专利名称：煤制油废水的处理系统及方法
技术领域：
本发明涉及废水处理技术领域，特别是涉及煤制油废水的处理系统及方法。
背景技术：
从能源结构来看，我国是一个“多煤少油气”的国家，由于对石油需求的日益增长，因此，利用相关技术将煤转化为成品油是解决我国石油资源缺乏的一条重要途径。煤制油(Coal-to-liquids，简称CTL)是以煤炭为原料，通过化学加工过程生产油品和石油化工产品的一项技术，包括煤直接液化和煤间接液化两种技术路线。煤的直接液化是将煤在高温高压条件下，通过催化加氢直接液化合成液态烃类燃料，并经进一步精制(脱除硫、氮、氧等原子)，形成需要的燃料油；煤炭间接液化技术则是将煤炭气化生产合成气，再经费-托(Fischer-Tropsch,简称F-T)合成生产合成油。煤制油生产实现煤变油的各工序中，会产生大量的废水。现有的生化系统处理废水具有环保和清洁的优势，但是此类煤制油废水成分相当复杂，具有高含油量、高氨氮及高有机物等特点，属于难处理的工业废水之一，难以通过常规的生化方法进行处理。
发明内容
本发明提供了一种煤制油废水的处理系统及方法，用以提高生化处理系统处理煤制油废水的能力，使出水达到冷却水补充水标准。本发明煤制油废水的处理系统，包括预处理系统和生化处理系统，其中:所述预处理系统·，包括:pH调节池，用于调节煤制油废水的pH值在5.5 6.5之间；与pH调节池相连的一级除油装置，用于去除煤制油废水中的焦油和焦油渣；与一级除油装置相连的二级除油装置，用于去除煤制油废水中可溶性油类；与二级除油装置相连的脱酚蒸氨装置，用于脱去煤制油废水中的酚和氨；与脱酚蒸氨装置相连的三级除油装置，用于去除煤制油废水中的浮油；与三级除油装置相连的多介质过滤器，用于去除煤制油废水中的悬浮物，形成预处理废水；所述生化处理系统，用于对预处理废水进行生化处理。优选的，所述一级除油装置包括与pH调节池连接的静置隔油池，以及与静置隔油池连接的机械化澄清槽，其中，所述静置隔油池用于分离煤制油废水中的重油和轻油，机械化澄清槽用于去除煤制油废水中的焦油和焦油渣。优选的，所述二级除油装置包括焦炭粉过滤器。优选的，所述脱酚蒸氨装置包括与二级除油装置连接的脱酚装置，以及与脱酚装置相连的蒸氨装置，其中:脱酚装置包括萃取塔和精馏塔，在萃取塔中采用萃取剂将煤制油废水中的酚萃取出来形成萃取相，在精馏塔中将萃取相进行反萃取分离成萃取剂和粗酚；蒸氨装置，采用蒸汽对煤制油废水中的氨进行回收。优选的，所述三级除油装置包括气旋气浮装置。优选的，所述生化处理系统包括:与多介质过滤器连接的水解酸化池，通过水解酸化用于将煤制油废水中的难降解的大分子有机物转化为易降解的小分子有机物；与水解酸化池连接的第一生化池，通过好氧反应用于将煤制油废水中的氨氮转化为亚硝酸盐氮和硝酸盐氮；与第一生化池连接的第二生化池，通过厌氧反应用于将煤制油废水中的亚硝酸盐氮和硝酸盐氮转化为氮气脱除；与第二生化池连接的第三生化池，通过好氧反应用于将煤制油废水中的剩余的氨氮去除；与第三生化池连接的二沉池，用于分离污泥和煤制油废水，并将污泥分别回流至第一生化池和第三生化池。优选的，对于上述的煤制油废水的处理系统，还包括:位于生化处理系统之后的膜处理系统，包括:与生化处理系统末端连接的混凝沉淀池，用于分离生化处理系统出水和污泥；与混凝沉淀池连接 的过滤器，用于去除煤制油废水中的悬浮物；与过滤器连接的动态膜装置，用于去除煤制油废水中的盐及剩余难降解的有机物，形成冷却水补充水。较佳的，所述的煤制油废水的处理系统，还包括:位于pH调节池和静置隔油池之间的初沉池；位于多介质过滤器和生化处理系统之间的调节池，用于将预处理废水进行浓度调节;污泥处理系统，包括污泥浓缩池和污泥脱水装置，用于将煤制油废水的处理系统中产生的剩余污泥进行去除。本发明煤制油废水的处理方法，包括:对煤制油废水进行pH调节，使其pH值在5.5 6.5之间；对pH调节后的煤制油废水进行一级除油，去除煤制油废水中的焦油和焦油渣；对去除焦油和焦油渣的煤制油废水进行二级除油，去除煤制油废水中可溶性的油类；对去除可溶性油类的煤制油废水进行脱酚蒸氨处理，脱去煤制油废水中的酚和氨；对脱去酚和氨的煤制油废水进行三级除油，去除煤制油废水中的浮油；对去除浮油的煤制油废水进行过滤，去除煤制油废水中的悬浮物，形成预处理废水；对预处理废水进行生化处理，形成生化处理后废水。优选的，所述的煤制油废水的处理方法，还包括:将生化处理后废水进行膜滤处理，形成冷却水补充水。
在本发明技术方案中，依次对煤制油废水进行pH调节、一级除油、二级除油、脱酚蒸氨、三级除油及过滤的预处理形成的预处理废水，由于该预处理废水中脱去了煤制油废水中的焦油、氨、酚、浮油等污染物，因此，可以进行生化处理，提高了生化处理系统对煤制油废水的处理能力。此外,该方案环保并且成本较低。
图1为本发明煤制油废水的处理系统实施例处理废水的流程示意图；图2为本发明煤制油废水的处理系统具体实施例处理废水的流程示意图；图3为本发明煤制油废水的处理方法流程示意图。
具体实施例方式为了提高生化处理煤制油废水的能力，本发明提供了一种煤制油废水的处理系统及方法。在该技术方案中，依次对煤制油废水进行pH调节、一级除油、二级除油、脱酚蒸氨、三级除油及过滤处理形成的预处理废水，由于该预处理废水中脱去了煤制油废水中的焦油、氨、酚、浮油等污染物，因此，可以采用生化处理方式进行处理，因此，提供了一种将煤焦油废水进行生化处理的方法，提高了煤制油废水的生化处理能力。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举具体实施例对本发明作进一步详细的说明。如图1所示，本发明煤制油废水的处理系统一实施例处理废水的流程示意图，本发明煤制油废水处理系统包括预处理系统和生化处理系统，其中:预处理系统，包括:
pH调节池I，用于调节煤制油废水的pH值在5.5 6.5之间；与pH调节池I相连的一级除油装置2，用于去除煤制油废水中的焦油和焦油渣；与一级除油装置2相连的二级除油装置3，用于去除煤制油废水中可溶性油类；与二级除油装置3相连的脱酚蒸氨装置4，用于脱去煤制油废水中的酚和氨；与脱酚蒸氨装置4相连的三级除油装置5，用于去除煤制油废水中的浮油；与三级除油装置5相连的多介质过滤器6，用于去除煤制油废水中的悬浮物，形成预处理废水；生化处理系统7，用于对预处理废水进行生化处理。在本发明实施例中，煤制油废水的处理系统包括预处理系统和生化处理系统7，通过预处理系统对煤制油废水进行处理后，可以将预处理废水进行生化处理，预处理系统中的PH调节池、一级除油装置、二级除油装置、脱酚蒸氨装置、三级除油装置以及多介质过滤器的结构不限，只要能实现各自的功能即可，并且也可以将上述装置中的多个进行集成形成一个装置，该装置可以实现多个功能也可。预处理系统处理煤制油废水的流程包括:首先通过PH调节池I对煤制油废水的pH进行调节，由于煤制油废水呈碱性，而生化处理需要偏酸性的pH值，因此，将煤制油废水的pH值调至5.5 6.5之间，这样的pH值也利于后续的脱酚要求；然后通过一级除油装置2对煤制油废水进行一级除油处理，主要用于将重油、轻油进行有效分离并去除，也将焦油和焦油渣进行除去；然后通过二级除油装置3对煤制油废水中可溶性油类及部分有机物进行去除，可以优选采用焦炭过滤的方式进行去除；然后通过脱酚蒸氨装置4对煤制油废水进行脱酚蒸氨处理，主要用于脱除煤制油废水中的酚和氨；然后通过三级除油装置5对煤制油废水进行进一步除油处理，优选加入破乳药剂，采用气旋气浮装置主要对废水中的浮油、乳化油、悬浮物和COD进行处理；最后通过多介质过滤器6对煤制油废水中的悬浮物进行去除。通过以上的预处理，废水中的污染物得到很好的去除，可以进入生化处理系统7进行生化处理。采用本发明的技术方案，通过预处理可以将高含油量、高氨氮及高有机物的煤制油废水处理得较为清洁，适于进行生化处理。如图2所示，优选的，一级除油装置2包括与pH调节池I连接的静置隔油池21，以及与静置隔油池21连接的机械化澄清槽22，其中，所述静置隔油池21用于分离煤制油废水中的重油和轻油，机械化澄清槽22用于去除煤制油废水中的焦油和焦油渣。请继续参照图2所示，优选的，二级除油装置3包括焦炭粉过滤器31。优选的，脱酚蒸氨装置4包括与二级除油装置3连接的脱酚装置，以及与脱酚装置相连的蒸氨装置，其中:脱酚装置包括萃取塔41和精馏塔42，在萃取塔41中采用萃取剂将煤制油废水中的酚萃取出来形成萃取相，在精馏塔42中将萃取相进行反萃取分离成萃取剂和粗酚；蒸氨装置43，采用蒸汽对煤制油废水中的氨进行回收。优选的，三级除油装置5包括气旋气浮装置51。在本发明实施例中，采用预处理系统，首先通过调节pH值的范围在利于生化处理系统处理的范围内；再通 过一级除油装置进行初步除油，主要通过密度不同进行重油和轻油的分离，并分离出焦油渣；再通过二级除油装置对煤制油废水的油进行进一步分离，优选焦炭粉过滤器除去废水中可溶性油类，所述焦炭粉过滤器内的焦炭粉可用废水处理厂内的废焦炭，成本低廉并且方便更换；再对煤制油废水中较多的酚和氨通过脱酚蒸氨装置进行处理，脱去酚类和氨类；再通过三级除油装置，优选采用气旋气浮装置，去除废水中的悬浮物，经过这样的预处理后，使得预处理废水可以进行生化处理，进入下一步生化处理系统中。优选的，所述生化处理系统7包括:与多介质过滤器6连接的水解酸化池71，通过水解酸化用于将煤制油废水中的难降解的大分子有机物转化为易降解的小分子有机物；与水解酸化池71连接的第一生化池72，通过好氧反应用于将煤制油废水中的氨氮转化为亚硝酸盐氮和硝酸盐氮；与第一生化池72连接的第二生化池73，通过厌氧反应用于将煤制油废水中的亚硝酸盐氮和硝酸盐氮转化为氮气脱除；与第二生化池73连接的第三生化池74，通过好氧反应用于将煤制油废水中的剩余的氨氮去除；与第三生化池74连接的二沉池75，用于分离污泥和煤制油废水，并将污泥分别回流至第一生化池和第三生化池。在本发明实施例中，生化处理系统可以用于对COD不大于3500mg/L的废水进行处理，该生化处理系统通过需氧和厌氧相结合的方式对能更有效去除废水中的污染物。如图2所示，优选的，对于上述的煤制油废水的处理系统，还包括:位于生化处理系统之后的膜处理系统，膜处理系统具体包括:与生化处理系统末端连接的混凝沉淀池11，用于分离生化处理系统出水和污泥；
与混凝沉淀池连接的过滤器12，用于去除煤制油废水中的悬浮物；与过滤器连接的动态膜装置13，用于去除煤制油废水中的盐及剩余难降解的有机物，形成冷却水补充水。在本发明实施例中，由于生化处理后废水中含盐量较高并且还有剩余的C0D，因此增加了一套膜处理系统，用于去除废水中的盐和C0D，膜处理系统中可以采用离子交换法、反渗透法或动态膜(DM)法对废水进一步处理，优选用动态膜装置，在动态膜装置中，废水进水方向与膜面垂直，并通过振动泵为膜体提供震动弹力，使颗粒物不能在膜表面富集，能够维持膜通量不受影响，避免了膜堵塞问题的发生，并根据不同的处理要求，分别采用微滤、超滤和反渗透级别的膜片，优选采用反渗透膜片，以达到各种废水水质的深度处理。较佳的，上述的煤制油废水的处理系统，还包括:位于pH调节池I和静置隔油池21之间的初沉池8 ；位于多介质过滤器6和生化处理系统之间的调节池9，用于将预处理废水进行浓度调节；污泥处理系统，包括污泥浓缩池14和污泥脱水装置15，用于将煤制油废水的处理系统中产生的剩余污泥进行去除。如图2所示，以下列举一个具体的实施例对本发明煤制油废水的处理系统的工艺流程进行说明，本发明并不限于以下实施例。表I煤制油废水水质分析表
权利要求
1.一种煤制油废水的处理系统，其特征在于，包括预处理系统和生化处理系统，其中: 所述预处理系统，包括: pH调节池，用于调节煤制油废水的pH值在5.5 6.5之间； 与PH调节池相连的一级除油装置，用于去除煤制油废水中的焦油和焦油渣； 与一级除油装置相连的二级除油装置，用于去除煤制油废水中可溶性油类； 与二级除油装置相连的脱酚蒸氨装置，用于脱去煤制油废水中的酚和氨； 与脱酚蒸氨装置相连的三级除油装置，用于去除煤制油废水中的浮油； 与三级除油装置相连的多介质过滤器，用于去除煤制油废水中的悬浮物，形成预处理废水； 所述生化处理系统，用于对预处理废水进行生化处理。
2.如权利要求1所述的煤制油废水的处理系统，其特征在于，所述一级除油装置包括与PH调节池连接的静置隔油池，以及与静置隔油池连接的机械化澄清槽，其中，所述静置隔油池用于分离煤制油废水中的重油和轻油，机械化澄清槽用于去除煤制油废水中的焦油和焦油渣。
3.如权利要求1所述的煤制油废水的处理系统，其特征在于，所述二级除油装置包括焦炭粉过滤器。
4.如权利要求1所述的煤制油废水的处理系统，其特征在于，所述脱酚蒸氨装置包括与二级除油装置连接的脱酚装置，以及与脱酚装置相连的蒸氨装置，其中: 脱酚装置包括萃取塔和精馏塔，在萃取塔中采用萃取剂将煤制油废水中的酚萃取出来形成萃取相，在精馏塔中将萃取相进行反萃取分离成萃取剂和粗酚； 蒸氨装置，采用蒸汽对煤制油废水中的氨进行回收。
5.如权利要求1所述的煤制油废水的处理系统，其特征在于，所述三级除油装置包括气旋气浮装置。
6.如权利要求1所述的煤制油废水的处理系统，其特征在于，所述生化处理系统包括: 与多介质过滤器连接的水解酸化池，通过水解酸化用于将煤制油废水中的难降解的大分子有机物转化为易降解的小分子有机物； 与水解酸化池连接的第一生化池，通过好氧反应用于将煤制油废水中的氨氮转化为亚硝酸盐氮和硝酸盐氮； 与第一生化池连接的第二生化池，通过厌氧反应用于将煤制油废水中的亚硝酸盐氮和硝酸盐氮转化为氮气脱除； 与第二生化池连接的第三生化池，通过好氧反应用于将煤制油废水中的剩余的氨氮去除； 与第三生化池连接的二沉池，用于分离污泥和煤制油废水，并将污泥分别回流至第一生化池和第三生化池。
7.如权利要求1 6任一项所述的煤制油废水的处理系统，其特征在于，还包括:位于生化处理系统之后的膜处理系统，所述膜处理系统具体包括: 与生化处理系统末端连接的混凝沉淀池，用于分离生化处理系统出水和污泥； 与混凝沉淀池连接的过滤器，用于去除煤制油废水中的悬浮物； 与过滤器连接的动态膜装置，用于去除煤制油废水中的盐及剩余难降解的有机物，形成冷却水补充水。
8.如权利要求7所述的煤制油废水的处理系统，其特征在于，还包括: 位于PH调节池和静置隔油池之间的初沉池； 位于多介质过滤器和生化处理系统之间的调节池，用于将预处理废水进行浓度调节；污泥处理系统，包括污泥浓缩池和污泥脱水装置，用于将煤制油废水的处理系统中产生的剩余污泥进行去除。
9.一种煤制油废水的处理方法，其特征在于，包括: 对煤制油废水进行PH调节，使其pH值在5.5 6.5之间； 对pH调节后的煤制油废水进行一级除油，去除煤制油废水中的焦油和焦油渣； 对去除焦油和焦油渣的煤制油废水进行二级除油，去除煤制油废水中可溶性的油类； 对去除可溶性油类的煤制油废水进行脱酚蒸氨处理，脱去煤制油废水中的酚和氨； 对脱去酚和氨的煤制油废水进行三级除油，去除煤制油废水中的浮油； 对去除浮油的煤制油废水进行过滤，去除煤制油废水中的悬浮物，形成预处理废水； 对预处理废水进行生化处理，形成生化处理后废水。
10.如权利要 求9所述的煤制油废水的处理方法，其特征在于，进一步包括: 将生化处理后废水进行膜滤处理，形成冷却水补充水。
全文摘要
本发明公开了一种煤制油废水的处理系统及方法。所述煤制油废水的处理系统包括预处理系统，包括pH调节池，用于调节煤制油废水的pH值在5.5～6.5；与pH调节池相连的一级除油装置，用于去除煤制油废水中的焦油和焦油渣；与一级除油装置相连的二级除油装置，用于去除煤制油废水中可溶性油类；与二级除油装置相连的脱酚蒸氨装置，用于脱去煤制油废水中的酚和氨；与脱酚蒸氨装置相连的三级除油装置，用于去除煤制油废水中的浮油；与三级除油装置相连的多介质过滤器，用于去除煤制油废水中的悬浮物，形成预处理废水；生化处理系统，用于对预处理废水进行生化处理。采用本发明的技术方案，提高了生化处理系统对煤制油废水的处理能力。
文档编号C02F9/14GK103232135SQ20131012589
公开日2013年8月7日 申请日期2013年4月12日 优先权日2013年4月12日
发明者单明军, 王飘扬, 寇丽红, 田世伟 申请人:北京万邦达环保技术股份有限公司