CN219363441U - 一种气化废水处理设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种气化废水处理设备，包括依次相连接的调节池、除硬一体化设备、缓冲池、换热器、AOAO生化池和MBR膜池；调节池内设有两台搅拌机；除硬一体化设备由三大单元构成，第一单元分为快混池和慢混池，快混池内设有一台快速搅拌机，慢混池内设有一台慢速搅拌机；第二单元为沉淀池；第三单元为PH回调池，内设有一台搅拌机；缓冲池上端高度低于除硬一体化设备的第三单元底面；缓冲池内设有两台耐高温搅拌机；缓冲池与换热器之间设有提升泵；AOAO生化池包括一级AO池和二级AO池。本实用新型合理地将气化废水通用的物化法和生化法通过一套装置进行耦合，充分发挥了两种方式各自优点且规避了各自缺点。
Description
技术领域
本实用新型属于废水处理技术领域，涉及一种气化废水处理设备。
背景技术
气化废水通常是指煤气化废水。我国的能源储备情况决定了煤化工必然是我国化工体系中重要的组成部分，而煤化工主要就是将煤炭转化为气态、液态和固态产品进而生产其他化工产品。气化废水是煤炭在反应炉中发生一系列的化学反应气化分解所生成的可燃气体通过喷淋冷后产生的冷凝水和洗涤废水，其水质取决于煤气化时采用的工艺技术。GE德士古(Texaco)水煤浆加压气化技术因起具有安全可靠、投资小、生产效率高的优势在我国煤化工产业中得到广泛应用，而采用该种生产工艺产生的气化废水的主要特点就是高硬度、高氨氮、高COD且有机物含量低。
现阶段针对上述气化废水主要的处理工艺主要包括生化处理和物化处理两种办法。其中生化处理包括AO工艺、前置反硝化生物脱氮、氧化沟、MBR工艺等；物化处理包含折点加氯法、吹脱法、膜分离法、离子交换法及吸附等。但是无论是生化处理还是气化处理工艺，均存在着一定的缺陷，比如单纯生化法处理会导致悬浮物存留，而单纯物化法存在容易导致设备结垢堵塞的问题，同时上述两种方法均可能导致臭气的产生，而其未考虑对相应的气体做处理。
发明内容
本实用新型的目的是提供气化废水处理装置，以解决现有生化法处理气化废水会有悬浮物残留以及物化法易结垢，以及气化废水产生的臭气未被处理的问题。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案予以解决：
一种气化废水处理设备，包括依次相连接的调节池、除硬一体化设备、缓冲池、换热器、AOAO生化池和MBR膜池；
所述调节池内设置有两台搅拌机；调节池和除硬一体化设备之间设置有提升泵；
所述除硬一体化设备由三大单元构成，第一单元分为快混池和慢混池，快混池内设置有一台快速搅拌机，慢混池内设置有一台慢速搅拌机；第二单元为沉淀池；第三单元为PH回调池，其内设置有一台搅拌机；
缓冲池的上端高度低于除硬一体化设备的第三单元的底面；缓冲池内设置有两台耐高温搅拌机；缓冲池与换热器之间设置有一个提升泵；
AOAO生化池包括一级AO池和二级AO池；
进一步的，所述MBR膜池包括膜池进水渠以及其连接的一号MBR膜池和二号MBR膜池，膜池进水渠分别连接七号好氧池、八号好氧池的出水端，一号MBR膜池和二号MBR膜池的出口连接膜池回流渠；
进一步的，所述调节池内的搅拌机优选为耐高温的潜水搅拌机；
进一步的，所述沉淀池为斜板沉淀池；
进一步的，所述换热器为板式换热器；
进一步的，所述一级AO池包括AOAO生化池分配井、一号缺氧池、二号缺氧池、一号好氧池、二号好氧池、三号好氧池、四号好氧池、五号好氧池和六号好氧池，AOAO生化池分配井连接一号缺氧池和二号缺氧池，一号缺氧池、三号好氧池、二号好氧池和一号好氧池依次连接，二号缺氧池、四号好氧池、五号好氧池和六号好氧池依次连接；所述二级AO池包括三号缺氧池、四号缺氧池、七号好氧池和八号好氧池，三号缺氧池连接一号好氧池和七号好氧池，四号缺氧池连接六号好氧池和八号好氧池。
进一步的，所述膜池进水渠的进水口设置电动闸门。
进一步的，在所述膜池回流渠与三号好氧池和四号好氧池之间设置有污泥回流泵。
进一步的，在所述调节池、除硬一体化设备、缓冲池、AOAO生化池以及MBR膜池内均设置了气体收集装置。
相较于现有技术，本实用新型的有益效果如下：
本实用新型中合理地将气化废水通用的物化法和生化法进行耦合，充分发挥了这两种方法各自的优点和规避了各自的缺点。具体的：
(1)气化废水来水在调节池均匀水质水量后进入高效除硬一体化设备，使气化废水中所含的硬度类无机盐在药剂的作用下形成难溶性化合物而被去除，大大降低了后续系统内设备结垢的概率；
(2)在生化处理系统中，缺氧池中的污水与好氧池回流的硝化液接触进行反硝化反应释放氮气；随后进入好氧池，通过好氧微生物的作用，降解污水的COD，同时在自养型硝化细菌的作用下实现氨氮的硝化反应，降低氨氮浓度。废水经过两级A/O生化处理，持续的好氧、缺氧作用，COD、氨氮等污染物逐步被代谢降解。
(3)MBR池能够进一步降解水中的COD、BOD5、NH3-N，以及通过膜的过滤作用消除水中残留的悬浮物；最终使水达标排放。
(4)在好氧池后端设置污泥回流泵，将硝化液回流至一级AO段中的缺氧池，能够提高整个生化处理系统的污泥浓度，强化整个生化系统的污染物去除效果。
(5)在上述气化废水处理过程中，建立完整的气体收集装置，覆盖到除硬一体化设备、生化池、MBR池以及过渡水池等气化废水处理全过程，将收集的气体统一进行处理后排放，解决了臭气排放问题。
附图说明
图1是本实用新型所述气化废水处理工艺流程图；
图2是图1中所述的AOAO生化池及膜池的结构示意图。
图中各标号含义：1、AOAO生化池进水分配井，2、一号缺氧池，3、二号缺氧池，4、一号好氧池，5、二号好氧池，6、三号好氧池，7、四号好氧池，8、五号好氧池，9、六号好氧池，10、三号缺氧池，11、七号好氧池，12、八号好氧池，13、四号缺氧池，14、膜池进水渠，15、一号MBR膜池，16、二号MBR膜池，17、膜池回流渠。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
如图1所示，本实用新型提供了一种气化废水处理设备，包括依次相连接的调节池、除硬一体化设备、缓冲池、换热器、AOAO生化池和MBR膜池。
首先，从化工厂出来的气化废水其主要特点为高硬度、高COD及高氨氮，本实用新型中具体为硬度≤2000mg/L，COD≤800mg/L，氨氮≤600mg/L，因其来水水质具有一定的波动，因此为了达到更好的处理效果，要求气化废水先进入调节池。调节池内设置有两台搅拌机。考虑到气化废水来水温度最高能达到55℃，因此对于调节池内的搅拌机优选为耐高温的潜水搅拌机，以起到对来水的水质和水量均化的目的。
调节池和除硬一体化设备之间设置有提升泵。对于调节池中均化水质后的气化废水通过提升泵打入除硬一体化设备，去除水中的高硬度，从而极大降低水垢对后续设备及管道的影响。除硬一体化设备由工厂制作，可根据处理水量进行定制，到场后直接安装使用，极大降低了的建造时间与成本，而且便于使用期间的维护。除硬一体化设备由三大单元构成，第一单元分为快混池和慢混池，快混池内设置有一台快速搅拌机，慢混池内设置有一台慢速搅拌机(快混搅拌机：JBJ-600 1.5kW，慢混搅拌机：JBJ-800 0.55kW)；第二单元为沉淀池(优选斜板沉淀池)；第三单元为PH回调池，其内设置有一台搅拌机。上述技术方案中，调节池输出的气化废水首先进入除硬一体化设备的第一单元的快混区域，对来水PH进行调整为9～10(优选PH值为10，优选采用液体NaOH调节)；同时在快混池加入PAC药剂达到混凝的效果。之后，气化废水进入慢混池，在这里加入药剂碳酸钠和PAM，在慢速搅拌机的作用下形成矾花后进入第二单元进行沉淀，然后进入第三单元，第三单元对第二单元的除硬出水的PH值进行回调(优选加入HCL药剂进行调节)，搅拌机持续搅拌，除硬一体化设备的出水PH值保持在7～8即可。本实用新型的除硬一体化设备出水硬度≤700mg/L。
缓冲池的上端高度低于除硬一体化设备的第三单元的底面，除硬一体化设备的出水自流进入缓冲池为下一步降温做好准备，缓冲池内设置有两台耐高温搅拌机对缓冲水水质进行均化。缓冲池与换热器之间设置有一个提升泵，通过提升泵将缓冲池的气化废水送至换热器进行换热降温，本实用新型中优选板式换热器，方便后期增加水量。气化废水温度降至30℃以下后进入AOAO生化池进行生化处理，用以去除气化废水中的氨氮及COD。
AOAO生化池采用两级AO工艺，同时为了实际生产中的便于检修等本实用新型优选采用并联的两组AO生化池，但对于不同要求可根据实际采用一组或多组AO生化池。两组AO生化池的工艺参数完全一致，在详细介绍时不再加以区分。具体的，AOAO生化池包括一级AO池和二级AO池，其中，一级AO池包括AOAO生化池分配井1、一号缺氧池2、二号缺氧池3、一号好氧池4、二号好氧池5、三号好氧池6、四号好氧池7、五号好氧池8和六号好氧池9，AOAO生化池分配井1连接一号缺氧池2和二号缺氧池3，一号缺氧池2、三号好氧池6、二号好氧池5和一号好氧池4依次连接，二号缺氧池3、四号好氧池7、五号好氧池8和六号好氧池9依次连接；二级AO池包括三号缺氧池10、四号缺氧池13、七号好氧池11和八号好氧池12，三号缺氧池10连接一号好氧池4和七号好氧池11，四号缺氧池13连接六号好氧池9和八号好氧池12。
上述技术方案中，由换热器排出的经降温后的气化废水进入AOAO生化池分配井1，均匀进入一号缺氧池2和二号缺氧池3，气化废水在反硝化细菌的作用下，与好氧池回流的硝化液接触进行反硝化反应释放氮气，随后一号缺氧池2排出的废水依次经过三号好氧池6、二号好氧池5和一号好氧池4，同时，二号缺氧池3排出的废水依次经过四号好氧池7、五号好氧池8和六号好氧池9，通过好氧微生物的作用，降解气化废水的COD，同时在自养型硝化细菌的作用下实现氨氮的硝化反应，降低氨氮浓度。一号好氧池4的出水依次经过三号缺氧池10和七号好氧池11，六号好氧池9的出水依次经过四号缺氧池13和八号好氧池12，在二级AO池中进行二次的缺氧耗氧生化处理以充分的去除气化废水中的COD和氨氮。
本实用新型中对AOAO池的生化处理各阶段的控制参数为：缺氧阶段与好氧阶段水力停留时间比为2:1，一级AO池与二级AO池水力停留时间比为4:1；生化池内污泥浓度优选为不低于4000mg/L，更优选为不低于5000mg/L；缺氧池ORP控制优选为-100mv～+100mv，更优选为-50mv～+50mv；好氧池溶解氧控制优选为1mg/L～4mg/L，更优选为2mg/L～3mg/L；好氧池PH值控制优选为7～9，更优选为8～9；一级AO池中，好氧池到缺氧池的混合液回流比优选为400％～800％，更优选为600％～800％。
从AOAO生化池排出的气化废水直接进到物化处理单元即MBR膜池。MBR膜池包括膜池进水渠14以及其连接的一号MBR膜池15和二号MBR膜池16，膜池进水渠14分别连接七号好氧池11、八号好氧池12的出水端，一号MBR膜池15和二号MBR膜池16的出口连接膜池回流渠17。上述方案下，从AOAO生化池排出的七号好氧池11、八号好氧池12进入膜池进水渠14，其进水口设置电动闸门，方便必要时候停水检修。同两组AO池一样，本实用新型中采用两组MBR膜进行最终的物化处理。废水经过两级A/O生化处理后，水中大部分污染物已去除，膜系统使生物膜池中保持高活性污泥浓度，并通过保持低污泥负荷减少污泥量，进一步去除水中的COD、氨氮及悬浮物。在膜池回流渠17与三号好氧池6和四号好氧池7之间设置有污泥回流泵，再通过污泥回流泵将膜池回流渠17的污泥回流至AO生化段，可以提高整个生化处理系统的污泥浓度，强化整个生化系统的污染物去除效果。最终气化废水经膜过滤后进入排放水池达标排放。本实用新型中膜池后端经回流后剩余的污泥进入污泥处理系统处理后外运。
同时，本实用新型在气化废水经过的调节池、除硬一体化设备、缓冲池、AOAO生化池以及MBR膜池内均设置了气体收集装置，使其连接引风机，将气化废水处理过程中有关的气体全部进行收集，通过引风机引至气体处理模块，将相关气体进行处理后排放，保证了水处理系统无异味。
下面结合本实用新型的实施例对相关工艺和设备进行详细说明。
实施例1
气化废水来水硬度1642mg/L，COD为726mg/L，氨氮为485mg/L，PH为7.5，温度40度；首先气化废水进入除硬一体化设备，在前端加入NaOH，将气化废水PH调为10，同时加入PAC、PAM和碳酸钠后进入中间沉淀环节，在除硬一体化设备末端加入稀盐酸后将PH调整为8，最终除硬一体化出水硬度降低至416mg/L，去除率达到74.7％；之后共计260m3气化废水以26m3/h流量经缓冲池提升泵打入板式换热器将温度降至28度后进入AO生化系统。在两级AO生化池内总停留时间为116h，其中缺氧阶段停留时间77h，好氧段停留时间为39h，一级AO池停留时间为93h，二级AO池停留时间为23h；期间生化池内污泥浓度为4000mg/L；A1池和A2池ORP保持在-100mv～+60mv；O1池与O2池溶解氧保持在2～3mg/L；O1池与O2池PH值保持在8；从O1池到A1池的混合液回流比为500％，最终气化废水进入膜池经膜过滤后达标排放，最终出水水质达到COD为32.8mg/L，氨氮为1.32mg/L，悬浮物为6mg/L,可见COD去除率达到了95.5％，氨氮去除率达到99％以上。且整个处理过程中，气体收集及处理装置成功保障了整个水处理流程无异味，创造了较好的生产条件。
实施例2
气化废水来来水硬度1857mg/L，COD为1060mg/L,氨氮为651mg/L，PH为7，温度45度；首先气化废水进入除硬一体化设备，在前端加入NaOH，将气化废水PH调为10，同时加入PAC、PAM和碳酸钠后进入中间沉淀环节，在除硬一体化设备末端加入稀盐酸后将PH调整为8，最终除硬一体化出水硬度降低至502mg/L，去除率达到73.0％；之后共计150m3气化废水以15m3/h流量经缓冲池提升泵打入板式换热器将温度降至29度后进入AO生化系统。在两级生化池内总停留时间为62h，其中缺氧阶段停留时间41h，好氧段停留时间为21h，一级AO池停留时间为49h，二级AO池停留时间为13h；期间生化池内污泥浓度为4200mg/L；A1池和A2池ORP保持在-80mv～+20mv；O1池与O2池溶解氧保持在3mg/L左右；O1池与O2池PH值保持在8；从O1池到A1池的混合液回流比为600％，最终气化废水进入膜池经膜过滤后达标排放，最终出水水质达到COD为26.8mg/L，氨氮为0.82mg/L，悬浮物为8mg/L,可见COD去除率达到了97％，氨氮去除率达到99％以上。且整个处理过程中，气体收集及处理装置成功保障了整个水处理流程无异味，创造了较好的生产条件。
Claims (9)
1.一种气化废水处理设备，其特征在于，包括依次相连接的调节池、除硬一体化设备、缓冲池、换热器、AOAO生化池和MBR膜池；
所述调节池内设置有两台搅拌机；调节池和除硬一体化设备之间设置有提升泵；
所述除硬一体化设备由三大单元构成，第一单元分为快混池和慢混池，快混池内设置有一台快速搅拌机，慢混池内设置有一台慢速搅拌机；第二单元为沉淀池；第三单元为PH回调池，其内设置有一台搅拌机；
缓冲池的上端高度低于除硬一体化设备的第三单元的底面；缓冲池内设置有两台耐高温搅拌机；缓冲池与换热器之间设置有一个提升泵；
AOAO生化池包括一级AO池和二级AO池。
2.如权利要求1所述的气化废水处理设备，其特征在于，所述MBR膜池包括膜池进水渠以及其连接的一号MBR膜池和二号MBR膜池，膜池进水渠分别连接七号好氧池、八号好氧池的出水端，一号MBR膜池和二号MBR膜池的出口至膜池回流渠。
3.如权利要求1所述的气化废水处理设备，其特征在于，所述调节池内的搅拌机为耐高温的潜水搅拌机。
4.如权利要求1所述的气化废水处理设备，其特征在于，所述沉淀池为斜板沉淀池。
5.如权利要求1所述的气化废水处理设备，其特征在于，所述换热器为板式换热器。
6.如权利要求1所述的气化废水处理设备，其特征在于，所述一级AO池包括AOAO生化池分配井、一号缺氧池、二号缺氧池、一号好氧池、二号好氧池、三号好氧池、四号好氧池、五号好氧池和六号好氧池，AOAO生化池分配井连接一号缺氧池和二号缺氧池，一号缺氧池、三号好氧池、二号好氧池和一号好氧池依次连接，二号缺氧池、四号好氧池、五号好氧池和六号好氧池依次连接；所述二级AO池包括三号缺氧池、四号缺氧池、七号好氧池和八号好氧池，三号缺氧池连接一号好氧池和七号好氧池，四号缺氧池连接六号好氧池和八号好氧池。
7.如权利要求2所述的气化废水处理设备，其特征在于，所述膜池进水渠的进水口设置电动闸门。
8.如权利要求2所述的气化废水处理设备，其特征在于，在所述膜池回流渠与三号好氧池及四号好氧池之间设置有污泥回流泵。
9.如权利要求1所述的气化废水处理设备，其特征在于，在所述调节池、除硬一体化设备、缓冲池、AOAO生化池以及MBR膜池上均设置了气体收集装置。
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2023
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| CN117049755B (zh) * | 2023-10-13 | 2024-02-06 | 上海中耀环保实业有限公司 | 一种煤制气废水的中水回用处理工艺 |
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