申請日2015.07.22
公開(公告)日2017.05.24
IPC分類號C02F9/14
摘要
一種高濃度煤制氣廢水的處理方法，包括如下步驟：厭氧—好氧—混凝—沉淀處理工藝。厭氧、好氧工藝段采用復合生物反應器，生化系統起始時，在厭氧、好氧復合生物反應器中充填多孔微生物載體、同時添加廣譜微生物菌種、微生物活性劑、經酚氨回收后的高濃度煤制氣廢水，進行微生物篩選、馴養、固定。微生物固定完成后，經過酚氨回收后的高濃度煤制氣廢水不經破乳、隔油、氣浮、稀釋等預處理工藝段直接進入厭氧生化處理工藝段進行處理，在將高濃度煤制氣廢水連續送入厭氧復合生物反應器的同時，添加廣譜微生物菌種、微生物活性劑。好氧復合生物反應器為多級，第一級好氧復合生物反應器內溶解氧為零。本方法CODcr去除率≥97%，揮發酚去除率≥99.9%，礦物油去除率≥99.9%。
權利要求書
1.一種高濃度煤制氣廢水的處理方法，其特征在于它是通過以下工藝步驟實現的：
1.1 高濃度煤制氣廢水的處理方法為：厭氧—好氧—混凝—沉淀;
1.2 厭氧、好氧工藝段采用復合生物反應器，生化系統起始時，在厭氧、好氧復合生物反應器中充填多孔微生物載體、同時添加廣譜微生物菌種、微生物活性劑、經酚氨回收后的高濃度煤制氣廢水，進行微生物篩選、馴養、固定，厭氧、好氧復合生物反應器內多孔懸浮微生物載體裝填量為5-20%(v/v)，添加廣譜微生物菌種0.1-10 g/L、微生物活性劑0.01-1 g/L、水溫控制在25-37℃范圍，起始的微生物固定需要2-7天;
1.3 微生物固定完成后，經過酚氨回收后的高濃度煤制氣廢水不經破乳、隔油、氣浮、稀釋等預處理工藝段直接進入厭氧生化處理工藝段進行處理;
1.4 微生物固定完成后，將高濃度煤制氣廢水連續送入厭氧復合生物反應器的同時，添加廣譜微生物菌種、微生物活性劑，添加量為：廣譜微生物菌種0.1-2 mg/L、微生物活性劑添加量為1-20 mg/L;
1.5 將經厭氧復合生物反應器處理的出水推流進入好氧復合生物反應器處理;
1.6 經過好氧復合生物反應器處理的出水自流進入混凝池，添加混凝劑進行處理;
1.7 混凝處理出水進入沉淀池，經沉降分離處理后就完成了對廢水的處理。
2. 根據權利要求1所述的高濃度煤制氣廢水的處理方法，其特征在于：經過酚氨回收后的高濃度煤制氣廢水的CODcr≤8000 mg/L，揮發酚≤500 mg/L，礦物油≤600mg/L，該廢水不需理化預處理、不需稀釋直接送入生化處理的厭氧工藝段處理，可耐受的沖擊負荷在前述污染因子限制值上浮20%的范圍內。
3.根據權利要求1所述的高濃度煤制氣廢水的處理方法，其特征在于：添加微生物活性劑，提高微生物的活性和防止多孔懸浮微生物載體產生生物堵塞，其微生物活性劑中5-氨基乙酰丙酸含量>0 µg/L,≤1 µg/L。
4.根據權利要求1所述的高濃度煤制氣廢水的處理方法，其特征在于：添加的廣譜微生物菌劑中除含有枯草菌、光合菌、酵母菌外還含有趨磁細菌，通過添加微生物菌劑增加微生物的種群和數量，使生物膜形成時間縮短，起始微生物的固定時間縮短到2-7天。
5.根據權利要求1所述的高濃度煤制氣廢水的處理方法，其特征在于：好氧復合生物反應器為多級，第一級好氧復合生物反應器內溶解氧為零。
6.根據權利要求1所述的高濃度煤制氣廢水的處理方法，其特征在于：廢水生化處理工藝段中污泥回流比為零。
7.根據權利要求1所述的高濃度煤制氣廢水的處理方法，其特征在于： CODcr去除率≥97%，揮發酚去除率≥99.9% ，礦物油去除率≥99.9% 。
說明書
一種高濃度煤制氣廢水的處理方法
技術領域
發明涉及一種煤制氣廢水的處理方法。
背景技術
我國是一個煤多，石油和天然氣少的國家，煤制氣是解決我國石油天然氣短缺的一項重要的煤化工項目。近年來煤化工產業發展很快，很多省區都陸續建立多個煤制氣示范工程，目前煤制氣化工產業正在火熱地發展。然而我國煤炭豐富的地方一般都是水資源匱乏的地區，例如內蒙、陜西、山西、新疆等。煤制氣項目是一個耗水量大和排污量大的項目，對于在水資源缺乏的地方建設的煤制氣項目，急需切實可行的高濃度煤制氣廢水的處理工藝，以保證煤制氣項目在當地可持續發展。
國內煤制氣項目一般采用魯奇制氣工藝，該工藝氣的收得率高，但是魯奇制氣工藝產生的廢水中污染物濃度高，生化有毒及抑制性物質多，存在難以生化降解的有機物質，以褐煤為原料進行氣化產生的污染物濃度遠遠高于無煙煤和焦炭為原料的工藝，其廢水處理設施建設成本與運行成本均高。
煤化工廢水是指在煤加工的預處理、處理過程中產生的廢水，主要包括煤制氣廢水、凈化洗滌廢水和其它煤制品產生的廢水。煤制氣廢水又是煤化工廢水中COD濃度高、酚、油及其他有機物成分復雜的一種難處理工業廢水。現行煤制氣廢水處理方法中為了減輕生化處理的負荷，對煤制氣廢水經酚氨回收后的排水處理基本都遵循“稀釋、破乳、隔油、氣浮等物化預處理 + 生化處理”的工藝路線，國家專利局文獻：201210157419.9、201010131020.4、201210594202.4、201310195845.6、200910143563.5、201110071772.0中，公開的廢水處理方法基本都遵循的這個工藝路線。目前，國內對煤制氣廢水的生化處理方法，一般采用缺氧-好氧生物處理(A/O或A2/O工藝)，也出現了一些新新技術，如固定化生物技術、生物炭法、生物流化床處理法、厭氧-好氧流化床耦合生化系統處理法。
煤制氣廢水中含有大量的單元酚、多元酚、脂肪烴類物質和易氧化物質，現行廢水預處理除油常采用加壓氣浮工藝，但是空氣中的氧會使廢水中的多元酚轉化為中間產物醌類物質難以生化降解，一些易氧化物被氧化使廢水色度增加，使后續生化處理效能下降。為此氣浮處理也得到改進，在國家專利局公開的201010557068.1號專利中，將空氣氣浮改為氮氣氣浮以解決這項難題。
目前國內外，生化處理中接觸氧化法、厭氧-好氧流化床、厭氧-好氧復合生物膜法是先進的生化技術，但是當廢水中生化有毒及抑制性物質多時，微生物難以生存，生物膜難以形成。
接觸氧化法、厭氧-好氧流化床、厭氧-好氧復合生物膜法，致命的弱點是發生生物膜堵塞和出現生物膜肥大化，致使生化處理能力下降，廢水處理不達標。
發明內容
本發明是要解決現在煤制氣行業中，高濃度煤制氣廢水處理方法存在的預處理工序多、處理效率低，生化降解效率低、投資高、處理運行成本高等問題，而提供的一種高濃度煤制氣廢水的處理方法。
本發明的一種高濃度煤制氣廢水的處理方法是通過以下工藝步驟實現的：
1. 高濃度煤制氣廢水的處理方法為：厭氧—好氧—混凝—沉淀;
2. 厭氧、好氧工藝段采用復合生物反應器，生化系統起始時，在厭氧、好氧復合生物反應器中充填多孔微生物載體、同時添加廣譜微生物菌種、微生物活性劑、經酚氨回收后的高濃度煤制氣廢水，進行微生物篩選、馴養、固定。厭氧、好氧復合生物反應器內多孔懸浮微生物載體裝填量為5-20%(v/v)，添加廣譜微生物菌種0.1-10 g/L、微生物活性劑0.01-1 g/L、水溫控制在25-37℃范圍，起始微生物的固定需要2-7天;
3. 微生物固定完成后，經過酚氨回收后的高濃度煤制氣廢水不經破乳、隔油、氣浮、稀釋等預處理工藝段直接進入厭氧生化處理工藝段進行處理;
4. 微生物固定完成后，將高濃度煤制氣廢水連續送入厭氧復合生物反應器的同時，添加廣譜微生物菌種、微生物活性劑，添加量為：廣譜微生物菌種0.1-2 mg/L、微生物活性劑添加量為1-20 mg/L;
5. 將經厭氧復合生物反應器處理的出水推流進入好氧復合生物反應器處理;
6. 經過好氧復合生物反應器處理的出水自流進入混凝池，添加混凝劑進行處理;
7. 將混凝處理水送入沉淀池進行沉降分離處理后就完成了對廢水的處理。
本發明的特征在于：
1. 經過酚氨回收后的高濃度煤制氣廢水的CODcr≤8000 mg/L，揮發酚≤500 mg/L，礦物油≤600mg/L。該廢水不需理化預處理、不需稀釋直接送入生化處理的厭氧工藝段處理，可耐受的沖擊負荷在前述污染因子限制值上浮20%的范圍內;
2. 添加微生物活性劑，提高微生物的活性和防止多孔懸浮微生物載體產生生物堵塞，微生物活性劑中5-氨基乙酰丙酸含量>0 µg/L，≤1 µg/L;
3. 添加的廣譜微生物菌劑中除含有枯草菌、光合菌、酵母菌外還含有趨磁細菌。通過添加廣譜微生物菌劑增加微生物的種群和數量，使生物膜形成時間縮短，起始微生物的固定時間縮短到2-7天;
4. 好氧復合生物反應器為多級，第一級好氧復合生物反應器內溶解氧為零;
5. 廢水生化處理工藝段中污泥回流比為零;
6. CODcr去除率≥97%，揮發酚去除率≥99.9% ，礦物油去除率≥99.9% 。
本發明的有益效果如下：
1. 本發明采用在厭氧和好氧復合生物反應器中，同時添加廣譜微生物菌種、微生物活性劑、經酚氨回收后的高濃度煤制氣廢水，使用微生物混合培養法對微生物進行篩選、馴養、固定，這樣培養出的微生物能在污染物濃度高、生化有毒及抑制性物質多的條件下生活，保證生化處理效果;
2. 本發明采用在厭氧和好氧復合生物反應器中添加微生物活性劑，提高微生物活性，耐沖擊負荷能力強，生化降解速度快，生化處理效率高，所以煤制氣廢水經酚氨回收處理后的排水，不需進行稀釋、隔油、氣浮等理化預處理，直接送入本發明的厭氧復合生物反應器處理，而且出水水質好;
3. 本發明提供的高濃度煤制氣廢水的處理方法，可使煤制氣廢水處理工藝縮短，處理設施占地少，節省投資等優點;
4. 本發明提供的高濃度煤制氣廢水的處理方法，減少了理化預處理工藝段，節省人力、電力，降低運行成本。
具體實施方式。
實施例一：
本實施例使用經酚氨回收后的高濃度煤制氣廢水作為原水，其CODcr濃度為：7890mg/L、揮發酚濃度為：475 mg/L ，礦物油濃度為：583 mg/L;
1. 厭氧、好氧工藝段采用復合生物反應器，生化系統起始時，同時在厭氧、好氧生物反應器中充填多孔微生物載體，厭氧生物反應器的裝填量為20%(v/v)，好氧生物反應器的裝填量為20%(v/v);同時在厭氧、好氧生物反應器中各添加廣譜微生物菌種1 g/L;添加微生物活性劑0.02g/L以及添加高濃度煤制氣廢水，進行微生物篩選、馴養、固定。水溫控制在35±2℃范圍，起始微生物固定用時3天;
2. 經過酚氨回收后的高濃度煤制氣廢水不需稀釋、破乳、隔油、氣浮、等物化預處理工段，直接連續從厭氧復合生物反應器底部送入，反應器底部安裝了機械式攪拌器或者氮氣散氣攪拌方式的裝置將廢水造成旋流上升，經厭氧復合生物反應器處理后的出水推流進入好氧復合生物反應器進行處理;
3. 高濃度煤制氣廢水連續送入厭氧復合生物反應器的同時，添加廣譜微生物菌種、微生物活性劑，添加量為：廣譜微生物菌種2 mg/L、微生物活性劑添加量為20 mg/L;
4. 厭氧處理后的出水推流進入好氧復合生物反應器第一級，好氧復合生物反應器底部均安裝有曝氣裝置，第一級好氧復合生物反應器內溶解氧控制為零;
5. 經過三級好氧復合生物反應器處理的出水，使用聚合硫酸鐵進行混凝處理，添加量為1 g/L;
6. 經混凝處理的廢水進入沉淀池進行沉降分離，分離完成后即完成了煤制氣廢水的處理;
7. 處理出水CODcr含量< 240 mg/L，去除率>97%;處理出水的揮發酚含量< 0.5 mg/L，去除率>99.9% ，處理出水的礦物油含量<1mg/L，去除率>99.9% 。
實施例二：
本實施例使用經酚氨回收后的高濃度煤制氣廢水作為原水，其CODcr濃度為：6470mg/L、揮發酚濃度為：290 mg/L ，礦物油濃度為：155mg/L;
1. 厭氧、好氧工藝段采用復合生物反應器，生化系統起始時，同時在厭氧、好氧生物反應器中充填多孔微生物載體，厭氧生物反應器的裝填量為15%(v/v)，好氧生物反應器的裝填量為15%(v/v);同時在厭氧、好氧生物反應器中各添加廣譜微生物菌種1g/L;添加微生物活性劑0.01g/L以及添加高濃度煤制氣廢水，進行微生物篩選、馴養、固定。水溫控制在35±2℃范圍，起始微生物固定用時3天;
2. 經過酚氨回收后的高濃度煤制氣廢水不需稀釋、破乳、隔油、氣浮、等物化預處理工段，直接連續從厭氧復合生物反應器底部送入，反應器底部安裝了機械式攪拌器或者氮氣散氣攪拌方式將廢水造成旋流上升，經厭氧復合生物反應器處理后的出水推流進入好氧復合生物反應器進行處理;
3. 高濃度煤制氣廢水連續送入厭氧復合生物反應器的同時，添加廣譜微生物菌種、微生物活性劑，添加量為：廣譜微生物菌種1mg/L、微生物活性劑添加量為10 mg/L;
4. 厭氧處理后的出水推流進入好氧復合生物反應器第一級，好氧復合生物反應器底部均安裝有曝氣裝置，第一級好氧復合生物反應器內溶解氧控制為零;
5. 經過三級好氧復合生物反應器處理的出水，使用聚合硫酸鐵進行混凝處理，添加量為1 g/L;
6. 經混凝處理的廢水進入沉淀池進行沉降分離，分離完成后即完成了煤制氣廢水的處理;
7. 處理出水CODcr含量<195 mg/L，去除率>97%;處理出水的揮發酚含量< 0.2mg/L，去除率>99.9% ;處理出水的礦物油含量不檢出，去除率達100% 。
