德士古气化炉废水生化处理系统

申请日2016.11.22

公开(公告)日2017.02.01

IPC分类号C02F9/14; C02F101/10; C02F101/16

摘要

表4-1 含无机磷废水预处理装置设计进出水指标（单位：mg/l ）项目 进水 出水codcr 1000 ≤500总磷 4500 ≤7ph 6-9 6～9工艺：生产车间排放的含磷污水通过泵提升至一级除磷反应装置，加入石灰乳将ph值调整至 11 左右，进行强反应除磷，底层污泥送至污泥浓缩池，废水由泵提升至二级除磷反应装置，进行强反应，出水由泵提升至沉淀池沉淀，经沉淀后的上清液到调节池，污泥到污泥浓缩池（原有）进行浓缩后干化。实验室废水处理设备由废水分类收集单元、以免控制板及接线头漏电，烧毁控制板废水调节单元、废水深度处理单元、沉降分离单元、物理处理单元、(2)设备出水管必须在相对地坪0生物处理单元、废水综合净化单元等构成加强处理效果的一级处理工艺5污泥池：初沉池、二沉池的所有污泥均用空气提至bsdzyt-1污泥池内进行好氧消化6使用寿命长。1.废水：污水采用生化池处理，经生化池处理后达到《肉类加工工业水污染物排放标准》gb13457-92表3畜禽屠宰加工类三级标准，进入项目地块西南侧的污水收集池，在旱季时用于农作物灌溉，不排放。

权利要求书

1.一种资源回收型德士古气化炉废水生化处理系统，其特征在于，黑水沉降槽通过第二阀门、第一排水泵与Ca2+反应沉淀池相连，Ca2+反应沉淀池通过第二排水泵与集水槽相连，集水槽通过第三排水泵与MAP反应沉淀池相连，MAP反应沉淀池通过第四排水泵与厌氧处理单元相连，厌氧处理单元通过第五排水泵与好氧处理单元相连，好氧处理单元排水口与二沉池相连，二沉池溢流堰出水一路引出，另一路通过第三阀门、污水回流管接厌氧处理单元的进水管，二沉池底部排出口经第四阀门后一路引出，另一路通过污泥回流管后经第六阀门接厌氧处理单元，经第五阀门接好氧处理单元。

表4-1 含无机磷废水预处理装置设计进出水指标（单位：mg/l ）项目 进水 出水codcr 1000 ≤500总磷 4500 ≤7ph 6-9 6～9工艺：生产车间排放的含磷污水通过泵提升至一级除磷反应装置，加入石灰乳将ph值调整至 11 左右，进行强反应除磷，底层污泥送至污泥浓缩池，废水由泵提升至二级除磷反应装置，进行强反应，出水由泵提升至沉淀池沉淀，经沉淀后的上清液到调节池，污泥到污泥浓缩池（原有）进行浓缩后干化。本实用新型的目的是这样实现的一种分离式两相厌氧发酵发酵装置，其特征在于包括水解酸化反应装置、厌氧发酵装置、沼气处理装置和沼液氧化装置，其中[0011]a)所述的水解酸化反应装置包括至少两个并联的水解酸化基本单元的水解酸化反应池和水解液收集池，每个基本单元均为敞口的物料堆积池，物料堆积池设有水解酸化液出口和氧化后沼液的回用入口，所述的水解酸化液出口位于物料堆积池的底部，并与水解液收集池沟通，所述的水解酸化液出口和氧化后沼液的回用入口均设有独立的控制阀。权利要求1.一种分离式两相厌氧发酵发酵装置，其特征在于包括水解酸化反应装置、厌氧发酵装置和沼液氧化装置，其中a)所述的水解酸化反应装置包括至少两个并联的水解酸化基本单元的水解酸化反应池和水解液收集池，每个基本单元均为敞口的物料堆积池，物料堆积池设有水解酸化液出口和氧化后沼液的回用入口，所述的水解酸化液出口位于物料堆积池的底部，并与水解液收集池沟通，所述的水解酸化液出口和氧化后沼液的回用入口均设有独立的控制阀。

3.根据权利要求1所述的一种资源回收型德士古气化炉废水生化处理系统，其特征在于，所述的MAP反应沉淀池的底部经第二排泥阀接第二沉淀收集池，第二沉淀收集池出口接第二过滤机给料泵，第二过滤机给料泵出口接MAP回收装置。

来自氟硅酸钠装置的母液废水首先进入匀质调节池，进行水质、水量的调节，以确保污水处理站后续单元连续稳定运行，调节池分为两格，每一格内设有一台搅拌机，水质均匀后的污水经污水提升泵提升至一级反应池进行中和反应，同时向一级反应池内加入来自高位槽的石灰乳液，调节一级反应池内ph=5左右，反应后的污水自流至一级沉淀池进行同液分离，上清液自流至二级沉淀池，同时向二级反应池内加入来自高位槽的石灰乳液，调节二级反应池内ph=7～8左右，反应后的污水自流至二级沉淀池进行同液分离，上清液自流人集水池，处理后出水不外排，全部同用，一级沉淀和二级沉淀池底部的污泥通过污泥泵提升至磷酸再浆槽，最终送至渣场堆存。废酸定期排入废酸池中，综合电镀废水和废酸进入调节池后，由泵提升进入还原池，由加药泵加还原剂，使六价铬在酸性条件下还原成三价铬，反应后自留进入反应池，由加药泵加碱反应，废水中的大部分二价铁离子、三价铁离子、三价铬、锌离子、镍离子、铜离子在碱性条件下生成沉淀、反应后的废水经导流筒进入1#沉淀池进行沉淀分离。间歇活性污泥法也称序批式活性污泥法(sequencingbatchreactor-sbr),它由个或多个sbr池组成,运行时,废水分批进入池中,依次经历5个独立阶段,即进水,反应,沉淀,排水和闲置.进水及排水用水位控制,反应及沉淀用时间控制,一个运行周期的时间依负荷及出水要求而异,一般为4-12h,其中反应占40%,有效池容积为周期内进水量与所需污泥体积之和.比连续流法反应速度快,处理效率高,耐负荷冲击的能力强。

5.根据权利要求1所述的一种资源回收型德士古气化炉废水生化处理系统，其特征在于，所述的Ca2+反应沉淀池顶部设置第一加NaOH管、加Na2CO3管，MAP反应沉淀池顶部设置加镁盐管、加磷盐管、第二加NaOH管、第一pH值检测器。

6.根据权利要求1所述的一种资源回收型德士古气化炉废水生化处理系统，其特征在于，所述的厌氧处理单元在进水口端池长的五分之一处设置隔水墙，将厌氧处理单元分成两个池子，在进水口端的池中设置折流挡板。

7.根据权利要求6所述的一种资源回收型德士古气化炉废水生化处理系统，其特征在于，在厌氧处理单元的进水口设置加酸管，在厌氧处理单元的折流池出水口处设置第二pH值检测器。德士古气化炉

说明书

一种资源回收型德士古气化炉废水生化处理系统

技术领域

本发明涉及工业废水处理技术领域，具体是一种资源回收型德士古气化炉废水生化处理系统。

背景技术

由于全球范围石油资源的日益紧缺，近年来我国煤化工成为经济发展的战略重点，特别是以生产洁净能源(如氢气、甲烷、甲醇等)或替代石油化工产品(如乙烯原料、聚丙烯原料、二甲醚等)为主的新型煤化工的产业发展势头强劲。其中德士古(GE)水煤浆气化技术是目前应用较为成功的煤气化技术之一，在我国已经有30多年的应用历史，2013年后茂名、淄博、九江、南京、安庆等炼油厂建设了一系列GE煤制气装置。但煤气化工艺都存在耗水量大、废水排放量大的环保问题，而且废水水质由煤原料和不同气化工艺决定，如褐煤、烟煤、无烟煤、焦炭以及不同煤气化工艺：固定床(鲁奇炉)、流化床(温克勒炉)和气流床(德士古炉)等，废水水质有很大的差别。因此研究废水的处理技术不仅可以实现废水资源的回收利用，节约水资源，而且对于环境保护具有重要意义。

实际运行数据显示：在进水石油类的质量浓度为500mg /l 的情况下，通过上述工艺综合处理后生化出水油的质量浓度小于1.5mg /l 采用：隔油－气浮－脱酚－蒸氨工艺对鲁奇炉气化废水进行预处理。炼焦( 焦化) 是指煤在隔绝空气条件下，受热分解生成煤气焦油粗苯和焦炭的过程，也称煤干馏，焦化废水主要来自煤炼焦、煤气净化及化工产品回收精制等过程产生的废水，譬如回收与精制车间的焦油渣、酸焦油，再如熄焦池的焦粉和生化脱酚工段的活性污泥等。国内某水处理工程公司采用：调节池－隔油池－水解池－缺氧池－mbbr－混凝－臭氧－mbbr－气浮滤池工艺对鲁奇炉气化废水进行了中试研究，其中采用隔油池作为预处理措施，中试运行数据显示：在进水油的质量浓度小于200 mg /l的情况下，通过上述工艺综合处理后，出水油的质量浓度可以控制在1mg /l以下。

磷酸铵镁(MAP)沉淀法是目前对污水溶解性NH4+-N去除最为快速高效的一种方法，具有使废水氮磷资源化技术优势。其作用原理为：污水或溶液中有Mg2+、PO43–、NH4+三种离子存在时，且离子浓度积大于MgNH4PO4·6H2O溶度积常数时，有MgNH4PO4·6H2O产生，方程式为：Mg2+ + PO43– + NH4+ + 6H2O ↔ MgNH4PO4·6H2O ↓ 。MgNH4PO4·6H2O为白色，俗称为鸟粪石(MAP)，是一种化工原料或农业缓释肥料。德士古煤气化工艺产生的废水中NH4+-N属于中低浓度，不易用汽提、萃取、精馏等方法脱除，否则成本高效益低。而德士古炉气化温度压力高，工艺废水中有害成分较简单，几乎不含油、和酚类物质，因此本发明用MAP沉淀技术降低废水NH4+-N含量，这样大幅提高废水碳氮比，利于后续氮去除。并且产生的沉淀通过中国专利“一种对废水氮磷进行鸟粪石资源化回收的装置”(201420458242.0)进行回收作为缓释肥利用，实现循环经济和清洁生产理念。但废水中含有高浓度Ca2+离子，在反应pH值大于8.0时，水中就有30%以上的Ca2+离子在MAP沉淀中转化为Ca5OH(PO4)3 (HAP)，降低了沉淀中MgNH4PO4·6H2O纯度。而煤气化工艺废水量巨大，每小时产出20万标立方米、纯度为97.5%以上、4.8兆帕的工业氢气时，废水产生量约为400吨/h，由于废水量大则每天产生的沉淀量亦非常可观。如预先除去Ca2+离子，即可得到高纯度MgNH4PO4·6H2O，是非常有价值的化工原料，因此本发明首先对Ca2+进行预去除。由于MAP沉淀后水质pH值的变化，本发明又进一步对生化系统装置进行了改造，并利用回流水进行一定的调节，大大减少了酸投加量，仅为理论投加量的1/6～1/11。因此，针对德士古煤气化工艺废水，本发明将两种方法结合在一起，严格控制操作条件，最终实现对NH4+-N、Ca2+、Mg2+离子高效去除和回收利用的目标，同时极大地降低废水硬度，改善水质容易结垢问题，使设备检修周期延长约6个月以上。

发明内容

本发明的目的在于提供一种资源回收型德士古气化炉废水生化处理系统，通过对现有水处理循环系统进行改造，在现行黑水沉降槽出水进入生化处理系统前增加Ca2+反应沉淀池和MAP反应沉淀池，间歇式操作，去除废水中Ca2+、Mg2+离子和NH4+-N，在控制投药量和反应pH值条件下将废水硬度降低到60～150mg/L以下，有效的控制在小于323.1mg/L(以CaCO3计)的不易结垢的安全范围。Ca2+反应沉淀池出水清澈，浊度小于6NTU、SS含量低于20mg/L，确保MAP反应沉淀池产生高纯度MgNH4PO4·6H2O。由于NH4+-N去除率高达60～90%，所以显著降低后续生化处理负荷，使总氮去除率提高20～30%，大幅提高生化效果，确保氨氮、总氮达标排放和生化系统稳定运行。同时产生的沉淀主要成分分别是CaCO3和MAP，其CaO和MgNH4PO4·6H2O含量分别高于52%和97%，作为优质的建筑材料和化工原料或缓释肥得以回收，降低了处理成本，实现循环经济和清洁生产的理念。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

表4-1 含无机磷废水预处理装置设计进出水指标（单位：mg/l ）项目 进水 出水codcr 1000 ≤500总磷 4500 ≤7ph 6-9 6～9工艺：生产车间排放的含磷污水通过泵提升至一级除磷反应装置，加入石灰乳将ph值调整至 11 左右，进行强反应除磷，底层污泥送至污泥浓缩池，废水由泵提升至二级除磷反应装置，进行强反应，出水由泵提升至沉淀池沉淀，经沉淀后的上清液到调节池，污泥到污泥浓缩池（原有）进行浓缩后干化。来自氟硅酸钠装置的母液废水首先进入匀质调节池，进行水质、水量的调节，以确保污水处理站后续单元连续稳定运行，调节池分为两格，每一格内设有一台搅拌机，水质均匀后的污水经污水提升泵提升至一级反应池进行中和反应，同时向一级反应池内加入来自高位槽的石灰乳液，调节一级反应池内ph=5左右，反应后的污水自流至一级沉淀池进行同液分离，上清液自流至二级沉淀池，同时向二级反应池内加入来自高位槽的石灰乳液，调节二级反应池内ph=7～8左右，反应后的污水自流至二级沉淀池进行同液分离，上清液自流人集水池，处理后出水不外排，全部同用，一级沉淀和二级沉淀池底部的污泥通过污泥泵提升至磷酸再浆槽，最终送至渣场堆存。经预处理的污水连续不断地进入反应池前部的预反应池，在该区内污水中的大部分可溶性bod被活性污泥微生物吸附，并一起从主预反应区隔墙下部的孔眼以低流速(0.03-0.05m/min)进入反应区在主反应区内依照曝气（aeration）闲置(idle)沉淀(settle)排水(decant)程序周期运行，使污水在好氧-缺氧的反复中完成去碳脱氮，和在好氧-厌氧的反复中完成除磷各过程的历时和相应设备的运行均按事先编制，并可调整的程序，由计算机集中自控。

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