一种煤化工高浓度废水处理的方法与装置制造方法
【专利摘要】本发明提出一种煤化工高浓度废水处理的方法与装置，解决了现有技术中煤化工废水处理使用MBR时，通量低，膜污染高的问题。煤化工高浓度废水处理装置包括：隔油装置；絮凝反应装置，与隔油装置连通；超微气浮装置，与絮凝反应装置连通；高级氧化装置，与超微气浮装置连通；水解酸化装置，与高级氧化装置连通；脱氮装置，与水解酸化装置连通；缺氧装置，与脱氮装置连通；好氧MBR装置，包括若干设置于好氧MBR装置内的MBR膜，与缺氧装置连通。本发明有益效果：预处理完善，后续处理难度低，保证生化的处理效果，有利于降低膜污染，膜清洗频率低、使用寿命长，并且MBR出水稳定，无悬浮物，能够保证深度处理效果。
【专利说明】一种煤化工高浓度废水处理的方法与装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及废水处理领域，特别是指一种煤化工高浓度废水处理的方法与装置。【背景技术】
[0002]全球范围内，煤炭储量比石油和天然气更为丰富，且价格相对较低，而石油短缺现象日益严重。一些富煤国家如美国、澳大利亚、印度、德国等，都在加紧研究或开发煤化工项目。我国近年也研究开发新型煤化工工艺，建立多个煤化工示范工程，并建成世界最大的煤直接制油项目。但对于煤炭资源丰富但水资源短缺地区的煤化工项目，在耗水量和污水排放量都大的情况下，急需切实可行的煤化工高浓度废水处理工艺，以保证煤化工项目在当地的经济社会平稳发展和生态环境保护。
[0003]目前煤化工工艺正在火热发展阶段，然而煤化工废水的处理工艺相对较落后。煤化工废水根据工艺的不同分为煤直接液化制油废水和煤间接液化制油废水。煤化工高浓度废水指经气提、脱酚装 置处理后的出水，主要包括煤液化、加氢精制、加氢裂化及硫磺回收等装置排出的含硫、含酚废水。煤化工废水含有大量表面活性剂，具有色度大、乳化程度高、可生化性差及水面易形成大量泡沫等特点，属于难处理的煤化工废水。
[0004]MBR(Membrane Bio-Reactor,膜生物反应器)是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术，在污水处理领域的应用已较为普遍，具有出水悬浮物和浊度低，出水水质好，污泥浓度高，占地面积小，控制、操作简便等优点。但在煤化工废水处理时，需要对MBR技术进行优化，提高MBR通量，降低MBR膜污染。
【发明内容】
[0005]本发明提出一种煤化工高浓度废水处理的方法与装置，解决了现有技术中煤化工废水处理使用MBR时，通量低，膜污染高的问题。
[0006]本发明的技术方案是这样实现的:
[0007]一种煤化工高浓度废水处理装置，包括:
[0008]隔油装置，用于去除废水中颗粒较大的悬浮油；
[0009]絮凝反应装置，用于去除所述隔油装置排出的废水中可被絮凝沉淀掉的悬浮物胶体和分散颗粒，以及在所述隔油装置中未去除的部分悬浮油，与所述隔油装置连通；
[0010]超微气浮装置，用于去除所述絮凝反应装置排出的废水中的悬浮物，降低后续处理难度，与所述絮凝反应装置连通；
[0011]高级氧化装置，用于氧化所述超微气浮装置排出的废水中难降解污染物，与所述超微气浮装置连通；
[0012]水解酸化装置，用于将大分子物质降解，使所述高级氧化装置排出的废水中难生物降解的有机物进一步转变为易生物降解的有机物，提高废水的可生化性，以利于后续的好氧处理，与所述高级氧化装置连通；
[0013]脱氮装置，用于去除所述水解酸化装置排出的废水中的大量氨氮及总氮，与所述水解酸化装置连通；
[0014]缺氧装置，用于使硝态氮和亚硝态氮在生物作用下与有机物反应，以去除所述脱氮装置排出的废水中未被去除的氨氮及总氮，与所述脱氮装置连通；
[0015]好氧MBR装置，用于对所述缺氧装置中排出的废水进行好氧处理，包括若干设置于所述好氧MBR装置内的MBR膜，与所述缺氧装置连通。
[0016]进一步地，本发明所述的煤化工高浓度废水处理装置，还包括:
[0017]第一射流装置，用于产生微小气泡，提高气浮效率，设置于所述超微气浮装置内。[0018]优选地，所述高级氧化装置为高级微电解氧化装置、高级电絮凝氧化装置、高级电催化氧化装置、高级电催化氧化装置、高级芬顿氧化装置、高级臭氧氧化装置、高级光催化氧化装置中的任意一种或几种。
[0019]优选地，所述好氧MBR装置为浸没式膜生物反应器或分置式膜生物反应器。
[0020]优选地，所述MBR膜为平板膜、中空纤维膜、管式膜、螺旋式膜中的任意一种。
[0021]优选地，所述MBR膜为微滤膜、超滤膜、纳滤膜、反渗透膜中的任意一种。
[0022]进一步地，本发明所述的煤化工高浓度废水处理装置，还包括:
[0023]第二射流装置，用于曝气，并冲刷所述MBR膜表面，减小所述MBR膜污染，设置于所述好氧MBR装置内。
[0024]进一步地，本发明所述的煤化工高浓度废水处理装置，还包括:
[0025]回流系统，用于将所述好氧MBR装置内的泥水混合物回流至缺氧装置中，设置于所述好氧MBR装置内，与所述缺氧装置连通。
[0026]一种使用上述的煤化工高浓度废水处理装置进行水处理的方法，包括以下步骤:
[0027](A)通过隔油工艺分离去除废水中颗粒较大的悬浮油；
[0028](B)隔油出水进行加药絮凝，去除所述隔油出水中可被絮凝沉淀掉的悬浮物胶体及分散颗粒，以及所述隔油出水中未去除的部分悬浮油；
[0029](C)絮凝出水进行超微气浮，去除所述絮凝出水中剩余的油脂、纤维、藻类等悬浮物，降低后续处理难度，在进行超微气浮时进行射流处理，以产生均匀、微小的气泡，增强气浮效果；
[0030](D)超微气浮出水进行高级氧化，去除所述超微气浮出水中难降解污染物；
[0031](E)高级氧化出水进行水解酸化，将大分子物质降解，使所述高级氧化出水中难生物降解的有机物进一步转变为易生物降解的有机物，提高所述高级氧化出水的可生化性，以利于后续的好氧处理；
[0032](F)水解酸化出水进行脱氮处理，去除所述水解酸化出水中的大量氨氮及总氮；
[0033](G)脱氮处理出水进行缺氧处理，使所述脱氮处理出水中的硝态氮和亚硝态氮在生物作用下与有机物反应，以去除所述脱氮处理出水中未被去除的氨氮及总氮；
[0034](H)缺氧处理出水进行好氧MBR处理，将好氧MBR处理过程中的泥水混合液回流至缺氧处理阶段，好氧MBR处理出水浊度和悬浮物接近零。
[0035]本发明的有益效果为:
[0036]1.本发明所述的煤化工高浓度废水处理的方法与装置，预处理完善，降低后续处理难度，其生化处理采用水解酸化-脱氮-缺氧-好氧MBR的组合工艺，先提高废水的可生化性，再进行脱氮，最后进行好氧生化处理，保证生化的处理效果，从而有利于降低膜污染，膜清洗频率低、使用寿命长，并且MBR出水稳定，无悬浮物，能够保证深度处理效果。
[0037]2.本发明所述的煤化工高浓度废水处理的方法与装置，MBR膜装置可3个月清洗一次，或者可6个月清洗一次，甚至可12个月清洗一次，不仅能保证产水水质高，而且运行维护简单、系统稳定性好。
【专利附图】
【附图说明】
[0038]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0039]图1为本发明一种煤化工高浓度废水处理装置的结构示意图。
[0040]图中:
[0041]1.隔油装置；2.絮凝反应装置；3.超微气浮装置；4.高级氧化装置；5.水解酸化装置；6.脱氮装置；7.缺氧装置；8.好氧MBR装置；9.MBR膜。
【具体实施方式】
[0042]下面将结 合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0043]如图1所示，在本发明所述的一种煤化工高浓度废水处理装置的第一实施例中，煤化工高浓度废水处理装置包括:
[0044]隔油装置1，用于去除废水中颗粒较大的悬浮油；
[0045]絮凝反应装置2，用于去除隔油装置I排出的废水中可被絮凝沉淀掉的悬浮物胶体和分散颗粒，以及在隔油装置I中未去除的部分悬浮油，与隔油装置I连通；
[0046]超微气浮装置3，用于去除絮凝反应装置2排出的废水中的悬浮物，降低后续处理难度，与絮凝反应装置2连通；
[0047]高级氧化装置4，用于氧化超微气浮装置3排出的废水中难降解污染物，与超微气浮装置3连通；
[0048]水解酸化装置5，用于将大分子物质降解，使高级氧化装置4排出的废水中难生物降解的有机物进一步转变为易生物降解的有机物，提高废水的可生化性，以利于后续的好氧处理，与高级氧化装置4连通；
[0049]脱氮装置6，用于去除水解酸化装置5排出的废水中的大量氨氮及总氮，与水解酸化装置5连通；
[0050]缺氧装置7，用于使硝态氮和亚硝态氮在生物作用下与有机物反应，以去除脱氮装置6排出的废水中未被去除的氨氮及总氮，与脱氮装置6连通；
[0051]好氧MBR装置8，用于对缺氧装置7中排出的废水进行好氧处理，包括若干设置于好氧MBR装置8内的MBR膜9，与缺氧装置7连通。
[0052]其中，脱氮装置6 可以是 AO (Anacrobic and Oxic), SBR (SequencingBatchReactor Activated Sludge Process),序列间歇式活性污泥法脱氮、吹脱脱氮等,本发明对此不进行限定。
[0053]在本发明所述的煤化工高浓度废水处理装置的另一实施例中，还包括:
[0054]第一射流装置，用于产生微小气泡，提高气浮效率，设置于超微气浮装置3内。
[0055]其中，优选地，所述高级氧化装置4为高级微电解氧化装置、高级电絮凝氧化装置、高级电催化氧化装置、高级电催化氧化装置、高级芬顿氧化装置、高级臭氧氧化装置、高级光催化氧化装置中的任意一种或几种。
[0056]其中，优选地，所述好氧MBR装置8为浸没式膜生物反应器或分置式膜生物反应器。 [0057]其中，优选地，所述MBR膜9为平板膜、中空纤维膜、管式膜、螺旋式膜中的任意一种。
[0058]其中，优选地，所述MBR膜9为微滤膜、超滤膜、纳滤膜、反渗透膜中的任意一种。
[0059]上述MBR膜9为平板膜、中空纤维膜、管式膜、螺旋式膜中的任意一种，是根据MBR膜9的膜结构型划分；MBR膜9为微滤膜、超滤膜、纳滤膜、反渗透膜中的任意一种，是根据膜孔径划分。
[0060]在本发明所述的煤化工高浓度废水处理装置的另一实施例中，还包括:
[0061]第二射流装置，用于曝气，并冲刷所述MBR膜9表面，减小所述MBR膜9污染，设置于所述好氧MBR装置8内。
[0062]在本发明所述的煤化工高浓度废水处理装置的另一实施例中，还包括:
[0063]回流系统，用于将好氧MBR装置8内的泥水混合物回流至缺氧装置7中，设置于好氧MBR装置8内，与缺氧装置7连通。
[0064]本发明还提出一种使用上述的煤化工高浓度废水处理装置进行水处理的方法，包括以下步骤:
[0065](A)通过隔油工艺分离去除废水中颗粒较大的悬浮油；
[0066](B)隔油出水进行加药絮凝，去除隔油出水中可被絮凝沉淀掉的悬浮物胶体及分散颗粒，以及隔油出水中未去除的部分悬浮油；
[0067](C)絮凝出水进行超微气浮，去除絮凝出水中剩余的油脂、纤维、藻类等悬浮物，降低后续处理难度，在进行超微气浮时进行射流处理，以产生均匀、微小的气泡，增强气浮效果;
[0068](D)超微气浮出水进行高级氧化，去除超微气浮出水中难降解污染物；
[0069](E)高级氧化出水进行水解酸化，将大分子物质降解，使高级氧化出水中难生物降解的有机物进一步转变为易生物降解的有机物，提高高级氧化出水的可生化性，以利于后续的好氧处理；
[0070](F)水解酸化出水进行脱氮处理，去除水解酸化出水中的大量氨氮及总氮；
[0071](G)脱氮处理出水进行缺氧处理，使脱氮处理出水中的硝态氮和亚硝态氮在生物作用下与有机物反应，以去除脱氮处理出水中未被去除的氨氮及总氮，
[0072](H)缺氧处理出水进行好氧MBR处理，将好氧MBR处理过程中的泥水混合液回流至缺氧处理阶段，好氧MBR处理出水浊度和悬浮物接近零。
[0073]本发明所述的煤化工高浓度废水处理的方法与装置，具有以下优点:[0074]1.本发明所述的煤化工高浓度废水处理的方法与装置，预处理完善，降低后续处理难度，其生化处理采用水解酸化-脱氮-缺氧-好氧MBR的组合工艺，先提高废水的可生化性，再进行脱氮，最后进行好氧生化处理，保证生化的处理效果，从而有利于降低膜污染，膜清洗频率低、使用寿命长，并且MBR出水稳定，无悬浮物，能够保证深度处理效果。
[0075]2.本发明所述的煤化工高浓度废水处理的方法与装置，MBR膜装置可3个月清洗一次，或者可6个月清洗一次，甚至可12个月清洗一次，不仅能保证产水水质高，而且运行维护简单、系统稳定性好。
[0076]以下列举几个实例来说明本发明的效果，但本发明的保护范围并非仅限于此。
[0077]实施例1:
[0078]某煤化工工艺废水，采用本发明所述的煤化工高浓度废水处理的方法与装置进行处理，处理量为lm3/h，原水COD≥10000mg/L、氨氮≥100mg/L、油类≥100mg/L、酚≥IOOmg/L、水温 30°C ~40。C。出水 COD ( 5mg/L、氨氮≤ 0.5mg/L、油类≤ lmg/L、酚≤ 0.5mg/L、pH=6~9。其中好氧MBR装置8运行6个月，跨膜压差(TMP)由2kPa升至15kPa，膜压差上升平稳，好氧MBR装置8连续运行6个月未清洗。
[0079]实施例2:
[0080]某煤制油合成油段废水，采用本发明所述的煤化工高浓度废水处理的方法与装置进行处理，处理量为0.3m3/h,原水COD≥8000mg/L、氨氮≥120mg/L、油类≥50mg/L、酚≥100mg/L、水温30° C~40° C。出水COD≤4mg/L、氨氮≤0.5mg/L、油类≤lmg/L、酚(0.5mg/L、pH=6~9。其中好氧MBR装置8运行6个月，跨膜压差(TMP)由2kPa升至15kPa，膜压差上升平稳，好氧MBR装置8连续运行6个月未清洗。
[0081]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种煤化工高浓度废水处理装置，其特征在于，包括: 隔油装置(I)，用于去除废水中颗粒较大的悬浮油； 絮凝反应装置(2)，用于去除所述隔油装置(I)排出的废水中可被絮凝沉淀掉的悬浮物胶体和分散颗粒，以及在所述隔油装置(I)中未去除的部分悬浮油，与所述隔油装置(I)连通； 超微气浮装置(3)，用于去除所述絮凝反应装置(2)排出的废水中的悬浮物，降低后续处理难度，与所述絮凝反应装置(2)连通； 高级氧化装置(4)， 用于氧化所述超微气浮装置(3)排出的废水中难降解污染物，与所述超微气浮装置(3)连通； 水解酸化装置(5)，用于将大分子物质降解，使所述高级氧化装置(4)排出的废水中难生物降解的有机物进一步转变为易生物降解的有机物，提高废水的可生化性，以利于后续的好氧处理，与所述高级氧化装置(4)连通； 脱氮装置出)，用于去除所述水解酸化装置(5)排出的废水中的大量氨氮及总氮，与所述水解酸化装置(5)连通； 缺氧装置(7)，用于使硝态氮和亚硝态氮在生物作用下与有机物反应，以去除所述脱氮装置(6)排出的废水中未被去除的氨氮及总氮，与所述脱氮装置(6)连通； 好氧MBR装置(8)，用于对所述缺氧装置(7)中排出的废水进行好氧处理，包括若干设置于所述好氧MBR装置(8)内的MBR膜(9)，与所述缺氧装置(7)连通。
2.根据权利要求1所述的煤化工高浓度废水处理装置，其特征在于，还包括: 第一射流装置，用于产生微小气泡，提高气浮效率，设置于所述超微气浮装置(3)内。
3.根据权利要求2所述的煤化工高浓度废水处理装置，其特征在于，所述高级氧化装置(4)为高级微电解氧化装置、高级电絮凝氧化装置、高级电催化氧化装置、高级电催化氧化装置、高级芬顿氧化装置、高级臭氧氧化装置、高级光催化氧化装置中的任意一种或几种。
4.根据权利要求3所述的煤化工高浓度废水处理装置，其特征在于，所述好氧MBR装置(8)为浸没式膜生物反应器或分置式膜生物反应器。
5.根据权利要求4所述的煤化工高浓度废水处理装置，其特征在于，所述MBR膜(9)为平板膜、中空纤维膜、管式膜、螺旋式膜中的任意一种。
6.根据权利要求4所述的煤化工高浓度废水处理装置，其特征在于，所述MBR膜(9)为微滤膜、超滤膜、纳滤膜、反渗透膜中的任意一种。
7.根据权利要求5或6所述的煤化工高浓度废水处理装置，其特征在于，还包括: 第二射流装置，用于曝气，并冲刷所述MBR膜(9)表面，减小所述MBR膜(9)污染，设置于所述好氧MBR装置⑶内。
8.根据权利要求7所述的煤化工高浓度废水处理装置，其特征在于，还包括: 回流系统，用于将所述好氧MBR装置(8)内的泥水混合物回流至缺氧装置(7)中，设置于所述好氧MBR装置(8)内，与所述缺氧装置(7)连通。
9.一种使用如权利要求1所述的煤化工高浓度废水处理装置进行水处理的方法，其特征在于，包括以下步骤: (A)通过隔油工艺分离去除废水中颗粒较大的悬浮油；(B)隔油出水进行加药絮凝，去除所述隔油出水中可被絮凝沉淀掉的悬浮物胶体及分散颗粒，以及所述隔油出水中未去除的部分悬浮油； (C)絮凝出水进行超微气浮，去除所述絮凝出水中剩余的油脂、纤维、藻类等悬浮物，降低后续处理难度，在进行超微气浮时进行射流处理，以产生均匀、微小的气泡，增强气浮效果; (D)超微气浮出水进行高级氧化，去除所述超微气浮出水中难降解污染物； (E)高级氧化出水进行水解酸化，将大分子物质降解，使所述高级氧化出水中难生物降解的有机物进一步转变为易生物降解的有机物，提高所述高级氧化出水的可生化性，以利于后续的好氧处理； (F)水解酸化出水进行脱氮处理，去除所述水解酸化出水中的大量氨氮及总氮； (G)脱氮处理出水进行缺氧处理，使所述脱氮处理出水中的硝态氮和亚硝态氮在生物作用下与有机物反应，以去除所述脱氮处理出水中未被去除的氨氮及总氮； (H)缺氧处理出水进行好氧MBR处理，将好氧MBR处理过程中的泥水混合液回流至缺氧处理阶段，好氧MBR处理出水浊度和悬浮物接近零。
【文档编号】C02F9/14GK103910460SQ201210594202
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2012年12月31日 优先权日:2012年12月31日
【发明者】陈福泰, 马竞男, 郝福锦 申请人:北京清大国华环保科技有限公司