申请日2017.03.15
公开(公告)日2017.08.18
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明提供了一种费托合成废水处理装置及费托合成废水的处理方法。该费托合成废水处理装置包括依次连通的微生物电解池、厌氧反应器和二沉池，微生物电解池包括废水入口、回流入口和第一处理液出口，二沉池包括清液出口和回流出口，回流出口与回流入口连通。通过将生物微电解与厌氧生物降解耦合，并将二沉池中具有一定碱度的回流清液重复利用，较快地提升了费托合成废水的pH值，且通过微生物电解池中电流的辅助作用，降低了醇类向有机酸类转化的吉布斯自由能，使得醇类以及大部分有机酸(碳链>2)尽可能地向乙酸转化，为后续厌氧反应器的产甲烷化提供了便利，使经过厌氧降解后废水COD能够降低80%以上。
摘要附图
权利要求书
1.一种费托合成废水处理装置，其特征在于，包括依次连通的微生物电解池(10)、厌氧反应器(20)和二沉池(30)，所述微生物电解池(10)包括废水入口(110)、回流入口(120)和第一处理液出口(150)，所述二沉池(30)包括清液出口和回流出口，所述回流出口与所述回流入口(120)连通。
2.根据权利要求1所述的费托合成废水处理装置，其特征在于，所述微生物电解池(10)包括厌氧污泥区以及并排设置于所述厌氧污泥区中的第一微电解区和第二微电解区，所述第一微电解区靠近所述微生物电解池(10)的废水入口(110)设置，所述第二微电解区靠近所述第一处理液出口(150)设置。
3.根据权利要求2所述的费托合成废水处理装置，其特征在于，所述第一微电解区和所述第二微电解区均包括多个零价铁阳极(130)和多个石墨阴极(140)，所述第一微电解区中的所述零价铁阳极(130)和所述石墨阴极(140)交替设置，且所述第二微电解区中的所述零价铁阳极(130)和所述石墨阴极(140)交替设置。
4.根据权利要求3所述的费托合成废水处理装置，其特征在于，各所述零价铁阳极(130)和各所述石墨阴极(140)的厚度均为1～2cm，相邻两个所述零价铁阳极(130)和所述石墨阴极(140)之间的间距为3～5cm。
5.根据权利要求1所述的费托合成废水处理装置，其特征在于，所述微生物电解池(10)中所述废水入口(110)和所述回流入口(120)沿费托合成废水流动的方向依次设置。
6.根据权利要求1所述的费托合成废水处理装置，其特征在于，所述厌氧反应器(20)为上流式厌氧污泥床。
7.根据权利要求6所述的费托合成废水处理装置，其特征在于，所述厌氧反应器(20)包括沿液体流动方向依次设置的悬浮污泥区(210)、生物膜填料区(220)和三相分离区(230)，优选所述厌氧反应器(20)中所述生物膜填料区(220)的体积为30～50%。
8.根据权利要求7所述的费托合成废水处理装置，其特征在于，所述生物膜填料区(220)包括生物陶粒，所述生物陶粒的直径为5～8mm，所述生物陶粒的密度为3.0～3.5kg/m3。
9.一种费托合成废水的处理方法，其特征在于，采用权利要求1至8中任一项所述的费托合成废水处理装置，所述处理方法包括以下步骤：
S1，将所述费托合成废水通入所述费托合成废水处理装置的微生物电解池(10)中，得到第一处理液;
S2，将所述第一处理液通入所述费托合成废水处理装置的厌氧反应器(20)中，得到第二处理液;
S3，将所述第二处理液通入所述费托合成废水处理装置的二沉池(30)中，得到清液和泥水混合物，并将部分清液回流至所述微生物电解池(10)中;
S4，重复执行所述步骤S1至S3。
10.根据权利要求9所述的处理方法，其特征在于，在所述步骤S1中，控制所述微生物电解池的温度为32～34℃。
11.根据权利要求10所述的处理方法，其特征在于，所述费托合成废水处理装置为权利要求4所述的费托合成废水处理装置，通过对所述费托合成废水处理装置的第一微电解区和第二微电解区外加电压，以将电流密度控制为10～20mA/cm2。
12.根据权利要求10所述的处理方法，其特征在于，所述微生物电解池的反应时间为3～5h。
13.根据权利要求9所述的处理方法，其特征在于，在所述步骤S2中，控制所述厌氧反应器(20)的温度为32～34℃。
14.根据权利要求13所述的处理方法，其特征在于，所述费托合成废水处理装置为权利要求7所述的费托合成废水处理装置，悬浮污泥区(210)中悬浮污泥的投加量为14.5g/L。
15.根据权利要求13所述的处理方法，其特征在于，所述厌氧反应器(20)的反应时间为3～5d。
16.根据权利要求9所述的处理方法，其特征在于，在所述步骤S3中，所述二沉池(30)的反应时间为1～2h。
17.根据权利要求9所述的处理方法，其特征在于，在所述步骤S3中，所述部分清液回流至所述微生物电解池(10)的回流比为150～300%。
说明书
费托合成废水处理装置及费托合成废水的处理方法
技术领域
本发明涉及煤液化技术领域，具体而言，涉及一种费托合成废水处理装置及费托合成废水的处理方法。
背景技术
由于我国具有缺油(石油)、少气(天然气)、富煤的资源特点，并且世界石油资源逐渐短缺，从而使目前煤间接液化制油技术在中国具有巨大的前景，并且逐渐形成了成熟的产业链。煤间接液化制油技术较大幅度地缓解了国际石油的紧张情况，随着煤间接液化制油技术的日渐成熟，煤化工企业均加大了煤间接液化合成油的产量，与此同时如何建造与煤间接液化生成废水相匹配的污水处理系统是大势所趋。
在利用CO和H2合成制得合格的汽油产品的过程中，费托合成工段产生的反应水中含有大约10%的含氧有机化合物，包括醇类、酸类、醛类、酮类等，这些有机化合物均是高附加值的基本有机化工产品，因此首先需要通过精馏，对其中的醇类、醛类、酮类进行提取回收，精馏提取后剩余的废水约含1%左右的乙酸以及少量的醇类，使得CODcr含量高达30000～40000mg/L。由于费托合成过程中生成的反应水的量较大，每生产1t油约产生1.1～1.3t反应水，且费托合成的反应水中有机污染物浓度极高，pH值极低(pH=3.0)，腐蚀性强，从而导致费托合成废水处理的难度很大。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种费托合成废水处理装置及费托合成废水的处理方法，以解决现有技术中费托合成废水处理的难度很大的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种费托合成废水处理装置，包括依次连通的微生物电解池、厌氧反应器和二沉池，微生物电解池包括废水入口、回流入口和第一处理液出口，二沉池包括清液出口和回流出口，回流出口与回流入口连通。
进一步地，微生物电解池包括厌氧污泥区以及并排设置于厌氧污泥区中的第一微电解区和第二微电解区，第一微电解区靠近微生物电解池的废水入口设置，第二微电解区靠近第一处理液出口设置。
进一步地，第一微电解区和第二微电解区均包括多个零价铁阳极和多个石墨阴极，第一微电解区中的零价铁阳极和石墨阴极交替设置，且第二微电解区中的零价铁阳极和石墨阴极交替设置。
进一步地，各零价铁阳极和各石墨阴极的厚度均为1～2cm，相邻两个零价铁阳极和石墨阴极之间的间距为3～5cm。
进一步地，微生物电解池中废水入口和回流入口沿费托合成废水流动的方向依次设置。
进一步地，厌氧反应器为上流式厌氧污泥床。
进一步地，厌氧反应器包括沿液体流动方向依次设置的悬浮污泥区、生物膜填料区和三相分离区，优选厌氧反应器中生物膜填料区的体积为30～50%。
进一步地，生物膜填料区包括生物陶粒，生物陶粒的直径为5～8mm，生物陶粒的密度为3.0～3.5kg/m3。
根据本发明的另一方面，提供了一种费托合成废水的处理方法，采用上述的费托合成废水处理装置，处理方法包括以下步骤：S1，将费托合成废水通入费托合成废水处理装置的微生物电解池中，得到第一处理液;S2，将第一处理液通入费托合成废水处理装置的厌氧反应器中，得到第二处理液;S3，将第二处理液通入费托合成废水处理装置的二沉池中，得到清液和泥水混合物，并将部分清液回流至微生物电解池中;S4，重复执行步骤S1至S3。
进一步地，在步骤S1中，控制微生物电解池的温度为32～34℃。
进一步地，费托合成废水处理装置为上述的费托合成废水处理装置，通过对费托合成废水处理装置的第一微电解区和第二微电解区外加电压，以将电流密度控制为10～20mA/cm2。
进一步地，微生物电解池的反应时间为3～5h。
进一步地，在步骤S2中，控制厌氧反应器的温度为32～34℃。
进一步地，费托合成废水处理装置为上述的费托合成废水处理装置，悬浮污泥区中悬浮污泥的投加量为14.5g/L。
进一步地，厌氧反应器的反应时间为3～5d。
进一步地，在步骤S3中，二沉池的反应时间为1～2h。
进一步地，在步骤S3中，部分清液回流至微生物电解池的回流比为150～300%。
应用本发明的技术方案，提供了一种费托合成废水处理装置，由于该费托合成废水处理装置包括依次连通的微生物电解池、厌氧反应器和二沉池，微生物电解池包括废水入口和回流入口，二沉池包括清液出口和回流出口，二沉池的回流出口与回流入口连通，从而通过将生物微电解与厌氧生物降解耦合，并将二沉池中具有一定碱度的回流清液重复利用，较快地提升了费托合成废水的pH值，且通过微生物电解池中电流的辅助作用，降低了醇类向有机酸类转化的吉布斯自由能，使得醇类以及大部分有机酸(碳链>2)尽可能地向乙酸转化，为后续厌氧反应器的产甲烷化提供了便利，使经过厌氧降解后废水COD能够降低80%以上，进而降低了后续好氧工艺的负荷及运行成本，使费托合成废水在处理后更容易达到排放标准。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明