公布日：2023.11.21
申請(qǐng)日：2023.07.25
分類號(hào)：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/00(2023.01)N;C02F1/40(2023.01)N;C02F1/44(2023.01)N;C02F1/52(2023.01)N;C02F1/56(2023.01)N;C02F1/04(2023.01)N;C02F1
/72(2023.01)N;C02F1/78(2023.01)N;C02F3/30(2023.01)N;C02F3/28(2023.01)N
摘要
本發(fā)明屬于煤化工廢水處理領(lǐng)域，具體涉及一種碎煤加壓氣化廢水處理近零排放工藝,具體為:首先，以“UASB+A/O+混凝+臭氧催化高級(jí)氧化+BAF”工藝對(duì)廢水進(jìn)行生化和深度處理，提高廢水的可生化性，降低污染物濃度，為后續(xù)膜處理系統(tǒng)奠定水質(zhì)基礎(chǔ)；其次，以“浸沒(méi)式超濾+反滲透”工藝和“預(yù)處理+超濾+納濾+反滲透+DTRO”膜濃縮工藝的對(duì)廢水進(jìn)行中水回用處理及分級(jí)利用處理，實(shí)現(xiàn)廢水提濃減量，分級(jí)回用的目的；最后，以“三效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器”工藝的強(qiáng)制循環(huán)高濃鹽廢水多效蒸發(fā)濃縮，實(shí)現(xiàn)濃水近零排放處理。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了以褐煤為原料的固定床碎煤加壓氣化廢水近零排放的可行性、高效性與穩(wěn)定性，具有示范意義。
權(quán)利要求書(shū)
1.一種碎煤加壓氣化廢水處理近零排放工藝，其特征在于，具體步驟為：S1：將生活污水、地坪沖洗水和初期雨水送入格柵渠去除廢水中的漂浮物，將格柵渠出水與甲醇廢水一起送入隔油沉淀池去除廢水中的油脂，將經(jīng)過(guò)煤氣水分離和氨酚回收的煤氣化廢水與隔油沉淀池出水一起送入綜合調(diào)節(jié)池進(jìn)行均質(zhì)均量調(diào)節(jié)；S2：采用“UASB+A/O+混凝+臭氧催化高級(jí)氧化+BAF曝氣生物濾池”工藝對(duì)所述步驟S1中的綜合調(diào)節(jié)池出水進(jìn)行生化處理和深度處理；S3：“浸沒(méi)式超濾+反滲透”中水回用處理，將所述步驟S2中獲得的出水送入浸沒(méi)式超濾裝置中進(jìn)行超濾，超濾出水一部分作為濁循環(huán)水的補(bǔ)水，另一部分送入第一反滲透裝置進(jìn)行反滲透脫鹽，獲得第一反滲透產(chǎn)水和第一反滲透濃水；S4：采用“預(yù)處理+超濾+納濾+反滲透+DTRO”膜濃縮工藝對(duì)濁循環(huán)系統(tǒng)排污水和所述第一反滲透濃水進(jìn)行分級(jí)處理回用，所述步驟S4具體為：S41、將濁循環(huán)系統(tǒng)排污水和所述第一反滲透濃水混合均質(zhì)后依次送入機(jī)械加速澄清池、變孔隙濾池和澄清水池中預(yù)處理，除去廢水中懸浮物和部分雜質(zhì)，所述機(jī)械加速澄清池中投有氧化鎂、氫氧化鈉、混凝劑、絮凝劑，所述機(jī)械澄清池中污泥排放至第三儲(chǔ)泥池；S42、將所述步驟S41中澄清水池出水送入超濾裝置進(jìn)行超濾處理，再將超濾出水全部送入納濾裝置進(jìn)行納濾處理，經(jīng)納濾處理后產(chǎn)生納濾產(chǎn)水和納濾濃水；S43、將所述步驟S42中納濾產(chǎn)水送入第二反滲透裝置進(jìn)行反滲透脫鹽處理，產(chǎn)生第二反滲透產(chǎn)水和第二反滲透濃水；將所述第二反滲透濃水經(jīng)濃水中間水池送入濃水反滲透裝置再次進(jìn)行反滲透處理，產(chǎn)生濃水反滲透產(chǎn)水和濃水反滲透濃水；S44、將所述步驟S42中的納濾濃水和所述步驟S43中的濃水反滲透濃水送入DTRO反滲透膜裝置中進(jìn)行濃縮處理，產(chǎn)生DTRO產(chǎn)水和DTRO濃水。S5：采用“三效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器”工藝對(duì)所述步驟S4中DTRO濃水進(jìn)行多效蒸發(fā)，實(shí)現(xiàn)廢水進(jìn)零排放。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碎煤加壓氣化廢水處理近零排放工藝，其特征在于，所述步驟S2具體為：S21、生化處理：將所述綜合調(diào)節(jié)池出水依次送入UASB池、A/O池、二沉池、一級(jí)O池、沉淀池進(jìn)行生化處理，收集沉淀池上清液送入中間水池，收集中間水池出水；S22、深度處理：將所述中間水池出水依次送入高密度沉淀池、臭氧催化高級(jí)氧化器、BAF曝氣生物濾池和變孔隙濾池進(jìn)行深度處理，收集變孔隙濾池出水并送入回用水池，參與中水回用處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的碎煤加壓氣化廢水處理近零排放工藝，其特征在于，所述綜合調(diào)節(jié)池出水在所述UASB池中停留時(shí)間為23小時(shí)，所述UASB池出水在所述A/O池中停留時(shí)間為4天。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的碎煤加壓氣化廢水處理近零排放工藝，其特征在于，所述臭氧催化高級(jí)氧化工藝是深度處理的主工藝段，以廠區(qū)產(chǎn)的氧氣作為制備臭氧的原料，以動(dòng)力裝置提供的電能作為動(dòng)力，通過(guò)Hi-SOT氧化塔實(shí)現(xiàn)臭氧催化高級(jí)氧化工藝；所述曝氣生物濾池包括依次連通的一級(jí)曝氣生物濾池和二級(jí)曝氣生物濾池。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的碎煤加壓氣化廢水處理近零排放工藝，其特征在于，所述步驟S5具體為：S51、預(yù)處理：采用DTRO裝置集成脫碳器所述步驟S44中DTRO濃水進(jìn)行預(yù)處理，降低所述DTRO濃水堿度和廢水中溶解性氣體含量；S52、三效蒸發(fā)濃縮：將經(jīng)過(guò)步驟S51預(yù)處理的DTRO濃水送入三效蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，獲得濃縮液；S53、離心分離：將步驟S52中三效蒸發(fā)后的濃縮液送入旋流器進(jìn)行固液兩相分離，旋流器溢流口排出的液相送入緩沖水池，固相則進(jìn)入離心機(jī)離心分離處理，離心處理后的固體濾渣排至鹽泥料倉(cāng)裝車(chē)外運(yùn)，濾液流入緩沖水池，與旋流器溢流口排出的液相混合后送至緩沖水池混合，重新執(zhí)行步驟S52。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的碎煤加壓氣化廢水處理近零排放工藝，其特征在于，所述DTRO濃水在進(jìn)入所述DTRO裝置集成脫碳器之前，加入了鹽酸，使所述DTRO濃水PH值維持為6.2。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的碎煤加壓氣化廢水處理近零排放工藝，其特征在于，三組真空蒸發(fā)罐以串聯(lián)的方式運(yùn)行，共同組成三效蒸發(fā)器，在處理DTRO濃水時(shí)，三效蒸發(fā)器采用連續(xù)進(jìn)料、連續(xù)出料的方式。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的碎煤加壓氣化廢水處理近零排放工藝，其特征在于，采用污泥干化技術(shù)對(duì)所述第一儲(chǔ)泥池和所述第二儲(chǔ)泥池污泥進(jìn)行干化脫水處理，所述干化脫水具體步驟為：先使用帶式壓濾機(jī)對(duì)污泥脫水后，產(chǎn)生含水率85％-90％的泥餅；再使用污泥干化裝置對(duì)所述泥餅進(jìn)一步干化處理后，將泥餅含水率將至10％以下，存儲(chǔ)至干料倉(cāng)并定期外運(yùn)；采用離心機(jī)對(duì)所述第三儲(chǔ)泥池污泥進(jìn)行固液分離，分離后的污泥由運(yùn)輸車(chē)定期外運(yùn),液體則送至綜合調(diào)節(jié)池重新執(zhí)行步驟S1。
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述現(xiàn)有方法存在的不足，本發(fā)明提供了一種碎煤加壓氣化廢水處理近零排放工藝，以解決當(dāng)前建設(shè)于水資源相對(duì)匱乏地區(qū)的煤化工企業(yè)周?chē)鸁o(wú)合適受納水體，面臨的廢水零排放的難題，以及優(yōu)化以劣質(zhì)煤-褐煤為原料時(shí)產(chǎn)生的廢水的廢水處理回用和近零排放工藝。
本發(fā)明針對(duì)以劣質(zhì)煤-褐煤為原料時(shí)產(chǎn)生的廢水產(chǎn)生量大、具有難降解有機(jī)物含量高、氨氮高、色度高、可生化性差等特點(diǎn)，首先，以“UASB+A/O+混凝+臭氧催化高級(jí)氧化+BAF”工藝對(duì)廢水進(jìn)行生化和深度處理，提高廢水的可生化性，降低污染物濃度，為后續(xù)膜處理系統(tǒng)奠定水質(zhì)基礎(chǔ)；其次，以“浸沒(méi)式超濾+反滲透”工藝和“預(yù)處理+超濾+納濾+反滲透+DTRO”膜濃縮工藝的對(duì)廢水進(jìn)行中水回用處理及分級(jí)利用處理，實(shí)現(xiàn)廢水提濃減量，分級(jí)回用的目的；最后，以“三效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器”工藝的強(qiáng)制循環(huán)高濃鹽廢水多效蒸發(fā)濃縮，實(shí)現(xiàn)濃水近零排放處理。
本發(fā)明以褐煤為原料固定床碎煤加壓氣化廢水處理和近零排放系統(tǒng)集成應(yīng)用技術(shù)，打破了以褐煤為原料的煤制氣產(chǎn)業(yè)的環(huán)保和水資源瓶頸，為以褐煤為原料的碎煤加壓氣化廢水這種新型難降解廢水的處理以及煤制天然氣產(chǎn)業(yè)全面實(shí)現(xiàn)零排放提供重要的借鑒作用，為我國(guó)現(xiàn)代煤化工的可持續(xù)發(fā)展提供了經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于發(fā)揮我國(guó)煤炭資源優(yōu)勢(shì)、應(yīng)對(duì)水資源短缺、實(shí)現(xiàn)煤炭清潔高效利用和緩解我國(guó)天然氣資源緊張具有重要意義，為現(xiàn)代煤化工項(xiàng)目快速發(fā)展提供了基礎(chǔ)和新途徑，擁有較好的工業(yè)應(yīng)用前景，社會(huì)效益重大。
本發(fā)明提供了一種碎煤加壓氣化廢水處理近零排放工藝，具體步驟為：
S1：將生活污水、地坪沖洗水和初期雨水送入格柵渠去除廢水中的漂浮物，將格柵渠出水與甲醇廢水一起送入隔油沉淀池去除廢水中的油脂，將經(jīng)過(guò)煤氣水分離和氨酚回收的煤氣化廢水與隔油沉淀池出水一起送入綜合調(diào)節(jié)池進(jìn)行均質(zhì)均量調(diào)節(jié)；
S2：采用“UASB+A/O+混凝+臭氧催化高級(jí)氧化+BAF曝氣生物濾池”工藝對(duì)所述步驟S1中的綜合調(diào)節(jié)池出水進(jìn)行生化處理和深度處理；
S3：“浸沒(méi)式超濾+反滲透”中水回用處理，將所述步驟S2中獲得的出水送入浸沒(méi)式超濾裝置中進(jìn)行超濾，超濾出水一部分作為濁循環(huán)水的補(bǔ)水，另一部分送入第一反滲透裝置進(jìn)行反滲透脫鹽，獲得第一反滲透產(chǎn)水和第一反滲透濃水；
S4：采用“預(yù)處理+超濾+納濾+反滲透+DTRO”膜濃縮工藝對(duì)濁循環(huán)系統(tǒng)排污水和所述第一反滲透濃水進(jìn)行分級(jí)處理回用，所述步驟S4具體為：
S41、將濁循環(huán)系統(tǒng)排污水和所述第一反滲透濃水混合均質(zhì)后依次送入機(jī)械加速澄清池、變孔隙濾池和澄清水池中預(yù)處理，除去廢水中懸浮物和部分雜質(zhì)，所述機(jī)械加速澄清池中投有氧化鎂、氫氧化鈉、混凝劑(如PAC)、絮凝劑(如PAM)，所述機(jī)械澄清池中污泥排放至第三儲(chǔ)泥池；
S42、將所述步驟S41中澄清水池出水送入超濾裝置進(jìn)行超濾處理，再將超濾出水全部送入納濾裝置進(jìn)行納濾處理，經(jīng)納濾處理后產(chǎn)生納濾產(chǎn)水和納濾濃水；
S43、將所述步驟S42中納濾產(chǎn)水送入第二反滲透裝置進(jìn)行反滲透脫鹽處理，產(chǎn)生第二反滲透產(chǎn)水和第二反滲透濃水；將所述第二反滲透濃水經(jīng)濃水中間水池送入濃水反滲透裝置再次進(jìn)行反滲透處理，產(chǎn)生濃水反滲透產(chǎn)水和濃水反滲透濃水；
S44、將所述步驟S42中的納濾濃水和所述步驟S43中的濃水反滲透濃水送入DTRO反滲透膜裝置中進(jìn)行濃縮處理，產(chǎn)生DTRO產(chǎn)水和DTRO濃水。
S5：采用“三效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器”工藝對(duì)所述步驟S4中DTRO濃水進(jìn)行多效蒸發(fā)，實(shí)現(xiàn)廢水進(jìn)零排放。
優(yōu)選的，所述步驟S2具體為：
S21、生化處理：將所述綜合調(diào)節(jié)池出水依次送入UASB池、A/O池、二沉池、一級(jí)O池、沉淀池進(jìn)行生化處理，收集沉淀池上清液送入中間水池，收集中間水池出水；
S22、深度處理：將所述中間水池出水依次送入高密度沉淀池、臭氧催化高級(jí)氧化器、BAF曝氣生物濾池和變孔隙濾池進(jìn)行深度處理，收集變孔隙濾池出水并送入回用水池，參與中水回用處理。
優(yōu)選的，所述綜合調(diào)節(jié)池出水在所述UASB池中停留時(shí)間為23小時(shí)，所述UASB池出水在所述A/O池中停留時(shí)間為4天。
優(yōu)選的，所述臭氧催化高級(jí)氧化工藝是深度處理的主工藝段，以廠區(qū)產(chǎn)的氧氣作為制備臭氧的原料，以動(dòng)力裝置提供的電能作為動(dòng)力，通過(guò)Hi-SOT氧化塔實(shí)現(xiàn)臭氧催化高級(jí)氧化工藝；所述曝氣生物濾池包括依次連通的一級(jí)曝氣生物濾池和二級(jí)曝氣生物濾池。
優(yōu)選的，所述步驟S5具體為：
S51、預(yù)處理：采用DTRO裝置集成脫碳器所述步驟S44中DTRO濃水進(jìn)行預(yù)處理，降低所述DTRO濃水堿度和廢水中溶解性氣體含量；
S52、三效蒸發(fā)濃縮：將經(jīng)過(guò)步驟S51預(yù)處理的DTRO濃水送入三效蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，獲得濃縮液；
S53、離心分離：將步驟S52中三效蒸發(fā)后的濃縮液送入旋流器進(jìn)行固液兩相分離，旋流器溢流口排出的液相送入緩沖水池，固相則進(jìn)入離心機(jī)離心分離處理，離心處理后的固體濾渣排至鹽泥料倉(cāng)裝車(chē)外運(yùn)，濾液流入緩沖水池，與旋流器溢流口排出的液相混合后送至緩沖水池混合，重新執(zhí)行步驟S52。
優(yōu)選的，所述DTRO濃水在進(jìn)入所述DTRO裝置集成脫碳器之前，加入了鹽酸，使所述DTRO濃水PH值維持為6.2。
優(yōu)選的，三組真空蒸發(fā)罐以串聯(lián)的方式運(yùn)行，共同組成三效蒸發(fā)器，在處理DTRO濃水時(shí)，三效蒸發(fā)器采用連續(xù)進(jìn)料、連續(xù)出料的方式。
優(yōu)選的，采用污泥干化技術(shù)對(duì)所述第一儲(chǔ)泥池和所述第二儲(chǔ)泥池污泥進(jìn)行干化脫水處理，所述干化脫水具體步驟為：先使用帶式壓濾機(jī)對(duì)污泥脫水后，產(chǎn)生含水率85％-90％的泥餅；再使用污泥干化裝置對(duì)所述泥餅進(jìn)一步干化處理后，將泥餅含水率將至10％以下，存儲(chǔ)至干料倉(cāng)并定期外運(yùn)；
采用離心機(jī)對(duì)所述第三儲(chǔ)泥池污泥進(jìn)行固液分離，分離后的污泥由運(yùn)輸車(chē)定期外運(yùn),液體則送至綜合調(diào)節(jié)池重新執(zhí)行步驟S1。
本發(fā)明技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果：
1、本發(fā)明針對(duì)碎煤氣化廢水的COD在3000-5000mg/L之間，廢水的BOD5/COD不足0.3的特點(diǎn)，采用“UASB+A/O+混凝+臭氧催化高級(jí)氧化+BAF”配套集成技術(shù)對(duì)廢水進(jìn)行生化和深度處理，大幅度去除了廢水中殘留的難降解有機(jī)物和氨氮，出水滿足后續(xù)中水回用系統(tǒng)處理進(jìn)水要求；同時(shí)，對(duì)比傳統(tǒng)技術(shù)，臭氧催化高級(jí)氧化技術(shù)的應(yīng)用，不僅減少了固體廢物的產(chǎn)生量，而且不增加含鹽量，使前端生化難以降解的剩余有機(jī)物變成易于后續(xù)生物降解的物質(zhì)，通過(guò)后續(xù)生物處理方法進(jìn)一步降解，有利于后續(xù)膜濃縮裝置的提濃減量和水資源分級(jí)回用，并確保膜系統(tǒng)的運(yùn)行性能。
2、本發(fā)明采用廢水分級(jí)利用及各類膜組集成應(yīng)用技術(shù)，對(duì)各種膜處理技術(shù)進(jìn)行對(duì)比優(yōu)選，結(jié)合進(jìn)出水水質(zhì)及分級(jí)利用要求，中水回用采用“浸沒(méi)式超濾+反滲透”技術(shù)，膜濃縮采用“預(yù)處理+超濾+納濾+反滲透+DTRO”集成技術(shù)，在較低的運(yùn)行費(fèi)用情況下，實(shí)現(xiàn)了水資源分級(jí)利用和廢水逐級(jí)減量提濃的目的，為后續(xù)蒸發(fā)濃縮裝置降低投資和穩(wěn)定運(yùn)行奠定基礎(chǔ)；同時(shí)，通過(guò)高效防污堵膜裝置(DTRO反滲透膜裝置)的應(yīng)用，對(duì)高濃鹽水進(jìn)一步濃縮減量化，有效降低了蒸發(fā)裝置處理壓力，保障其穩(wěn)定除鹽。
3、本發(fā)明在進(jìn)行膜濃縮工藝處理之前增加預(yù)處理工藝，進(jìn)一步降低了堿度、硬度、SS等指標(biāo)，不僅利于膜濃縮系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，而且由于處理水量大幅降低，進(jìn)而運(yùn)行成本大幅降低，可有效保障膜裝置的使用壽命；同時(shí)，在膜濃縮工藝處理完之后，采用DTRO裝置集成脫碳器，對(duì)多效蒸發(fā)工藝進(jìn)水進(jìn)行預(yù)處理，在降低蒸發(fā)裝置進(jìn)水堿度和廢水中溶解性氣體含量，進(jìn)行濃縮減量的同時(shí)降低濃鹽水中堿度避免蒸發(fā)器表面結(jié)垢，有效保障了蒸發(fā)裝置處理水量和出鹽穩(wěn)定性，處理能力、產(chǎn)鹽量及回用水量均明顯優(yōu)于同類無(wú)預(yù)處理裝置。
4、本發(fā)明通過(guò)對(duì)多效蒸發(fā)裝置的優(yōu)化運(yùn)行，形成一套成熟可控的操作方案，實(shí)現(xiàn)了在不排放母液的情況下，合理控制各效固液比和鹽粒度，確保蒸發(fā)系統(tǒng)中有機(jī)物協(xié)同雜鹽一同脫除，實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)系統(tǒng)連續(xù)安全穩(wěn)定運(yùn)行。
5、本發(fā)明通過(guò)采用污泥干化技術(shù)，對(duì)于帶式壓濾機(jī)脫水后產(chǎn)生的含水率在85％-90％之間的脫水污泥進(jìn)一步干化處理，利于廠區(qū)內(nèi)富余的低壓蒸汽熱源，將污泥含水率降至10％以下，實(shí)現(xiàn)了污泥的減量化和無(wú)害化處理。
6、本發(fā)明技術(shù)中整套系統(tǒng)集成應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了以褐煤為原料的固定床碎煤加壓氣化廢水近零排放的可行性、高效性與穩(wěn)定性，具有示范意義，裝置穩(wěn)定運(yùn)行多年，運(yùn)行效果較好，整套工藝實(shí)現(xiàn)了廢水的達(dá)標(biāo)處理和回用，成功實(shí)現(xiàn)廢水近零排放，減少了水資源的消耗，將煤制氣產(chǎn)業(yè)對(duì)生態(tài)環(huán)境污染的威脅降到最低限度，并減輕了當(dāng)?shù)氐乃Y源壓力，履行了節(jié)約水資源與環(huán)境保護(hù)的社會(huì)責(zé)任。
（發(fā)明人：夏俊兵;王玉忠;劉煥山;閆國(guó)富;劉永健;王二成;鄧永斌;劉奇杰;馬俊;曹迎軍;崔立國(guó);汪慶林;王銀龍;潘超）
