 重的问题,也就是其生产过程中产生的废水的处理问题。
[0003] 目前国内煤制气化工厂大都采用鲁齐制气工艺,该工艺产生的废水污染物浓度很 高,有机物成分复杂,主要有酚类化合物、多环芳香族化合物,含氮、氧、硫的杂环化合物及 脂肪类化合,毒性大,难生物降解。煤制气废水如果不经过妥善处理超标排放将会对生态环 境造成严重的污染,因此如何有效治理煤制气废水,实现废水达标排放成为一个国际性的 难题。煤制气废水一般先采用萃取脱酚和蒸氨等预处理手段,将废水中高浓度酚和氨进行 回收。废水经过生物处理工艺处理以后,其污染物浓度大大降低,但COD和色度等指标距离 达标排放的要求仍有一定的距离,因此需要采用深度处理工艺来实现废水达标排放。目前 国内普遍应用的深度处理技术主要有混凝法、高级氧化法、吸附法以及生物滤池法等。混凝 法有较好的脱色和去除污染物的效果,但是会增加废水中盐含量且运行成本也偏高。吸附 法虽能高效去除C0D,但存在吸附剂的再生和二次污染的问题。高级氧化法虽能降解难以生 物降解的有机物,但实际的工业应用中存在运行费用高等问题。生物滤池法的处理效能相 比前几种方法较差。
[0004] 生物滤池通常采用陶粒作为其填充材料,陶粒的结构有助于微生物附着在其表 面,生成具有特定作用的微生物菌群,通过微生物的好氧、缺氧作用达到去除废水中污染物 的目的。然而,煤气化废水经生物工艺处理后,水中所含有的有机物多为难生物降解和不可 生物降解的有机物,因此单纯采用生物处理方法作为煤气化废水的深度处理工艺其效果并 不理想。陶粒虽然具有部分吸附功能,但其吸附容量十分有限,因此需要寻找一种能够陶粒 的替代材料作为生物滤池的填料,通过生物处理和物理吸附双重功效来达到废水达标排放 的目的,使用这种方法的废水达标排放率为75%。
[0005] 综上,现有的煤气化废水深度处理工艺中的生物滤池法存在的处理效果差的问题 成为工业废水处理领域亟待解决的问题。实用新型内容
[0006] 本实用新型的目的是为了解决现有的煤气化废水深度处理工艺中的生物滤池法 存在的处理效果差的问题,进而提供一种下流式半焦生物滤池深度处理煤气化废水装置。
[0007] 本实用新型的技术方案是:下流式半焦生物滤池深度处理煤气化废水装置包括进 水管、填料层、承托渗漏层、出水管、出水控制阀门和滤池,承托渗漏层卡装在滤池内,填料 层设置在承托渗漏层上,进水管穿设在滤池上,且进水管位于填料层的上方,出水管穿设在 滤池上,且出水管位于承托渗漏层的下方,出水控制阀门设置在出水管上,填料层包括半焦 填料层和活性污泥菌群,半焦填料层为多孔结构,活性污泥菌群附着在半焦填料层上,形成 生物膜,下流式半焦生物滤池深度处理煤气化废水装置还包括进气泵、气量调节阀门、进气 管和反冲洗装置,进气管的一端穿设在滤池上,且进气管位于出水管的下方,进气管的另一 端与进气泵连接,气量调节阀门设置在进气管上,反冲洗装置设置在出水管上,并与出水管 连通。
[0008] 本实用新型与现有技术相比具有以下效果:1.本实用新型采用的半焦填料层具 有多孔结构,比表面积大,吸附性能好,吸附容量大,吸附速率快,使用周期长。2.本实用新 型采用半焦材料作为滤池的填料层,在保证处理达标的前提下,半焦易于生产,同时半焦的 价格要低于活性炭的价格,显著降低了运行成本。3.本实用新型的滤池的进气量采用进气 调节阀门控制,可通过进气调节阀门的大小来调整滤池内的溶解氧浓度,使得滤池在缺氧 和好氧两种方式下交替运行,对于废水中的难降解有机物和残留氨氮具有比较好的去除效 果,同时具有部分脱氮效果。另外,在滤池反冲洗的过程中,可加大进气量,实现气水联合反 冲洗,提高反洗效果,使得废水达标排放率提高到98%。4.本实用新型的反冲洗装置将残 留在填料层内的污染物及时清除,对反冲洗的废水作进一步的排污处理,避免了二次污染 现象的产生。
附图说明
[0009] 图1是本实用新型的结构示意图。 具体实施方式
[0010] 具体实施方式一:结合图1说明本实施方式,本实施方式的下流式半焦生物滤池 深度处理煤气化废水装置包括进水管1、填料层2、承托渗漏层3、出水管6、出水控制阀门7 和滤池12,承托渗漏层3卡装在滤池12内,填料层2设置在承托渗漏层3上,进水管1穿设 在滤池12上,且进水管1位于填料层2的上方,出水管6穿设在滤池12上,且出水管6位于 承托渗漏层3的下方,出水控制阀门7设置在出水管6上,填料层2包括半焦填料层2-1和 活性污泥菌群2-2,半焦填料层2-1为多孔结构,活性污泥菌群2-2附着在半焦填料层2-1 上,形成生物膜,下流式半焦生物滤池深度处理煤气化废水装置还包括进气泵4、气量调节 阀门5、进气管13和反冲洗装置14,进气管13的一端穿设在滤池12上,且进气管13位于出 水管6的下方,进气管13的另一端与进气泵4连接,气量调节阀门5设置在进气管13上, 反冲洗装置14设置在出水管6上,并与出水管6连通。
[0011] 填料层2的半焦填料层2-1是由煤为原料经高温干馏活化制得的,含有大量不同 孔径级别的孔洞,具有较大的比表面积。半焦具有较强的吸附性能,而且生产成本与活性炭相比较为低廉。经半焦吸附处理后,废水中的污染物以及色度都下降。半焦具有微生物截 留和有机污染物截留的双重功效,因此可以通过微生物降解和物理吸附的协同作用降低废 水中的COD浓度,实现达标排放。
[0012] 本实施方式的滤池12正常运行时,通过气流量调节阀门可有效地控制生物滤池 内的氧气含量,通过气量的调节实现好氧、缺氧的交替运行方式,具有较好的脱氮功效。
[0013] 本实施方式在反冲洗的过程中,可以通过气量调节阀5门来增加气流量,实现气 水联合反冲洗。
[0014] 本实施方式的反冲洗出水槽11设于池体顶部,滤池12的洗出水可通过滤池顶部 的反冲洗出水槽11内的废水流入滤池12中作进一步的排污处理,避免二次污染。
[0015] 本实施方式的滤池12的进水方向为由上到下,滤池12上部的半焦材料易于先达 到吸附饱和,上层填料比较容易从滤池中取出进行再生,显著降低了滤池运行维护的劳动强度。
[0016] 具体实施方式二 :结合图1说明本实施方式,本实施方式的填料层2的半焦填料层 2-1的厚度H为0. 5m-l. 5m。如此设置,有效的满足半焦填料层2_1的吸附功能、微生物截 留和有机污染物截留的多重功效。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。
[0017] 具体实施方式三:结合图1说明本实施方式,本实施方式的进水管1置于滤池12 内的一端的管壁上设有多个废水出水孔1-1。如此设置,可以充分利用滤池的服务面积,最 大程度减少滤池内的死区面积。其它组成和连接关系与具体实施方式二相同。
[0018] 具体实施方式四:结合图1说明本实施方式,本实施方式的进水管1与填料层2之 间的距离L为lm-細。如此设置,在满足废水处理达标的条件下,最大限度的处理更多的废 水。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二或三相同。
[0019] 具体实施方式五:结合图1说明本实施方式,本实施方式的反冲洗装置14包括反 冲洗水泵8、反冲洗阀门9和反冲洗进水管10,反冲洗进水管10的一端与出水管6连通,反 冲洗进水管10的另一端与反冲洗水泵8连接,反冲洗阀门9设置在反冲洗进水管10上。如 此设置,反冲洗装置14在滤池12经过一段时间的运行后,滤池12的填料层内的污染物逐 渐增加,采用反冲洗装置14对滤池进行反洗,实现稳定、高效降低废水中残留有机物的目 的。其它组成和连接关系与具体实施方式四相同。
[0020] 具体实施方式六:结合图1说明本实施方式,本实施方式的反冲洗装置14还包括 反冲洗水槽11,反冲洗水槽11设置在滤池12的内壁上,且反冲洗水槽11位于进水管1的 上方,反冲洗水槽11的上沿低于滤池12的上沿。如此设置,便于反冲洗的废水溢出到反冲 洗水槽中。其它组成和连接关系与具体实施方式五相同。
[0021] 本实用新型的工作过程是:滤池12内的填料层2具有截留活性有机物和吸附有 机污染物的双重功效。在生物滤池运行初期,向其中投入一定量的活性污泥进行接种挂膜。 当煤气化废水由上而下流经滤池12时,半焦填料层2-1对废水中的污染物进行吸附和截 滤,然后污染物和水中的溶解氧向生物膜内扩散,在生物膜表面及外层形成好氧区,内层形 成缺氧区。经生物工艺处理后的煤气化废水其中所含有的有机污染物为绝大部分为难生物 降解或者不可生物降解有机物,通过生物膜内部所含有的缺氧微生物的作用可以将废水中 部分有机物转化,进而通过好氧作用将其去除。同时,生物膜外部的好氧微生物可以降解废 水中所残留的氨氮类污染物,缺氧区的反硝化细菌可以通过反硝化细菌来实现同步脱氮的
5目标,进一步降低废水中的营养类物质,避免排出的废水造成水体的富营养化现象。通过 生物膜上特定微生物种群的各种生化反应,废水中的难降解有机物和氨氮得到进一步的去 除,达到深度处理煤气化废水,实现达标排放的目的。
[0022] 煤气化废水经过生物工艺处理以后,通过进水管1均勻进入滤池12中。废水依靠 重力作用流经整个填料层2,之后流经承托渗漏层3,之后流到滤池12的底部,由出水管6 流出。在滤池工作过程中,出水阀门7始终处于开启状态。当滤池内的废水达到其最大设 计高度时(一般为2. 5m),即可进行滤池反冲洗。反冲洗的过程为关闭出水阀门7,开启反 冲洗进水泵8和反冲洗进水阀门9,反冲洗水由反冲洗进水管10进入到滤池中。反冲洗的 过程为先水洗10分钟,之后进行气水联合反冲洗10分钟,进气采用进气泵4,同时调节进气 阀门5,实现气水联合反冲洗,最后再用水洗10分钟。反冲洗的出水由反冲洗集水槽11收 集并对反冲洗的废水作进一步的排污处理,避免二次污染。

Claims (6)

1. 一种下流式半焦生物滤池深度处理煤气化废水装置,它包括进水管(1)、填料层 (2)、承托渗漏层(3)、出水管(6)、出水控制阀门(7)和滤池(12),承托渗漏层(3)卡装在滤 池(12)内,填料层(2)设置在承托渗漏层(3)上,进水管(1)穿设在滤池(12)上,且进水 管(1)位于填料层(¾的上方,出水管(6)穿设在滤池(1¾上,且出水管(6)位于承托渗漏 层(3)的下方,出水控制阀门(7)设置在出水管(6)上,其特征在于:填料层(¾包括半焦 填料层(2-1)和活性污泥菌群0-2),半焦填料层为多孔结构,活性污泥菌群(2-2) 附着在半焦填料层0-1)上,形成生物膜,下流式半焦生物滤池深度处理煤气化废水装置 还包括进气泵G)、气量调节阀门(5)、进气管(1¾和反冲洗装置(14),进气管(1¾的一端 穿设在滤池(1¾上,且进气管(1¾位于出水管(6)的下方,进气管(1¾的另一端与进气 泵(4)连接,气量调节阀门(¾设置在进气管(1¾上,反冲洗装置(14)设置在出水管(6) 上,并与出水管(6)连通。
2.根据权利要求1所述的下流式半焦生物滤池深度处理煤气化废水装置,其特征在 于:填料层的半焦填料层的厚度(H)为0. 5m-l. 5m。
3.根据权利要求2所述的下流式半焦生物滤池深度处理煤气化废水装置,其特征在 于:进水管(1)置于滤池(12)内的一端的管壁上设有多个废水出水孔(1-1)。
4.根据权利要求1、2或3所述的下流式半焦生物滤池深度处理煤气化废水装置,其特 征在于:进水管⑴与填料层⑵之间的距离(L)为lm-細。
5.根据权利要求4所述的下流式半焦生物滤池深度处理煤气化废水装置,其特征在 于:反冲洗装置(14)包括反冲洗水泵(8)、反冲洗阀门(9)和反冲洗进水管(10),反冲洗进 水管(10)的一端与出水管(6)连通,反冲洗进水管(10)的另一端与反冲洗水泵(8)连接, 反冲洗阀门(9)设置在反冲洗进水管(10)上。
6.根据权利要求5所述的下流式半焦生物滤池深度处理煤气化废水装置,其特征在 于:反冲洗装置(14)还包括反冲洗水槽(11),反冲洗水槽(11)设置在滤池(12)的内壁上, 且反冲洗水槽(11)位于进水管(1)的上方,反冲洗水槽(11)的上沿低于滤池(12)的上沿。
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