專利名稱：一種煤氣化廢水處理裝置及其處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煤氣化廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種煤氣化廢水處理裝置及其處
理方法。
背景技術(shù)：
隨著我國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展，能源、化工產(chǎn)品的需求出現(xiàn)較高的增長速度，煤化工在我國能源、化工領(lǐng)域中的地位日益突出。煤氣化是煤化工最為核心的技術(shù)之一，該技術(shù)廣泛應(yīng)用于煤制氣、合成氨、煤發(fā)電等工業(yè)過程中。煤氣化廢水是氣化爐在制造煤氣或代天然氣的過程中所產(chǎn)生的廢水，是一種典型的高濃度、高污染、有毒、難降解的工業(yè)有機(jī)廢水。目前，國內(nèi)煤氣化廢水的處理一般采用物化處理與生物處理相結(jié)合的方法，具體的是通過生物處理技術(shù)中的全程硝化反硝化反應(yīng)實(shí)現(xiàn)廢水脫氮，反應(yīng)流程長，處理成本高，水力停留時間長，部分處理工藝需要額外投加大量堿及碳源來維持生化反應(yīng)的正常進(jìn)行。因此，如何提供一種煤氣化廢水處理裝置，以提高處理效果，縮短處理時間，降低運(yùn)行成本是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種煤氣化廢水處理裝置，以提高處理效果，縮短處理時間，降低運(yùn)行成本；本發(fā)明的另一目的是提供一種煤氣化廢水處理方法，以提高處理效果，縮短處理時間，降低運(yùn)行成本。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下方案:一種煤氣化廢水處理裝置，包括依次設(shè)置的第一生物氧化池、通過第一通道與所述第一生物氧化池連通的第二生物氧化池、通過第二通道與所述第二生物氧化池連通的第三生物氧化池、用于補(bǔ)充碳源和堿度的補(bǔ)充裝置、總進(jìn)水口和溶解氧濃度控制裝置，其中，所述第一生物氧化池設(shè)置有從所述總進(jìn)水口分流的第一進(jìn)水口、用于附著微生物的第一載體和用于限制所述第一載體范圍的第一載體固定裝置，所述第一載體包括孔徑范圍為
的大量孔洞，所述第二生物氧化池設(shè)置有用于附著微生物的第二載體和用于限制所述第二載體范圍的第二載體固定裝置，所述第二載體包括孔徑范圍為的大量孔洞，所述第三生物氧化池設(shè)置有依次排列的用于附著微生物的第三載體和用于附著微生物的第四載體，還設(shè)置有用于限制所述第三載體范圍的第三載體固定裝置和用于限制所述第四載體范圍的第四載體固定裝置，所述第三載體包括孔徑范圍為的大量孔洞，所述第四載體包括孔徑范圍為的大量孔洞，所述第三生物氧化池還設(shè)置有出水管。優(yōu)選的，上述補(bǔ)充裝置包括從所述總進(jìn)水口分流的第二進(jìn)水口和第三進(jìn)水口，其中，所述第二進(jìn)水口與 所述第二生物氧化池連通，且位于所述第一生物氧化池和所述第二生物氧化池的連通處，所述第三進(jìn)水口與所述第三生物氧化池連通，且位于所述第二生物氧化池和所述第三生物氧化池的連通處。
優(yōu)選的，上述第一生物氧化池與所述第二生物氧化池的容積相等，所述第三生物氧化池的容積占裝所述第一生物氧化池、所述第二生物氧化池和所述第三生物氧化池三個生物氧化池的總?cè)莘e的20% 25%。優(yōu)選的，上述第一生物氧化池、所述第二生物氧化池和所述第三生物氧化池均設(shè)置有集泥斗和排泥口。優(yōu)選的，上述第一進(jìn)水口位于所述第一生物氧化池的上部，所述第一生物氧化池的下部與所述第二生物氧化池的下部連通，所述第二生物氧化池的上部與所述第三生物氧化池的上部連通，所述出水管位于所述第三生物氧化池的下部。優(yōu)選的，上述溶解氧濃度控制裝置包括曝氣管和空氣提供裝置。優(yōu)選的，上述第一載體、所述第二載體和所述第三載體均為聚氨酯多孔立方體。本發(fā)明還提供一種煤氣化廢水處理方法，包括:步驟I)在第一生物氧化池中固定設(shè)置具有孔徑范圍為的大量孔洞的第一載體，所述第一載體在第一生物氧化池中形成好氧、缺氧及厭氧環(huán)境的組合，在第二生物氧化池中固定設(shè)置具有孔徑范圍為1_-4_的大量孔洞的第二載體，所述第二載體形成在第二生物氧化池中形成好氧、缺氧及厭氧環(huán)境的組合，在第三生物氧化池中依次排列設(shè)置具有孔徑范圍為的大量孔洞的第三載體和具有孔徑范圍為的大量孔洞的第四載體，其中，第三載體形成內(nèi)部厭氧環(huán)境，所述第四載體形成好氧環(huán)境；步驟2)將煤氣化廢水通入到所述第一生物氧化池中，控制所述第一生物氧化池和所述第二生物氧化池溶解氧濃度保持在I 1.5mg/L，控制所述第三生物氧化池溶解氧濃度?！こ衷?.5 2.5mg/L，煤氣化廢水自所述第一生物氧化池流通到所述第二生物氧化池再流通到所述第三生物氧化池完成處理過程。優(yōu)選的，上述步驟2)中還包括采用原水分流補(bǔ)充碳源和堿度，原水分流具體為單獨(dú)分流所述煤氣化廢水至所述第二生物氧化池和單獨(dú)分流所述煤氣化廢水至所述第三生物氧化池。優(yōu)選的，通入所述第一生物氧化池的煤氣化廢水占總煤氣化廢水的55% 60%，通入所述第二生物氧化池的煤氣化廢水占總煤氣化廢水的30% 35%，所述總煤氣化廢水中的剩余部分通入所述第三生物氧化池中。上述本發(fā)明所提供的煤氣化廢水處理裝置，包括依次設(shè)置的第一生物氧化池、通過第一通道與所述第一生物氧化池連通的第二生物氧化池、通過第二通道與所述第二生物氧化池連通的第三生物氧化池、用于補(bǔ)充碳源和堿度的補(bǔ)充裝置、總進(jìn)水口和溶解氧濃度控制裝置，其中，所述第一生物氧化池設(shè)置有從所述總進(jìn)水口分流的第一進(jìn)水口、用于附著微生物的第一載體和用于限制所述第一載體范圍的第一載體固定裝置，所述第一載體包括孔徑范圍為1_-4_的大量孔洞，所述第二生物氧化池設(shè)置有用于附著微生物的第二載體和用于限制所述第二載體范圍的第二載體固定裝置，所述第二載體包括孔徑范圍為1_-4_的大量孔洞，所述第三生物氧化池設(shè)置有依次排列的用于附著微生物的第三載體和用于附著微生物的第四載體，還設(shè)置有用于限制所述第三載體范圍的第三載體固定裝置和用于限制所述第四載體范圍的第四載體固定裝置，所述第三載體包括孔徑范圍為
的大量孔洞，所述第四載體包括孔徑范圍為的大量孔洞，所述第三生物氧化池還設(shè)置有出水管。使用時，將經(jīng)調(diào)節(jié)池、物理化學(xué)沉淀池預(yù)處理去除部分懸浮物后的煤氣化廢水從第一進(jìn)水口進(jìn)入到第一生物氧化池中，經(jīng)過第一載體完成第一次短程硝化反硝化反應(yīng)后，從第一通道流入到第二生物氧化池中，經(jīng)過第二載體完成第二次短程硝化反硝化反應(yīng)后，從第二通道流入到第三生物氧化池中，先經(jīng)過第三載體完成反硝化反應(yīng)，再經(jīng)過第四載體完成硝化反應(yīng)，完成處理過程從出水管排出。其中，短程硝化反硝化脫氮過程為NH/-N — NO2--N — N2,而傳統(tǒng)脫氮工藝采用全程硝化反硝化，其脫氮過程為NH4+-N — NO2 -N — NO3 -N — N2,短程硝化反硝化反應(yīng)將硝化反應(yīng)控制在亞硝酸鹽階段，使其不再進(jìn)一步氧化成硝酸鹽而直接進(jìn)行反硝化反應(yīng)，縮短了廢水脫氮過程，減少了反應(yīng)過程中的能耗。其中，為了保證短程硝化反硝化反應(yīng)的順利進(jìn)行，首先，通過溶解氧濃度控制裝置控制所述第一生物氧化池和所述第二生物氧化池溶解氧濃度保持在I 1.5mg/L，使得第一生物氧化池和第二生物氧化池中的溶解氧濃度保持在較低的水平，并且，溶解氧濃度控制裝置持續(xù)曝氣使得三個生物氧化池保持宏觀上的好氧狀態(tài)，而第一載體和第二載體均包括孔徑范圍為1_-4_的大量孔洞，其內(nèi)部的該特殊結(jié)構(gòu)又可以形成大量缺氧、厭氧的微觀環(huán)境，這樣就在第一生物氧化池和第二生物氧化池中均形成好氧、缺氧及厭氧環(huán)境的組合，為硝化細(xì)菌、反硝化細(xì)菌等多種微生物提供不同的生長環(huán)境，保證了硝化細(xì)菌、反硝化細(xì)菌等多種微生物的處于活力狀態(tài)，能夠進(jìn)行硝化反應(yīng)和反硝化反應(yīng)，由于亞硝酸菌對氧氣的競爭能力強(qiáng)于硝酸菌，在較低的溶解氧濃度條件下，即溶解氧濃度保持在I 1.5mg/L，亞硝酸細(xì)菌在硝化菌群體系中占主導(dǎo)地位，從而利用第一載體中的微生物進(jìn)行短程硝化反硝化，將硝化反應(yīng)控制在亞硝化階段以去除煤氣化廢水中的氨氮，然后利用煤氣化廢水本身就具有的有機(jī)物作為電子供體，以NO2--N作為電子受體進(jìn)行反硝化作用，去除總氮及有機(jī)物，煤氣化廢水在第一生物氧化池中進(jìn)行短程硝化反硝化反應(yīng)后，進(jìn)入到第二生物氧化池中進(jìn)行第二次短程硝化反硝化反應(yīng)，以保證對煤氣化廢水的進(jìn)一步處理，保證處理效果。 其中，在第一生物氧化池及第二生物氧化池中，短程硝化反硝化難以保證NH4+-N、Ν02_-Ν的完全去除，在第三生物氧化池中，第三載體包括孔徑范圍為的大量孔洞，形成一個內(nèi)部厭氧環(huán)境，其微生物以反硝化細(xì)菌為主，第四載體包括孔徑范圍為的大量孔洞，形成一個好氧環(huán)境，其微生物以硝化細(xì)菌為主，那么就可以利用第三載體中的微生物進(jìn)行反硝化作用，使NO2--N與煤氣化廢水提供的有機(jī)物進(jìn)行反應(yīng)，然后利用第四載體中的微生物進(jìn)一步氧化剩余的NH4+-N及Ν02_-Ν，以保證耗氧無機(jī)氮的有效去除。其中，第三生物氧化池中，通過溶解氧濃度控制裝置控制第三生物氧化池溶解氧濃度保持在1.5 2.5mg/L,為第三生物氧化池中的硝化反應(yīng)和反硝化反應(yīng)創(chuàng)造良好的環(huán)境。本發(fā)明提供的煤氣化廢水處理裝置利用短程硝化反硝化原理同步去除有機(jī)物、氨氮及總氮，比普通脫氮工藝減少了氧氣、碳源及堿度的消耗，縮短了反應(yīng)歷程，縮短了處理時間，水力停留時間短，通過溶解氧濃度控制裝置控制各個生物氧化池中的溶解氧濃度，實(shí)現(xiàn)不同載體中微生物的多樣性，各類微生物各自處于有利的生長環(huán)境，在營養(yǎng)充足的條件下保持很高的生物活性，并且在實(shí)現(xiàn)短程硝化反硝化的同時保證了氨氮、亞硝酸鹽的有效去除，脫氮效率高，同時由于減少了氧氣、堿度及碳源的消耗而節(jié)省了運(yùn)行成本。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例所提供的煤氣化廢水處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。上圖1中:總進(jìn)水口 1、第一進(jìn)水口 11、第二進(jìn)水口 12、第三進(jìn)水口 13、第一載體21、第二載體22、第三載體23、第四載體24、第一生物氧化池31、第二生物氧化池32、第三生物氧化池33、第一通道41、第二通道42、出水管5、曝氣管6、上攔截網(wǎng)71、下攔截網(wǎng)72、中攔截網(wǎng)73、集泥斗8、排泥口 9、空氣提供裝置101。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的核心是提供一種煤氣化廢水處理裝置，以縮短處理時間，降低運(yùn)行成本；本發(fā)明的另一核心是提供一種煤氣化廢水處理方法，以縮短處理時間，降低運(yùn)行成本。為了使本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。請參考圖1，圖1為本發(fā)明實(shí)施例所提供的煤氣化廢水處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明實(shí)施例所提供的煤氣化廢水處理裝置，包括依次設(shè)置的第一生物氧化池31、通過第一通道41與第一生物氧化池31連通的第二生物氧化池32、通過第二通道42與第二生物氧化池32連通的第三生物氧化池33、用于補(bǔ)充生化反應(yīng)所需要的碳源、堿度的補(bǔ)充裝置、總進(jìn)水口 I和溶解氧濃度控制裝置，其中，第一生物氧化池31設(shè)置有從總進(jìn)水口 I分流的第一進(jìn)水口 11、用于附著微生物的第一載體21和用于限制第一載體21的范圍的第一載體固定裝置，第一載體21包括孔徑范圍為的大量孔洞，第二生物氧化池32設(shè)置有用于附著微生物的第二載體22和用于限制第二載體22范圍的第二載體固定裝置，第二載體22包括孔徑范圍為的大量孔洞，第三生物氧化池33設(shè)置有依次排列的用于附著微生物的第三載·體23和用于附著微生物的第四載體24，還設(shè)置有用于限制第三載體23范圍的第三載體固定裝置和用于限制第四載體24范圍的第四載體固定裝置，第三載體23包括孔徑范圍為的大量孔洞,第四載體24包括孔徑范圍為的大量孔洞，第三生物氧化池33還設(shè)置有出水管5。使用時，將經(jīng)調(diào)節(jié)池、物理化學(xué)沉淀池預(yù)處理去除部分懸浮物后的煤氣化廢水從第一進(jìn)水口 11進(jìn)入到第一生物氧化池31中，經(jīng)過第一載體21完成第一次短程硝化反硝化反應(yīng)后，從第一通道41流入到第二生物氧化池32中，經(jīng)過第二載體22完成第二次短程硝化反硝化反應(yīng)后，從第二通道42流入到第三生物氧化池33中，先經(jīng)過第三載體23完成反硝化反應(yīng)，再經(jīng)過第四載體24完成硝化反應(yīng)，完成處理過程從出水管排出。其中，短程硝化反硝化反應(yīng)脫氮過程為NH/-N — NO2--N — N2,而傳統(tǒng)脫氮工藝采用全程硝化反硝化，其脫氮過程為NH4+-N — NO2 -N — NO3 -N — N2,短程硝化反硝化反應(yīng)將硝化反應(yīng)控制在亞硝酸鹽階段，使其不再進(jìn)一步氧化成硝酸鹽而直接進(jìn)行反硝化反應(yīng)，縮短了廢水脫氮過程，減少了反應(yīng)過程中的能耗。其中，為了保證短程硝化反硝化反應(yīng)的順利進(jìn)行，首先，通過溶解氧濃度控制裝置控制第一生物氧化池31和第二生物氧化池32溶解氧濃度保持在I 1.5mg/L，使得第一生物氧化池31和第二生物氧化池32中的溶解氧濃度保持在較低的水平，并且，溶解氧濃度控制裝置持續(xù)曝氣使得三個生物氧化池保持宏觀上的好氧狀態(tài)，而第一載體21和第二載體22均包括孔徑范圍為的大量孔洞,其內(nèi)部的該特殊結(jié)構(gòu)又可以形成大量缺氧、厭氧的微觀環(huán)境，這樣就在第一生物氧化池31和第二生物氧化池32中均形成好氧、缺氧及厭氧環(huán)境的組合，為硝化細(xì)菌、反硝化細(xì)菌等多種微生物提供不同的生長環(huán)境，保證了硝化細(xì)菌、反硝化細(xì)菌等多種微生物的處于活力狀態(tài)，能夠進(jìn)行硝化反應(yīng)和反硝化反應(yīng)，由于亞硝酸菌對氧氣的競爭能力強(qiáng)于硝酸菌，在較低的溶解氧濃度條件下，即溶解氧濃度保持在I 1.5mg/L，亞硝酸細(xì)菌在硝化菌群體系中占主導(dǎo)地位，使得硝化作用集中于亞硝化階段，從而利用第一載體21中的微生物進(jìn)行短程硝化反硝化，將硝化反應(yīng)控制在亞硝化階段以去除煤氣化廢水中的氨氮，然后利用煤氣化廢水本身就具有的有機(jī)物，作為電子供體，以NO2--N作為電子受體進(jìn)行反硝化作用，去除總氮及有機(jī)物，煤氣化廢水在第一生物氧化池31中進(jìn)行短程硝化反硝化反應(yīng)后，進(jìn)入到第二生物氧化池32中進(jìn)行第二次短程硝化反硝化反應(yīng)，以保證對煤氣化廢水的進(jìn)一步處理，保證處理效果。其中，在第一生物氧化池31及第二生物氧化池32中，短程硝化反硝化難以保證NH/-N、NO2--N的完全去除，在第三生物氧化池33中，第三載體23包括孔徑范圍為
的大量孔洞，形成一個內(nèi)部厭氧環(huán)境，其微生物以反硝化細(xì)菌為主，第四載體24包括孔徑范圍為的大量孔洞，形成一個好氧環(huán)境，其微生物以硝化細(xì)菌為主，那么就可以利用第三載體23中的微生物進(jìn)行反硝化作用，使Ν02_-Ν與煤氣化廢水提供的有機(jī)物進(jìn)行反應(yīng)然后利用第四載體24中的微生物進(jìn)一步氧化剩余的NH4+-N及Ν02_-Ν，以保證耗氧無機(jī)氮的有效去除。其中，第三生物氧化池33中，通過溶解氧濃度控制裝置控制第三生物氧化池33溶解氧濃度保持在1.5 2.5mg/L,以使第四載體內(nèi)部的微生物處于好氧狀態(tài)，第三載體內(nèi)部的微生物處于缺氧狀態(tài)，為第三生物氧化池33中的硝化反應(yīng)和反硝化反應(yīng)創(chuàng)造良好的環(huán)境。本發(fā)明提供的煤氣化廢水處理裝置利用短程硝化反硝化原理同步去除有機(jī)物、氨氮及總氮，比普通脫氮工藝 減少了氧氣、碳源及堿度的消耗，縮短了反應(yīng)歷程，縮短處理時間，水力停留時間短，運(yùn)行成本低，通過溶解氧濃度控制裝置控制各個生物氧化池中的溶解氧濃度，實(shí)現(xiàn)不同載體中微生物的多樣性，各類微生物各自處于有利的生長環(huán)境，在營養(yǎng)充足的條件下保持很高的生物活性，并且在實(shí)現(xiàn)短程硝化反硝化的同時保證了氨氮、亞硝酸鹽的有效去除。其中，第一載體固定裝置、第二載體固定裝置、第三載體固定裝置和第四載體固定裝置可以為上攔截網(wǎng)71和下攔截網(wǎng)72，分別將第一載體21和第二載體22限制在上攔截網(wǎng)71和下攔截網(wǎng)72之間，其中，第三載體23和第四載體24可以使用三個攔截網(wǎng)，即上攔截網(wǎng)71、中攔截網(wǎng)73和下攔截網(wǎng)72，其中，第三載體23限制于上攔截網(wǎng)71和中攔截網(wǎng)73之間，第四載體24限制于中攔截網(wǎng)73和下攔截網(wǎng)72之間。具體的，補(bǔ)充裝置可以是原水分流裝置，包括從總進(jìn)水口 I分流的第二進(jìn)水口 12和第三進(jìn)水口 13，其中，第二進(jìn)水口 12與第二生物氧化池32連通，且位于第一生物氧化池31和第二生物氧化池32的連通處，第三進(jìn)水口 13與第三生物氧化池33連通，且位于第二生物氧化池32和第三生物氧化池33的連通處。煤氣化廢水的酸堿值是堿性較高的，并且，含有豐富的有機(jī)物，有機(jī)物可以作為碳源使用，因此，煤氣化廢水完全能夠用于補(bǔ)充碳源和堿度，煤氣化廢水從第二進(jìn)水口 12進(jìn)入到第二生物氧化池32中，從第三進(jìn)水口 13進(jìn)入到第三生物氧化池3中，實(shí)現(xiàn)了多點(diǎn)進(jìn)水，充分利用了煤氣化廢水中有限的碳源和堿度，節(jié)省了額外投加堿度和碳源帶來的運(yùn)行成本，并且，進(jìn)一步縮短了煤氣化廢水的處理時間。同時，第二進(jìn)水口 12位于第一生物氧化池31和第二生物氧化池32的連通處，即第一通道41通向第二生物氧化池32的出口處，這樣，從第一生物氧化池31過來的煤氣化廢水能及時得到有機(jī)物以及堿度的補(bǔ)充，并且混合均勻。同理，第三進(jìn)水口 13位于第二生物氧化池32和第三生物氧化池33的連通處，即第二通道42通向第三生物氧化池33的出口處，這樣，從第二生物氧化池32過來的煤氣化廢水能及時得到有機(jī)物以及堿度的補(bǔ)充，并且混合均勻。具體的，第一生物氧化池31與第二生物氧化池32的容積相等，第三生物氧化池33的容積占裝第一生物氧化池31、第二生物氧化池32和第三生物氧化池33三個生物氧化池的總?cè)莘e的20% 25%。由于煤氣化廢水的主要處理是在第一生物氧化池31和第二生物氧化池32中進(jìn)行，兩者容積相等能夠保證處理過程的連續(xù)性，兩者中任意一個過大將導(dǎo)致容積的浪費(fèi)，第三生物氧化池33的設(shè)立是為了防止前面的短程硝化反硝化難以保證NH4+-N、NO2--N的完全去除，因此，第三生物氧化池33的容積無需過大，可以降低制作成本，同時，其容積占總?cè)莘e的20% 25%已經(jīng)完全夠用，如果第三生物氧化池33的容積過大，可能會由于第一生物氧化池31與第二生物氧化池32處理速度跟不上自己的處理速度導(dǎo)致一部分容積空閑，非常浪費(fèi)，如果第三生物氧化池33的容積過小，可能會由于第一生物氧化池31與第二生物氧化池32處理速度過快而自己的處理速度跟不上，導(dǎo)致多余的煤氣化廢水淤積過多，影響整個處理過程。 具體的，第一生物氧化池31、第二生物氧化池32和第三生物氧化池33均設(shè)置有集泥斗8和排泥口 9，可以實(shí)現(xiàn)對煤氣化廢水中的污泥的排除。具體的，第一進(jìn)水口 11位于第一生物氧化池31的上部，第一生物氧化池31的下部與第二生物氧化池32的下部連通，第二生物氧化池32的上部與第三生物氧化池33的上部連通，出水管5位于第三生物氧化池33的下部。這樣就可以形成非常連貫的流動過程，煤氣化廢水從第一 進(jìn)水口 11進(jìn)入后向下流動，經(jīng)過第一載體21從第一生物氧化池31的下部從第一通道41進(jìn)入到第二生物氧化池32的下部，然后水位慢慢上升，經(jīng)過第二載體22，從第二生物氧化池32的上部通過第二通道42進(jìn)入到第三生物氧化池33的上部，此時，設(shè)置第三載體23在上，第四載體24在下，依次排列，那么煤氣化廢水進(jìn)入到第三生物氧化池33中后向下流動，經(jīng)過第三載體23，然后經(jīng)過第四載體24，從位于第三生物氧化池33的下部的出水管5流出，完成處理過程。具體的，溶解氧濃度控制裝置包括曝氣管6和空氣提供裝置101，設(shè)備簡單實(shí)用，維修方便，其中空氣提供裝置101可以是離心式風(fēng)機(jī)，也可以是空氣壓縮機(jī)。具體的，第一載體21、第二載體22和第三載體23均為聚氨酯多孔立方體。該結(jié)構(gòu)更易于形成大量缺氧、厭氧的微觀環(huán)境。本發(fā)明實(shí)施例還提供一種煤氣化廢水處理方法，包括:步驟I)在第一生物氧化池31中固定設(shè)置具有孔徑范圍為的大量孔洞的第一載體21，第一載體21形成在第一生物氧化池31中形成好氧、缺氧及厭氧環(huán)境的組合，在第二生物氧化池中32固定設(shè)置具有孔徑范圍為的大量孔洞的第二載體22，第二載體22形成在第二生物氧化池32中形成好氧、缺氧及厭氧環(huán)境的組合，在第三生物氧化池33中依次排列設(shè)置具有孔徑范圍為的大量孔洞的第三載體23和具有孔徑范圍為4mm-7mm的大量孔洞的第四載體24，其中，第三載體23形成內(nèi)部厭氧環(huán)境，第四載體24形成好氧環(huán)境；步驟2)將煤氣化廢水通入到第一生物氧化池31中，同時控制第一生物氧化池31和第二生物氧化池32溶解氧濃度保持在I 1.5mg/L，控制第三生物氧化池33溶解氧濃度保持在1.5 2.5mg/L，進(jìn)行行短程硝化反硝化，煤氣化廢水自第一生物氧化池31流通到第二生物氧化池32再流通到第三生物氧化池33完成處理過程。本發(fā)明實(shí)施例提供的煤氣化廢水處理方法基于上述煤氣化廢水處理裝置，例如，步驟2 )中的補(bǔ)充碳源和堿度可以由上述煤氣化廢水處理裝置中的補(bǔ)充裝置來完成，本發(fā)明實(shí)施例提供的煤氣化廢水處理方法可利用短程硝化反硝化原理同步去除有機(jī)物、氨氮及總氮，比普通脫氮工藝減少了氧氣、碳源及堿度的消耗，縮短了反應(yīng)歷程，縮短處理時間，水力停留時間短，通過溶解氧濃度控制裝置控制各個生物氧化池中的溶解氧濃度，實(shí)現(xiàn)不同載體中微生物的多樣性，各類微生物各自處于有利的生長環(huán)境，在營養(yǎng)充足的條件下保持很高的生物活性，并且在實(shí)現(xiàn)短程硝化反硝化的同時保證了氨氮、亞硝酸鹽的有效去除。具體的，步驟2)中還包括采用原水分流補(bǔ)充碳源和堿度，原水分流具體為單獨(dú)分流煤氣化廢水至第二生物氧化池32和單獨(dú)分流煤氣化廢水至第三生物氧化池33。通過多點(diǎn)進(jìn)水充分利用了煤氣化廢水中有限的碳源和堿度，并且，進(jìn)一步縮短了煤氣化廢水的處理時間。具體的，通入第一生物氧化池31的煤氣化廢水占總煤氣化廢水的55% 60%，通入第二生物氧化池32的煤 氣化廢水占總煤氣化廢水的30% 35%，總煤氣化廢水中的剩余部分通入第三生物氧化池33中。根據(jù)煤氣化廢水中的有機(jī)物含量和堿度，以及短程硝化反硝化反應(yīng)過程中有機(jī)物消耗的程度和堿度，以通入第一生物氧化池31的煤氣化廢水占總煤氣化廢水的55% 60%，通入第二生物氧化池32的煤氣化廢水占總煤氣化廢水的30% 35%，總煤氣化廢水中的剩余部分通入第三生物氧化池33中為宜，最大程度上保證煤氣化廢水中的有機(jī)物含量和堿度得到充分的利用。實(shí)施例1:第一生物氧化池31與第二生物氧化池32的容積相等，第三生物氧化池33容積占裝置總?cè)莘e的25% ；第一載體21、第二載體22和第三載體23均為聚氨酯多孔立方體，第一載體21和第二載體22均邊長為30mm，均孔徑范圍為I 4mm，第三載體23邊長為20mm，孔徑范圍為I 2mm,第四載體24邊長為40mm,孔徑為4 7mm ;在具體實(shí)施過程中，煤氣化廢水首先經(jīng)調(diào)節(jié)池、物理化學(xué)沉淀池預(yù)處理去除部分懸浮物后，經(jīng)總進(jìn)水口 I分三部分，按比例同時進(jìn)入到第一進(jìn)水口 11、第二進(jìn)水口 12和第三進(jìn)水口 13中,其中，從第一進(jìn)水口 11進(jìn)入到第一生物氧化池31、從第二進(jìn)水口 12進(jìn)入到第二生物氧化池32、從第三進(jìn)水口 13進(jìn)入到第三生物氧化池33，最后，處理后的煤氣化廢水由出水管5排出系統(tǒng)，煤氣化廢水在曝氣管6連續(xù)曝氣的過程中單向流動，污泥沉積在集泥斗8，經(jīng)排泥口 9定期排出裝置；按比例流入第一生物氧化池31的煤氣化廢水為總煤氣化廢水中的60%，流入第二生物氧化池32的煤氣化廢水為總煤氣化廢水中的為30%，總煤氣化廢水中的其余煤氣化廢水流入第三生物氧化池33 ；
由空氣壓縮機(jī)通過曝氣管6輸送空氣至各個生物氧化池，運(yùn)行過程中通過調(diào)整曝氣量以控制第一生物氧化池31、第二生物氧化池32溶解氧濃度均為I 1.5mg/L，第三生物氧化池33溶解氧濃度為1.5 2.5mg/L。在本實(shí)施例中，第一生物氧化池31和第二生物氧化池32均保持pH值>8，以有利于Ν02_-Ν的積累，多點(diǎn)進(jìn)水可以保證第一生物氧化池31、第二生物氧化池32的pH值都維持在堿性較高水平，從而抑制NOf-N向NOf-N的轉(zhuǎn)化。在第一生物氧化池31、第二生物氧化池32中，保持較低的溶解氧濃度，利用第一載體21中的微生物進(jìn)行短程硝化反硝化，將硝化反應(yīng)控制在亞硝化階段以去除廢水中的氨氮，然后利用有機(jī)物作為電子供體，以NO2--N作為電子受體進(jìn)行反硝化作用去除總氮及有機(jī)物，從第一進(jìn)水口 11和第二進(jìn)水口 12流入的煤氣化廢水可以及時補(bǔ)充生化反應(yīng)所需要的碳源及堿度；在第一生物氧化池31及第二生物氧化池32中，短程硝化反硝化難以保證NH4+-N、NO2--N的完全去除，在第三生物氧化池33中，利用第三載體23中的微生物進(jìn)行反硝化作用，使Ν02_-Ν與從第三進(jìn)水口 13流入的有機(jī)物進(jìn)行反應(yīng)，利用第四載體24中的微生物進(jìn)一步氧化剩余的NH4+-N及Ν02_-Ν，以保證耗氧無機(jī)氮的有效去除。在水力停留時間為52小時的情況下，本實(shí)施例運(yùn)行18天內(nèi)的水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)如表I所示。表I中試運(yùn)行期間的水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)
權(quán)利要求
1.一種煤氣化廢水處理裝置，其特征在于，包括依次設(shè)置的第一生物氧化池(31)、通過第一通道(41)與所述第一生物氧化池(31)連通的第二生物氧化池(32)、通過第二通道(42)與所述第二生物氧化池(32)連通的第三生物氧化池(33)、用于補(bǔ)充碳源和堿度的補(bǔ)充裝置、總進(jìn)水口(I)和溶解氧濃度控制裝置， 其中，所述第一生物氧化池(31)設(shè)置有從所述總進(jìn)水口(I)分流的第一進(jìn)水口(11)、用于附著微生物的第一載體(21)和用于限制所述第一載體(21)范圍的第一載體固定裝置，所述第一載體(21)包括孔徑范圍為的大量孔洞， 所述第二生物氧化池(32)設(shè)置有用于附著微生物的第二載體(22)和用于限制所述第二載體(22)范圍的第二載體固定裝置，所述第二載體(22)包括孔徑范圍為的大量孔洞， 所述第三生物氧化池(33)設(shè)置有依次排列的用于附著微生物的第三載體(23)和用于附著微生物的第四載體(24)，還設(shè)置有用于限制所述第三載體(23)范圍的第三載體固定裝置和用于限制所述第四載體(24)范圍的第四載體固定裝置，所述第三載體(23)包括孔徑范圍為的大量孔洞,所述第四載體(24)包括孔徑范圍為的大量孔洞， 所述第三生物氧化池(33 )還設(shè)置有出水管(5 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤氣化廢水處理裝置，其特征在于，所述補(bǔ)充裝置包括從所述總進(jìn)水口( 1)分流的第二進(jìn)水口( 12)和第三進(jìn)水口( 13)， 其中，所述第二進(jìn)水口( 12)與所述第二生物氧化池(32)連通，且位于所述第一生物氧化池(31)和所述第二生物氧化池(32)的連通處， 所述第三進(jìn)水口(23)與所述第三生物氧化池(33)連通，且位于所述第二生物氧化池(32)和所述第三生物氧化池(33)的連通處。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤氣化廢水處理裝置，其特征在于，所述第一生物氧化池(31)與所述第二生物氧化池(32)的容積相等，所述第三生物氧化池(33)的容積占裝所述第一生物氧化池(31)、所述第二生物氧化池(32)和所述第三生物氧化池(33)三個生物氧化池的總?cè)莘e的20% 25%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤氣化廢水處理裝置，其特征在于，所述第一生物氧化池(31)、所述第二生物氧化池(32 )和所述第三生物氧化池(33 )均設(shè)置有集泥斗(8 )和排泥口(9)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤氣化廢水處理裝置，其特征在于，所述第一進(jìn)水口(11)位于所述第一生物氧化池(31)的上部，所述第一生物氧化池(31)的下部與所述第二生物氧化池(32)的下部連通，所述第二生物氧化池(32)的上部與所述第三生物氧化池(33)的上部連通，所述出水管(5)位于所述第三生物氧化池(33)的下部。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的煤氣化廢水處理裝置，其特征在于，所述溶解氧濃度控制裝置包括曝氣管(6)和空氣提供裝置(101)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的煤氣化廢水處理裝置，其特征在于，所述第一載體(21)、所述第二載體(22)和所述第三載體(23)均為聚氨酯多孔立方體。
8.一種煤氣化廢水處理方法，其特征在于，包括 步驟1)在第一生物氧化池(31)中固定設(shè)置具有孔徑范圍為的大量孔洞的第一載體(21 )，所述第一載體(21)在第一生物氧化池中形成好氧、缺氧及厭氧環(huán)境的組合，在第二生物氧化池(32)中固定設(shè)置具有孔徑范圍為1_-4_的大量孔洞的第二載體(22),所述第二載體(22)在第二生物氧化池(32)中形成好氧、缺氧及厭氧環(huán)境的組合，在第三生物氧化池(33)中依次排列設(shè)置具有孔徑范圍為的大量孔洞的第三載體(23)和具有孔徑范圍為的大量孔洞的第四載體(24)，其中，第三載體(23)形成內(nèi)部厭氧環(huán)境，所述第四載體(24)形成好氧環(huán)境； 步驟2)將煤氣化廢水通入到所述第一生物氧化池(31)中，控制所述第一生物氧化池(31)和所述第二生物氧化池(32)溶解氧濃度保持在I I. 5mg/L，控制所述第三生物氧化池(33)溶解氧濃度保持在I. 5 2. 5mg/L，煤氣化廢水自所述第一生物氧化池(31)流通到所述第二生物氧化池(32)再流通到所述第三生物氧化池(33)完成處理過程。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的煤氣化廢水處理方法，其特征在于，所述步驟2)中還包括采用原水分流補(bǔ)充碳源和堿度，原水分流具體為單獨(dú)分流所述煤氣化廢水至所述第二生物氧化池(32 )和單獨(dú)分流所述煤氣化廢水至所述第三生物氧化池(33 )。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的煤氣化廢水處理方法，其特征在于，通入所述第一生物氧化池(31)的煤氣化廢水占總煤氣化廢水的55% 60%，通入所述第二生物氧化池(32)的煤氣化廢水占總煤氣化廢水的30% 35%，所述總煤氣化廢水中的剩余部分通入所述第三生物氧化池(33)中。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種煤氣化廢水處理裝置，使用時，將經(jīng)調(diào)節(jié)池、物理化學(xué)沉淀池預(yù)處理去除部分懸浮物后的煤氣化廢水從第一進(jìn)水口進(jìn)入到第一生物氧化池中，經(jīng)過第一載體完成第一次短程硝化反硝化反應(yīng)后，從第一通道流入到第二生物氧化池中，經(jīng)過第二載體完成第二次短程硝化反硝化反應(yīng)后，從第二通道流入到第三生物氧化池中，先經(jīng)過第三載體完成反硝化反應(yīng)，再經(jīng)過第四載體完成硝化反應(yīng)，完成處理過程從出水管排出。其中，短程硝化反硝化反應(yīng)將硝化反應(yīng)控制在亞硝酸鹽階段，使其不再進(jìn)一步氧化成硝酸鹽而直接進(jìn)行反硝化反應(yīng)，縮短了廢水脫氮過程，補(bǔ)充裝置補(bǔ)充碳源及堿度。本發(fā)明還提供了一種煤氣化廢水處理方法。
文檔編號C02F9/14GK103253835SQ201310220988
公開日2013年8月21日 申請日期2013年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2013年6月5日
發(fā)明者王冬, 周如祿, 趙忠萍, 郭中權(quán), 徐先寶, 鄭彭生, 陳聚武, 宋淑群, 王偉, 秦勝, 袁建奎, 岳雙喜, 石金田 申請人:兗礦集團(tuán)有限公司, 兗礦國宏化工有限責(zé)任公司