专利名称：一种煤气化废水处理装置及其处理方法
技术领域：
本发明涉及煤气化废水处理技术领域，特别涉及一种煤气化废水处理装置及其处
理方法。
背景技术：
随着我国经济的持续快速发展，能源、化工产品的需求出现较高的增长速度，煤化工在我国能源、化工领域中的地位日益突出。煤气化是煤化工最为核心的技术之一，该技术广泛应用于煤制气、合成氨、煤发电等工业过程中。煤气化废水是气化炉在制造煤气或代天然气的过程中所产生的废水，是一种典型的高浓度、高污染、有毒、难降解的工业有机废水。目前，国内煤气化废水的处理一般采用物化处理与生物处理相结合的方法，具体的是通过生物处理技术中的全程硝化反硝化反应实现废水脱氮，反应流程长，处理成本高，水力停留时间长，部分处理工艺需要额外投加大量碱及碳源来维持生化反应的正常进行。因此，如何提供一种煤气化废水处理装置，以提高处理效果，缩短处理时间，降低运行成本是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种煤气化废水处理装置，以提高处理效果，缩短处理时间，降低运行成本；本发明的另一目的是提供一种煤气化废水处理方法，以提高处理效果，缩短处理时间，降低运行成本。为解决上述技术问题，本发明提供如下方案:一种煤气化废水处理装置，包括依次设置的第一生物氧化池、通过第一通道与所述第一生物氧化池连通的第二生物氧化池、通过第二通道与所述第二生物氧化池连通的第三生物氧化池、用于补充碳源和碱度的补充装置、总进水口和溶解氧浓度控制装置，其中，所述第一生物氧化池设置有从所述总进水口分流的第一进水口、用于附着微生物的第一载体和用于限制所述第一载体范围的第一载体固定装置，所述第一载体包括孔径范围为
的大量孔洞，所述第二生物氧化池设置有用于附着微生物的第二载体和用于限制所述第二载体范围的第二载体固定装置，所述第二载体包括孔径范围为的大量孔洞，所述第三生物氧化池设置有依次排列的用于附着微生物的第三载体和用于附着微生物的第四载体，还设置有用于限制所述第三载体范围的第三载体固定装置和用于限制所述第四载体范围的第四载体固定装置，所述第三载体包括孔径范围为的大量孔洞，所述第四载体包括孔径范围为的大量孔洞，所述第三生物氧化池还设置有出水管。优选的，上述补充装置包括从所述总进水口分流的第二进水口和第三进水口，其中，所述第二进水口与 所述第二生物氧化池连通，且位于所述第一生物氧化池和所述第二生物氧化池的连通处，所述第三进水口与所述第三生物氧化池连通，且位于所述第二生物氧化池和所述第三生物氧化池的连通处。
优选的，上述第一生物氧化池与所述第二生物氧化池的容积相等，所述第三生物氧化池的容积占装所述第一生物氧化池、所述第二生物氧化池和所述第三生物氧化池三个生物氧化池的总容积的20% 25%。优选的，上述第一生物氧化池、所述第二生物氧化池和所述第三生物氧化池均设置有集泥斗和排泥口。优选的，上述第一进水口位于所述第一生物氧化池的上部，所述第一生物氧化池的下部与所述第二生物氧化池的下部连通，所述第二生物氧化池的上部与所述第三生物氧化池的上部连通，所述出水管位于所述第三生物氧化池的下部。优选的，上述溶解氧浓度控制装置包括曝气管和空气提供装置。优选的，上述第一载体、所述第二载体和所述第三载体均为聚氨酯多孔立方体。本发明还提供一种煤气化废水处理方法，包括:步骤I)在第一生物氧化池中固定设置具有孔径范围为的大量孔洞的第一载体，所述第一载体在第一生物氧化池中形成好氧、缺氧及厌氧环境的组合，在第二生物氧化池中固定设置具有孔径范围为1_-4_的大量孔洞的第二载体，所述第二载体形成在第二生物氧化池中形成好氧、缺氧及厌氧环境的组合，在第三生物氧化池中依次排列设置具有孔径范围为的大量孔洞的第三载体和具有孔径范围为的大量孔洞的第四载体，其中，第三载体形成内部厌氧环境，所述第四载体形成好氧环境；步骤2)将煤气化废水通入到所述第一生物氧化池中，控制所述第一生物氧化池和所述第二生物氧化池溶解氧浓度保持在I 1.5mg/L，控制所述第三生物氧化池溶解氧浓度保·持在1.5 2.5mg/L，煤气化废水自所述第一生物氧化池流通到所述第二生物氧化池再流通到所述第三生物氧化池完成处理过程。优选的，上述步骤2)中还包括采用原水分流补充碳源和碱度，原水分流具体为单独分流所述煤气化废水至所述第二生物氧化池和单独分流所述煤气化废水至所述第三生物氧化池。优选的，通入所述第一生物氧化池的煤气化废水占总煤气化废水的55% 60%，通入所述第二生物氧化池的煤气化废水占总煤气化废水的30% 35%，所述总煤气化废水中的剩余部分通入所述第三生物氧化池中。上述本发明所提供的煤气化废水处理装置，包括依次设置的第一生物氧化池、通过第一通道与所述第一生物氧化池连通的第二生物氧化池、通过第二通道与所述第二生物氧化池连通的第三生物氧化池、用于补充碳源和碱度的补充装置、总进水口和溶解氧浓度控制装置，其中，所述第一生物氧化池设置有从所述总进水口分流的第一进水口、用于附着微生物的第一载体和用于限制所述第一载体范围的第一载体固定装置，所述第一载体包括孔径范围为1_-4_的大量孔洞，所述第二生物氧化池设置有用于附着微生物的第二载体和用于限制所述第二载体范围的第二载体固定装置，所述第二载体包括孔径范围为1_-4_的大量孔洞，所述第三生物氧化池设置有依次排列的用于附着微生物的第三载体和用于附着微生物的第四载体，还设置有用于限制所述第三载体范围的第三载体固定装置和用于限制所述第四载体范围的第四载体固定装置，所述第三载体包括孔径范围为
的大量孔洞，所述第四载体包括孔径范围为的大量孔洞，所述第三生物氧化池还设置有出水管。使用时，将经调节池、物理化学沉淀池预处理去除部分悬浮物后的煤气化废水从第一进水口进入到第一生物氧化池中，经过第一载体完成第一次短程硝化反硝化反应后，从第一通道流入到第二生物氧化池中，经过第二载体完成第二次短程硝化反硝化反应后，从第二通道流入到第三生物氧化池中，先经过第三载体完成反硝化反应，再经过第四载体完成硝化反应，完成处理过程从出水管排出。其中，短程硝化反硝化脱氮过程为NH/-N — NO2--N — N2,而传统脱氮工艺采用全程硝化反硝化，其脱氮过程为NH4+-N — NO2 -N — NO3 -N — N2,短程硝化反硝化反应将硝化反应控制在亚硝酸盐阶段，使其不再进一步氧化成硝酸盐而直接进行反硝化反应，缩短了废水脱氮过程，减少了反应过程中的能耗。其中，为了保证短程硝化反硝化反应的顺利进行，首先，通过溶解氧浓度控制装置控制所述第一生物氧化池和所述第二生物氧化池溶解氧浓度保持在I 1.5mg/L，使得第一生物氧化池和第二生物氧化池中的溶解氧浓度保持在较低的水平，并且，溶解氧浓度控制装置持续曝气使得三个生物氧化池保持宏观上的好氧状态，而第一载体和第二载体均包括孔径范围为1_-4_的大量孔洞，其内部的该特殊结构又可以形成大量缺氧、厌氧的微观环境，这样就在第一生物氧化池和第二生物氧化池中均形成好氧、缺氧及厌氧环境的组合，为硝化细菌、反硝化细菌等多种微生物提供不同的生长环境，保证了硝化细菌、反硝化细菌等多种微生物的处于活力状态，能够进行硝化反应和反硝化反应，由于亚硝酸菌对氧气的竞争能力强于硝酸菌，在较低的溶解氧浓度条件下，即溶解氧浓度保持在I 1.5mg/L，亚硝酸细菌在硝化菌群体系中占主导地位，从而利用第一载体中的微生物进行短程硝化反硝化，将硝化反应控制在亚硝化阶段以去除煤气化废水中的氨氮，然后利用煤气化废水本身就具有的有机物作为电子供体，以NO2--N作为电子受体进行反硝化作用，去除总氮及有机物，煤气化废水在第一生物氧化池中进行短程硝化反硝化反应后，进入到第二生物氧化池中进行第二次短程硝化反硝化反应，以保证对煤气化废水的进一步处理，保证处理效果。 其中，在第一生物氧化池及第二生物氧化池中，短程硝化反硝化难以保证NH4+-N、Ν02_-Ν的完全去除，在第三生物氧化池中，第三载体包括孔径范围为的大量孔洞，形成一个内部厌氧环境，其微生物以反硝化细菌为主，第四载体包括孔径范围为的大量孔洞，形成一个好氧环境，其微生物以硝化细菌为主，那么就可以利用第三载体中的微生物进行反硝化作用，使NO2--N与煤气化废水提供的有机物进行反应，然后利用第四载体中的微生物进一步氧化剩余的NH4+-N及Ν02_-Ν，以保证耗氧无机氮的有效去除。其中，第三生物氧化池中，通过溶解氧浓度控制装置控制第三生物氧化池溶解氧浓度保持在1.5 2.5mg/L,为第三生物氧化池中的硝化反应和反硝化反应创造良好的环境。本发明提供的煤气化废水处理装置利用短程硝化反硝化原理同步去除有机物、氨氮及总氮，比普通脱氮工艺减少了氧气、碳源及碱度的消耗，缩短了反应历程，缩短了处理时间，水力停留时间短，通过溶解氧浓度控制装置控制各个生物氧化池中的溶解氧浓度，实现不同载体中微生物的多样性，各类微生物各自处于有利的生长环境，在营养充足的条件下保持很高的生物活性，并且在实现短程硝化反硝化的同时保证了氨氮、亚硝酸盐的有效去除，脱氮效率高，同时由于减少了氧气、碱度及碳源的消耗而节省了运行成本。
图1为本发明实施例所提供的煤气化废水处理装置的结构示意图。上图1中:总进水口 1、第一进水口 11、第二进水口 12、第三进水口 13、第一载体21、第二载体22、第三载体23、第四载体24、第一生物氧化池31、第二生物氧化池32、第三生物氧化池33、第一通道41、第二通道42、出水管5、曝气管6、上拦截网71、下拦截网72、中拦截网73、集泥斗8、排泥口 9、空气提供装置101。
具体实施例方式本发明的核心是提供一种煤气化废水处理装置，以缩短处理时间，降低运行成本；本发明的另一核心是提供一种煤气化废水处理方法，以缩短处理时间，降低运行成本。为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步的详细说明。请参考图1，图1为本发明实施例所提供的煤气化废水处理装置的结构示意图。本发明实施例所提供的煤气化废水处理装置，包括依次设置的第一生物氧化池31、通过第一通道41与第一生物氧化池31连通的第二生物氧化池32、通过第二通道42与第二生物氧化池32连通的第三生物氧化池33、用于补充生化反应所需要的碳源、碱度的补充装置、总进水口 I和溶解氧浓度控制装置，其中，第一生物氧化池31设置有从总进水口 I分流的第一进水口 11、用于附着微生物的第一载体21和用于限制第一载体21的范围的第一载体固定装置，第一载体21包括孔径范围为的大量孔洞，第二生物氧化池32设置有用于附着微生物的第二载体22和用于限制第二载体22范围的第二载体固定装置，第二载体22包括孔径范围为的大量孔洞，第三生物氧化池33设置有依次排列的用于附着微生物的第三载·体23和用于附着微生物的第四载体24，还设置有用于限制第三载体23范围的第三载体固定装置和用于限制第四载体24范围的第四载体固定装置，第三载体23包括孔径范围为的大量孔洞,第四载体24包括孔径范围为的大量孔洞，第三生物氧化池33还设置有出水管5。使用时，将经调节池、物理化学沉淀池预处理去除部分悬浮物后的煤气化废水从第一进水口 11进入到第一生物氧化池31中，经过第一载体21完成第一次短程硝化反硝化反应后，从第一通道41流入到第二生物氧化池32中，经过第二载体22完成第二次短程硝化反硝化反应后，从第二通道42流入到第三生物氧化池33中，先经过第三载体23完成反硝化反应，再经过第四载体24完成硝化反应，完成处理过程从出水管排出。其中，短程硝化反硝化反应脱氮过程为NH/-N — NO2--N — N2,而传统脱氮工艺采用全程硝化反硝化，其脱氮过程为NH4+-N — NO2 -N — NO3 -N — N2,短程硝化反硝化反应将硝化反应控制在亚硝酸盐阶段，使其不再进一步氧化成硝酸盐而直接进行反硝化反应，缩短了废水脱氮过程，减少了反应过程中的能耗。其中，为了保证短程硝化反硝化反应的顺利进行，首先，通过溶解氧浓度控制装置控制第一生物氧化池31和第二生物氧化池32溶解氧浓度保持在I 1.5mg/L，使得第一生物氧化池31和第二生物氧化池32中的溶解氧浓度保持在较低的水平，并且，溶解氧浓度控制装置持续曝气使得三个生物氧化池保持宏观上的好氧状态，而第一载体21和第二载体22均包括孔径范围为的大量孔洞,其内部的该特殊结构又可以形成大量缺氧、厌氧的微观环境，这样就在第一生物氧化池31和第二生物氧化池32中均形成好氧、缺氧及厌氧环境的组合，为硝化细菌、反硝化细菌等多种微生物提供不同的生长环境，保证了硝化细菌、反硝化细菌等多种微生物的处于活力状态，能够进行硝化反应和反硝化反应，由于亚硝酸菌对氧气的竞争能力强于硝酸菌，在较低的溶解氧浓度条件下，即溶解氧浓度保持在I 1.5mg/L，亚硝酸细菌在硝化菌群体系中占主导地位，使得硝化作用集中于亚硝化阶段，从而利用第一载体21中的微生物进行短程硝化反硝化，将硝化反应控制在亚硝化阶段以去除煤气化废水中的氨氮，然后利用煤气化废水本身就具有的有机物，作为电子供体，以NO2--N作为电子受体进行反硝化作用，去除总氮及有机物，煤气化废水在第一生物氧化池31中进行短程硝化反硝化反应后，进入到第二生物氧化池32中进行第二次短程硝化反硝化反应，以保证对煤气化废水的进一步处理，保证处理效果。其中，在第一生物氧化池31及第二生物氧化池32中，短程硝化反硝化难以保证NH/-N、NO2--N的完全去除，在第三生物氧化池33中，第三载体23包括孔径范围为
的大量孔洞，形成一个内部厌氧环境，其微生物以反硝化细菌为主，第四载体24包括孔径范围为的大量孔洞，形成一个好氧环境，其微生物以硝化细菌为主，那么就可以利用第三载体23中的微生物进行反硝化作用，使Ν02_-Ν与煤气化废水提供的有机物进行反应然后利用第四载体24中的微生物进一步氧化剩余的NH4+-N及Ν02_-Ν，以保证耗氧无机氮的有效去除。其中，第三生物氧化池33中，通过溶解氧浓度控制装置控制第三生物氧化池33溶解氧浓度保持在1.5 2.5mg/L,以使第四载体内部的微生物处于好氧状态，第三载体内部的微生物处于缺氧状态，为第三生物氧化池33中的硝化反应和反硝化反应创造良好的环境。本发明提供的煤气化废水处理装置利用短程硝化反硝化原理同步去除有机物、氨氮及总氮，比普通脱氮工艺 减少了氧气、碳源及碱度的消耗，缩短了反应历程，缩短处理时间，水力停留时间短，运行成本低，通过溶解氧浓度控制装置控制各个生物氧化池中的溶解氧浓度，实现不同载体中微生物的多样性，各类微生物各自处于有利的生长环境，在营养充足的条件下保持很高的生物活性，并且在实现短程硝化反硝化的同时保证了氨氮、亚硝酸盐的有效去除。其中，第一载体固定装置、第二载体固定装置、第三载体固定装置和第四载体固定装置可以为上拦截网71和下拦截网72，分别将第一载体21和第二载体22限制在上拦截网71和下拦截网72之间，其中，第三载体23和第四载体24可以使用三个拦截网，即上拦截网71、中拦截网73和下拦截网72，其中，第三载体23限制于上拦截网71和中拦截网73之间，第四载体24限制于中拦截网73和下拦截网72之间。具体的，补充装置可以是原水分流装置，包括从总进水口 I分流的第二进水口 12和第三进水口 13，其中，第二进水口 12与第二生物氧化池32连通，且位于第一生物氧化池31和第二生物氧化池32的连通处，第三进水口 13与第三生物氧化池33连通，且位于第二生物氧化池32和第三生物氧化池33的连通处。煤气化废水的酸碱值是碱性较高的，并且，含有丰富的有机物，有机物可以作为碳源使用，因此，煤气化废水完全能够用于补充碳源和碱度，煤气化废水从第二进水口 12进入到第二生物氧化池32中，从第三进水口 13进入到第三生物氧化池3中，实现了多点进水，充分利用了煤气化废水中有限的碳源和碱度，节省了额外投加碱度和碳源带来的运行成本，并且，进一步缩短了煤气化废水的处理时间。同时，第二进水口 12位于第一生物氧化池31和第二生物氧化池32的连通处，即第一通道41通向第二生物氧化池32的出口处，这样，从第一生物氧化池31过来的煤气化废水能及时得到有机物以及碱度的补充，并且混合均匀。同理，第三进水口 13位于第二生物氧化池32和第三生物氧化池33的连通处，即第二通道42通向第三生物氧化池33的出口处，这样，从第二生物氧化池32过来的煤气化废水能及时得到有机物以及碱度的补充，并且混合均匀。具体的，第一生物氧化池31与第二生物氧化池32的容积相等，第三生物氧化池33的容积占装第一生物氧化池31、第二生物氧化池32和第三生物氧化池33三个生物氧化池的总容积的20% 25%。由于煤气化废水的主要处理是在第一生物氧化池31和第二生物氧化池32中进行，两者容积相等能够保证处理过程的连续性，两者中任意一个过大将导致容积的浪费，第三生物氧化池33的设立是为了防止前面的短程硝化反硝化难以保证NH4+-N、NO2--N的完全去除，因此，第三生物氧化池33的容积无需过大，可以降低制作成本，同时，其容积占总容积的20% 25%已经完全够用，如果第三生物氧化池33的容积过大，可能会由于第一生物氧化池31与第二生物氧化池32处理速度跟不上自己的处理速度导致一部分容积空闲，非常浪费，如果第三生物氧化池33的容积过小，可能会由于第一生物氧化池31与第二生物氧化池32处理速度过快而自己的处理速度跟不上，导致多余的煤气化废水淤积过多，影响整个处理过程。 具体的，第一生物氧化池31、第二生物氧化池32和第三生物氧化池33均设置有集泥斗8和排泥口 9，可以实现对煤气化废水中的污泥的排除。具体的，第一进水口 11位于第一生物氧化池31的上部，第一生物氧化池31的下部与第二生物氧化池32的下部连通，第二生物氧化池32的上部与第三生物氧化池33的上部连通，出水管5位于第三生物氧化池33的下部。这样就可以形成非常连贯的流动过程，煤气化废水从第一 进水口 11进入后向下流动，经过第一载体21从第一生物氧化池31的下部从第一通道41进入到第二生物氧化池32的下部，然后水位慢慢上升，经过第二载体22，从第二生物氧化池32的上部通过第二通道42进入到第三生物氧化池33的上部，此时，设置第三载体23在上，第四载体24在下，依次排列，那么煤气化废水进入到第三生物氧化池33中后向下流动，经过第三载体23，然后经过第四载体24，从位于第三生物氧化池33的下部的出水管5流出，完成处理过程。具体的，溶解氧浓度控制装置包括曝气管6和空气提供装置101，设备简单实用，维修方便，其中空气提供装置101可以是离心式风机，也可以是空气压缩机。具体的，第一载体21、第二载体22和第三载体23均为聚氨酯多孔立方体。该结构更易于形成大量缺氧、厌氧的微观环境。本发明实施例还提供一种煤气化废水处理方法，包括:步骤I)在第一生物氧化池31中固定设置具有孔径范围为的大量孔洞的第一载体21，第一载体21形成在第一生物氧化池31中形成好氧、缺氧及厌氧环境的组合，在第二生物氧化池中32固定设置具有孔径范围为的大量孔洞的第二载体22，第二载体22形成在第二生物氧化池32中形成好氧、缺氧及厌氧环境的组合，在第三生物氧化池33中依次排列设置具有孔径范围为的大量孔洞的第三载体23和具有孔径范围为4mm-7mm的大量孔洞的第四载体24，其中，第三载体23形成内部厌氧环境，第四载体24形成好氧环境；步骤2)将煤气化废水通入到第一生物氧化池31中，同时控制第一生物氧化池31和第二生物氧化池32溶解氧浓度保持在I 1.5mg/L，控制第三生物氧化池33溶解氧浓度保持在1.5 2.5mg/L，进行行短程硝化反硝化，煤气化废水自第一生物氧化池31流通到第二生物氧化池32再流通到第三生物氧化池33完成处理过程。本发明实施例提供的煤气化废水处理方法基于上述煤气化废水处理装置，例如，步骤2 )中的补充碳源和碱度可以由上述煤气化废水处理装置中的补充装置来完成，本发明实施例提供的煤气化废水处理方法可利用短程硝化反硝化原理同步去除有机物、氨氮及总氮，比普通脱氮工艺减少了氧气、碳源及碱度的消耗，缩短了反应历程，缩短处理时间，水力停留时间短，通过溶解氧浓度控制装置控制各个生物氧化池中的溶解氧浓度，实现不同载体中微生物的多样性，各类微生物各自处于有利的生长环境，在营养充足的条件下保持很高的生物活性，并且在实现短程硝化反硝化的同时保证了氨氮、亚硝酸盐的有效去除。具体的，步骤2)中还包括采用原水分流补充碳源和碱度，原水分流具体为单独分流煤气化废水至第二生物氧化池32和单独分流煤气化废水至第三生物氧化池33。通过多点进水充分利用了煤气化废水中有限的碳源和碱度，并且，进一步缩短了煤气化废水的处理时间。具体的，通入第一生物氧化池31的煤气化废水占总煤气化废水的55% 60%，通入第二生物氧化池32的煤 气化废水占总煤气化废水的30% 35%，总煤气化废水中的剩余部分通入第三生物氧化池33中。根据煤气化废水中的有机物含量和碱度，以及短程硝化反硝化反应过程中有机物消耗的程度和碱度，以通入第一生物氧化池31的煤气化废水占总煤气化废水的55% 60%，通入第二生物氧化池32的煤气化废水占总煤气化废水的30% 35%，总煤气化废水中的剩余部分通入第三生物氧化池33中为宜，最大程度上保证煤气化废水中的有机物含量和碱度得到充分的利用。实施例1:第一生物氧化池31与第二生物氧化池32的容积相等，第三生物氧化池33容积占装置总容积的25% ；第一载体21、第二载体22和第三载体23均为聚氨酯多孔立方体，第一载体21和第二载体22均边长为30mm，均孔径范围为I 4mm，第三载体23边长为20mm，孔径范围为I 2mm,第四载体24边长为40mm,孔径为4 7mm ;在具体实施过程中，煤气化废水首先经调节池、物理化学沉淀池预处理去除部分悬浮物后，经总进水口 I分三部分，按比例同时进入到第一进水口 11、第二进水口 12和第三进水口 13中,其中，从第一进水口 11进入到第一生物氧化池31、从第二进水口 12进入到第二生物氧化池32、从第三进水口 13进入到第三生物氧化池33，最后，处理后的煤气化废水由出水管5排出系统，煤气化废水在曝气管6连续曝气的过程中单向流动，污泥沉积在集泥斗8，经排泥口 9定期排出装置；按比例流入第一生物氧化池31的煤气化废水为总煤气化废水中的60%，流入第二生物氧化池32的煤气化废水为总煤气化废水中的为30%，总煤气化废水中的其余煤气化废水流入第三生物氧化池33 ；
由空气压缩机通过曝气管6输送空气至各个生物氧化池，运行过程中通过调整曝气量以控制第一生物氧化池31、第二生物氧化池32溶解氧浓度均为I 1.5mg/L，第三生物氧化池33溶解氧浓度为1.5 2.5mg/L。在本实施例中，第一生物氧化池31和第二生物氧化池32均保持pH值>8，以有利于Ν02_-Ν的积累，多点进水可以保证第一生物氧化池31、第二生物氧化池32的pH值都维持在碱性较高水平，从而抑制NOf-N向NOf-N的转化。在第一生物氧化池31、第二生物氧化池32中，保持较低的溶解氧浓度，利用第一载体21中的微生物进行短程硝化反硝化，将硝化反应控制在亚硝化阶段以去除废水中的氨氮，然后利用有机物作为电子供体，以NO2--N作为电子受体进行反硝化作用去除总氮及有机物，从第一进水口 11和第二进水口 12流入的煤气化废水可以及时补充生化反应所需要的碳源及碱度；在第一生物氧化池31及第二生物氧化池32中，短程硝化反硝化难以保证NH4+-N、NO2--N的完全去除，在第三生物氧化池33中，利用第三载体23中的微生物进行反硝化作用，使Ν02_-Ν与从第三进水口 13流入的有机物进行反应，利用第四载体24中的微生物进一步氧化剩余的NH4+-N及Ν02_-Ν，以保证耗氧无机氮的有效去除。在水力停留时间为52小时的情况下，本实施例运行18天内的水质监测数据如表I所示。表I中试运行期间的水质监测数据
权利要求
1.一种煤气化废水处理装置，其特征在于，包括依次设置的第一生物氧化池(31)、通过第一通道(41)与所述第一生物氧化池(31)连通的第二生物氧化池(32)、通过第二通道(42)与所述第二生物氧化池(32)连通的第三生物氧化池(33)、用于补充碳源和碱度的补充装置、总进水口(I)和溶解氧浓度控制装置， 其中，所述第一生物氧化池(31)设置有从所述总进水口(I)分流的第一进水口(11)、用于附着微生物的第一载体(21)和用于限制所述第一载体(21)范围的第一载体固定装置，所述第一载体(21)包括孔径范围为的大量孔洞， 所述第二生物氧化池(32)设置有用于附着微生物的第二载体(22)和用于限制所述第二载体(22)范围的第二载体固定装置，所述第二载体(22)包括孔径范围为的大量孔洞， 所述第三生物氧化池(33)设置有依次排列的用于附着微生物的第三载体(23)和用于附着微生物的第四载体(24)，还设置有用于限制所述第三载体(23)范围的第三载体固定装置和用于限制所述第四载体(24)范围的第四载体固定装置，所述第三载体(23)包括孔径范围为的大量孔洞,所述第四载体(24)包括孔径范围为的大量孔洞， 所述第三生物氧化池(33 )还设置有出水管(5 )。
2.根据权利要求1所述的煤气化废水处理装置，其特征在于，所述补充装置包括从所述总进水口( 1)分流的第二进水口( 12)和第三进水口( 13)， 其中，所述第二进水口( 12)与所述第二生物氧化池(32)连通，且位于所述第一生物氧化池(31)和所述第二生物氧化池(32)的连通处， 所述第三进水口(23)与所述第三生物氧化池(33)连通，且位于所述第二生物氧化池(32)和所述第三生物氧化池(33)的连通处。
3.根据权利要求1所述的煤气化废水处理装置，其特征在于，所述第一生物氧化池(31)与所述第二生物氧化池(32)的容积相等，所述第三生物氧化池(33)的容积占装所述第一生物氧化池(31)、所述第二生物氧化池(32)和所述第三生物氧化池(33)三个生物氧化池的总容积的20% 25%。
4.根据权利要求1所述的煤气化废水处理装置，其特征在于，所述第一生物氧化池(31)、所述第二生物氧化池(32 )和所述第三生物氧化池(33 )均设置有集泥斗(8 )和排泥口(9)。
5.根据权利要求1所述的煤气化废水处理装置，其特征在于，所述第一进水口(11)位于所述第一生物氧化池(31)的上部，所述第一生物氧化池(31)的下部与所述第二生物氧化池(32)的下部连通，所述第二生物氧化池(32)的上部与所述第三生物氧化池(33)的上部连通，所述出水管(5)位于所述第三生物氧化池(33)的下部。
6.根据权利要求I所述的煤气化废水处理装置，其特征在于，所述溶解氧浓度控制装置包括曝气管(6)和空气提供装置(101)。
7.根据权利要求I所述的煤气化废水处理装置，其特征在于，所述第一载体(21)、所述第二载体(22)和所述第三载体(23)均为聚氨酯多孔立方体。
8.一种煤气化废水处理方法，其特征在于，包括 步骤1)在第一生物氧化池(31)中固定设置具有孔径范围为的大量孔洞的第一载体(21 )，所述第一载体(21)在第一生物氧化池中形成好氧、缺氧及厌氧环境的组合，在第二生物氧化池(32)中固定设置具有孔径范围为1_-4_的大量孔洞的第二载体(22),所述第二载体(22)在第二生物氧化池(32)中形成好氧、缺氧及厌氧环境的组合，在第三生物氧化池(33)中依次排列设置具有孔径范围为的大量孔洞的第三载体(23)和具有孔径范围为的大量孔洞的第四载体(24)，其中，第三载体(23)形成内部厌氧环境，所述第四载体(24)形成好氧环境； 步骤2)将煤气化废水通入到所述第一生物氧化池(31)中，控制所述第一生物氧化池(31)和所述第二生物氧化池(32)溶解氧浓度保持在I I. 5mg/L，控制所述第三生物氧化池(33)溶解氧浓度保持在I. 5 2. 5mg/L，煤气化废水自所述第一生物氧化池(31)流通到所述第二生物氧化池(32)再流通到所述第三生物氧化池(33)完成处理过程。
9.根据权利要求8所述的煤气化废水处理方法，其特征在于，所述步骤2)中还包括采用原水分流补充碳源和碱度，原水分流具体为单独分流所述煤气化废水至所述第二生物氧化池(32 )和单独分流所述煤气化废水至所述第三生物氧化池(33 )。
10.根据权利要求9所述的煤气化废水处理方法，其特征在于，通入所述第一生物氧化池(31)的煤气化废水占总煤气化废水的55% 60%，通入所述第二生物氧化池(32)的煤气化废水占总煤气化废水的30% 35%，所述总煤气化废水中的剩余部分通入所述第三生物氧化池(33)中。
全文摘要
本发明公开了一种煤气化废水处理装置，使用时，将经调节池、物理化学沉淀池预处理去除部分悬浮物后的煤气化废水从第一进水口进入到第一生物氧化池中，经过第一载体完成第一次短程硝化反硝化反应后，从第一通道流入到第二生物氧化池中，经过第二载体完成第二次短程硝化反硝化反应后，从第二通道流入到第三生物氧化池中，先经过第三载体完成反硝化反应，再经过第四载体完成硝化反应，完成处理过程从出水管排出。其中，短程硝化反硝化反应将硝化反应控制在亚硝酸盐阶段，使其不再进一步氧化成硝酸盐而直接进行反硝化反应，缩短了废水脱氮过程，补充装置补充碳源及碱度。本发明还提供了一种煤气化废水处理方法。
文档编号C02F9/14GK103253835SQ201310220988
公开日2013年8月21日 申请日期2013年6月5日 优先权日2013年6月5日
发明者王冬, 周如禄, 赵忠萍, 郭中权, 徐先宝, 郑彭生, 陈聚武, 宋淑群, 王伟, 秦胜, 袁建奎, 岳双喜, 石金田 申请人:兖矿集团有限公司, 兖矿国宏化工有限责任公司