申请日2014.12.30
公开(公告)日2015.04.22
IPC分类号C02F9/04
摘要
本发明公开了一种碎煤加压气化废水的预处理系统及方法，属废水处理领域，该系统包括：破乳反应装置、一级絮凝反应装置、一级泥水分离装置、管道混合器、芬顿反应装置、二级絮凝反应装置和二级泥水分离装置;其中，破乳反应装置与一级絮凝反应装置、一级泥水分离装置、管道混合器、芬顿反应装置、二级絮凝反应装置和二级泥水分离装置顺次连接;破乳反应装置设有引入碎煤加压气化废水的进水管;二级泥水分离装置设有排出处理后出水的出水管;破乳反应装置上设有第一硫酸亚铁投加管;芬顿反应装置上设有第二硫酸亚铁投加管。
摘要附图
权利要求书
1.一种碎煤加压气化废水的预处理系统，其特征在于，包括：
破乳反应装置、一级絮凝反应装置、一级泥水分离装置、管道混合器、芬顿反应装置、 二级絮凝反应装置和二级泥水分离装置;其中，
所述破乳反应装置与一级絮凝反应装置、一级泥水分离装置、管道混合器、芬顿反应 装置、二级絮凝反应装置和二级泥水分离装置顺次连接;
所述破乳反应装置设有引入碎煤加压气化废水的进水管;所述二级泥水分离装置设有 排出处理后出水的出水管;
所述破乳反应装置上设有第一硫酸亚铁投加管;
所述芬顿反应装置上设有第二硫酸亚铁投加管和过氧化氢投加管。
2.根据权利要求1所述的一种碎煤加压气化废水的预处理系统，其特征在于，所述破 乳反应装置设有转速为50～100转/min的浆式机械搅拌装置;所述破乳反应装置的水力停 留时间为10～120min。
3.根据权利要求1所述的一种碎煤加压气化废水的预处理系统，其特征在于，所述一 级絮凝反应装置设有药剂投加装置;该一级絮凝反应装置设有转速为20～40转/min的浆式 机械搅拌装置;该一级絮凝反应装置的水力停留时间为15～90min。
4.根据权利要求1所述的一种碎煤加压气化废水的预处理系统，其特征在于，所述一 级泥水分离装置采用气浮装置或者沉淀装置;
所述二级泥水分离装置可采用气浮装置或者沉淀装置。
5.根据权利要求1所述的一种碎煤加压气化废水的预处理系统，其特征在于，
所述芬顿反应装置的进水管上设有管道混合器，所述管道混合器设有加酸管;
所述芬顿反应装置设有转速为50～100转/min的浆式机械搅拌装置;所述芬顿反应装 置的水力停留时间为10～120min。
6.根据权利要求1所述的一种碎煤加压气化废水的预处理系统，其特征在于，所述二 级絮凝反应装置设有转速为20～40转/min浆式机械搅拌装置;所述二级絮凝反应装置的水 力停留时间为15～90min。
7.一种碎煤加压气化废水的预处理方法，其特征在于，采用权利要求1至6任一项所 述的预处理系统，包括以下步骤：
使待处理的碎煤加压气化废水进入所述预处理系统，依次进入所述预处理系统的破乳 反应装置、一级絮凝反应装置、一级泥水分离装置、芬顿反应装置、二级絮凝反应装置和 二级泥水分离装置进行破乳反应、一级絮凝反应、一级泥水分离、管道混合、芬顿反应、 二级絮凝反应和二级泥水分离后，出水达标排放;
其中，向所述破乳反应装置中投加硫酸亚铁进行破乳反应;向所述芬顿反应装置中投 加硫酸亚铁和过氧化氢进行芬顿反应。
8.根据权利要求7所述的一种碎煤加压气化废水的预处理方法，其特征在于，所述向 破乳反应装置中的投加硫酸亚铁投加量为0.5～5mM;向所述芬顿反应装置中的投加的硫酸 亚铁投加量为0.5～5mM。
9.根据权利要求7或8所述的一种碎煤加压气化废水的预处理方法，其特征在于，所 述碎煤加压气化废水在所述破乳反应装置进行的破乳反应为：采用转速为50～100转/min 的浆式机械搅拌，水力停留时间为10～120min进行破乳反应;
所述破乳反应后的出水在所述一级絮凝反应装置，向所述一级絮凝反应装置中投加阴 离子型PAM为药剂，采用转速为20～40转/min的浆式机械搅拌，水力停留时间为15～90min 进行一级絮凝反应;
所述一级絮凝反应后出水进入所述一级泥水分离装置，在所述一级泥水分离装置中通 过气浮或沉淀进行一级泥水分离;
所述一级泥水分离后的出水进入所述管道混合器，向所述管道混合器内加酸进行混合 后调节pH值为3～5;
所述管道混合器的出水进入所述芬顿反应装置，在所述芬顿反应装置中采用转速为 50～100转/min的浆式机械搅拌，水力停留时间为10～120min，pH值为3～5进行芬顿反应;
所述芬顿反应后的出水进入所述二级絮凝反应装置，在所述二级絮凝反应装置通过转 速为20～40转/min的浆式机械搅拌，水力停留时间为15～90min进行二级絮凝反应;
所述二级絮凝反应后出水进入所述二级泥水分离装置，在所述二级泥水分离装置中通 过气浮或沉淀进行二级泥水分离，分离得到的上清液作为出水达标排放。
10.根据权利要求9所述的一种碎煤加压气化废水的预处理方法，其特征在于，所述 一级泥水分离中，采用气浮为采用氮气进行气浮;
向所述管道混合器内加酸为盐酸或硫酸。
说明书
一种碎煤加压气化废水的预处理系统及方法
技术领域
本发明涉及废水处理领域，特别是涉及一种碎煤加压气化废水的预处理系统及方法。
背景技术
我国能源结构是富煤缺油少气，利用我国煤炭资源相对丰富的优势发展煤化工已成为 广为关注的问题。发展煤化工离不开合成气的制备，煤气化就是制备合成气的必要手段。 以鲁奇炉为代表的碎煤加压气化工艺由于工艺成熟、投资和运行费用相比煤粉气化炉和水 煤浆气化炉更具优势而被广泛用于煤气化特别是煤制天然气。但是碎煤加压气化产生的废 水含有大量的酚类、芳香烃类、杂环化合物等难降解有机化合物;并且含高浓度的油、氨 氮、盐;可生化性很差，采用常规的生化处理很难达标排放。
碎煤加压气化废水处理工艺通常包括预处理、生化处理和深度处理三部分。生化处理 是废水处理工艺的主体，但是预处理的好坏对生化处理有很大影响。碎煤加压气化工艺产 生的废水中含油量高达数百mg/L，且多为乳化油;如果除油效果不好，大量的油进入生化 处理系统会使其难以正常运行，因此废水的除油预处理是保证生化系统处理效果的关键。 目前企业多采用常规隔油、破乳、气浮对废水进行预处理，乳化油很难去除，造成后续生 物处理效果不佳，废水难以达标排放或回用。这是因为气化废水中除含有高浓度的油以外， 还含有酚类和细小的灰分，这些使得乳化油更加稳定，采用常规的单一破乳技术难以有效 去除。
发明内容
本发明的目的是针对常规的单一破乳技术不能有效去除碎煤加压气化废水中高浓度 乳化油的问题，提出一种利用两段式投加硫酸亚铁并进行芬顿反应以同时去除乳化油和难 降解有机物的碎煤加压气化废水的预处理系统及方法。
为解决上述技术问题，本发明提供一种碎煤加压气化废水的预处理系统，包括：
破乳反应装置、一级絮凝反应装置、一级泥水分离装置、管道混合器、芬顿反应装置、 二级絮凝反应装置和二级泥水分离装置;其中，
所述破乳反应装置与一级絮凝反应装置、一级泥水分离装置、管道混合器、芬顿反应 装置、二级絮凝反应装置和二级泥水分离装置顺次连接;
所述破乳反应装置设有引入碎煤加压气化废水的进水管;所述二级泥水分离装置设有 排出处理后出水的出水管;
所述破乳反应装置上设有第一硫酸亚铁投加管;
所述芬顿反应装置上设有第二硫酸亚铁投加管和过氧化氢投加管。
上述预处理系统中，所述破乳反应装置设有转速为50～100转/min的浆式机械搅拌装 置;所述破乳反应装置的水力停留时间为10～120min。
上述预处理系统中，所述一级絮凝反应装置设有药剂投加装置;该一级絮凝反应装置 设有转速为20～40转/min的浆式机械搅拌装置;该一级絮凝反应装置的水力停留时间为 15～90min。
上述预处理系统中，所述一级泥水分离装置采用气浮装置或者沉淀装置;
所述二级泥水分离装置可采用气浮装置或者沉淀装置。
上述预处理系统中，所述管道混合器设有加酸管;
所述芬顿反应装置设有转速为50～100转/min的浆式机械搅拌装置;所述芬顿反应装 置的水力停留时间为10～120min。
上述预处理系统中，所述二级絮凝反应装置设有转速为20～40转/min浆式机械搅拌装 置;所述二级絮凝反应装置的水力停留时间为15～90min。
本发明还提供一种碎煤加压气化废水的预处理方法，采用本发明所述的处理系统，包 括以下步骤：
使待处理的碎煤加压气化废水进入所述预处理系统，依次进入所述预处理系统的破乳 反应装置、一级絮凝反应装置、一级泥水分离装置、芬顿反应装置、二级絮凝反应装置和 二级泥水分离装置进行破乳反应、一级絮凝反应、一级泥水分离、芬顿反应、二级絮凝反 应和二级泥水分离后，出水达标排放;
其中，向所述破乳反应装置中投加硫酸亚铁进行破乳反应;向所述芬顿反应装置中投 加硫酸亚铁和过氧化氢进行芬顿反应。
优选的，向所述破乳反应装置中的投加硫酸亚铁投加量为0.5～5mM;向所述芬顿反应 装置中的投加的硫酸亚铁投加量为0.5～5mM。
上述预处理方法中，碎煤加压气化废水在所述破乳反应装置进行的破乳反应为：采用 转速为50～100转/min的浆式机械搅拌，水力停留时间为10～120min进行破乳反应;
所述破乳反应后的出水进入所述一级絮凝反应装置，向所述一级絮凝反应装置中投加 阴离子型聚丙烯酰胺，采用转速为20～40转/min的浆式机械搅拌，水力停留时间为15～90 min进行一级絮凝反应;
所述一级絮凝反应后出水进入所述一级泥水分离装置，在所述一级泥水分离装置中通 过气浮或沉淀进行一级泥水分离;
所述一级泥水分离后的出水进入所述管道混合器，向所述管道混合器内加酸进行混合 后调节pH值为3～5;
所述管道混合器的出水进入所述芬顿反应装置，在所述芬顿反应装置中投加硫酸亚铁 和过氧化氢，采用转速为50～100转/min的浆式机械搅拌，水力停留时间为10～120min， pH值为3～5进行芬顿反应;
所述芬顿反应后的出水进入所述二级絮凝反应装置，在所述二级絮凝反应装置通过转 速为20～40转/min的浆式机械搅拌，水力停留时间为15～90min进行二级絮凝反应;
所述二级絮凝反应后出水进入所述二级泥水分离装置，在所述二级泥水分离装置中通 过气浮或沉淀进行二级泥水分离，分离得到的上清液作为出水达标排放。
上述预处理方法中，所述一级泥水分离中，采用气浮为采用氮气进行气浮;
向所述管道混合器内加酸为盐酸或硫酸。
本发明的有益效果为：通过将破乳反应装置、一级絮凝反应装置、一级泥水分离装置、 芬顿反应装置、二级絮凝反应装置和二级泥水分离装置有机连接，形成一种能对碎煤加压 气化废水依次进行破乳反应、一级絮凝反应、一级泥水分离、芬顿反应、二级絮凝反应和 二级泥水分离的预处理系统，由于在破乳反应装置和芬顿反应装置上分别设有第一硫酸亚 铁投加管和第二硫酸亚铁投加管，可充分利用碎煤加压气化废水中乳化油和灰分都带负电 的特点，采用两段式硫酸亚铁盐投加进行预处理。第一段投加起到破乳作用，在去除乳化 油的同时为后续芬顿反应提供亚铁离子和酸度，这样可有效利用第一段投加的亚铁离子和 投加硫酸亚铁对废水产生的酸性，节约后续调酸和催化反应所需的药剂费用;第二段硫酸 亚铁投加起到催化作用的同时也促进乳化油的破乳，起到同时去除乳化油和提高可生化性 的作用。两段式硫酸亚铁投加工艺简单、药剂用量少、除油和提高可生化性的效果好。