公布日：2023.10.20
申请日：2023.08.30
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/00(2023.01)N;C02F1/24(2023.01)N;C02F1/40(2023.01)N;C02F103/36(2006.01)N;C02F1/72(2023.01)N;C02F3/30(2023.01)N;C02F101
/34(2006.01)N;C02F3/34(2023.01)N;C02F1/28(2023.01)N;C02F101/30(2006.01)N;C02F11/12(2019.01)N
摘要
本发明提供了一种煤制油化工污水处理系统。该系统包括B/H纯氧催化复合式COD降解活性污泥反应器、沉淀池、气浮池、EGSB反应器、U型双层电荷污泥培养器、高温生化反应器、高温生化菌种EPS选择器。本发明构建了一种新的煤制油化工污水处理系统，可以实现对煤制油化工高COD和低COD污水的集成处理，可以大大减少系统污泥排放量，降低能耗，节约成本。
权利要求书
1.一种煤制油化工污水处理系统，其特征在于，所述煤制油化工污水包括高COD污水和低COD污水，所述高COD污水的COD为1万～2万mg/L，所述低COD污水的COD＜1万mg/L；所述煤制油化工污水处理系统包括：B/H纯氧催化复合式COD降解活性污泥反应器(1)，具有第一进水口、催化剂进口、氧气进口、第一污泥进口和第一出水口；用于将所述高COD污水进行催化氧化、吸附降解，得到B/H催化降解出水；所述催化剂包括Cu-Mn-Al；沉淀池(2)，具有第二进水口、第二出水口、上部污泥出口和底部污泥出口，所述第二进水口与所述第一出水口连接，所述底部污泥出口与所述第一污泥进口连接；用于将所述B/H催化降解出水进行沉淀，得到沉淀池出水、上部污泥和底部污泥；气浮池(3)，具有第三进水口、第三出水口和气浮污泥出口，所述第三进水口与所述第二出水口连接，所述气浮污泥出口与所述第一污泥进口连接；用于将所述沉淀池出水进行气浮除油，得到气浮池出水和气浮污泥；EGSB反应器(4)，具有第四进水口、第二污泥进口和第四出水口，所述第四进水口与所述第三出水口连接；用于将所述气浮池出水进行厌氧反应，得到EGSB反应器出水；U型双层电荷污泥培养器(5)，具有沉淀池出水进口、上部污泥进口、第一助剂进口和循环污泥出口，所述沉淀池出水进口与所述沉淀池(2)的所述第二出水口连接，所述上部污泥进口与所述沉淀池(2)的所述上部污泥出口连接，所述循环污泥出口与所述EGSB反应器(4)的所述第二污泥进口连接；其中装载有厌氧活性污泥，以与所述厌氧活性污泥接触面为U型内层，另一面为U型外层，所述U型内层具有正点荷，所述U型外层具有负电荷；用于以所述沉淀池出水作为营养源，对所述上部污泥和所述厌氧活性污泥进行培养，得到循环污泥；所述第一助剂包括钙基活性炭；高温生化反应器(6)；具有第五进水口、生化污泥进口和第五出水口，所述第五进水口可选地与所述第三出水口连接，所述生化污泥进口与所述沉淀池(2)的所述底部污泥出口、所述气浮池(3)的所述气浮污泥出口连接；用于以所述低COD污水和可选的所述气浮池出水为营养源，对所述底部污泥和所述气浮污泥进行高温生化反应，得到高温生化反应器出水；高温生化菌种EPS选择器(7)，具有第六进水口、含高活性污泥的污水出口和低活性污泥出口，所述第六进水口与所述第五出水口连接，所述含高活性污泥的污水出口与所述B/H纯氧催化复合式COD降解活性污泥反应器(1)的所述第一污泥进口连接；用于将所述高温生化反应器出水进行高温生化菌种EPS选择，得到高活性污泥和低活性污泥；其中，所述B/H纯氧催化复合式COD降解活性污泥反应器(1)、所述高温生化反应器(6)和所述高温生化菌种EPS选择器(7)的运行温度为39～40℃；其中，所述高活性污泥的有机物去除率≥80％，污泥浓度为1.5万～2万mg/L；所述低活性污泥的有机物去除率＜80％，污泥浓度＜1.5万mg/L。
2.根据权利要求1所述的煤制油化工污水处理系统，其特征在于，所述第一进水口位于所述B/H纯氧催化复合式COD降解活性污泥反应器(1)的一侧，所述氧气进口位于远离所述第一进水口所在一侧的底部，所述氧气与所述高COD污水逆流；优选地，所述Cu-Mn-Al催化剂中Cu、Mn和Al的质量比为1:(0.8～1.2):(1.8～2.2)。
3.根据权利要求1或2所述的煤制油化工污水处理系统，其特征在于，所述B/H纯氧催化复合式COD降解活性污泥反应器(1)的填料容积比为34～50％；和/或悬浮球容积比为20～30％；和/或污泥浓度为1.5万～2万mg/L；和/或氧浓度为0.5～1mg/L；和/或有机物去除率为20～50％。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的煤制油化工污水处理系统，其特征在于，所述气浮池出水的COD浓度为7500～8500mg/L。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的煤制油化工污水处理系统，其特征在于，所述煤制油化工污水处理系统还包括：污泥掺烧模块(8)，包括掺烧污泥进口，所述掺烧污泥进口与所述沉淀池(2)的所述底部污泥出口、所述气浮池(3)的所述气浮污泥出口、所述高温生化菌种EPS选择器(7)的所述低活性污泥出口连接，用于将所述底部污泥、所述气浮污泥和所述低活性污泥进行脱水、干燥，然后进行锅炉掺烧。
6.根据权利要求5所述的煤制油化工污水处理系统，其特征在于，所述煤制油化工污水还包括高COD尾水，所述高COD尾水的COD为3万～5万mg/L；所述煤制油化工污水处理系统还包括：活性污泥表面积增大反应器(9)，具有第七进水口、第二助剂进口、第三污泥进口和改良污泥出口，所述第三污泥进口与所述沉淀池(2)的所述底部污泥出口、所述气浮池(3)的所述气浮污泥出口、所述高温生化菌种EPS选择器(7)的所述低活性污泥出口连接；用于以所述高COD尾水为营养源，以第二助剂为分散剂，增加所述底部污泥、所述气浮污泥和所述低活性污泥的表面积和热值，得到改良污泥；优选地，所述第二助剂包括磺酸素类复合物；更优选地，所述活性污泥表面积增大反应器(9)的所述改良污泥出口还与所述污泥掺烧模块(8)的所述掺烧污泥进口连接，用于将所述改良污泥依次进行所述脱水、所述干燥，然后进行所述锅炉掺烧。
7.根据权利要求6所述的煤制油化工污水处理系统，其特征在于，所述改良污泥的SVI指数为50～150；和/或热值增加值为2～5MJ/Kg。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的煤制油化工污水处理系统，其特征在于，在所述煤制油化工污水处理系统运行过程中，当所述B/H纯氧催化复合式COD降解活性污泥反应器(1)的污泥浓度为1.5万～2万mg/L时，按重量百分比计，将所述沉淀池(2)的所述底部污泥的20～50％、所述气浮池(3)的所述气浮污泥的0～20％送入所述B/H纯氧催化复合式COD降解活性污泥反应器(1)，将所述沉淀池(2)的所述底部污泥的20～50％、所述气浮池(3)的所述气浮污泥的20～50％送入所述高温生化菌种EPS选择器(7)；当所述B/H纯氧催化复合式COD降解活性污泥反应器(1)的污泥浓度大于0.5万、小于1.5万mg/L时，按重量百分比计，将所述沉淀池(2)的所述底部污泥的50～100％、所述气浮池(3)的所述气浮污泥的50～100％送入所述B/H纯氧催化复合式COD降解活性污泥反应器(1)，将所述沉淀池(2)的所述底部污泥的0～50％、所述气浮池(3)的所述气浮污泥的0～50％送入所述高温生化菌种EPS选择器(7)；当所述B/H纯氧催化复合式COD降解活性污泥反应器(1)的污泥浓度≤0.5万mg/L时，将所述沉淀池(2)的所述底部污泥、所述气浮池(3)的所述气浮污泥全部送入所述B/H纯氧催化复合式COD降解活性污泥反应器(1)。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的煤制油化工污水处理系统，其特征在于，所述煤制油化工污水处理系统还包括：调节池(01)，具有调节池进口和调节池出口，所述调节池出口与所述B/H纯氧催化复合式COD降解活性污泥反应器(1)的所述第一进水口连接，用于将所述高COD污水进行调质与调量。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的煤制油化工污水处理系统，其特征在于，所述煤制油化工污水处理系统的处理水量与保有水量的体积比为1:(4.5～5.5)。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种煤制油化工污水处理系统，以解决现有技术中煤制油化工高COD污水和低COD污水难以集成处理的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种煤制油化工污水处理系统，煤制油化工污水包括高COD污水和低COD污水，高COD污水的COD为1万～2万mg/L，低COD污水的COD＜1万mg/L；煤制油化工污水处理系统包括：B/H纯氧催化复合式COD降解活性污泥反应器，具有第一进水口、催化剂进口、氧气进口、第一污泥进口和第一出水口；用于将高COD污水进行催化氧化、吸附降解，得到B/H催化降解出水；催化剂包括Cu-Mn-Al；沉淀池，具有第二进水口、第二出水口、上部污泥出口和底部污泥出口，第二进水口与第一出水口连接，底部污泥出口与第一污泥进口连接；用于将B/H催化降解出水进行沉淀，得到沉淀池出水、上部污泥和底部污泥。
气浮池，具有第三进水口、第三出水口和气浮污泥出口，第三进水口与第二出水口连接，气浮污泥出口与第一污泥进口连接；用于将沉淀池出水进行气浮除油，得到气浮池出水和气浮污泥；EGSB反应器，具有第四进水口、第二污泥进口和第四出水口，第四进水口与第三出水口连接；用于将气浮池出水进行厌氧反应，得到EGSB反应器出水；U型双层电荷污泥培养器，具有沉淀池出水进口、上部污泥进口、第一助剂进口和循环污泥出口，沉淀池出水进口与沉淀池的第二出水口连接，上部污泥进口与沉淀池的上部污泥出口连接，循环污泥出口与EGSB反应器的第二污泥进口连接；其中装载有厌氧活性污泥，以与厌氧活性污泥接触面为U型内层，另一面为U型外层，U型内层具有正点荷，U型外层具有负电荷；用于以沉淀池出水作为营养源，对上部污泥和厌氧活性污泥进行培养，得到循环污泥；第一助剂包括钙基活性炭。
高温生化反应器；具有第五进水口、生化污泥进口和第五出水口，第五进水口可选地与第三出水口连接，生化污泥进口与沉淀池的底部污泥出口、气浮池的气浮污泥出口连接；用于以低COD污水和可选的气浮池出水为营养源，对底部污泥和气浮污泥进行高温生化反应，得到高温生化反应器出水；高温生化菌种EPS选择器，具有第六进水口、含高活性污泥的污水出口和低活性污泥出口，第六进水口与第五出水口连接，含高活性污泥的污水出口与B/H纯氧催化复合式COD降解活性污泥反应器的第一污泥进口连接；用于将高温生化反应器出水进行高温生化菌种EPS选择，得到高活性污泥和低活性污泥。
其中，B/H纯氧催化复合式COD降解活性污泥反应器、高温生化反应器和高温生化菌种EPS选择器的运行温度为39～40℃；其中，高活性污泥的有机物去除率≥80％，污泥浓度为1.5万～2万mg/L；低活性污泥的有机物去除率＜80％，污泥浓度＜1.5万mg/L。
进一步地，第一进水口位于B/H纯氧催化复合式COD降解活性污泥反应器的一侧，氧气进口位于远离第一进水口所在一侧的底部，氧气与高COD污水逆流；优选地，Cu-Mn-Al催化剂中Cu、Mn和Al的质量比为1:(0.8～1.2):(1.8～2.2)。
进一步地，B/H纯氧催化复合式COD降解活性污泥反应器的填料容积比为34～50％；和/或悬浮球容积比为20～30％；和/或污泥浓度为1.5万～2万mg/L；和/或氧浓度为0.5～1mg/L；和/或有机物去除率为20～50％。
进一步地，气浮池出水的COD浓度为7500～8500mg/L。
进一步地，煤制油化工污水处理系统还包括：污泥掺烧模块，包括掺烧污泥进口，掺烧污泥进口与沉淀池的底部污泥出口、气浮池的气浮污泥出口、高温生化菌种EPS选择器的低活性污泥出口连接，用于将底部污泥、气浮污泥和低活性污泥进行脱水、干燥，然后进行锅炉掺烧。
进一步地，煤制油化工污水还包括高COD尾水，高COD尾水的COD为3万～5万mg/L；煤制油化工污水处理系统还包括：活性污泥表面积增大反应器，具有第七进水口、第二助剂进口、第三污泥进口和改良污泥出口，第三污泥进口与沉淀池的底部污泥出口、气浮池的气浮污泥出口、高温生化菌种EPS选择器的低活性污泥出口连接；用于以高COD尾水为营养源，以第二助剂为分散剂，增加底部污泥、气浮污泥和低活性污泥的表面积和热值，得到改良污泥；优选地，第二助剂包括磺酸素类复合物；更优选地，活性污泥表面积增大反应器的改良污泥出口还与污泥掺烧模块的掺烧污泥进口连接，用于将改良污泥依次进行脱水、干燥，然后进行锅炉掺烧。
进一步地，改良污泥的SVI指数为50～150；和/或热值增加值为2～5MJ/Kg。
进一步地，在煤制油化工污水处理系统运行过程中，当B/H纯氧催化复合式COD降解活性污泥反应器的污泥浓度为1.5万～2万mg/L时，按重量百分比计，将沉淀池的底部污泥的20～50％、气浮池的气浮污泥的0～20％送入B/H纯氧催化复合式COD降解活性污泥反应器，将沉淀池的底部污泥的20～50％、气浮池的气浮污泥的20～50％送入高温生化菌种EPS选择器；当B/H纯氧催化复合式COD降解活性污泥反应器的污泥浓度大于0.5万、小于1.5万mg/L时，按重量百分比计，将沉淀池的底部污泥的50～100％、气浮池的气浮污泥的50～100％送入B/H纯氧催化复合式COD降解活性污泥反应器，将沉淀池的底部污泥的0～50％、气浮池的气浮污泥的0～50％送入高温生化菌种EPS选择器；当B/H纯氧催化复合式COD降解活性污泥反应器的污泥浓度≤0.5万mg/L时，将沉淀池的底部污泥、气浮池的气浮污泥全部送入B/H纯氧催化复合式COD降解活性污泥反应器。
进一步地，煤制油化工污水处理系统还包括：调节池，具有调节池进口和调节池出口，调节池出口与B/H纯氧催化复合式COD降解活性污泥反应器的第一进水口连接，用于将高COD污水进行调质与调量。
进一步地，煤制油化工污水处理系统的处理水量与保有水量的体积比为1:(4.5～5.5)。
应用本发明的技术方案，以B/H纯氧催化复合式COD降解活性污泥反应器、U型双层电荷污泥培养器、EGSB反应器、高温生化反应器、高温生化菌种EPS选择器为核心构建一种新的煤制油化工污水处理系统，实现对煤制油化工高COD和低COD污水集成处理。其一，通过B/H纯氧催化复合式COD降解活性污泥反应器对高COD废水进行催化氧化、切割碳链及同系转化，促进微生物吸附降解，降低EGSB反应器进水有机物浓度和污泥负荷。其二，通过U型双层电荷污泥培养器的双层电荷方法增加菌种EPS粘度，使得其中的活性污泥团聚形成颗粒，可以及时补充EGSB反应器流失的颗粒污泥。其三，在高温生化反应器中以低COD污水和可选的气浮池出水为营养源，对底部污泥和气浮污泥进行高温生化反应，筛选得到适用于B/H纯氧催化复合式COD降解活性污泥反应器的高温污泥，然后在高温生化菌种EPS选择器中进行菌种EPS选择，选择比表面积大，活性强，浓度高的新鲜好氧污泥补充至B/H纯氧催化复合式COD降解活性污泥反应器，实现煤制油化工污水处理系统的循环连续运行。本发明的系统可以大大减少煤制油化工高COD和低COD污水集成处理系统的污泥排放量，降低能耗，节约成本。
（发明人：代军;刘向东;戴宁海;赵通;韩玉琨;纪志国;岳凯文;卜昆;马刚;马子林）