CN205347102U - 一种煤直接液化污水的深度处理系统 - Google Patents

一种煤直接液化污水的深度处理系统 Download PDF

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范树军
于强
张泽南
王伟
刘德森
许昊
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China Shenhua Coal to Liquid Chemical Co Ltd
Shenhua Group Corp Ltd
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China Shenhua Coal to Liquid Chemical Co Ltd
Shenhua Group Corp Ltd
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Abstract

本实用新型公开了一种煤直接液化污水的深度处理系统,包括臭氧氧化单元、A/O生化池、膜生物反应器(MBR)、过滤单元和反渗透单元。本实用新型不仅可以有效降低污水毒性,提高污水的可生化性,保证生化系统不受冲击,能够稳定运行,而且还可以对污水进行高效深入的处理,实现“零”排放及污水回用。

Description

一种煤直接液化污水的深度处理系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及污水处理领域,尤其涉及一种用煤直接液化污水的深度处理系统。
背景技术
[0002]随着我国水资源紧缺态势的日益严峻,尤其是国家大力提倡的绿色GDP建设以及循环经济的提出,使企业节水减排与污水资源化利用尤为重要。因此如何经济、高效、可靠的提高企业水资源综合利用率甚至达到“零排放”标准,是企业满足国家、当地政府环保要求,树立企业负责任形象的重要工作。
[0003]神华煤直接液化项目是我国也是世界上第一个煤炭直接液化商业性建设项目,在煤直接液化、加氢稳定、加氢改质过程中反应生成的硫化氢、氨、酚类物质在注水冲洗后产生高浓度污水,水中硫化氢、氨的含量可达16000mg/L、酚类物质含量超过5000mg/L,除此之夕卜,煤液化加氢过程产生的部分油以乳化态存在于高浓度污水中,这些不利因素都给煤直接液化高浓度污水处理带来巨大挑战,在国内外没有类似污水处理经验可供借鉴的情况下,处理起来难度很大。
[0004]因此,一方面,这些污水由于排放量大,且成分复杂,有机物浓度高,生物降解性差,甚至有生物毒性等特点。对于这些污水,通过使用传统工艺组合进行处理,虽然投入了大量的物力和财力,但是仍会对生化处理工艺系统产生高负荷冲击,从而使出水水质不稳定,难以满足设计要求。另一方面,对污水处理的要求,随着时代的发展,越来越高,例如要求加之“零”排放及污水回用,本领域技术人员理解,由于“零”排放及污水回用需要针对污水中几乎全部的杂质都进行深入有效的处理,相对于仅将污水处理到一定程度而言,难度显著增大。
[0005]因此,有必要针对污水中的难处理或具有生物毒性的物质,设计一种煤直接液化污水的深度处理系统。
实用新型内容
[0006]本实用新型的目的在于提供一种煤直接液化污水的深度处理系统,以针对污水中的难处理或具有生物毒性的物质进行去全面、深入的处理。
[0007]为实现上述目的,本实用新型采用以下技术方案:
[0008] —种煤直接液化污水的深度处理系统,包括:
[0009] 臭氧处理单元,用于对待处理的污水进行臭氧氧化处理;
[0010] A/0生化池,所述A/0生化池包括前置的反硝化池和曝气池,用于对来自所述臭氧处理单元的污水进行生化处理;
[0011]膜生物反应器,用于截留来自所述A/0生化池的污水中大分子有机物并将污水进行固液分离,以得到分离液和剩余的混合液;
[0012] 过滤单元,所述过滤单元包括产水池、活性炭过滤器和超滤装置,所述产水池用于接收经所述膜生物反应器处理后的分离液;所述活性炭过滤器用于对来自所述产水池的污水进行吸附过滤;所述超滤装置用于对来自所述活性炭过滤器和/或直接来自所述产水池的污水进行超滤处理;和
[0013] 反渗透单元,用于对来自所述超滤装置的滤液进行反渗透处理。
[0014]根据本实用新型的深度处理系统,优选地,所述臭氧氧化单元包括依次串联连接的第一级臭氧氧化塔、第二级臭氧氧化塔和第三级臭氧氧化塔。
[0015]根据本实用新型的深度处理系统,优选地,所述深度处理系统还包括超滤反洗水栗,用于将所述超滤装置的反洗水送入所述A/0生化池。
[0016] 根据本实用新型的深度处理系统,优选地,所述深度处理系统还包括活性污泥回流栗,用于将所述膜生物反应器得到的混合液送回所述A/0生化池。
[0017]根据本实用新型的深度处理系统,优选地,其特征在于,所述反渗透单元包括:
[0018]增压栗,用于来自所述超滤装置的滤液进行增压;
[0019] 保安过滤器,用于对来自所述增压栗的污水进行过滤;
[0020]高压栗,用于提升所述保安过滤器的滤液的压力;
[0021 ]反渗透设备,用于对来自所述高压栗的污水进行反渗透处理;和
[0022]浓水箱,用于接收所反渗透设备的渗余液。
[0023]根据本实用新型的深度处理系统,优选地,所述深度处理系统还包括产品水箱,所述产品水箱用于接收所述反渗透设备的渗透液。
[0024]根据本实用新型的深度处理系统,优选地,所述深度处理系统还包括蒸发结晶系统,用于使所述浓水箱的渗余液蒸发结晶。
[0025]根据本实用新型的深度处理系统,优选地,所述超滤装置包括:
[0026]超滤原水罐,用于接收来自所述活性炭过滤器和/或直接来自所述产水池的污水;
[0027]超滤进水栗,用于将所述原水罐的污水送入超滤过滤器;
[0028]超滤过滤器,用于去除来自所述超滤进水栗的污水中的固相杂质;和
[0029] 超滤主机,用于对所述超滤过滤器的滤液进行超滤处理。
[0030]本实用新型提供的煤直接液化污水的深度处理系统通过设置臭氧氧化单元、A/0生化池、MBR、超滤设备和反渗透设备共同来对煤直接液化产生的污水进行处理,不仅可以有效降低污水毒性,提高污水的可生化性,保证生化系统不受冲击,能够稳定运行,而且还可以对污水进行高效深入的处理,实现“零”排放及污水回用。
附图说明
[0031]图1为本实用新型的煤直接液化污水的深度处理系统一种实施方式的示意图。
具体实施方式
[0032]下面结合实施例和附图对本实用新型进行详细说明,但本实用新型并不仅限于此。
[0033]如图1所示,本实用新型提供的煤直接液化污水的深度处理系统包括臭氧氧化单元1、A/0生化池2、膜生物反应器(MBR) 3、过滤单元4和反渗透单元5。
[0034] 在本实用新型中,所述臭氧处理单元I用于对待处理的污水进行臭氧氧化处理;在一个实施例中,所述臭氧氧化单元I包括依次串联连接的第一级臭氧氧化塔U、第二级臭氧氧化塔12和第三级臭氧氧化塔13。臭氧是一种强氧化剂,在水中有较高的氧化还原电位(2.07V),且不易引起二次污染,制备简单,使用方便。臭氧可以氧化分解水中的有毒有害和高稳定性有机物,去除嗅味和色度。高浓度污水依次在各级臭氧氧化塔内与臭氧发生器产生的臭氧逆流接触,把难生化的长链有机物以及生化本身代谢产生的难降解可溶性微生物产物进行生化或物化方法处理,改善污水的可生化性。
[0035]在本实用新型中,所述A/0生化池2包括前置的反硝化池和曝气池,用于对来自所述臭氧处理单元的污水进行生化处理。在一个具体实施例中,所述反硝化池(A池)中的异养型反硝化细菌利用来水中的有机物作为碳源将混合液中的亚硝态氮和硝态氮还原为氮气。所述曝气池(O池)优选为推流式曝气池,其活性污泥中的微生物在有氧条件下,将污水中的有机物降解成CO2和H2O,将污水中的NH3-N氧化成亚硝态氮和硝态氮。从而,来自MBR膜池中混合液可以回流至A池进行脱氮;O池可以通过添加碳酸钠在调节pH值的同时补充微生物所需要的营氧物。
[0036]所述膜生物反应器3(MBR)用于截留来自所述A/0生化池2的污水中大分子有机物并将污水进行固液分离,以得到分离液和剩余的混合液。MBR技术是本领域熟知的结合生物学的处理工程和膜分离工程的处理方法。生物学的处理,利用输入水内存在的有机物为营养源的微生物,把水中存在的胶质性及溶存性有机物转换成多种气体和细胞组织的工程,MBR系统与传统的生物学的处理方法(活性污泥法、长期曝气法、接触氧化法等)的最大差异点是高效分离方式。传统生物学的处理是利用微生物流量和水的比重差的重力沉降的高效分离方式,操作复杂,对发生各负荷的对策能力低而恶化污泥的沉降性,因此处理水质的变动大。但是MBR系统使这些问题得以解决,保证污水处理的稳定性及高效率。使水力停留时间(HRT)和污泥停留时间(STR)完全分离。其高效的固液分离能力使出水水质良好。
[0037]在一个优选实施例中,所述深度处理系统还包括活性污泥回流栗(图中未示出),用于将所述膜生物反应器3得到的混合液送回所述A/0生化池2。
[0038]所述过滤单元4包括产水池41、活性炭过滤器42和超滤装置43,其中,所述产水池41用于接收经所述膜生物反应器3处理后的分离液;所述活性炭过滤器42用于对来自所述产水池41的污水进行吸附过滤;所述超滤装置43用于对来自所述活性炭过滤器42和/或直接来自所述产水池41的污水进行超滤处理,当所述产水池41接收的分离液符合所述超滤装置43的进料要求时,所述产水池41中的污水可以直接送入超滤装置43,当产水池41接收的分离液不符合所述超滤装置43的进料要求时,所述产水池41中的污水可以先进所述活性炭过滤器42吸附过滤后再送入超滤装置43,以使所述超滤装置43的进料复合要求。
[0039]所述超滤装置可以是本领域所熟知的那些,比如为陶氏、GE或东丽公司的市售超滤装置。在本实用新型的一个优选实施例中,所述超滤装置包括超滤原水罐、超滤进水栗、超滤过滤器和超滤主机(图中未示出)。其中,所述超滤原水罐用于接收来自所述活性炭过滤器42和/或直接来自所述产水池41的污水;所述超滤进水栗用于将所述原水罐的污水送入超滤过滤器;所述超滤过滤器,优选为超滤自清洗过滤器,用于去除来自所述超滤进水栗的污水中的固相杂质;所述超滤主机用于对所述超滤过滤器的滤液进行超滤处理。
[0040]在一个优选实施例中,所述深度处理系统还包括超滤反洗水栗(图中未示出),用于将所述超滤装置43的反洗水送入所述A/0生化池2。
[0041] 所述反渗透单元5用于对来自所述超滤装置43的滤液进行反渗透处理。在一个优选实施例中,所述反渗透单元5包括增压栗、保安过滤器、高压栗、反渗透设备和浓水箱(图中未示出),其中,所述增压栗用于对来自所述超滤装置43的污水进行增压,以使污水能获得足够的压力经所述保安过滤器过滤;所述保安过滤器用于对来自所述增压栗的污水进行过滤,以保护所述反渗透设备正常运行。所述保安过滤器可以是本领域所熟知的那些,又称为精密过滤器,其滤芯材料可以为烧结滤管、熔喷式纤维滤芯和蜂房滤芯等,优选蜂房滤芯,便于更换,有利于设备的操作维护和管理,精密过滤设备过滤精度为Ιμπι,以防止大颗粒物质进入所述反渗透设备,最大限度的保护所述反渗透设备的反渗透膜不被机械划伤。所述高压栗用于提升所述保安过滤器的滤液的压力,以便顺利进行反渗透处理。
[0042]所述反渗透设备用于对来自所述高压栗的污水进行反渗透处理。所述反渗透设备可以是本领域所熟知的那些反渗透设备,比如陶氏、科式、日东电工或东丽公司的市售反渗透设备,优选地,所述反渗透所采用的反渗透膜为抗污染复合反渗透膜,例如陶氏化学公司的抗污染复合反渗透膜。经过反渗透脱盐处理后,可以把污水浓缩至较高浓度,使得污水量大大减少,有助于减小后续蒸发结晶系统的规模和投资成本。所述浓水箱用于接收所述反渗透设备的渗余液。所述反渗透设备的渗透液可以直接作为企业中的循环水利用。
[0043]在一个优选实施例中,所述深度处理系统还包括产品水箱(图中未示出),所述产品水箱用于接收所述反渗透设备的渗透液。
[0044]在另一个优选实施例中,所述深度处理系统还包括蒸发结晶系统(图中未示出),用于使所述浓水箱的渗余液蒸发结晶,以回收水分。
[0045]本实用新型的深度处理系统运行时,待处理的污水进入臭氧氧化单元I,依次进入第一、二、三级臭氧氧化塔,在氧化塔内与臭氧发生器产生的臭氧(浓度约200mg/L)逆流接触,平均COD去除率达到42 %,氧化处理后用栗送出。
[0046]经臭氧氧化的高浓度污水生化出水及超滤反洗水进入配水廊道,经配水廊道将污水均匀分配到两条格栅渠;污水经转鼓格栅除污机去除污水中的颗粒物和漂浮物之后自流进入A/0生化池2中,转鼓格栅除污机拦截的颗粒物和漂浮物统一收集后运出厂外。
[0047] 污水进入A/0生化池2(A/0池污泥浓度:5〜8g/L,氨氮污泥负荷约为0.09kgNH_N/(kgMLSS.d),污泥回流比约为3:1)后依次经由前置的反硝化池和曝气池进行生化处理,AO生化池2出水自流进入MBR3分配渠后均匀进入MBR3进一步去除污水中有机物并将污水固液分离,MBR产水经栗送入产水池41。产水池41出水检测合格后经栗送入超滤原水罐;若产水池41出水指标无法满足超滤进水水质要求,产水池41出水首先经活性炭过滤器42过滤吸附后再送入超滤原水罐。MBR处理所得混合液经活性污泥回流栗回流至A/0生化池2。
[0048]进入超滤原水罐中的污水经超滤进水栗送入超滤自清洗过滤器去除水中的悬浮物、颗粒物等杂质后进入超滤主机进一步去除水中的铁锈、泥沙、细菌、大分子有机物等,降低水的浊度,为后续反渗透单元5的正常运行提供保证。
[0049]超滤出水经增压栗提升进入保安过滤器进一步截留水中残存的微量悬浮颗粒、胶体、微生物等大于Ιμπι的颗粒,然后再经高压栗加压进入反渗透设备脱盐;反渗透设备的渗透液经过添加次氯酸钠后进入产品水箱,反渗透设备的渗余液进入浓水箱。所述产品水箱中水可以送至三个去向:一是去蒸发产品水罐,通过蒸馏产品水栗送至电厂替代新鲜水;二是去新增回用水管网,输送至全厂各个工艺单元替代部分新鲜水;三是深度处理系统内的用水。所述浓水箱中的水经输送栗送至蒸发结晶单元处理。
[0050]最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种煤直接液化污水的深度处理系统,包括: 臭氧处理单元,用于对待处理的污水进行臭氧氧化处理; A/Ο生化池,所述A/Ο生化池包括前置的反硝化池和曝气池,用于对来自所述臭氧处理单元的污水进行生化处理; 膜生物反应器,用于截留来自所述A/Ο生化池的污水中大分子有机物并将污水进行固液分离,以得到分离液和剩余的混合液; 过滤单元,所述过滤单元包括产水池、活性炭过滤器和超滤装置,所述产水池用于接收经所述膜生物反应器处理后的分离液;所述活性炭过滤器用于对来自所述产水池的污水进行吸附过滤;所述超滤装置用于对来自所述活性炭过滤器和/或直接来自所述产水池的污水进行超滤处理;和 反渗透单元,用于对来自所述超滤装置的滤液进行反渗透处理。
2.根据权利要求1所述的深度处理系统,其特征在于,所述臭氧氧化单元包括依次串联连接的第一级臭氧氧化塔、第二级臭氧氧化塔和第三级臭氧氧化塔。
3.根据权利要求1所述的深度处理系统,其特征在于,所述深度处理系统还包括超滤反洗水栗,用于将所述超滤装置的反洗水送入所述A/Ο生化池。
4.根据权利要求1所述的深度处理系统,其特征在于,所述深度处理系统还包括活性污泥回流栗,用于将所述膜生物反应器得到的混合液送回所述A/Ο生化池。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的深度处理系统,其特征在于,所述反渗透单元包括: 增压栗,用于来自所述超滤装置的滤液进行增压; 保安过滤器,用于对来自所述增压栗的污水进行过滤; 高压栗,用于提升所述保安过滤器的滤液的压力; 反渗透设备,用于对来自所述高压栗的污水进行反渗透处理;和 浓水箱,用于接收所反渗透设备的渗余液。
6.根据权利要求5所述的深度处理系统,其特征在于,所述深度处理系统还包括产品水箱,所述产品水箱用于接收所述反渗透设备的渗透液。
7.根据权利要求5所述的深度处理系统,其特征在于,所述深度处理系统还包括蒸发结晶系统,用于使所述浓水箱的渗余液蒸发结晶。
8.根据权利要求1-4中任一项所述的深度处理系统,其特征在于,所述超滤装置包括: 超滤原水罐,用于接收来自所述活性炭过滤器和/或直接来自所述产水池的污水; 超滤进水栗,用于将所述原水罐的污水送入超滤过滤器; 超滤过滤器,用于去除来自所述超滤进水栗的污水中的固相杂质;和 超滤主机,用于对所述超滤过滤器的滤液进行超滤处理。
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