申请日2016.11.22
公开(公告)日2017.06.06
IPC分类号C02F9/14
摘要
一种德士古炉煤制气废水生化处理系统，包括黑水沉降槽、Ca2+、Mg2+反应沉淀池、厌氧处理单元、好氧处理单元和二沉池，所述黑水沉降槽的上部出水口通过沉降槽上阀门连接Ca2+、Mg2+反应沉淀池，Ca2+、Mg2+反应沉淀池的上部排水口通过第一排水泵连接厌氧处理单元，厌氧处理单元的排水口通过第二排水泵连接好氧处理单元，好氧处理单元的排水口通过第三排水泵连接二沉池，而二沉池上部通过污水回流管连接厌氧处理单元的进水口，二沉池底部通过污泥回流管连接厌氧处理单元和好氧处理单元;本实用新型流程简单、易于操作，能够快速高效去除废水Ca2+、Mg2+离子并进行资源回收，极大地改善生化系统进水水质，提高生化效果，实现循环经济和清洁生产的理念。
权利要求书
1.一种德士古炉煤制气废水生化处理系统，包括黑水沉降槽、Ca2+、Mg2+反应沉淀池、厌氧处理单元、好氧处理单元和二沉池，其特征在于，所述黑水沉降槽的上部出水口通过沉降槽上阀门连接Ca2+、Mg2+反应沉淀池，Ca2+、Mg2+反应沉淀池的上部排水口通过第一排水泵连接厌氧处理单元，厌氧处理单元的排水口通过第二排水泵连接好氧处理单元，好氧处理单元的排水口通过第三排水泵连接二沉池，而二沉池上部通过污水回流管连接厌氧处理单元的进水口，二沉池底部通过污泥回流管连接厌氧处理单元和好氧处理单元;Ca2+、Mg2+反应沉淀池的底部连接沉淀收集池，沉淀收集池通过给料泵连接CaCO3回收装置。
2.根据权利要求1所述的一种德士古炉煤制气废水生化处理系统，其特征在于，所述Ca2+、Mg2+反应沉淀池的顶部设有加NaOH管和加Na2CO3管。
3.根据权利要求1所述的一种德士古炉煤制气废水生化处理系统，其特征在于，所述Ca2+、Mg2+反应沉淀池内设有搅拌装置。
4.根据权利要求1所述的一种德士古炉煤制气废水生化处理系统，其特征在于，所述Ca2+、Mg2+反应沉淀池的底部与沉淀收集池连接的排出管路上设有排泥阀。
5.根据权利要求1所述的一种德士古炉煤制气废水生化处理系统，其特征在于，所述厌氧处理单元的进水口处设置加酸管，顶部设有pH检测器。
6.根据权利要求1所述的一种德士古炉煤制气废水生化处理系统，其特征在于，所述黑水沉降槽的底部排渣管上设有沉降槽下阀门。
7.根据权利要求1所述的一种德士古炉煤制气废水生化处理系统，其特征在于，所述污泥回流管通过一号回流阀门连接好氧处理单元，通过二号回流阀门连接厌氧处理单元，污泥回流管通过回流管阀连接二沉池的排出管道，二沉池的排出管道上设有排出管道阀;所述污水回流管上设有污水回流阀。
8.根据权利要求1所述的一种德士古炉煤制气废水生化处理系统，其特征在于，所述厌氧处理单元在进水口端约池长的五分之一处设置隔水墙，将厌氧处理单元分成两个池子，在靠近进水口端的池子中设置数个挡板。
说明书
一种德士古炉煤制气废水生化处理系统
技术领域
本实用新型涉及工业废水处理技术领域，尤其是一种德士古炉煤制气废水生化处理系统。
背景技术
由于全球范围石油资源的日益紧缺，近年来我国煤化工成为经济发展的战略重点，特别是以生产洁净能源(如氢气、甲烷、甲醇等)或替代石油化工产品(如乙烯原料、聚丙烯原料、二甲醚等)为主的新型煤化工的产业发展势头强劲。其中德士古(GE)水煤浆气化技术是目前国内外应用较为成功的煤气化技术之一，在我国已经有30多年的应用历史。由于采用高压气化工艺，煤分解较为完全，废水中有机物浓度较低，几乎不含焦油和酚、氰化物，水质比较简单，具有明显的环保优势。2013年后在我国茂名、淄博、九江、南京、安庆等炼油厂建设了多套GE煤制氢气化装置，随着煤化工领域环保标准的严格提升，它的应用也越来越广泛。但煤气化工艺都存在耗水量大、废水排放量大的环保问题。因此研究废水的处理技术不仅可以实现废水资源的回收利用，节约水资源，而且对于环境保护具有重要意义。
从GE气化炉、洗涤塔底部直接排出温度、压力较高的工艺水，颜色发黑，含固量10-15%、且溶有H2S、CO2、NH3等气体称为黑水;黑水经多级闪蒸后进入沉降槽，经过絮凝澄清处理后的出水为灰水，其含固量进一步降低、H2S、CO2、NH3等气体含量均降低。灰水含NH4+-N280-400Mg/L、COD800-1200Mg/L、Ca2+1200-1400Mg/L、Mg2+100-200Mg/L。为了降低工艺耗水量，有近四分之三的灰水用作激冷水又回用到气化炉中，剩余部分的灰水排入污水生化处理系统。目前常用的生化工艺是A/O系统，虽然GE煤制氢废水不似鲁奇炉工艺废水的成分复杂、COD难以降解，但由于碳氮比低，在实际处理过程中存在生化系统运行不稳定、耗能高，污泥容易膨胀，总氮难以去除、浓度超标等问题。而且废水中Ca2+、Mg2+远高于混合饱和水溶液硬度323.1Mg/L(以CaCO3计)，所以造成回用管线和输水管线结垢严重的现象。但现行的煤制气废水处理技术，如中国专利：201310220988.8、201010546162.7、201110030443.1、201020679280.0，等等，均针对鲁奇炉高浓度有机废水，处理流程非常复杂，不适于德士古气化炉水质问题。
实用新型内容
本实用新型旨在提供一种流程简单、易于操作，能够快速高效去除废水Ca2+、Mg2+离子并进行资源回收，极大地改善生化系统进水水质，提高生化效果，同时解决处理系统容易结垢和运行不稳定问题，而且产生的沉淀以CaCO3为主，CaO含量高于52%，可作为极好的建筑材料得以回收，实现循环经济和清洁生产的理念的德士古炉煤制气废水生化处理系统。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种德士古炉煤制气废水生化处理系统，包括黑水沉降槽、Ca2+、Mg2+反应沉淀池、厌氧处理单元、好氧处理单元和二沉池，所述黑水沉降槽的上部出水口通过沉降槽上阀门连接Ca2+、Mg2+反应沉淀池，Ca2+、Mg2+反应沉淀池的上部排水口通过第一排水泵连接厌氧处理单元，厌氧处理单元的排水口通过第二排水泵连接好氧处理单元，好氧处理单元的排水口通过第三排水泵连接二沉池，而二沉池上部通过污水回流管连接厌氧处理单元的进水口，二沉池底部通过污泥回流管连接厌氧处理单元和好氧处理单元;Ca2+、Mg2+反应沉淀池的底部连接沉淀收集池，沉淀收集池通过给料泵连接CaCO3回收装置。
作为本实用新型的进一步方案：所述Ca2+、Mg2+反应沉淀池的顶部设有加NaOH管和加Na2CO3管。
作为本实用新型的进一步方案：所述Ca2+、Mg2+反应沉淀池内设有搅拌装置。
作为本实用新型的进一步方案：所述Ca2+、Mg2+反应沉淀池的底部与沉淀收集池连接的排出管路上设有排泥阀。
作为本实用新型的进一步方案：所述厌氧处理单元的进水口处设置加酸管，顶部设有pH检测器。
作为本实用新型的进一步方案：所述黑水沉降槽的底部排渣管上设有沉降槽下阀门。
作为本实用新型的进一步方案：所述污泥回流管通过一号回流阀门连接好氧处理单元，通过二号回流阀门连接厌氧处理单元，污泥回流管通过回流管阀连接二沉池的排出管道，二沉池的排出管道上设有排出管道阀;所述污水回流管上设有污水回流阀。
作为本实用新型的进一步方案：所述厌氧处理单元在进水口端约池长的五分之一处设置隔水墙，将厌氧处理单元分成两个池子，在靠近进水口端的池子中设置数个挡板。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该德士古炉煤制气废水生化处理系统具有以下优点：一、德士古气化炉煤制气灰水硬度常常在1200-1460mg/L之间，远超过在25℃时二者混合后的饱和水溶液的硬度323.1mg/L(以CaCO3计)，因此生产中输送管线结垢严重，对生产影响很大。本实用新型对Ca2+、Mg2+离子进行沉淀处理，将硬度降低到50-200mg/L，控制在不易结垢的安全范围，因此极大地改善生化系统进水水质，提高生化效果，同时解决处理系统容易结垢和运行不稳定问题，使设备检修周期延长约6个月以上。
二、对GE气化炉煤制气工艺灰水中Ca2+、Mg2+离子进行沉淀处理后，产生的沉淀以CaCO3为主，CaO含量高于52%，可作为极好的建筑材料得以回收利用，这样即降低处理药剂成本，又对废水中Ca、Mg金属资源进行了回收，实现循环经济和清洁生产的理念。该系统流程简单、易于操作，是一种资源回收型的新型废水处理系统。
三、GE气化炉煤制气废水NH4+-N浓度为280-400mg/L，COD为800-1200mg/L，碳氮比低，造成生化系统氨氮处理不易达标、且总氮超标的现象严重。本系统不仅大幅度降低灰水硬度，而且同时去除部分NH4+-N，去除率达到15-30%，因此能极好地改善废水碳氮比，提高后续生化系统NH4+-N、TN处理效果，降低废水处理成本。