本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种生物质气化废水的处理方法及装置。
背景技术：
生物质气化是生物质制油的必经工序之一，其是在一定的热力学条件下，借助于空气或氧气、水蒸气的作用，生物质中的高聚物发生热解、氧化、还原重整反应，最终转化为一氧化碳、氢气和低分子烃类等生物质可燃气的过程。在生物质气化过程中，为了净化生物质可燃气，会产生大量生物质气化废水，该废水属于高浓度难降解有机废水，呈灰黑色并带有强烈刺激性气味，其中的成分十分复杂，直接排放会严重污染环境。
目前针对生物质气化废水的处理方法包括物化法和生化法，物化法主要包括稀释、搅拌、混凝、吸附、过滤以及加入化学试剂等，其具有污染物去除效率高，运行稳定可靠的特点，但是，多种污染物的去除往往需要几种物化方法联合使用，运行费用较高，同时，对难降解的有机污染物也不能有效去除；生化法可在单一的生物处理系统中去除多种污染物，而且操作简单，运行费用也比物化法要低的多，因此生化处理方法是生物质气化废水处理的一个重要手段。
为了达到好的生物质气化废水处理效果，现有技术尝试将物化法和生化法结合在一起，如中国期刊文献《生物质气化废水处理工艺分析比较》(曾中华等，现代化工，第29卷增刊(2))对生物质气化废水处理工艺进行了分析比较，并公开了A2/O2法工艺流程，具体包括废水预处理、生化处理和后处理三个阶段，其中，废水预处理包括了除油池、气浮池和调节池，生化处理采用A2/O2，后处理采用了脱色吸附和过滤两部分。上述A2/O2法工艺结合了物化法和生化法，在一定程度上提高了生物质气化废水处理效果。
上述技术在预处理阶段采用了除油池、气浮池和调节池，仅能去除部分轻重焦油以及乳化油，在面对成分复杂且含有大量对生物有毒以及微生物难以降解的芳香族化合物的生物质气化废水时，其预处理效果较差；再者将预处理后的废水直接进行A2/O2法工艺，高浓度的废水会对菌种产生很强的的抑制作用，影响处理效果；且在实际运行过程中，生物质气化废水循环使用的时间越长，水质变化范围增大，水质变化范围较大的生物质气化废水会对上述技术中的废水处理工艺产生冲击，造成其不能正常运行。
技术实现要素：
为此，本发明所要解决的是生物质气化废水处理工艺存在处理效果差以及抗冲击负荷能力弱的缺陷，进而提供了一种处理效果好、抗冲击负荷能力强的生物质气化废水的处理方法及装置。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
本发明所提供的生物质气化废水的处理方法，包括如下步骤：
(1)预处理：对生物质气化废水进行隔油处理、第一混凝处理、气浮处理和第一臭氧氧化处理，得到第一出水；
(2)生化处理：对所述第一出水依次进行厌氧处理和A/O生物接触氧化处理，收集第二出水；
(3)深度处理：对所述第二出水依次进行第二混凝处理和膜分离处理，得到达标出水。
优选地，步骤(2)中，所述厌氧处理是在厌氧复合床反应器中进行。
优选地，步骤(3)中，所述膜分离处理为MBR处理。
进一步地，步骤(1)中，在所述隔油处理之前，还包括对所述生物质气化废水进行均质均量的步骤；
在所述气浮处理之后，所述臭氧氧化处理之前，还包括将所述生物质气化废水的pH调节至10-12的步骤。
进一步地，步骤(1)中，在pH调节之后，所述臭氧氧化处理之前，还包括对所述生物质气化废水进行氨氮吹脱处理的步骤；
在所述氨氮吹脱步骤之后，还包括对所述生物质气化废水进行pH调节以沉淀杂质的步骤。
进一步地，步骤(1)中，在所述第二混凝处理之后，所述膜分离处理之后，还包括对所述第二出水进行第二臭氧氧化处理的步骤。
进一步地，在进行所述第一混凝处理和所述第二混凝处理时，所投加的药剂为聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合氯化铁、聚合硫酸铁和聚丙烯酰胺中的至少一种；
在进行所述臭氧氧化处理时，还加入催化剂，所述催化剂为MnO2、Al2O3、Fe2O3、TiO2和活性炭中的至少一种。
本发明还提供了用于上述处理方法的处理装置，包括依次连通的隔油装置、第一混凝装置、气浮装置、第一臭氧氧化处理装置、厌氧处理装置、A/O生物接触氧化装置、第二混凝装置和膜分离装置。
优选地，所述厌氧处理装置为厌氧复合床反应器；
所述膜分离装置为膜生物反应器。
优选地，所述处理装置还包括：
调节池，其出水口与所述隔油装置的进水口连通；
第一pH调节装置，其进水口、出水口分别与所述气浮装置的出水口、所述第一臭氧氧化处理装置的进水口连通；
氨氮吹脱装置，其进水口、出水口分别与所述第一pH调节装置的出水口、第二pH调节装置的进水口连通；
所述第二pH调节装置，其出水口与所述第一臭氧氧化处理装置的进水口连通；
第二臭氧氧化处理装置，其进水口和出水口分别与所述混凝沉淀池的出水口和所述膜分离装置的进水口连通。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明实施例所提供的生物质气化废水的处理方法，先对生物质气化废水进行隔油处理，去除其中的浮油及大部分悬浮物；再依次通过第一混凝处理和气浮处理，去除乳化油及悬浮物；接着通过第一臭氧氧化处理，去除废水中残留的多环芳烃类物质及氰化物等，降低其对后续生化处理工艺的毒害，保证后续生化处理装置稳定运行，最后收集预处理后的第一出水。第一出水依次进行厌氧处理和A/O生物接触氧化处理，通过厌氧菌的分解作用以及一系列复杂的生化反应，将其中的难降解高分子有机物转化为小分子的挥发性有机酸和甲烷，去除其中的大部分有机物，接着进行A/O生物接触氧化处理，去除COD及总氮，通过A级生物接触氧化，进行酸化水解和硝化反硝化，继续降低其中有机物浓度，去除部分氨氮；通过O级生物接触氧化以发生好氧生化反应，绝大部分有机污染物通过生物氧化、吸附得以降解，收集第二出水。第二出水依次进行第二混凝处理和膜分离处理，去除悬浮物的同时，去除COD和氨氮，得到达标出水。上述处理方法，通过预处理、生化处理和深度处理，三者之间相互配合和作用，作为一个整体，提高了废水处理效果。再者，预处理采用隔油处理、第一混凝处理、气浮处理和第一臭氧氧化处理，尽量去除生物质气化废水中的浮油、乳化油、大部分悬浮物以及难降解的多环芳烃类物质及氰化物等污染物，降低了生物质气化废水的杂质浓度，避免了这些污染物对后续生化处理的影响，提高了废水处理效果。再者多步预处理、多步生化处理以及多步深度处理有效减缓或消除了因废水水质变化大所带来的冲击，增强了其抗冲击负荷能力。经测试，出水水质的pH为7-7.5、COD≤50mg/L、BOD≤5mg/L、氨氮(以N计)≤10mg/L、悬浮物≤1mg/L、石油类≤5mg/L、氰化物≤0.5mg/L、多环芳烃类物质≤0.03mg/L。
(2)本发明实施例所提供生物质气化废水的处理方法，能应对进水水质的大幅变化，如进水水质中COD飙升或骤降，能在超负荷或低负荷下正常运转，不会出现系统崩溃或出水水质不达标的情况，经检测，其进水水质COD适应范围可以达到500-3000mg/L。
(3)本发明实施例所提供的生物质气化废水的处理方法，在气浮处理之后，臭氧氧化处理之前，还包括将生物质气化废水的pH调节至10-12，利于后续氨氮以及多环芳烃类物质及氰化物等污染物的去除；在第二混凝处理之后，膜分离处理之后，还包括对第二出水进行第二臭氧氧化处理，以进一步将难降解的大分子有机物转化为小分子物质，提高废水的可生化性。
(4)本发明实施例所提供的生物质气化废水的处理方法，回收了气浮处理所得油相，回收了厌氧处理所得沼气，得到了达标出水，达标出水也可以回用，实现了资源的回收利用。
(5)本发明实施例所提供的生物质气化废水的处理方法，厌氧处理是在厌氧复合床反应器中进行，提高了厌氧处理的效果；膜分离处理采用MBR处理，MBR采用PVDF材质的平板MBR，克服了中空纤维MBR的断丝问题，安全性和可靠性更高，同时利用该膜的高效截留作用，截留生物絮体、悬浮物、病原体和大分子溶解性有机物等，通过截留使MBR池内维持较高的微生物量，强化生化处理效果，最终得到水质优良且稳定的清澈水。再者，MBR还具有占地面积小，操作简单等优点。
(6)本发明实施例所提供的生物质气化废水的处理装置，具有装置简单，废水处理效果好、抗冲击负荷能力强的特点，能有效处理生物质气化废水，处理后的出水水质好。通过采用隔油处理、第一混凝处理、气浮处理和第一臭氧氧化处理，使其中的COD、氨氮、石油类、多环芳烃等均大幅下降，保证了后续生化及深度处理装置的稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中生物质气化废水处理装置的结构示意图。
附图标记：
1-调节池；2-隔油装置；3-第一混凝装置；4-气浮装置；5-第一pH调节装置；6-氨氮吹脱装置；7-第二pH调节装置；8-第一臭氧氧化处理装置；9-厌氧处理装置；10-A级生物接触氧化池；11-O级生物接触氧化池；12-第二混凝装置；13-混凝沉淀池；14-第二臭氧氧化处理装置；15-膜分离装置。
具体实施方式
为了更好地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明做进一步描述。本发明可以以许多不同的形式实施，而不应该被理解为限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例，使得本公开将是彻底和完整的，并且将把本发明的构思充分传达给本领域技术人员，本发明将仅由权利要求来限定。
实施例1
本实施例提供了一种生物质气化废水的处理方法。该处理方法包括如下步骤：
(1)生物质气化废水进入隔油装置中进行隔油处理，去除其中的浮油及大部分悬浮物；接着进入第一混凝装置以及气浮装置中，去除乳化油及悬浮物；再进入臭氧投加量为5mg/L的第一臭氧氧化处理装置中进行第一臭氧氧化处理以去除废水中残留的多环芳烃类物质及氰化物等，降低其对后续生化处理工艺的毒害，保证后续生化处理装置稳定运行，最后收集预处理后的第一出水，其中，生物质气化废水为某工厂生物质气化废水，COD为1800mg/L、BOD为400mg/L、氨氮(以N计)为2000mg/L、悬浮物为600mg/L、石油类为400mg/L、氰化物为20mg/L、多环芳烃类物质为220mg/L；第一出水中COD为400mg/L、BOD为75mg/L、氨氮(以N计)为120mg/L、悬浮物为40mg/L、石油类为45mg/L、氰化物为20mg/L、、多环芳烃类物质为0.28mg/L。
(2)第一出水进入厌氧处理装置中进行厌氧反应，第一出水中的有机物与厌氧颗粒污泥充分接触，被厌氧菌分解利用，通过一系列复杂的生化反应，将高分子有机物转化为小分子的挥发性有机酸和甲烷，去除其中的大部分有机物，厌氧反应过程中产生的沼气可以回收利用，其中，厌氧反应中的参数条件控制如下：水力停留时间66h，污泥浓度4000mg/L；
厌氧处理后的第一出水进入A/O生物接触氧化装置中以进行A/O生物接触氧化处理，其先进入的是A级生物接触氧化池，进行酸化水解和硝化反硝化，降低有机物浓度，去除部分氨氮，废水在其中的水力停留时间为25h；再流入O级生物接触氧化池进行好氧生化反应，通过生物氧化和吸附去除绝大部分有机污染物，废水在其中的水力停留时间为80h，收集第二出水，上述A/O生物接触氧化装置中污泥浓度5000mg/L，经测定，第二出水中COD为280mg/L、BOD为40mg/L、氨氮(以N计)为20mg/L、悬浮物为10mg/L、石油类为5mg/L、氰化物为0.6mg/L、多环芳烃类物质为0.2mg/L。
(3)向进入第二混凝装置中的第二出水中投加聚合硫酸铝，经混凝沉淀后进一步去除悬浮物；再进入膜分离装置中进行深度生化处理，其中，膜分离装置中参数控制为水力停留时间27h、污泥浓度7000mg/L，去除COD、氨氮及悬浮物，得到达标出水，经测定，达标出水的pH为7.3、COD为50mg/L、BOD为0.8mg/L、氨氮(以N计)为3mg/L、悬浮物为1mg/L、石油类为1mg/L、氰化物为0.3mg/L、多环芳烃类物质为0.03mg/L。
实施例2
本实施例提供了一种生物质气化废水的处理方法。该处理方法包括如下步骤：
(1)生物质气化废水进入隔油装置中进行隔油处理，去除其中的浮油及大部分悬浮物；接着进入第一混凝装置以及气浮装置中，去除乳化油及悬浮物；再进入臭氧投加量为5mg/L的第一臭氧氧化处理装置中进行第一臭氧氧化处理以去除废水中残留的多环芳烃类物质及氰化物等，降低其对后续生化处理工艺的毒害，保证后续生化处理装置稳定运行，最后收集预处理后的第一出水，其中，生物质气化废水为某工厂生物质气化废水，COD为500mg/L、BOD为200mg/L、氨氮(以N计)为300mg/L、氰化物为10mg/L、石油类为40mg/L、多环芳烃类物质为150mg/L、悬浮物为300mg/L；第一出水中COD为200mg/L、BOD为42mg/L、氨氮(以N计)为60mg/L、氰化物为9.81mg/L、石油类为4.5mg/L、多环芳烃类物质为0.195mg/L、悬浮物为19.8mg/L。
(2)第一出水进入厌氧处理装置中进行厌氧反应，第一出水中的有机物与厌氧颗粒污泥充分接触，被厌氧菌分解利用，通过一系列复杂的生化反应，将高分子有机物转化为小分子的挥发性有机酸和甲烷，去除其中的大部分有机物，厌氧反应过程中产生的沼气可以回收利用，其中，厌氧反应中的参数条件控制如下：水力停留时间66h，污泥浓度3000mg/L；
厌氧处理后的第一出水进入A/O生物接触氧化装置中以进行A/O生物接触氧化处理，其先进入的是A级生物接触氧化池，进行酸化水解和硝化反硝化，降低有机物浓度，去除部分氨氮，废水在其中的水力停留时间为25h；再流入O级生物接触氧化池进行好氧生化反应，通过生物氧化和吸附去除绝大部分有机污染物，废水在其中的水力停留时间为80h，收集第二出水，上述A/O生物接触氧化装置中污泥浓度5000mg/L，经测定，第二出水中COD为77mg/L、BOD为20mg/L、氨氮(以N计)为12.75mg/L、石油类为0.5mg/L、多环芳烃类物质为0.14mg/L、悬浮物为4.95mg/L、氰化物为0.29mg/L。
(3)向进入第二混凝装置中的第二出水中投加聚合硫酸铝，经混凝沉淀后进一步去除悬浮物；再进入膜分离装置中进行深度生化处理，其中，膜分离装置中参数控制为水力停留时间27h、污泥浓度6000mg/L，去除COD、氨氮及悬浮物，得到达标出水，经测定，达标出水的pH为7.1、COD为13.78mg/L、BOD为0.4mg/L、氨氮(以N计)为0.41mg/L、石油类为0.1mg/L、多环芳烃类物质为0.021mg/L、悬浮物为<1mg/L、氰化物为0.14mg/L。
实施例3
本实施例提供了一种生物质气化废水的处理方法。该处理方法包括如下步骤：
(1)生物质气化废水进入调节池中进行均质均量调节；接着进入隔油装置中进行隔油处理，去除其中的浮油及大部分悬浮物；接着进入第一混凝装置以及气浮装置中，去除乳化油及悬浮物；再进入pH调节装置中，通过向其中加入氢氧化钠调节pH至10后，再进入氨氮吹脱装置中，去除氨氮；最后进入臭氧投加量为4mg/L的第一臭氧氧化处理装置中进行第一臭氧氧化处理以去除废水中残留的多环芳烃类物质及氰化物等，降低其对后续生化处理工艺的毒害，保证后续生化处理装置稳定运行，最后收集预处理后的第一出水，其中，生物质气化废水为某工厂生物质气化废水，COD为2000mg/L、BOD为400mg/L、氨氮(以N计)为2200mg/L、氰化物为30mg/L、石油类为500mg/L、多环芳烃类物质为220mg/L、悬浮物为1000mg/L；第一出水中COD为440mg/L、BOD为75mg/L、氨氮(以N计)为88mg/L、石油类为56mg/L、多环芳烃类物质为0.286mg/L、悬浮物为67mg/L、氰化物为29.8mg/L；
(2)第一出水进入厌氧处理装置中进行厌氧反应，第一出水中的有机物与厌氧颗粒污泥充分接触，被厌氧菌分解利用，通过一系列复杂的生化反应，将高分子有机物转化为小分子的挥发性有机酸和甲烷，去除其中的大部分有机物，厌氧反应过程中产生的沼气可以回收利用，其中，厌氧反应中的参数条件控制如下：水力停留时间66h，污泥浓度5000mg/L；
厌氧处理后的第一出水进入A/O生物接触氧化装置中以进行A/O生物接触氧化处理，其先进入的是A级生物接触氧化池，进行酸化水解和硝化反硝化，降低有机物浓度，去除部分氨氮，废水在其中的水力停留时间为25h；再流入O级生物接触氧化池进行好氧生化反应，通过生物氧化和吸附去除绝大部分有机污染物，废水在其中的水力停留时间为80h，收集第二出水，上述A/O生物接触氧化装置中污泥浓度3000mg/L，经测定，第二出水中COD为308mg/L、BOD为80mg/L、氨氮(以N计)为32mg/L、石油类为6.21mg/L、多环芳烃类物质为0.204mg/L、悬浮物为16.75mg/L、氰化物为0.894mg/L；
(3)向进入第二混凝装置中的第二出水中投加聚合氯化铁，经混凝沉淀后进一步去除悬浮物；再进入膜分离装置中进行深度生化处理，其中，膜分离装置中参数控制为水力停留时间27h、污泥浓度8000mg/L，去除COD、氨氮及悬浮物，得到达标出水，经测定，达标出水的pH为7.3、COD为50mg/L、BOD为2mg/L、氨氮(以N计)为3.3mg/L、石油类为1.24mg/L、多环芳烃类物质为0.03mg/L、悬浮物为<1mg/L、氰化物为0.40mg/L。
实施例4
本实施例提供了一种生物质气化废水的处理方法。该处理方法包括如下步骤：
(1)生物质气化废水进入调节池中进行均质均量调节；接着进入隔油装置中进行隔油处理，去除其中的浮油及大部分悬浮物；接着进入第一混凝装置以及气浮装置中，去除乳化油及悬浮物；再进入pH调节装置中，通过向其中加入氢氧化钠调节pH至12后，再进入氨氮吹脱装置中，去除氨氮；最后进入臭氧投加量为4mg/L的第一臭氧氧化处理装置中进行第一臭氧氧化处理以去除废水中残留的多环芳烃类物质及氰化物等，降低其对后续生化处理工艺的毒害，保证后续生化处理装置稳定运行，最后收集预处理后的第一出水，其中，生物质气化废水为某工厂生物质气化废水，COD为3000mg/L、BOD为500mg/L、氨氮(以N计)为2200mg/L、氰化物为30mg/L、石油类为500mg/L、多环芳烃类物质为220mg/L、悬浮物为1000mg/L；第一出水中COD为650mg/L、BOD为130mg/L、氨氮(以N计)为86mg/L、石油类为56mg/L、多环芳烃类物质为0.25mg/L、悬浮物为66mg/L、氰化物为29.7mg/L；
(2)第一出水进入厌氧处理装置中进行厌氧反应，第一出水中的有机物与厌氧颗粒污泥充分接触，被厌氧菌分解利用，通过一系列复杂的生化反应，将高分子有机物转化为小分子的挥发性有机酸和甲烷，去除其中的大部分有机物，厌氧反应过程中产生的沼气可以回收利用，其中，厌氧反应中的参数条件控制如下：水力停留时间66h，污泥浓度3000mg/L；
厌氧处理后的第一出水进入A/O生物接触氧化装置中以进行A/O生物接触氧化处理，其先进入的是A级生物接触氧化池，进行酸化水解和硝化反硝化，降低有机物浓度，去除部分氨氮，废水在其中的水力停留时间为25h；再流入O级生物接触氧化池进行好氧生化反应，通过生物氧化和吸附去除绝大部分有机污染物，废水在其中的水力停留时间为80h，收集第二出水，上述A/O生物接触氧化装置中污泥浓度5000mg/L，经测定，第二出水中COD为450mg/L、BOD为118mg/L、氨氮(以N计)为21.5mg/L、石油类为6.216mg/L、多环芳烃类物质为0.17mg/L、悬浮物为16mg/L、氰化物为0.89mg/L；
(3)向进入第二混凝装置中的第二出水中投加聚合氯化铁，经混凝沉淀后进一步去除悬浮物；再进入臭氧投加量为40mg/L的第二臭氧氧化处理装置中，将难降解的大分子有机物转化为小分子物质，提高废水的可生化性；最后进入膜分离装置中进行深度生化处理，其中，膜分离装置中参数控制为水力停留时间27h、污泥浓度6000mg/L，去除COD、氨氮及悬浮物，得到达标出水，经测定，达标出水的pH为7.3、COD为45mg/L、BOD为2.9mg/L、氨氮(以N计)为3.22mg/L、石油类为1.24mg/L、多环芳烃类物质为0.02mg/L、悬浮物为1mg/L、氰化物为0.44mg/L。
实施例5
本实施例提供了一种生物质气化废水的处理装置，如图1所示，包括依次连通的隔油装置2、第一混凝装置3、气浮装置4、第一臭氧氧化处理装置8、厌氧处理装置9、A/O生物接触氧化装置、第二混凝装置12和膜分离装置15。
上述处理装置中，通过上述设置，使整个处理装置的废水处理效果好、抗冲击负荷能力强，能有效处理生物质气化废水，处理后的出水水质好。通过采用隔油处理、第一混凝处理、气浮处理和第一臭氧氧化处理，使其中的COD、氨氮、石油类、多环芳烃等均大幅下降，保证了后续生化及深度处理装置的稳定性。
优选地，厌氧处理装置9为厌氧复合床反应器；
膜分离装置15为膜生物反应器。
A/O生物接触氧化装置包括A级生物接触氧化池10和O级生物接触氧化池11。
在上述技术方案的基础上，还包括
调节池1，其出水口与所述隔油装置2的进水口连通；
第一pH调节装置5，其进水口、出水口分别与气浮装置4的出水口、所述第一臭氧氧化处理装置8的进水口连通；
氨氮吹脱装置6，其进水口、出水口分别与pH调节装置5的出水口、第二pH调节装置的进水口连通；
所述第二pH调节装置7，其出水口与所述第一臭氧氧化处理装置8的进水口连通；
第二臭氧氧化处理装置14，其进水口和出水口分别与混凝沉淀池13的出水口和膜分离装置15的进水口连通；
混凝沉淀池13，其进水口和出水口分别与第二混凝装置12的出水口和第二臭氧氧化处理装置14的进水口连通。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。