一种煤气化废水的处理和利用方法技术

本发明专利技术提供了一种煤气化废水的处理和利用方法，其中，该方法包括将待处理的煤气化废水依次进行预处理、生化处理、反硝化处理、深度处理和微藻净化处理。采用本发明专利技术的方法对煤气化废水进行处理，能够显著降低废水中的COD值、总酚和总氮的含量，最终出水的水质指标符合GB8978-1996污水综合排放一级标准的要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水处理领域，具体地，涉及。
技术介绍
我国是煤炭资源丰富的国家，为应对石油及天然气资源日益减少而带来的能源紧张局面，加紧煤炭的高效清洁利用，非常符合我国国情的需要。随着我国城市进程和人民生活水平的提高，对气态清洁燃料的需求量日益增大，煤制天然气(SNG)产品将是替代石油天然气的主流。近年来，在煤气化工艺选择上优选鲁奇碎煤加压气化工艺。鲁奇气化工艺的主要优势在于气化粗煤气中甲烷含量高，但最大的缺点是产生的煤气化废水中难生物降解的有机物和总氮浓度很高，很难治理。传统煤气化废水生化处理技术路线以及工艺存在废水处理达标难、操作波动大等缺点。同时国内正在建设的或计划发展煤制天然气加工项目的区域多数处在缺水严重的地区，环境容量非常有限，可外排接纳的水体很少，这对废水处理提出很高的要求。因此，鲁奇煤气化废水处理成为煤制天然气产业发展急需解决的主要问题之一，是支撑煤制天然气产业健康发展的重要基础。此外，煤制天然气生产过程排放大量CO2，且缺乏经济有效的减排措施，这是煤制天然气产业发展面临的又一环保问题。因此，需要针对现有处理流程存在的问题及所述煤气化废水的水质特征，开发出新的煤气化废水的处理和利用方法。
技术实现思路
本专利技术的`目的是克服现有技术对煤气化废水处理存在的缺陷和空白，而提供一种新的煤气化废水的处理和利用方法。本专利技术提供了，其中，该方法包括将待处理的煤气化废水依次进行预处理、生化处理、反硝化处理、深度处理和微藻净化处理。本专利技术的专利技术人巧妙地将预处理、生化处理、反硝化处理、深度处理和微藻净化处理相结合，一方面，所述预处理、生化处理、反硝化处理和深度处理能够将所述煤气化废水中的COD值、总酚和总氮含量显著降低；另一方面，所述微藻净化处理不仅能够将深度处理后的废水中残余的N、P等指标进一步降低，同时又能够把二氧化碳转化固定为有重要利用价值的藻类生物质，从而既实现了资源化利用、又起到了减排二氧化碳的效果。简而言之，采用本专利技术提供的方法对煤气化废水进行处理，不仅起到了净化煤气化废水的目的、最终出水的水质指标符合GB8978-1996污水综合排放一级标准的要求，而且还实现了废水资源化利用的目的。根据本专利技术的一种优选实施方式，当所述深度处理的方法包括先将反硝化处理后的煤气化废水与臭氧在一定条件下接触，并将与臭氧接触后的废水进行进一步的好氧生物处理时，不仅能够最大限度地发挥臭氧的氧化作用，还能够显著降低臭氧的消耗量，综合效果更为显著。推测其原因，可能在于:在本专利技术的臭氧用量和接触条件下，所述臭氧的氧化作用将经过反硝化处理后的煤气化废水中难生物降解的有机物转化为易生物降解的有机物，而不是将其完全氧化，然后再采用好氧生物处理能够很容易地将易生物降解的有机物去除，从而实现显著降低经反硝化处理后的煤气化废水中的难生物降解的有机物的目的。根据本专利技术的另一种优选实施方式，当本专利技术提供的煤气化废水的处理方法还包括在厌氧条件下，将微藻净化处理后收集的微藻与厌氧活性污泥混合发酵时，所述厌氧活性污泥中的厌氧微生物可以高效地分解微藻生物质中的蛋白质、糖类和脂类等成分，生成的甲烷气体可以作为清洁能源使用。本专利技术的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。【附图说明】附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中:图1为本专利技术提供的厌氧污泥膨胀床反应器的结构示意图；图2为本专利技术提供的好氧生物膜反应器的结构示意图；图3为本专利技术提供的好氧生物膜反应器中的充氧混合器的结构示意图；图4为本专利技术提供的微藻净化处理系统的示意图。附图标记说明21-进水管；22_产酸菌聚集区；23_产甲烷菌聚集区；24_出水管；25_沼气排出管；210-壳体；211-布水器；212-三相分离器；I'-壳体；2'-进水口；3' _充氧混合器；4'-空气管道；5'-水流方向；6'-生物载体填料；8'-空气压缩机；9'-流量调节阀；10'-出水口；11'-射流提升筒；12'-充气方向；13'-射流喷射头；14'-气-液两相流流动方向；1_微藻养殖装置；`2_微藻输送装置；3_煤气化废水处理装置；4_鼓气阀门；5_输送控制阀门；6_煤气化废水源；7_污水出水管道；8_营养液补充管；9 二氧化碳源；10_营养液补充源。【具体实施方式】以下对本专利技术的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。本专利技术提供的煤气化废水的处理和利用方法包括将待处理的煤气化废水依次进行预处理、生化处理、反硝化处理、深度处理和微藻净化处理。本专利技术对所述煤气化废水的来源没有特别的要求，可以为各种煤气化工艺中产生的煤气化废水，所述煤气化工艺包括但不限于常压固定床煤气化工艺、加压固定床煤气化工艺(如鲁奇碎煤加压气化工艺)、流化床煤气化工艺和气流床煤气化工艺中的至少一种。待处理的煤气化废水的COD值通常可以为15000-32000mg/L。更具体地，待处理的煤气化废水中，总酚含量可以为4500-7800mg/L，总氮含量可以为4500_13500mg/L (几乎全部为氨氮)，焦油含量可以为300-1550mg/L。根据本专利技术，为了使得预处理、生化处理、反硝化处理、深度处理和微藻净化处理能够进行更加完美地配合，优选地，所述预处理和生化处理的方法和条件使得生化处理后、反硝化处理前的煤气化废水的COD值为350-500mg/L、总酚含量为60_100mg/L、BOD值为35-50mg/L、总氮含量为200-400mg/L，更优选地，所述预处理和生化处理的方法和条件使得生化处理后、反硝化处理前的煤气化废水的COD值为300-400mg/L、总酚含量为50_70mg/L、BOD值为30-40mg/L、总氮含量为200_350mg/L。优选地，所述反硝化处理的条件使得到的煤气化废水的COD值小于350mg/L、总氮含量不高于60mg/L,更优选地,所述反硝化处理的条件使得到的煤气化废水的COD值小于300mg/L，总氮含量为不高于50mg/L。所述反硝化处理也称脱氮作用，是指在缺氧的条件下，反硝化菌利用各种有机碳源，将硝酸盐氮(N03_)和亚硝酸盐氮(N02_)还原为氮气或一氧化二氮(N2O)的过程。所述有机碳源是指现有的各种易生物降解的有机化合物，例如，甲醇、乙醇、乙酸、葡萄糖等。本专利技术对所述反硝化处理的条件没有特别地限定，只要能够使得经反硝化处理后的废水中的总氮含量不高于60mg/L，优选为不高于50mg/L即可，例如，所述反硝化处理的条件通常包括污泥浓度可以为2-6g/L，温度可以为20-37°C,溶解氧浓度小于0.5mg/L，pH值可以为6_8，水力停留时间可以为6-72小时，BOD值与总氮含量的比值可以为3-5:1。需要说明的是，由于反硝化细菌的呼吸作用需要消耗一定的有机碳源，通常情况下，当经生化处理后的废水中的BOD值与总氮含量的比值大于或等于3:1时，则表明所述废水中的碳源足以维持反硝化细菌的生长和反硝化作用，不需再额外补充碳源；当经生化处理后的废水中的BOD值与总氮含量的比值小于3:1时，则认为所述碳源不能够维本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤气化废水的处理和利用方法，其特征在于，该方法包括将待处理的煤气化废水依次进行预处理、生化处理、反硝化处理、深度处理和微藻净化处理。

【技术特征摘要】
1.一种煤气化废水的处理和利用方法，其特征在于，该方法包括将待处理的煤气化废水依次进行预处理、生化处理、反硝化处理、深度处理和微藻净化处理。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述预处理和生化处理的方法和条件使得生化处理后、反硝化处理前的煤气化废水的COD值为350-500mg/L、总酚含量为60_100mg/L、B0D值为35-50mg/L、总氮含量为200_400mg/L ;所述反硝化处理的条件使得到的煤气化废水的COD值小于350mg/L，总氮含量不高于60mg/L。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述反硝化处理的条件包括污泥浓度为2-6g/L，温度为20-37°C，溶解氧浓度小于0.5mg/L，pH值为6_8，水力停留时间为6_72小时，BOD值与总氮含量的比值为3-5:1。4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其中，所述生化处理的方法包括依次进行的厌氧生物处理和好氧生物处理；优选地，所述厌氧生物处理的条件包括温度为34-37°C，pH值为6-8，污泥浓度为10-50g/L，水力停留时间为24-96h ;优选地，所述好氧生物处理的条件包括溶解氧浓度为2-5mg/L，温度为20-37°C，pH值为6_8，污泥浓度为2_6g/L，水力停留时间为6-72h。5.根据权利要求1、2或3所述的方法，其中，所述深度处理的方法包括将反硝化处理后的煤气化废水与臭氧接触，并将与臭氧接触后的废水进行进一步的好氧生物处理；相对于Img反硝化处理后的煤气化废水中的酚类化合物，所述臭氧的用量为1.5-2.5mg、优选为1.5-2mg ;将反硝化处理后的煤气化废水与臭氧接触的条件包括温度为15-37°C、pH值为7-11、水力停留时间为10-60min，优选地，将反硝化处理后的煤气化废水与臭氧接触的条件包括温度为20-35°C、pH值为8-10、水力停留时间为20_40min。6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述深度处理中的好氧生物处理的条件包括溶解氧浓度为2-5mg/L，温度为15-37°C，pH值为6_8，污泥浓度为2_5g/L，水力停留时间为12-72h。`7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述微藻净化处理在微藻净化处理系统中进行，所述微藻净化处理系统包括:设置有入口和出口的微藻养殖装置(I)、微藻输送装置(2)和煤气化废水处理装置(3)，所述微藻输送装置(2)的一端与所述微藻养殖装置(I)的出口相连通，所述微藻养殖装置(I)的出口设置在该微藻养...

【专利技术属性】
技术研发人员：于广欣，纪钦洪，张振家，卿人韦，缪晓玲，
申请(专利权)人：中国海洋石油总公司，中海油新能源投资有限责任公司，
类型：发明
国别省市：