一种煤化工废水处理工艺及装置的制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种煤化工废水处理工艺及装置，处理工艺为先对煤化工废水用粗过滤进行预处理除杂，所得清液经氮气气浮除油后脱酚，脱酚废水经生化处理后送入陶瓷膜过滤，得到陶瓷膜清液和陶瓷膜浓液，再将陶瓷膜清液出水进行超临界水氧化和膜处理，出水经纳滤膜浓缩后得到清水。处理装置包括有依次连接的预处理装置、气浮池、吸附塔、厌氧池、好氧池、陶瓷膜过滤器、超临界反应器、MBR膜生物反应器和纳滤膜过滤器。本发明的处理工艺脱氮效率高、运行费用低、节能效果显著、出水水质好。
【专利说明】
一种煤化工废水处理工艺及装置
技术领域
[0001]本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种煤化工废水处理工艺及装置。
【背景技术】
[0002]现阶段我国的能源格局为“富煤、少油、缺气”状况，煤炭的使用在总能源比例中已达70%以上，这个比例远高于欧美、日本等发达国家的煤炭使用情况。从能源结构稳定性上研究，我国的煤炭人均储量与世界平均水平最为接近，而石油、天然气资源情况仍与发达国家有较大差距，因此现阶段国家在大力发展煤化工产业。
[0003]煤炭作为重要燃料，目前约50%的煤炭消耗在火电行业，这种使用方式效率非常低，浪费了大量的煤炭资源，并且造成了环境污染。燃煤的大量使用，将会影响我国的空气质量，出现大范围的雾霾天气。据有关部门统计，煤的直接燃烧占据了烟尘排放量的70%，302的85%和NOx的67 %。煤化工产业的大力发展将会带动洁净煤技术的发展，开发煤炭新的使用模式从而提高煤炭的使用效率，促进我国经济绿色发展。
[0004]煤化工废水主要有以下来源:工艺产生废水、生活及其他有机废水、循环排污水、化学水站排水及其他特征废水。煤化工废水可生化性较差，有机污染物种类繁多，化学组成十分复杂，污染浓度高，除了含有酚类化合物、稠环芳烃、咔唑、萘、吡咯、呋喃、联苯、油等有毒、有害物质和难降解有机物，还有很多的无机污染物如氨氮及硫化物等，废水COD值和色度都很高，属于处理难度较高的工业废水。
[0005]煤化工废水污染物种类多，浓度高，不同的煤质和生产工艺产生的废水水质差别较大，该类废水一直是处理难度较大的工业废水。随着工艺的研究，已涌现出多种煤化工废水处理技术。由于不同工段处理技术种类繁多，煤化工项目在废水处理技术上没有明确的标准和先例参考，造成部分项目废水处理并未达标。因此，对已建的煤化工项目废水处理技术的瓶颈进行分析和处理达标项目的技术优化与调试进行探讨，对日后煤化工项目在废水工艺的选择上有重大的意义。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是克服现有技术的不足而提供一种煤化工废水处理工艺及装置，该处理工艺脱氮效率高、运行费用低、节能效果显著、出水水质好。
[0007]—种煤化工废水处理工艺，包括以下步骤:
[0008]步骤I，对煤化工废水用粗过滤进行预处理除杂，得清液；
[0009]步骤2，将清液经氮气气浮除油，得气浮废水；
[0010]步骤3，将气浮废水通过混合吸附剂进行脱酚处理，得脱酚废水；
[0011]步骤4，将脱酚废水通入低氧曝气池进行厌氧处理，得厌氧出水和沉淀污泥；
[0012]步骤5，将厌氧出水通入高氧曝气池进行生化处理，得生化出水和沉淀污泥；
[0013]步骤6，对好氧生化出水用陶瓷膜过滤，得到陶瓷膜清液和陶瓷膜浓液；
[0014]步骤7，将陶瓷膜清液出水进行超临界水氧化，得到氧化出水和沉淀物；
[0015]步骤8，氧化出水进入MBR膜生物反应器进行膜处理，出水经纳滤膜浓缩后得到清水；
[0016]步骤4和步骤5中的沉淀污泥均回流至低氧曝气池，步骤6中陶瓷膜浓液返回步骤3中进行脱酚处理。
[0017]进一步地，步骤I中粗过滤为炭滤、砂滤或多介质过滤。
[0018]进一步地，步骤3中混合吸附剂是指膨润土、活性炭纤维和大孔吸附树脂的混合物，膨润土、活性炭纤维和大孔吸附树脂的质量比为3?8:2?9:1?15。
[0019]进一步地，步骤4中厌氧处理的条件为溶解氧0.4?0.8mg/L、污泥浓度4000?5000mg/L、水力停留24?36h。
[0020]进一步地，步骤5中高氧曝气池的条件为溶解氧3.0?4.0mg/L、污泥浓度4500?5500mg/L、水力停留24?36h。
[0021]进一步地，步骤6中陶瓷膜的平均孔径范围为0.02?0.2μπι。
[0022]进一步地，步骤7中超临界水氧化的条件为600°C、23.4MPa，氧化系数3.5。
[0023]进一步地，步骤8中纳滤膜的浓缩倍数在10?30倍，操作压力为1.0?3.5Mpa。
[0024]一种煤化工废水处理装置，包括有依次连接的预处理装置、气浮池、吸附塔、厌氧池、好氧池、陶瓷膜过滤器、超临界反应器、MBR膜生物反应器和纳滤膜过滤器。
[0025]进一步地，所述的预处理装置是炭滤装置、砂滤装置或多介质过滤装置;陶瓷膜过滤器中的陶瓷膜的材质为氧化铝、氧化锆或者氧化钛;陶瓷膜的平均孔径范围为0.02?0.2μπι;纳滤膜过滤器中的纳滤膜材质可以是有机的，也可以是无机的。
[0026]本发明的处理工艺脱氮效率高、运行费用低、节能效果显著、出水水质好。
【附图说明】
[0027]图1为实施例1采用的装置图；
[0028]其中，I为预处理装置、2为气浮池、3为吸附塔、4为厌氧池、5为好氧池、6为陶瓷膜过滤器、7为超临界反应器、8为MBR膜生物反应器、9为纳滤膜过滤器。
【具体实施方式】
[0029]实施例1
[0030]将煤化工废水栗入砂滤装置，进行颗粒固体的去除过滤，所得清液经氮气气浮除油。除油废水经膨润土、活性炭纤维和大孔吸附树脂的混合物脱酚，膨润土、活性炭纤维和大孔吸附树脂的质量比为3:2:1。脱酚后的废水依次经过低氧曝气池和高氧曝气池，厌氧处理的条件为溶解氧0.4mg/L、污泥浓度4000mg/L、水力停留24h，高氧曝气池的条件为溶解氧
3.0mg/L、污泥浓度4500mg/L、水力停留24h。将升华出水栗入陶瓷膜设备中进行悬浮物的去除过滤，陶瓷膜平均孔径范围为0.02μπι，控制在压力为0.2MPa，膜面流速为3m/s，温度常温，陶瓷膜的材质是氧化锆，平均孔径是0.2μπι。陶瓷膜清液进行超临界水氧化、MBR膜生物反应器处理后，经纳滤膜浓缩得到清水。超临界水氧化的条件为600°(:、23.410^，氧化系数3.5;纳滤膜的浓缩倍数在1倍，操作压力为3.5Mpa。
[OO31 ] 经本实施例处理前的废水水质为:⑶Dcr 375mg/L，氨氮186mg/L，总氮213mg/L，SS136mg/Lo
[0032]经本实施例处理后的废水水质为:C0Dcr34mg/L，氨0.26mg/L，总氮3.6mg/L，SS检不出。
[0033]实施例2
[0034]将煤化工废水栗入砂滤装置，进行颗粒固体的去除过滤，所得清液经氮气气浮除油。除油废水经膨润土、活性炭纤维和大孔吸附树脂的混合物脱酚，膨润土、活性炭纤维和大孔吸附树脂的质量比为4:5:7。脱酚后的废水依次经过低氧曝气池和高氧曝气池，厌氧处理的条件为溶解氧0.6mg/L、污泥浓度4500mg/L、水力停留30h，高氧曝气池的条件为溶解氧
3.5mg/L、污泥浓度4800mg/L、水力停留28h。将升华出水栗入陶瓷膜设备中进行悬浮物的去除过滤，陶瓷膜平均孔径范围为0.08μπι，控制在压力为0.2MPa，膜面流速为3m/s，温度常温，陶瓷膜的材质是氧化锆，平均孔径是0.2μπι。陶瓷膜清液进行超临界水氧化、MBR膜生物反应器处理后，经纳滤膜浓缩得到清水。超临界水氧化的条件为600°(:、23.410^，氧化系数3.5;纳滤膜的浓缩倍数在15倍，操作压力为2.5Mpa。
[0035]经本实施例处理前的废水水质为:⑶Dcr 405mg/L，氨氮195mg/L，总氮207mg/L，SS142mg/Lo
[0036]经本实施例处理后的废水水质为:⑶Dcr 41mg/L，氨0.38mg/L，总氮3.2mg/L，SS检不出。
[0037]实施例3
[0038]将煤化工废水栗入砂滤装置，进行颗粒固体的去除过滤，所得清液经氮气气浮除油。除油废水经膨润土、活性炭纤维和大孔吸附树脂的混合物脱酚，膨润土、活性炭纤维和大孔吸附树脂的质量比为8:9:15。脱酚后的废水依次经过低氧曝气池和高氧曝气池，厌氧处理的条件为溶解氧0.8mg/L、污泥浓度5000mg/L、水力停留36h，高氧曝气池的条件为溶解氧4.0mg/L、污泥浓度5500mg/L、水力停留36h。将升华出水栗入陶瓷膜设备中进行悬浮物的去除过滤，陶瓷膜控制在压力为0.2MPa，膜面流速为3m/s，温度常温，陶瓷膜的材质是氧化锆，平均孔径是0.2μπι。陶瓷膜清液进行超临界水氧化、MBR膜生物反应器处理后，经纳滤膜浓缩得到清水。超临界水氧化的条件为600 °C、23.4MPa，氧化系数3.5 ；纳滤膜的浓缩倍数在15倍，操作压力为2.0Mpa。
[0039]经本实施例处理前的废水水质为:⑶Dcr 405mg/L，氨氮172mg/L，总氮201mg/L，SS107mg/Lo
[0040]经本实施例处理后的废水水质为:⑶DGr 39mg/L，氨0.35mg/L，总氮4.2mg/L，SS检不出。
【主权项】
1.一种煤化工废水处理工艺，其特征在于:包括以下步骤: 步骤I，对煤化工废水用粗过滤进行预处理除杂，得清液； 步骤2，将清液经氮气气浮除油，得气浮废水； 步骤3，将气浮废水通过混合吸附剂进行脱酚处理，得脱酚废水； 步骤4，将脱酚废水通入低氧曝气池进行厌氧处理，得厌氧出水和沉淀污泥； 步骤5，将厌氧出水通入高氧曝气池进行生化处理，得生化出水和沉淀污泥； 步骤6，对好氧生化出水用陶瓷膜过滤，得到陶瓷膜清液和陶瓷膜浓液； 步骤7，将陶瓷膜清液出水进行超临界水氧化，得到氧化出水和沉淀物； 步骤8，氧化出水进入MBR膜生物反应器进行膜处理，出水经纳滤膜浓缩后得到清水；步骤4和步骤5中的沉淀污泥均回流至低氧曝气池，步骤6中陶瓷膜浓液返回步骤3中进行脱酚处理。2.根据权利要求1所述的煤化工废水处理工艺，其特征在于:步骤I中粗过滤为炭滤、砂滤或多介质过滤。3.根据权利要求1所述的煤化工废水处理工艺，其特征在于:步骤3中混合吸附剂是指膨润土、活性炭纤维和大孔吸附树脂的混合物，膨润土、活性炭纤维和大孔吸附树脂的质量比为3?8:2?9:1?15。4.根据权利要求1所述的煤化工废水处理工艺，其特征在于:步骤4中厌氧处理的条件为溶解氧0.4?0.8mg/L、污泥浓度4000?5000mg/L、水力停留24?36h。5.根据权利要求1所述的煤化工废水处理工艺，其特征在于:步骤5中高氧曝气池的条件为溶解氧3.0?4.0mg/L、污泥浓度4500?5500mg/L、水力停留24?36h。6.根据权利要求1所述的煤化工废水处理工艺，其特征在于:步骤6中陶瓷膜的平均孔径范围为0.02?0.2μηι。7.根据权利要求1所述的煤化工废水处理工艺，其特征在于:步骤7中超临界水氧化的条件为600 °C、23.4MPa，氧化系数3.5。8.根据权利要求1所述的煤化工废水处理工艺，其特征在于:步骤8中纳滤膜的浓缩倍数在10?30倍，操作压力为1.0?3.5Mpa。9.一种煤化工废水处理装置，其特征在于:包括有依次连接的预处理装置、气浮池、吸附塔、厌氧池、好氧池、陶瓷膜过滤器、超临界反应器、MBR膜生物反应器和纳滤膜过滤器。10.根据权利要求1所述的煤化工废水处理装置，其特征在于:所述的预处理装置是炭滤装置、砂滤装置或多介质过滤装置;陶瓷膜过滤器中的陶瓷膜的材质为氧化铝、氧化锆或者氧化钛;陶瓷膜的平均孔径范围为0.02?0.2μπι;纳滤膜过滤器中的纳滤膜材质可以是有机的，也可以是无机的。
【文档编号】C02F9/14GK105884142SQ201610412330
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年6月13日
【发明人】不公告发明人
【申请人】陈菊芳