一种高效的碎煤加压气化高浓污水处理方法技术

本发明专利技术涉及一种煤化工污水处理方法，具体涉及一种高效的碎煤加压气化高浓污水处理方法，本发明专利技术针对煤化工行业碎煤加压气化高浓污水的处理难题，克服传统工艺技术存在的不足，将提供一种引发促聚合除油除浊、强化氧化、分流式两级缺氧/好氧系统、高效低耗催化臭氧氧化处理耦合紧凑型生化多个新型高效单元技术耦合的碎煤加压气化高浓污水新型处理方法。本发明专利技术充分结合了各个单元技术的固有特点，实现了针对废水中酚类物质、油性物质、杂环类物质的高效脱除，充分发挥了生化系统的处理能力，稳定和提升了生化系统出水水质。整体具有抗冲击性强、流程简单、处理成本低等特点，出水COD、氨氮、总氮和特征污染物指标显著优于行业同类废水处理水平，具有良好的推广应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种煤化工污水处理方法，具体涉及一种高效的碎煤加压气化高浓污水处理方法。
技术介绍
我国“富煤、贫油、少气”的能源禀赋状况及国家能源安全战略的客观需求，使得发展煤化工成为我国化工产业发展的重大变革和必然选择。由于煤炭产地普遍严重缺水并且生态脆弱，“缺水”和“水污染”已成为制约煤化工行业发展的“主要瓶颈”，因此，如何降低水耗、控制水污染、实现零排放，是整个行业发展面临的最为突出的难题。在各类煤化工废水中，碎煤加压气化炉煤制气难降解高浓污水的处理问题尤为突出，碎煤加压气化产生的煤气在洗涤冷却后产生的污水，经酚氨回收后仍然含有大量的毒性物质，不仅浓度、色度和浊度很高，而且水质水量的波动性也相当大，属于典型的高浓度难降解有毒有机废水。现有的生化处理工艺在针对性、有效性、经济性和运行的稳定性方面普遍存在问题，导致后续的膜污堵严重、膜浓缩倍率低、含盐水蒸发量大，中水回用率上不去、水耗降不下来，甚至引发污染事故。该类有毒高浓污水的处理已成为制约企业发展的关键难题和主要瓶颈。目前，常规的碎煤加压气化高浓污水治理工艺路线基本遵行“物化预处理+生化处理+深度处理”。应用于大型煤化工污水处理上常见的物化预处理工艺有：重力隔油、破乳除油、混凝沉淀和混凝气浮等。重力隔油对于乳化油以及溶解油、乳化油、水溶性有机毒物、难降解有机物以及致色和致泡物质去除效果很差。破乳除油包括物理机械破乳和物理化学破乳。物理机械法破乳除油常见有电沉降、过滤、超声等，物理化学法破乳主要是改变乳液的界面性质而破乳，如加入破乳剂。由于碎煤加压气化洗涤水是先经过酚氨回收工艺再进入废水处理系统的，实际大部分酚类、油性物质已通过醚类或酮类萃取剂工艺将萃取回收，石油类油含量仅有几百mg/L，乳化油含量较低，废水中主要是以溶解性的油为主，所以传统的重力或破乳除油方法缺乏针对性，导致诸多已经建成投运的碎煤加压气化高浓污水除油系统均未能取得理想效果。研究表明，碎煤加压气化高浓污水表观上的浊化现象，主要是废水中溶解的含有不饱和键油性物质由于接触空气缓慢氧化而发生聚合现象，因此研发针对溶解性不饱和油性物质的“除油除浊”技术才是解决碎煤加压气化高浓污水除油问题的关键。混凝沉淀和混凝气浮工艺对废水COD、色度等处理效果很差，且加入的金属盐类易形成络合物，不仅难以形成有效絮体，混入大量金属离子还会影响后续生化系统的正常运行。由于缺乏有效且针对性强的预处理，一般生化处理出水COD仍有200~800mg/L，且生化池生物泡沫严重，出水色度深，不仅给日常运行管理带来问题，而且对后续中水回用回用率低。生化处理仍是碎煤加压气化污水处理的主要工艺，实践证明，大多数生化处理系统不仅难以实现达标排放，且普遍存在生物泡沫严重、生化出水色度高等问题。为强化生化处理效果，许多改进的生化处理手段不断涌现，如采用延长生化停留时间、大比例兑水稀释生化以及提高生化系统污泥浓度等。采用大池容的生化处理工艺，对于提高生化系统的抗冲击性能，稳定氨氮的去除效果具有一定作用。然而，在足够的生化停留时间下，可生化的有机物已基本被降解，此时B/C比通常小于0.1，虽然生化出水的COD仍较高，但多为难降解有机物和生物代谢产物，单纯通过延长停留时间无法改善处理效果。稀释生化虽在一定程度上降低了毒性有机物的抑制浓度，但稀释生化无法根本消除难降解有机物的总量，极易造成污染物排放总量无法控制。提高生化池内污泥浓度不仅可以提高容积负荷而且可增加生化系统的抗冲击性能，常见在生化池内增设填料、膜生物反应器（MBR）等工艺提高池内污泥浓度。这些工艺在一定程度上提高了有效污泥的含量，但污泥龄常被过度延长，生物富集性有毒物质长期积累，无机污泥量增加，常使生物泡沫、膜堵塞等问题更加恶化。诸多工程实践表明，单纯依靠生物处理难以满足碎煤加压气化高浓污水的处理要求，生化处理前必须设置有针对性的选择性氧化预处理工艺，对废水中高毒性、难降解以及致色、致泡物质进行去除，提高后续生化处理的运行稳定性，才能利于成本较低的生化法进一步降低COD、氨氮、有机氮，整体系统整体的处理效率和抗冲击能力才能得到有效提升。常规碎煤加压气化高浓污水深度处理的方法有混凝沉淀法、过滤、吸附法、氧化法等。由于生化出水多为溶解性的小分子有机物，混凝和过滤对其去除效果有限。吸附法吸附剂吸附容量较小，使用量大，且饱和后的吸附剂将作为危险固废处理，不仅急易造成二次污染，造成运行费用很高。生化尾水的深度氧化，工程应用较多的有Fenton氧化或类Fenton氧化、臭氧氧化、催化臭氧氧化等。Fenton氧化需调节pH值并需投加大量硫酸亚铁，且用于针对生化尾水低浓度的COD，亚铁投加量更高，大量污泥难以处置。臭氧氧化不产生污泥，二次污染少，然而由于臭氧制备成本高，在低剂量时和短时间内处理效果差，且分解生成的中间产物会阻止臭氧的氧化进程，且常规臭氧氧化反应器存在气液分布、气液传质等诸多方面不足，因此常规的臭氧氧化工艺往往投资成本和运行成本普遍偏高。催化臭氧氧化在传统催化氧化基础上进行了强化，该技术是以臭氧作为氧化剂，利用固提催化剂表面产生的羟基自由基（·OH）对水中有机物进行氧化去除。催化臭氧氧化技术虽然存在技术优势，但在实际工程用用中却存在很多技术难点：（1）由于生化尾水COD浓度低，羟基自由基（·OH）与水中有机物的“碰撞”概率低，氧化效率低，有机物去除效果差；（2）由于臭氧在水中的溶解度有限，以普通曝气方式进入水体的臭氧气体，大量的臭氧是以气泡的形式与水进行接触，气泡在水中的上浮速度极快，停留时间短，臭氧气体难以充分利用，利用率一般不超过30%，常造成臭氧的极大浪费和尾气污染，工程投资和运行成本也居高不下；（3）催化臭氧氧化的非均相固体催化剂是工艺的技术核心。液相水中的有机物与气相的臭氧需要在催化剂表面进行氧化反应，催化剂的表面积、吸附能力是关键的影响因素。目前市场常见的几种过渡金属氧化物与氧化铝的烧结颗粒催化剂，颗粒比表面积小，金属活性点位面积低，远远达不到催化臭氧氧化工艺对催化剂的技术要求。综上，常规的废水处理方法在针对性、处理效果运行稳定性等方面均难以满足碎煤加压气化高浓污水处理和回用的的要求，更无法满足国家日益严格的环保要求，水污染问题突出已成为行业发展关键制约，迫切需要开发一种能够稳定、高效、低耗的碎煤加压气化高浓污水处理方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对煤化工行业碎煤加压气化高浓污水的处理难题，克服传统工艺技术存在的不足，将提供一种多种新型高效单元技术耦合的碎煤加压气化高浓污水集成处理方法。本专利技术充分结合了各个单元技术的固有特点，实现了针对废水中油性物质、毒性物质的高效选择性脱除，稳定和提升了生化系统进水水质，充分发挥了生化系统的处理能力，具有抗冲击性强、出水COD和特征污染物含量低、脱氮稳定、流程简单、处理成本低等特点。本专利技术的技术方案是：一种高效的碎煤加压气化高浓污水处理方法，依照下列步骤进行：步骤1、待处理污水经均质调节后，加入促聚合引发剂，沉淀去除浮油、乳化油和重油；步骤2、除油除浊预处理出水进行强化氧化，降低生物毒性；步骤3、经步骤2处理出水流入分流式两级缺氧/好氧系统，二级缺氧/好氧出水流入沉淀池进行泥水分离，沉淀下来的污泥回流到一级本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高效的碎煤加压气化高浓污水处理方法，其特征在于依照下列步骤进行：步骤1、待处理污水经均质调节后，加入促聚合引发剂，沉淀去除浮油、乳化油和重油；步骤2、除油除浊预处理出水进行强化氧化，降低生物毒性；步骤3、经步骤2处理出水流入分流式两级缺氧/好氧系统，二级缺氧/好氧出水流入沉淀池进行泥水分离，沉淀下来的污泥回流到一级缺氧池和二级缺氧池，一级好氧池和二级好氧池混合液回流至一级缺氧池；步骤4、步骤3处理后的废水进入沉淀池，上清液去除悬浮物后，进行高效低耗催化臭氧氧化处理；步骤5、步骤4处理后的废水，二次生化法处理后，出水排放或回用。

【技术特征摘要】
1.一种高效的碎煤加压气化高浓污水处理方法，其特征在于依照下列步骤进行：步骤1、待处理污水经均质调节后，加入促聚合引发剂，沉淀去除浮油、乳化油和重油；步骤2、除油除浊预处理出水进行强化氧化，降低生物毒性；步骤3、经步骤2处理出水流入分流式两级缺氧/好氧系统，二级缺氧/好氧出水流入沉淀池进行泥水分离，沉淀下来的污泥回流到一级缺氧池和二级缺氧池，一级好氧池和二级好氧池混合液回流至一级缺氧池；步骤4、步骤3处理后的废水进入沉淀池，上清液去除悬浮物后，进行高效低耗催化臭氧氧化处理；步骤5、步骤4处理后的废水，二次生化法处理后，出水排放或回用。2.根据权利要求1所述的高效的碎煤加压气化高浓污水处理方法，其特征在于：投加促聚合引发剂的浓度为0.05~0.4g/吨废水，引发反应时间0.2~1h。3.根据权利要求1所述的高效的碎煤加压气化高浓污水处理方法，其特征在于：步骤5中，二次生化法采用A-MBR工艺，水力停留时间4~12h，MBR内混合液回流至缺氧池，回流比200~400%。4.根据权利要求1所述的高效的碎煤加压气化高浓污水处理方法，其特征在于：所述的步骤4中，高效低耗催化臭氧氧化处理按照如下方法进行，步骤A、将废水由上部引入催化...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐炎华，陆曦，孙文全，吕进，朱明新，沈丽娜，
申请(专利权)人：南京工大环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32