[发明专利]一种提高煤气化废水处理效果的装置及利用该装置处理煤气化废水的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种处理废水的装置及利用该装置处理废水的方法。

背景技术

对于不同的煤种或不同的煤气化工艺，煤制气废水水质都有较大的差异。煤制气废水中有机污染物浓度很高，废水中COD的50%以上是酚类物质。典型的煤制气废水具有高COD、高挥发酚、高氨氮、高硫化氢等特征。在煤制气废水中有毒有害、难生物降解的污染物种类繁多且浓度很高，因此煤制气废水一直是国内外工业废水处理领域的一大难题。根据煤制气废水的水质特点，煤制气废水处理主要包括物化预处理、生物处理和深度处理三部分。

物化处理包括脱酚、脱酸、蒸氨、除油等过程。生物处理包括厌氧生物处理工艺、SBR工艺、膜生物处理工艺、好氧生物膜法等。深度处理包括混凝沉淀、高级氧化技术、吸附等工艺。

为了降解高浓度的含有毒有害、难降解物质的煤制气废水，厌氧或缺氧工艺被选择作为第一步。在以废水降解为主要目的的工艺中，选择缺氧工艺，使微生物只进行水解发酵反应。然而，煤制气废水中有毒有害物质会对微生物产生抑制甚至毒害作用，因此，缺氧反应器中要保留较高的污泥浓度，同时将后续的好氧出水进行回流已达到稀释作用，降低毒害作用。经缺氧水解发酵后的出水中BOD₅含量得到大幅提高，可生化性提高，但整体的有机物含量还很高，在后续的好氧工艺中会抑制硝化细菌的自养作用，从而抑制硝化作用。若后续接纯氧曝气，高的DO浓度会加快DO在废水中的传质速率，同时会极大的提高好氧微生物的活性，能够在短时间内降解大量的有机物。生物流化床的应用可以大幅提高脱氮能力，在填料表面形成的生物膜不仅可以固着世代期较长的硝化细菌，还可以提供进行反硝化过程的厌氧微环境，实现总氮的去除。膜生物反应器的应用可以有效的实现污泥停留时间和水力停留时间的完全分离，可以在膜生物反应器内部实现很高的污泥浓度，同时可以避免污泥膨胀，出水浊度很低，是实现出水回用或零排放不可或缺的处理单元。

发明内容

本发明是要解决现有煤气化废水处理技术水力停留时间过长、总氮去除效率不高的问题，提供一种提高煤气化废水处理效果的装置及利用该装置处理煤气化废水的方法。

本发明提高煤气化废水处理效果的装置包括进水管、放空口、污泥回流管、污泥回流泵、第一废水处理单元、抽水管、抽水泵和集水池，所述第一废水处理单元包括隔板、搅拌器、进水口、污泥回流口、第一插板、第二插板、曝气管、曝气头、填料隔离网、板式膜、真空抽吸管、真空抽吸泵、真空压力表和喷头；进水管与第一废水处理单元的进水口连通，进水管上设置放空口，污泥回流管一端与进水管连通，污泥回流管的另一端与第一废水处理单元的污泥回流口连通，污泥回流管上设置污泥回流泵，第一废水处理单元被隔板、第一插板和第二插板分隔为4个区域，分别为缺氧反应区、纯氧曝气反应区、生物流化床反应区和膜生物反应区，缺氧反应区底部设置进水口，进水口上方设置搅拌器，隔板上部设置4个矩形出水口，每个矩形出水口上分别设置颗粒阻截装置和出水堰，纯氧曝气反应区、生物流化床反应区和膜生物反应区底部设置曝气管，纯氧曝气反应区和生物流化床反应区底部曝气管的上方设置曝气头，污泥回流口设置在膜生物反应区底部，所述第一插板和第二插板底部均设置出水口，生物流化床反应区的曝气头上方设置填料隔离网，在膜生物反应区底部曝气管的上方设置3个板式膜，真空抽吸管的一端连接在板式膜上，真空抽吸管的另一端与集水池连通，真空抽吸管上设置真空抽吸泵和真空压力表，抽水管的一端与集水池连通，抽水管的另一端连接喷头，喷头设置在膜生物反应区的上方，抽水管上设置抽水泵。

利用上述装置处理煤气化废水的方法，按以下步骤进行：

一、将COD≤1200mg/L、BOD₅≤300mg/L、挥发酚≤400mg/L、氨氮≤80mg/L、总氮≤100mg/L且pH值为7.2～7.5的煤气化废水以1.65L/h的流量从进水管进入缺氧反应区内，在缺氧反应区内投加活性污泥，再投加颗粒活性炭，打开搅拌器，控制MLSS为7800～8200mg/L，DO＜1.0mg/L，控制废水在缺氧反应区的处理时间为5～8h，之后废水经过隔板上部的矩形出水口进入纯氧曝气反应区；

二、在纯氧曝气反应区内投加活性污泥，控制MLSS为4000～5000mg/L、DO≥7.0mg/L，水力停留时间为4～6h，经过纯氧曝气反应区处理后的废水通过第一插板的出水口进入生物流化床反应区；