申请日2013.12.12
公开(公告)日2014.03.05
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明涉及一种煤提质废水处理工艺，属于废水处理技术领域。针对煤提质废水悬浮物高、难以沉降，富含难降解有机物甚至是有毒有害物质，色度高等特点，废水首先经过除油沉砂处理去除废水中绝大多数的悬浮物和油类，降低对后续生化系统的冲击;生化系统包括厌氧池、好氧池，还可以包括缺氧池，绝大多数污染物在生化处理阶段被去除，然后废水经过臭氧氧化进行消毒、脱色和去除难降解污染物，达到排放标准，也可以经过膜脱盐系统进行回用处理。本发明提供的煤提质废水处理工艺具有工艺适用性强、污染物专项去除效果好、易操作、抗冲击能力强的特点。
权利要求书
1.一种煤提质 废水处理工艺，其特征在于，将煤提质废水依次经过除油 沉砂处理、生化处理及深度处理后达到排放标准。
2.如权利要求1所述的处理工艺，其特征在于，将深度处理后达到排放 标准的废水经过膜脱盐处理后回用。
3.如权利要求1或2所述的处理工艺，其特征在于，处理过程中产生的化 学污泥和生化污泥进入污泥处理系统进行处理;
优选地，所述污泥处理系统采用带式压滤机、板框压滤机或卧螺离心机对 污泥进行浓缩处理。
4.如权利要求1-3之一所述的处理工艺，其特征在于，所述除油沉砂处理 为：废水经过自然澄清后，在上层液中加入除油沉砂药剂混合，然后进入泥水 分离区域，上清液进入生化处理系统;
优选地，所述自然澄清的停留时间为2～5h，进一步优选3h;
优选地，所述除油沉砂药剂为聚合硫酸铁和聚丙烯酰胺;
优选地，所述聚合硫酸铁和聚丙烯酰胺的投加量分别为500～1500ml/L和 10～30mg/L;
优选地，所述泥水分离采用辐流式沉淀池或斜板沉降池。
5.如权利要求1-4之一所述的处理工艺，其特征在于，所述生化处理为： 将除油沉砂处理后的上清液进入生化处理系统，利用微生物的生化反应去除废 水中的污染物;
优选地，所述生化处理系统依次包括厌氧池和好氧池;
优选地，废水在厌氧池中的停留时间为6～15h，进一步优选10h;
优选地，废水在好氧池中的停留时间为30～70h，进一步优选45h。
6.如权利要求5所述的处理工艺，其特征在于，所述生化处理系统还包 括厌氧池和好氧池之间的缺氧池;
优选地，废水在缺氧池中的停留时间为3～12h，进一步优选8h;
优选地，所述好氧池污泥至好氧池进水端的回流比为1:1～3:1，进一步优 选2:1;
优选地，所述好氧池出水回流至缺氧池的回流比为0.5:1～2:1，进一步优选 1.5:1。
7.如权利要求1-6之一所述的处理工艺，其特征在于，所述深度处理为： 将所述生化处理出水经过混凝、多介质过滤后，再经过臭氧氧化进行消毒、脱 色和去除难降解污染物;
优选地，所述臭氧氧化反应温度为20～50℃，进一步优选25℃;
优选地，所述臭氧氧化反应的pH为5～8，进一步优选7;
优选地，所述臭氧氧化反应的水力停留时间为10～60min，进一步优选 30min;
优选地，所述臭氧氧化处理中加入臭氧催化剂SKO3-1和/或臭氧催化剂 SKO3-2。
8.如权利要求2-7之一所述的处理工艺，其特征在于，所述膜脱盐处理 为：将所述深度处理出水进入膜处理系统进行脱盐;
优选地，所述膜处理系统包括超滤、纳滤或反渗透中的两种或三种的组 合。
9.如权利要求1-8之一所述的处理工艺，其特征在于，所述处理工艺包括 如下步骤：
(1)除油沉砂处理
废水经过自然澄清后，在上层液中加入除油沉砂药剂混合，然后进入泥水 分离区域，上清液进入生化处理，污泥进入污泥处理系统进行处理;
(2)生化处理
将除油沉砂处理后的上清液进入生化处理系统，利用微生物的生化反应去 除废水中的绝大多数污染物;所述生化处理系统依次包括厌氧池和好氧池;
(3)深度处理
将所述生化处理出水经过混凝、多介质过滤后，再经过臭氧氧化进行消 毒、脱色和去除难降解污染物;
(4)膜脱盐处理
将所述深度处理出水进入膜处理系统脱盐;所述膜处理系统包括超滤、纳 滤或反渗透中的两种或三种的组合。
说明书
一种煤提质废水处理工艺
技术领域
本发明涉及一种煤提质废水处理工艺，属于废水处理技术领域。
背景技术
由于世界范围内烟煤及无烟煤的过度开发利用，褐煤作为一种煤化程度低 的矿产煤的资源化利用越来越受到关注。褐煤的煤化程度介于泥炭和烟煤之 间，特点是挥发分高、水分大、氧元素含量大，并富含腐殖酸。由于其较高的 氧含量和水含量，褐煤的发热量很低，在空气中易风化变质，不利于长距离运 输和储存，一般作为发电燃料。但褐煤直接燃烧发电的热效率低，温室气体排 放量大，难以大规模开发利用。褐煤若不经过提质加工将很难满足用户的质量 要求，因此褐煤提质是褐煤有效利用的前提。
含水量高是褐煤的主要特征之一，所以对褐煤进行脱水干燥是褐煤提质必 不可少的环节。在脱水过程中，褐煤中的水分和挥发分通过浸泡、蒸发、冷凝 等提质工艺中进入形成废水，同时大量的悬浮褐煤颗粒和悬浮物也进入到废水 中，形成了煤提质废水。煤提质废水的主要特征为：悬浮物高、难以沉降，富 含难降解有机物甚至是有毒有害物质，色度高。开发处理该类废水的技术对褐 煤提质行业发展有重大意义。
由于褐煤提质研究在世界范围内开展不久，其工艺废水的处理工艺或回用 方法的报道较少。在CN102358649A中，公开了一种絮凝-吸附的处理工艺， 其步骤为调节废水的pH，再进行絮凝沉淀，然后利用提质后的褐煤作为吸附剂 进行吸附，最后经过活性炭吸附去除污染物，该专利的优点是工艺流程短，操 作简单，但是该工艺仅仅是将污染物转移，未能降解，吸附剂解吸后污染物仍 然存在;另外，该工艺需要反复调节pH值，增加了药剂消耗。CN102506575A 采用焚烧技术对褐煤提质过程中产生的含蒸汽废气进行处理，处理后蒸汽冷凝 水回收利用，该工艺的特点是设备简单，处理成本低，缺点是蒸汽在焚烧过程 中带走大量热量，热能利用率势必受到损失;另外，经过焚烧的蒸汽冷凝后水 会含有一定的污染物，不能外排。
发明内容
本发明的目的在于提供一种操作简单、可将污染物完全降解、处理废水能 达标排放或回用的煤提质废水处理工艺。
废水首先经过除油沉砂处理去除废水中绝大多数的悬浮物和油类，降低对 后续生化系统的冲击;生化系统包括厌氧池、好氧池，还可以包括缺氧池，绝 大多数污染物在生化处理阶段被去除，然后废水经过臭氧氧化进行消毒、脱色 和去除难降解污染物，达到排放标准，也可以经过膜脱盐系统进行回用处理。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种煤提质废水处理工艺，将煤提质废水依次经过除油沉砂处理、生化处 理及深度处理后达到排放标准。
本发明将深度处理后达到排放标准的废水经过膜脱盐处理后回用。达到排 放标准的废水经膜脱盐处理后可以满足回用水标准。
本发明所述的除油沉砂处理、生化处理、深度处理及膜脱盐处理等各处理 工序均可由本领域技术人员从现有技术中单独获得。本发明的改进点主要在于 通过合理的组合工艺对煤提质废水进行高效处理。
处理过程中产生的化学污泥和生化污泥进入污泥处理系统进行处理。本发 明所述的污泥处理系统可由本领域技术人员从现有技术中选择污泥处理的工 艺。优选地，所述污泥处理系统采用带式压滤机、板框压滤机或卧螺离心机对 污泥进行浓缩处理。
本发明所述除油沉砂处理为：废水经过自然澄清后，在上层液中加入除油 沉砂药剂混合，然后进入泥水分离区域，上清液进入生化处理系统。
所述自然澄清的停留时间为2～5h，例如可选择2.01～4.96h，2.2～4.6h， 2.48～4.23h，2.8～4.1h，2.95～3.86h，3～3.6h，3.23h等，进一步优选3h。
所述除油沉砂药剂为聚合硫酸铁和聚丙烯酰胺。优选地，所述聚合硫酸铁 和聚丙烯酰胺的投加量分别为500～1500ml/L和10～30mg/L。
所述泥水分离采用辐流式沉淀池或斜板沉降池。
本发明所述生化处理为：将除油沉砂处理后的上清液进入生化处理系统， 利用微生物的生化反应去除废水中的绝大多数污染物。
所述生化处理系统依次包括厌氧池和好氧池。优选地，废水在厌氧池中的 停留时间为6～15h，例如可选择6.02～14.89h，6.4～12.3h，7～11h，7.46～10.7h， 7.9～10.3h，8.2～9.9h，8.75～9.3h，9.02h等，进一步优选10h。优选地，废水在 好氧池中的停留时间为30～70h，例如可选择30.01～69.8h，34～65h， 38.5～62.3h，42～60h，46.7～58.1h，48～55h，50.2～53h，52等，进一步优选 45h。
所述生化处理系统还包括厌氧池和好氧池之间的缺氧池。缺氧池是相对厌 氧和好氧来讲，一般是指溶解氧控制在0.2～0.5mg/L之间的生化系统。优选 地，废水在缺氧池中的停留时间为3～12h，例如可选择3.02～11.8h，3.8～10.5h， 5～9h，5.34～8.67h，5.8～8.2h，6.2～7.5h，7h等，进一步优选8h。
所述好氧池污泥至好氧池进水端的回流比为1:1～3:1，例如可选择 1.02:1～2.96:1，1.3:1～2.6:1，1.6:1～2.3:1，1.85:1～2.1:1，2:1等，进一步优选 2:1。
所述好氧池出水回流至缺氧池的回流比为0.5:1～2:1，例如可选择 0.51:1～1.96:1，0.7:1～1.7:1，0.85:1～1.5:1，1:1～1.35:1，1.2:1等，进一步优选 1.5:1。
所述深度处理为：将所述生化处理出水经过混凝、多介质过滤后，再经过 臭氧氧化进行消毒、脱色和去除难降解污染物。
优选地，所述臭氧氧化反应温度为20～50℃，例如可选择20.02～49.6℃， 23～46℃，26.7～42.3℃，29～40.5℃，31.2～38.6℃，33～36℃，34.5℃等，进一步 优选25℃。
优选地，所述臭氧氧化反应的pH为5～8，例如可选择5.02～7.98，5.3～7.7， 5.56～7.45，5.8～7.2，6.2～7，6.5等，进一步优选7。
优选地，所述臭氧氧化反应的水力停留时间为10～60min，例如可选择 10.02～59.6min，13～58min，18～55min，22.5～52min，26～50min，30～48.5min， 34～43min，38min等，进一步优选30min。
优选地，所述臭氧氧化处理中加入臭氧催化剂SKO3-1和/或臭氧催化剂 SKO3-2。本发明所述的臭氧催化剂SKO3-1、臭氧催化剂SKO3-2是由中国科学 院过程工程研究所开发，可市售得到。
所述膜脱盐处理为：将所述深度处理出水进入膜处理系统进行脱盐。
优选地，所述膜处理系统包括超滤、纳滤或反渗透中的两种或三种的组 合。典型但非限制性的例子包括：超滤+纳滤、超滤+反渗透、超滤+纳滤+反渗 透等组合工艺。
一种煤提质废水处理工艺，所述处理工艺包括如下步骤：
(1)除油沉砂处理
废水经过自然澄清后，在上层液中加入除油沉砂药剂混合，然后进入泥水 分离区域，上清液进入生化处理，污泥进入污泥处理系统进行处理;
(2)生化处理
将除油沉砂处理后的上清液进入生化处理系统，利用微生物的生化反应去 除废水中的绝大多数污染物;所述生化处理系统依次包括厌氧池和好氧池;
(3)深度处理
将所述生化处理出水经过混凝、多介质过滤后，再经过臭氧氧化进行消 毒、脱色和去除难降解污染物;
(4)膜脱盐处理
将所述深度处理出水进入膜处理系统脱盐;所述膜处理系统包括超滤、纳 滤或反渗透中的两种或三种的组合。
具体地，本发明提供了一种煤提质废水处理工艺，所述处理工艺条件经优 化后包括如下步骤：
(1)除油沉砂处理
废水经过自然澄清2～5h后，在上层液中加入除油沉砂药剂混合，然后进入 泥水分离区域，上清液进入生化处理，污泥进入污泥处理系统进行浓缩处理;
(2)生化处理
将除油沉砂处理后的上清液进入生化处理系统，利用微生物的生化反应去 除废水中的绝大多数污染物;所述生化处理系统依次包括厌氧池和好氧池;废 水在厌氧池中的停留时间为6～15h，废水在好氧池中的停留时间为30～70h;所 述好氧池污泥至好氧池进水端的回流比为1:1～3:1;
(3)深度处理
将所述生化处理出水经过混凝、多介质过滤后，再经过臭氧氧化进行消 毒、脱色和去除难降解污染物;所述臭氧氧化反应温度为20～50℃，pH为 5～8，水力停留时间为10～60min;
(4)膜脱盐处理
将所述深度处理出水进入膜处理系统脱盐;所述膜处理系统包括超滤、纳 滤或反渗透中的两种或三种的组合。
与已有技术方案相比，本发明具有以下有益效果：
本发明提供的煤提质废水处理工艺具有工艺适用性强、污染物专项去除效 果好、易操作、抗冲击能力强的特点。
应用本发明的煤提质废水处理工艺对煤提质废水进行处理，首先，除油沉 砂预处理将废水中的绝大多数悬浮物和油类去除，保证了后续处理的稳定运 行;其次，本发明可以根据废水水质的变化和对产水水质的要求，选择不同的 处理工艺，多处理工序协同调节，因地制宜，最大程度地节约运行成本;最 后，本发明工艺可以减少药剂的投加，降低后续脱盐处理的负荷。