CN103613253A - 一种煤提质废水处理工艺 - Google Patents
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Abstract
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***的冲击；生化***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***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。
Description
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***的冲击；生化***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***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***进行处理。本发明所述的污泥处理***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***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***。
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***，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***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***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***。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***进行脱盐。
优选地，所述膜处理***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***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***，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***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***脱盐；所述膜处理***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***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***，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***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***脱盐；所述膜处理***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。
附图说明
图1是本发明实施例1、2所述的煤提质废水处理工艺的工艺流程图；
图2是本发明实施例3、4所述的煤提质废水处理工艺的工艺流程图。
下面对本发明进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下：
实施例1
一种煤提质废水处理工艺，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***通过带式压滤机进行浓缩处理；所述除油沉砂药剂为聚合硫酸铁和聚丙烯酰胺，两者的投加量分别为1500ml/L和10mg/L；泥水分离可采用辐流式沉淀池；
（2）生化处理
将除油沉砂处理后的上清液进入生化处理***，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***依次包括厌氧池和好氧池；废水在厌氧池中的停留时间为15h，废水在好氧池中的停留时间为30h；所述好氧池污泥至好氧池进水端的回流比为1:1；
（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50℃，pH为5，水力停留时间为60min；在臭氧氧化处理中加入臭氧催化剂KL-CO3；
（4）膜脱盐处理
将所述深度处理出水进入膜处理***脱盐；所述膜处理***包括超滤和纳滤。
实施例2
一种煤提质废水处理工艺，包括如下步骤：
（1）除油沉砂处理
废水经过自然澄清2h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***通过卧螺离心机进行浓缩处理；所述除油沉砂药剂为聚合硫酸铁和聚丙烯酰胺，两者的投加量分别为500ml/L和30mg/L；泥水分离可采用斜板沉降池；
（2）生化处理
将除油沉砂处理后的上清液进入生化处理***，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***依次包括厌氧池和好氧池；废水在厌氧池中的停留时间为6h，废水在好氧池中的停留时间为70h；所述好氧池污泥至好氧池进水端的回流比为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℃，pH为8，水力停留时间为10min；在臭氧氧化处理中加入臭氧催化剂SKO3-2；
（4）膜脱盐处理
将所述深度处理出水进入膜处理***脱盐；所述膜处理***包括超滤和反渗透。
实施例3
一种煤提质废水处理工艺，包括如下步骤：
（1）除油沉砂处理
废水经过自然澄清3h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***通过板框压滤机进行浓缩处理；所述除油沉砂药剂为聚合硫酸铁和聚丙烯酰胺，两者的投加量分别为1000ml/L和15mg/L；泥水分离可采用辐流式沉淀池；
（2）生化处理
将除油沉砂处理后的上清液进入生化处理***，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***依次包括厌氧池、缺氧池和好氧池；废水在厌氧池中的停留时间为10h，废水在好氧池中的停留时间为45h；废水在缺氧池中的停留时间为12h，所述好氧池污泥至好氧池进水端的回流比为2:1；所述好氧池出水回流至缺氧池的回流比为2:1；
（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后，排放一部分；所述臭氧氧化反应温度为35℃，pH为6，水力停留时间为30min；在臭氧氧化处理中加入臭氧催化剂SKO3-1和臭氧催化剂SKO3-2；
（4）膜脱盐处理
将所述深度处理剩余出水进入膜处理***脱盐；所述膜处理***包括超滤、纳滤和反渗透。
实施例4
一种煤提质废水处理工艺，包括如下步骤：
（1）除油沉砂处理
废水经过自然澄清4h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***通过带式压滤机进行浓缩处理；所述除油沉砂药剂为聚合硫酸铁和聚丙烯酰胺，两者的投加量分别为800ml/L和20mg/L；泥水分离可采用斜板沉降池；
（2）生化处理
将除油沉砂处理后的上清液进入生化处理***，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***依次包括厌氧池、缺氧池和好氧池；废水在厌氧池中的停留时间为10h，废水在好氧池中的停留时间为50h；废水在缺氧池中的停留时间为3h，所述好氧池污泥至好氧池进水端的回流比为1.5:1；所述好氧池出水回流至缺氧池的回流比为0.5:1；
（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后，排放一部分；所述臭氧氧化反应温度为40℃，pH为7，水力停留时间为45min；在臭氧氧化处理中加入臭氧催化剂SKO3-1；
（4）膜脱盐处理
将所述深度处理剩余出水进入膜处理***脱盐；所述膜处理***包括超滤、纳滤和反渗透。
具体实施例1
采用本发明的煤提质废水处理工艺进行中试，如图1所示。处理量为100m3/d，原水CODCr为1500～2000mg/L，悬浮物为1000～2000mg/L，经过除油沉砂处理，悬浮物降低到100mg/L以下，水质澄清，随后进入后续的厌氧池-好氧池进行生化处理，CODCr降低到150mg/L左右，然后进行深度处理-膜脱盐处理，产水作为循环水补水回用。
具体实施例2
采用本发明的煤提质废水处理工艺处理煤提质废水，如图2所示。处理量为3000m3/d，原水CODCr为1500～3000mg/L，悬浮物为1000～2000mg/L，经过除油沉砂处理去除绝大多数悬浮物，CODCr降低到1300～2500mg/L，为降低水质变化对生化***的冲击，生化处理采用厌氧池-缺氧池-好氧池的处理方式，出水水质稳定，污染物去除率高，生化出水CODCr降低到100～200mg/L，然后经过混凝处理和包含催化剂的臭氧氧化处理，出水CODCr≤50mg/L，满足排放标准，直接排放2000m3/d；剩余的1000m3/d的废水经过臭氧杀菌，降低了后续膜脱盐***的膜污染，膜脱盐***产水800m3/d作为煤提质工艺水回用。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的处理工艺，但本发明并不局限于上述工艺步骤，即不意味着本发明必须依赖上述工艺步骤才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (9)
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***进行处理；
优选地，所述污泥处理***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***；
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***，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***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***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***进行脱盐；
优选地，所述膜处理***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***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***，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***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***脱盐；所述膜处理***包括超滤、纳滤或反渗透中的两种或三种的组合。
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Denomination of invention: Coal upgrading wastewater treatment process Effective date of registration: 20190611 Granted publication date: 20150603 Pledgee: Xinjiang Tianyu Coal Chemical Group Co., Ltd. Pledgor: Beijing SaiKe Kanglun Environmental Science & Technology Co., Ltd. Registration number: 2019990000543 |
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