CN213708064U - 一种鲁奇碎煤加压气化废水的处理系统 - Google Patents

一种鲁奇碎煤加压气化废水的处理系统 Download PDF

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董珊
赵先奕
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本实用新型公开了一种鲁奇碎煤加压气化废水的处理系统,包括:水解调节生化处理段、缺氧好氧生化处理段、活性污泥缺氧生化处理段、曝气生化处理段、二沉池、集水池、气浮滤池和产水池;其中,水解调节生化处理段与缺氧好氧生化处理段、活性污泥缺氧生化处理段、曝气生化处理段、二沉池、集水池、气浮滤池和产水池依次连接;水解调节生化处理段的前端设有高氨氮废水入口;二沉池的底部设有排泥口;产水池设有达标排水口。该处理系统工艺流程简单,氨氮处理负荷高,占地面积小,节省投资。

Description

一种鲁奇碎煤加压气化废水的处理系统
技术领域
本实用新型涉及废水处理领域,尤其涉及一种鲁奇碎煤加压气化废水的处理系统。
背景技术
近年来,鲁奇加压煤气化技术广泛应用于国内的煤制气化工装置中,该工艺过程会产生大量的高污染废水,氨氮为高污染物之一,对此,国内外普遍采用酚氨回收装置对该类废水进行预处理。但是,由于预处理工艺设计不合理,加上过度脱氨的成本太高,通常该类废水经一级蒸氨处理后,氨氮浓度仍高到300~500mg/L,属于高氨氮污染废水。
针对鲁奇炉加压煤气化废水水质复杂、污染物浓度高的特点,煤气化废水主要采用传统的活性污泥法生物技术处理,但由于氨氮浓度高,对生物活性产生一定的抑制作用,传统活性污泥对此类废水的耐受力较弱、易发生污泥膨胀、中毒;且经处理后的出水氨氮仍超标,不合格的氨氮排入水体会造成地表水富营养化,严重影响水质。
另外,目前我国水环境污染严重,水资源严重短缺,国家对工业废水的排放标准要求越来越严格,对废水中氨氮的排放浓度作了严格的规定,多个工业污染排放标准中要求氨氮<5mg/L。因此,传统活性污泥并无法满足有效去除鲁奇碎煤加压气化废水的高氨氮,满足达标排放的要求。
实用新型内容
基于现有技术所存在的问题,本实用新型的目的是提供一种鲁奇碎煤加压气化废水的处理系统,能解决现有活性污泥,无法满足有效去除鲁奇碎煤加压气化废水的高氨氮,满足达标排放的问题。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的:
本实用新型实施方式提供一种鲁奇碎煤加压气化废水的处理系统,包括:
水解调节生化处理段、缺氧好氧生化处理段、活性污泥缺氧生化处理段、曝气生化处理段、二沉池、集水池、气浮滤池和产水池;其中,
所述水解调节生化处理段与所述缺氧好氧生化处理段、活性污泥缺氧生化处理段、曝气生化处理段、二沉池、集水池、气浮滤池和产水池依次连接;
所述水解调节生化处理段的前端设有高氨氮废水入口;
所述二沉池的底部设有排泥口;
所述产水池设有达标排水口。
由上述本实用新型提供的技术方案可以看出,本实用新型实施例提供的鲁奇碎煤加压气化废水的处理系统,其有益效果为:
通过将不同功能的四段生化处理段与气浮滤池结合形成一种能有效去除鲁奇碎煤加压气化废水中的氨氮污染物的处理系统,解决现有生化处理技术的不足,满足氨氮废水排放的高标准要求。本实用新型的处理系统工艺流程简单,氨氮处理负荷高,占地面积小,节省投资。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域的普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为本实用新型实施例提供的鲁奇碎煤加压气化废水的处理系统的示意图;
图中各标记对应的部件为:1-水解调节生化处理段;2-缺氧好氧生化处理段;3-活性污泥缺氧生化处理段;4-曝气生化处理段;5-二沉池;6-集水池;7-气浮滤池;8-产水池;9-污泥处理子系统;A-高氨氮废水入口;B-达标排水口。
具体实施方式
下面结合本实用新型的具体内容,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型的保护范围。本实用新型实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
如图1所示,本实用新型实施例提供一种鲁奇碎煤加压气化废水的处理系统,包括:
水解调节生化处理段、缺氧好氧生化处理段、活性污泥缺氧生化处理段、曝气生化处理段、二沉池、集水池、气浮滤池和产水池;其中,
所述水解调节生化处理段与所述缺氧好氧生化处理段、活性污泥缺氧生化处理段、曝气生化处理段、二沉池、集水池、气浮滤池和产水池依次连接;
所述水解调节生化处理段的前端设有高氨氮废水入口;
所述二沉池的底部设有排泥口;
所述产水池设有达标排水口。
上述处理系统中,所述水解调节生化处理段采用设有调节式折流板的反应池,具有水解、调节双重功能,在反应池内形成多段折流段,所述折流板采用304不锈钢材质,并设计为可调节形式,同时水解调节生化处理段内每折流段设潜水搅拌器,以维持池内混合液的均匀、防止固形物沉淀。根据待处理废水的特点,灵活调整水解调节生化段的功能,如果来水可生化性较好,折流板上调,关闭污泥回流管上的阀门,并启动潜水搅拌器,均和水量水质;如果来水可生化性较差,调节式折流板不上调,开启污泥回流管上的阀门,增加污泥浓度,通过水解作用提高待处理废水的可生化性;
所述缺氧好氧生化处理段由合建在一起的缺氧池和好氧池构成,所述缺氧池在前端,所述好氧池在后端;所述缺氧池内设有表吸式搅拌器,所述好氧池内设有曝气装置;
所述活性污泥缺氧生化处理段采用活性污泥缺氧池,该活性污泥缺氧池内设有潜水搅拌器;
所述曝气生化处理段内设有射流曝气装置,该曝气生化处理段的水力停留时间为20~ 30min,该曝气生化处理段主要通过曝气作用去除氮气,避免前面三段生化处理段多余的氮气吸附在污泥上,出现污泥上浮。
上述处理系统中,缺氧好氧生化处理段的缺氧池和好氧池内均填加有塑料生物悬浮填料,塑料生物悬浮填料在缺氧池和好氧池内的填充率均为20%~50%。优选的,所述的塑料生物填料采用高密度聚乙烯材质,该塑料生物悬浮填料由两个同心管构成,内部为隔离壁,外表面呈波纹状,分区形成“蜂巢”状,最里圈为圆形,中间层由内管和中间环之间的6个隔离壁形成6个腔,外层由中间管和外部波纹环形成12个间隔间,也包含12个等距的短棱。该塑料生物悬浮填料的有效比表面积为800m2/m3。也可以采用类似的塑料生物填料,只要满足其有效比表面积即可。
上述处理系统中,所述缺氧好氧生化处理段的出水端经混合液回流管与该缺氧好氧生化处理段的进水端连接;
所述二沉池的排泥口经污泥回流管分别连接至水解调节生化处理段和缺氧好氧生化处理段的前端。
上述处理系统还包括:污泥处理子系统,与所述二沉池的排泥口连接。
上述处理系统中,缺氧好氧生化处理段为缺氧池和好氧池合建结构的生化处理池。
上述处理系统中,缺氧好氧生化处理段的缺氧池前端进水管上设有补磷装置;
所述缺氧好氧生化处理段的好氧池上设有碳酸钠补碱投加装置。
上述处理系统中,气浮滤池采用由混凝池、絮凝池、气浮过滤池依次连接而成的处理装置;
所述气浮滤池设有PAC和PAM加药装置。
本实用新型的处理系统处理鲁奇碎煤加压气化废水的流程为:
需处理的鲁奇碎煤加压气化废水首先由通过重力流或泵送至集水解、调节功能一体的水解调节生化处理段,水解调节生化处理段出水通过泵提升至由缺氧、好氧合建的缺氧好氧生化处理段,废水经缺氧好氧生化处理段处理后管道自流进入活性污泥缺氧生化处理段,再通过管线输送至曝气生化处理段,处理后的出水进入二沉池,气浮滤池装置前设集水池,二沉池分离的净水进入集水池,通过泵提升至气浮滤池,气浮过滤后的出水进入产水池,通过泵外送。
本实用新型将不同功能的四段生化处理段与气浮滤池结合形成一种能有效去除鲁奇碎煤加压气化废水中的氨氮污染物的处理系统,解决现有生化处理技术的不足,满足氨氮废水排放的高标准要求。本实用新型整套组合工艺流程简单,氨氮处理负荷高,占地面积小,节省投资。
下面对本实用新型实施例具体作进一步地详细描述。
本实用新型的处理系统对鲁奇碎煤加压气化高氨氮废水的处理工艺流程按水流方向为:
经蒸氨预处理的鲁奇加压气化高氨氮废水首先进入水解调节生化处理段,由于鲁奇加压气化废水的一般情况下具有一定的可生化性,同时为应对可生化性较差时的水质,水解调节生化处理段设计为同时具有水解、调节功能的结构,水解调节生化处理段设计为折流板结构,其折流板采用304不锈钢材质,并设计为可调节形式,同时水解调节生化处理段内每折流段设潜水搅拌器,以维持池内混合液的均匀、防止固形物沉淀。根据待处理废水的特点,灵活调整水解调节生化段的功能,如果来水可生化性较好,折流板上调,关闭污泥回流管上的阀门,根据来水的可生化性开启,并启动潜水搅拌器,均和水量水质;如果来水可生化性较差,折流板不上调,开启污泥回流管上的阀门,增加污泥浓度,通过水解作用提供待处理废水的可生化性。水解调节生化处理段处理后的出水用泵提升至缺氧好氧生化处理段,缺氧好氧生化处理段采用缺氧池、好氧池合建形式,其中缺氧池在前端,好氧池在后端。缺氧段设表吸式搅拌器,好氧段曝气装置,同时在缺氧好氧生化处理段的池体中填加塑料生物悬浮填料,微生物附着生长于悬浮填料表面,形成一定厚度的微生物膜层。这种塑料生物悬浮填料在鼓风曝气或搅拌器的扰动下在反应池中随水流浮动,带动附着生长的生物菌群与水体中的污染物和氧气充分接触,污染物通过吸附和扩散作用进入生物膜内,被微生物降解。附着生长的微生物可以达到很高的生物量,因此缺氧好氧生化处理段池内生物浓度是悬浮生长活性污泥工艺的2~4倍,可达8~12g/L,降解效率也因此成倍提高,因此系统具有很强的脱氮能力,经过该段处理后的出去氨氮被大量去除,去除率可达98%,对于氨氮含量300~500mg/L的鲁奇加压气化废水,经缺氧好氧生化处理段处理后的出水氨氮可降解到6~10mg/L,有效降低活性污泥缺氧生化处理段对剩余硝酸盐氮的处理负荷。缺氧好氧生化处理段处理出水进入活性污泥缺氧生化处理段,活性污泥缺氧生化处理段为活性污泥缺氧池,池内设潜水搅拌器,以提供必要的循环流速,保持池内的混合液呈悬浮状态,使微生物与基质充分接触,因为进入该活性污泥缺氧生化处理段的废水硝酸盐氮含量很低,所以该活性污泥缺氧生化处理段的污水通过利用污水中的有机物作为底物微生物量,将缺氧好氧生化处理段剩余的硝态氮还原为氮气,有效去除剩余氨氮,节省了碳源的投加,减少加药装置的投资成本与运行中的药剂费用;活性污泥缺氧生化处理段出水进入曝气生化处理段,曝气生化处理段的停留时间设计为20~30min,池内设有射流曝气装置,活性污泥缺氧生化处理段还原的氮气在曝气生化处理段通过曝气脱除,避免生化三段多余的氮气吸附在污泥上,出现污泥上浮;曝气生化处理段出水进入二沉池,对混合液进行固液分离,二沉池底部污泥一部分作为回流污泥回流至水解调节生化处理段和缺氧好氧生化处理段的进水端,污泥回流比为50%~100%。一部分为剩余污泥排放至污泥处理系统。二沉池出水进入气浮滤池,在高效溶气气浮的作用下,去除二沉池未完全分离的一些颗粒细小物质,保安出水达标。
该处理系统中氨氧化过程中消耗一定的碱度,为保证碱度充足,缺氧好氧生化处理段的好氧池设置碳酸钠投加装置,能在适当的时间补充碱度;同时,考虑生化处理中营养物质比例,在缺氧好氧生化处理段的进水前设置补磷装置,能根据废水实际运行情况灵活投加磷。
另外,本实用新型中的污泥处理子系统为成熟的处理工艺,按常规处理的浓缩、脱水处理污泥。
(1)本实用新型采用不同功能的四段生化处理段,能够有效应对水质波动的高氨氮废水。且能将废水中高浓度氨氮稳定降到5mg/L以下,满足行业废水排放标准。
(2)本实用新型采用四段不同功能的生化处理段结合气浮滤池组合工艺,对出水稳定达标有保安作用。
(3)本实用新型缺氧好氧生化处理段填加的特殊结构填料有效比表面积达800m2/m3,适合微生物的吸附生长,有效生物浓度达10g/l以上(传统活性污泥仅为2~4g/l),使来水的水质波动得到充分的分散,并迅速被消减,从而提高了系统的抗冲击负荷能力;而且微生物固定于悬浮填料上,不随水流流出2段池体,避免生物流失。
(5)本实用新型缺氧好氧生化处理段中的前端缺氧段内设表吸式搅拌器,能够定向吸引填料,增大填料的循环量,确保生物填料的均匀分布,保护微生物在填料表面上生长,增加其与水体的接触,提高氨氮去除效果。
(5)本实用新型缺氧好氧生化处理段填加的塑料生物悬浮填料比重接近于1,能悬浮于缺氧池和好氧池内,在轻微搅拌下即可获得完全的流态化,最大限度的降低能耗;同时,该塑料生物悬浮填料能在曝气下自由通畅的旋转,增加对水中气泡的撞击和切割,破碎大的气泡,延长气泡在水中停留时间,氧的利用率可提高3~5个百分点,有效的降低了供氧能耗。
(6)本实用新型系统中由于设置塑料生物悬浮填料上的生物膜污泥龄长,非常适宜于硝化菌的生长,硝化菌浓度高,因此硝化脱氮能力显著,25℃的硝化效率达720~1000gNH4-N/m3·d,而传统的活性污泥法在污泥浓度为3g/l的情况下,硝化效率低于100~200 gNH4-N/m3·d。
(7)本实用新型系统中微生物污泥龄长(20~40天),生物相多而且稳定化,同时微生物自身氧化分解,故系统污泥产生量少,降低污泥产量30%~90%,相应减少了污泥处理费用。
实施例:
某石化公司煤制气装置排放的高氨氮废水,pH为6~9,温度不大于40℃,氨氮含量为 300mg/L~500mg/L。经过本实用新型方法处理后,出水氨氮含量≤5mg/L,氨氮去除率高达99%,满足排放要求。
以上所述,仅为本实用新型较佳的具体实施方式,但本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此,本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种鲁奇碎煤加压气化废水的处理系统,其特征在于,包括:
水解调节生化处理段、缺氧好氧生化处理段、活性污泥缺氧生化处理段、曝气生化处理段、二沉池、集水池、气浮滤池和产水池;其中,
所述水解调节生化处理段与所述缺氧好氧生化处理段、活性污泥缺氧生化处理段、曝气生化处理段、二沉池、集水池、气浮滤池和产水池依次连接;
所述水解调节生化处理段的前端设有高氨氮废水入口;
所述二沉池的底部设有排泥口;
所述产水池设有达标排水口。
2.根据权利要求1所述鲁奇碎煤加压气化废水的处理系统,其特征在于,所述水解调节生化处理段采用调节式折流板结构反应池,在所述反应池内形成多段折流段,每折流段均设有潜水搅拌器;
所述缺氧好氧生化处理段由合建在一起的缺氧池和好氧池构成,所述缺氧池在前端,所述好氧池在后端;所述缺氧池内设有表吸式搅拌器,所述好氧池内设有曝气装置;
所述活性污泥缺氧生化处理段采用活性污泥缺氧池,该活性污泥缺氧池内设有潜水搅拌器;
所述曝气生化处理段内设有射流曝气装置。
3.根据权利要求2所述鲁奇碎煤加压气化废水的处理系统,其特征在于,所述缺氧好氧生化处理段的缺氧池和好氧池内均填加有塑料生物悬浮填料,所述塑料生物悬浮填料在所述缺氧池和所述好氧池内的填充率均为20%~50%。
4.根据权利要求3所述鲁奇碎煤加压气化废水的处理系统,其特征在于,所述塑料生物悬浮填料的有效比表面积为800m2/m3
5.根据权利要求1至3任一项所述鲁奇碎煤加压气化废水的处理系统,其特征在于,所述缺氧好氧生化处理段的出水端经混合液回流管与该缺氧好氧生化处理段的进水端连接;
所述二沉池的排泥口经污泥回流管分别连接至水解调节生化处理段和缺氧好氧生化处理段的前端。
6.根据权利要求1至3任一项所述鲁奇碎煤加压气化废水的处理系统,其特征在于,还包括:污泥处理子系统,与所述二沉池的排泥口连接。
7.根据权利要求1至3任一项所述鲁奇碎煤加压气化废水的处理系统,其特征在于,所述缺氧好氧生化处理段为缺氧池和好氧池合建结构的生化处理池。
8.根据权利要求7所述鲁奇碎煤加压气化废水的处理系统,其特征在于,所述缺氧好氧生化处理段的缺氧池前端进水管上设有补磷装置;
所述缺氧好氧生化处理段的好氧池上设有碳酸钠补碱投加装置。
9.根据权利要求1至3任一项所述鲁奇碎煤加压气化废水的处理系统,其特征在于,所述气浮滤池采用由混凝池、絮凝池、气浮过滤池依次连接而成的处理装置;
所述气浮滤池设有PAC和PAM加药装置。
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