[发明专利]一种碎煤加压气化废水的深度处理系统及方法

说明书

本发明公开了一种碎煤加压气化废水的深度处理系统及方法，属废水处理领域，该系统包括：顺次连接的一级过滤提升泵、一级过滤装置、臭氧催化氧化反应装置、1#缓冲水罐、一级曝气生物滤池(BAF)提升泵、一级BAF系统、2#缓冲水罐、二级过滤提升泵、二级过滤装置、紫外/臭氧反应装置、3#缓冲水罐、二级BAF提升泵、二级BAF系统和产品水罐。该系统采用臭氧催化氧化去除难降解有机物并提高废水可生化性；一级BAF系统中的微生物去除臭氧氧化后可生化降解有机物；紫外/臭氧反应装置通过光解羟基自由基再次提高废水可生化性，通过二级BAF系统去除水中经氧化后可生化降解的有机物。两级氧化加生化处理臭氧投加量低、曝气量低、处理效果好、运行费用低、操作简单。

技术领域

本发明涉及废水处理领域，特别是涉及一种碎煤加压气化废水的深度处理系统及方法。

背景技术

我国富煤缺油少气的能源结构决定了利用我国煤炭资源相对丰富的优势发展煤化工成为一种可行的解决能源问题的手段，其中合成气的制备是发展煤化工的重中之重。碎煤加压气化工艺(以鲁奇炉为代表)工艺成熟、投资和运行费用相对较低，被广泛用于煤气化特别是煤制天然气。但是碎煤加压气化废水处理时制约该技术应用的主要问题，很多煤气化项目由于环保问题而被叫停，已投产项目也由于废水处理不达标造成环境问题而受到诟病。这是因为该气化工艺产生的废水含有大量的酚类、芳香烃类、杂环化合物等难降解有机化合物；并且含高浓度的油、氨氮、盐；可生化性很差，因此采用常规的“预处理+生化处理”很难达标排放或进一步进行回用，因此开发高效、实用的深度处理工艺显得尤为重要。

目前常见的煤气化废水深度处理工艺包括生化法和物化法两大类。生化法主要是曝气生物滤池和膜生物反应器。物化法包括混凝、吸附、膜分离、微波处理、内电解、高级氧化等技术。水处理的高级氧化技术是一类在常温常压下产生羟基自由基(HO·)，来对水中污染物进行氧化降解的技术。应用在废水深度处理中的高级氧化技术包括臭氧相关氧化技术、芬顿试剂氧化、电化学、光催化、超声等。由于煤气化废水经“预处理+生化处理”工艺处理后出水中绝大部分为小分子难降解有机物，而高级氧化产生的HO·可无选择的氧化绝大多数有机污染物，因此高级氧化技术成为煤气化废水处理研究和应用热点。但是大多数高级氧化技术还处于实验室研究阶段、投资和运行费用高、可实用性不强。臭氧是一种强氧化剂，被广泛应用于水处理领域。臭氧在水中的反应可以分为直接反应和间接反应，直接反应是指臭氧分子直接和其它物质反应，间接反应是指利用臭氧分解产生的HO·与其它物质的反应。臭氧直接反应对于与臭氧具有较高反应速率常数的物质(如苯酚)效率较高；但对于难臭氧化的物质(如硝基苯、烷烃、小分子酸等)效率不高。近年来，以臭氧为基础开发出多种高级氧化工艺，通过促进HO·产生，更高效的分解水中难降解有机物，成为水处理领域研究的热点之一。由于煤气化废水经生化处理后出水中既含有酚类等易臭氧化的有机物，又含有苯系和长链烷烃等难臭氧化的有机物，所以在其深度处理中，很适合应用臭氧相关氧化技术。再加上近年来臭氧发生器的大规模国产化大大降低了其投资费用，因此臭氧相关的氧化技术在深度处理中具有很好的应用前景。

发明内容

本发明的目的是针对常规的“预处理+生化处理”不能有效去除碎煤加压气化废水中的难降解有机物，出水无法达标排放或进一步回用问题，提出一种两段式臭氧高级氧化结合生化处理的碎煤加压气化废水的深度处理系统及方法。

为解决上述技术问题，本发明提供一种碎煤加压气化废水的深度处理系统，包括：

一级过滤提升泵、一级过滤装置、臭氧催化氧化反应装置、1#缓冲水罐、一级曝气生物滤池提升泵、一级曝气生物滤池系统、2#缓冲水罐、二级过滤提升泵、二级过滤装置、紫外/臭氧反应装置、3#缓冲水罐、二级曝气生物滤池提升泵、二级曝气生物滤池系统和产品水罐；其中，