一種脫醇費(fèi)托合成水處理系統(tǒng)及利用其處理廢水的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及環(huán)境保護(hù)和廢水處理及回用技術(shù)，具體涉及一種脫醇費(fèi)托合成水處理 系統(tǒng)及利用其處理廢水的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 中國(guó)是一個(gè)富煤貧油少氣缺水的國(guó)家，隨著經(jīng)濟(jì)的高速增長(zhǎng)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的迅速變 化和人民生活水平的提高，帶動(dòng)了中國(guó)石油消費(fèi)量的快速增長(zhǎng)，年均增長(zhǎng)率達(dá)到7.10%以 上，而國(guó)內(nèi)石油供應(yīng)年增長(zhǎng)率僅為3.41%，產(chǎn)需嚴(yán)重失衡。
[0003] 煤制油也被稱(chēng)為煤炭液化，是一種以煤為原料生產(chǎn)液體燃料和化工原料的煤化工 技術(shù)。該技術(shù)能夠脫除煤中的硫等有害元素及礦物雜質(zhì)，產(chǎn)品為潔凈燃料。因此，煤制油技 術(shù)的應(yīng)用和推廣在應(yīng)對(duì)當(dāng)今石油供需矛盾及貫徹節(jié)能減排政策中具有重大的環(huán)保意義和 保障能源安全的戰(zhàn)略意義。
[0004] 目前我國(guó)的煤制油項(xiàng)目大體都分布在缺水的西部地區(qū)。而煤制油項(xiàng)目需要大量的 水，1噸直接液化"煤制油"的耗水量約7噸，間接液化"煤制油"耗水量約12噸。因此類(lèi)似企業(yè) 大多面臨水資源短缺的問(wèn)題。
[0005] 費(fèi)托合成作為煤間接制油的重要工藝，其主要產(chǎn)物合成油產(chǎn)品由烷烴和烯烴構(gòu) 成，硫、氮含量極低，同時(shí)含有一定量的含氧化合物。在鐵基費(fèi)托合成反應(yīng)中，水的產(chǎn)量一般 是合成油產(chǎn)品的一倍多。
[0006] 費(fèi)托反應(yīng)合成水主要含有油、醇、酸、醛、酮、酯等含氧化合物，經(jīng)過(guò)相應(yīng)的除油和 脫醇后，未經(jīng)加堿中和，形成以有機(jī)羧酸為主要特征污染物的酸性廢水，本發(fā)明中稱(chēng)其為 "脫醇費(fèi)托合成水"，其PH較低，COD與BOD值仍舊很高，很難用常規(guī)方法處理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的是為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，提供一種行之有效的可適應(yīng)未經(jīng)加堿中 和脫醇費(fèi)托合成水水質(zhì)特點(diǎn)的處理系統(tǒng)及利用其處理廢水的方法。采用此處理系統(tǒng)可穩(wěn)定 高效降解廢水中的有機(jī)污染物，引入物質(zhì)少，出水指標(biāo)可滿(mǎn)足再生水用作工業(yè)用水水源的 水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，投資和運(yùn)行成本低，工藝簡(jiǎn)單，對(duì)環(huán)境友好。
[0008] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的第一方面提供一種脫醇費(fèi)托合成水處理系統(tǒng)，其包括： 復(fù)合氧化微電解裝置、一級(jí)混凝沉淀池、調(diào)節(jié)池、厭氧反應(yīng)器、好氧反應(yīng)器、沉淀池和二級(jí)混 凝沉淀池;其中，所述復(fù)合氧化微電解裝置連接所述一級(jí)混凝沉淀池，所述一級(jí)混凝沉淀池 連接所述調(diào)節(jié)池，所述調(diào)節(jié)池連接所述厭氧反應(yīng)器，所述厭氧反應(yīng)器連接所述好氧反應(yīng)器， 所述好氧反應(yīng)器連接所述沉淀池，所述沉淀池連接所述二級(jí)混凝沉淀池。
[0009] 其中，優(yōu)選地，所述復(fù)合氧化微電解裝置包括微電解區(qū)、氧化區(qū)和沉淀區(qū)，在系統(tǒng) 工作時(shí)，廢水依次進(jìn)入微電解區(qū)、氧化區(qū)和沉淀區(qū)。
[0010]更優(yōu)選地，在所述復(fù)合氧化微電解裝置中，所述微電解區(qū)采用多級(jí)折流式，包括3 ~6級(jí)水平方向串聯(lián)的折流式微電解反應(yīng)器，每級(jí)折流式微電解反應(yīng)器中設(shè)置導(dǎo)流板，從而 將反應(yīng)器內(nèi)部空間分為導(dǎo)流區(qū)和升流區(qū)，導(dǎo)流區(qū)和升流區(qū)在反應(yīng)器內(nèi)僅在底部連通，升流 區(qū)流速控制在1.5~2.Om/h，升流區(qū)中設(shè)置鐵碳填料床，由承托層支撐;各級(jí)折流式微電解 反應(yīng)器之間通過(guò)設(shè)置在側(cè)壁上的溢流口相連，使得上一級(jí)反應(yīng)器出水能夠自流進(jìn)入下一 級(jí);最后一級(jí)折流式微電解反應(yīng)器與氧化區(qū)通過(guò)溢流口相連，氧化區(qū)設(shè)置曝氣裝置;氧化區(qū) 與沉淀區(qū)底部相連，沉淀區(qū)設(shè)置污泥斗;沉淀區(qū)頂部位置設(shè)置溢流堰，與出水管相連。
[0011] 優(yōu)選地，所述復(fù)合氧化微電解裝置中的沉淀區(qū)的結(jié)構(gòu)選自豎流式、平流式、輻流 式、斜管式和斜板式中的任一種。
[0012] 優(yōu)選地，所述厭氧反應(yīng)器選自上流式厭氧污泥床、厭氧膨脹顆粒床反應(yīng)器、內(nèi)循環(huán) 厭氧反應(yīng)器、完全混合式厭氧反應(yīng)器、厭氧折流板反應(yīng)器、厭氧生物濾池、復(fù)合式厭氧流化 床和厭氧接觸工藝中的任一種。
[0013] 優(yōu)選地，所述好氧反應(yīng)器選自活性污泥法、曝氣生物濾池、滴濾池、生物轉(zhuǎn)盤(pán)、生物 接觸氧化、膜生物反應(yīng)器和流化床反應(yīng)器中的任一種。
[0014] 優(yōu)選地，所述沉淀池的結(jié)構(gòu)選自豎流式、平流式、輻流式、斜管式或斜板式中的任 一種。
[0015] 本發(fā)明的第二方面提供一種利用上述脫醇費(fèi)托合成水處理系統(tǒng)處理廢水的方法， 其包括如下步驟：
[0016] (1)將脫醇費(fèi)托合成水在復(fù)合氧化微電解裝置中進(jìn)行預(yù)處理，得到預(yù)處理后的脫 醇費(fèi)托合成水；
[0017] (2)將所述的預(yù)處理后的脫醇費(fèi)托合成水在一級(jí)混凝沉淀池中進(jìn)行混凝沉淀處 理，得到去除懸浮物的脫醇費(fèi)托合成水；
[0018] (3)將所述的去除懸浮物的脫醇費(fèi)托合成水與沉淀池出水在調(diào)節(jié)池中混合，調(diào)配 廢水的營(yíng)養(yǎng)比，得到厭氧處理進(jìn)水；
[0019] (4)將所述的厭氧處理進(jìn)水在厭氧反應(yīng)器中進(jìn)行厭氧處理，得到厭氧處理出水； [0020] (5)將所述的厭氧處理出水在好氧反應(yīng)器中進(jìn)行好氧處理，得到好氧處理出水； [0021] (6)將所述的好氧處理出水在沉淀池中進(jìn)行澄清沉淀，得到沉淀池出水；
[0022] (7)將所述的沉淀池出水在二級(jí)混凝沉淀池中進(jìn)行混凝沉淀處理，得到最終出水。
[0023] 本發(fā)明中，步驟（1)為將脫醇費(fèi)托合成水在復(fù)合氧化微電解裝置中進(jìn)行預(yù)處理，得 到預(yù)處理后的脫醇費(fèi)托合成水。
[0024] 其中，所述的脫醇費(fèi)托合成水為本領(lǐng)域常規(guī)的含義，即費(fèi)托合成水經(jīng)過(guò)脫油處理 并在醇分離塔中進(jìn)行脫醇處理后在塔底得到的合成廢水，未經(jīng)加堿中和;一般而言，其特征 污染物為有機(jī)羧酸，其中COD濃度為8000~12000mg/L，最大可為15000mg/L，pH在3 · 0~4 · 0， 總鐵濃度在l〇〇〇mg/L以?xún)?nèi)，石油類(lèi)物質(zhì)為100mg/L。
[0025] 優(yōu)選地，所述復(fù)合氧化微電解裝置包括微電解區(qū)、氧化區(qū)和沉淀區(qū)，在系統(tǒng)工作 時(shí)，廢水依次進(jìn)入微電解區(qū)、氧化區(qū)和沉淀區(qū)，總停留時(shí)間控制在4.5~6.Oh。
[0026] 優(yōu)選地，所述的微電解區(qū)布置鐵碳填料，所述填料的總體積占整個(gè)反應(yīng)裝置有效 容積的50~60 %。
[0027]作為更進(jìn)一步優(yōu)選，所述鐵碳填料為復(fù)合填料，滿(mǎn)足下列要求:比表面積2 1.2m2/ g，堆積密度為1100~1300kg/m3，含鐵量2 70 %，物理強(qiáng)度2 1000kg/cm2，空隙率2 65%。 [0028]優(yōu)選地，所述復(fù)合氧化微電解裝置中的臭氧濃度為10~15mg/L。
[0029] 優(yōu)選地，所述復(fù)合氧化微電解裝置中的曝氣方式采用氣泡式曝氣或無(wú)泡式曝氣。
[0030] 本發(fā)明中，步驟(2)為將所述的預(yù)處理后的脫醇費(fèi)托合成水在一級(jí)混凝沉淀池中 進(jìn)行混凝沉淀處理，得到去除懸浮物的脫醇費(fèi)托合成水。
[0031] 其中，優(yōu)選地，所述一級(jí)混凝沉淀池中采用的混凝劑選自聚丙烯酰胺、淀粉類(lèi)衍生 物、木質(zhì)素類(lèi)衍生物、甲殼素類(lèi)衍生物、微生物混凝劑和復(fù)合型混凝劑中的一種或多種。
[0032] 本發(fā)明中，步驟(3)為將所述的去除懸浮物的脫醇費(fèi)托合成水與沉淀池出水在調(diào) 節(jié)池中混合，調(diào)配廢水的營(yíng)養(yǎng)比，得到厭氧處理進(jìn)水。
[0033] 其中，所述調(diào)配廢水的營(yíng)養(yǎng)比優(yōu)選滿(mǎn)足下述要求:使⑶D:N:P = 300~500: 5:1，微 量元素含量為Zn = 1 · 0~2 · 0mg/L、Mn = 1 · 0~2 · 0mg/L、Mg = 10 · 0~15 · 0mg/L、Co = 0 · 5~ 1 · 0mg/L、Ni = 0 · 5~1 · 0mg/L〇
[0034]本發(fā)明中，步驟(4)為將所述的厭氧處理進(jìn)水在厭氧反應(yīng)器中進(jìn)行厭氧處理，得到 厭氧處理出水。
[0035]其中，所述厭氧反應(yīng)器中優(yōu)選采用中溫厭氧微生物，反應(yīng)溫度優(yōu)選35~40°C。
[0036] 厭氧處理水力停留時(shí)間優(yōu)選為24~72h，使得厭氧處理出水的pH在7.0~7.5。
[0037]本發(fā)明中，步驟(5)為將所述的厭氧處理出水在好氧反應(yīng)器中進(jìn)行好氧處理，得到 好氧處理出水。
[0038]其中，所述好氧反應(yīng)器的反應(yīng)溫度優(yōu)選為15~35°C，停留時(shí)間優(yōu)選12~24h。
[0039] 本發(fā)明中，步驟(6)為將所述的好氧處理出水在沉淀池中進(jìn)行澄清沉淀，得到沉淀 池出水。
[0040] 其中，所述沉淀池出水部分回流至調(diào)節(jié)池，回流比為0~200%。
[0041] 本發(fā)明中，步驟(7)為將所述的沉淀池出水在二級(jí)混凝沉淀池中進(jìn)行混凝沉淀處 理，得到最終出水。
[0042]其中，所述二級(jí)混凝沉淀池中采用的混凝劑優(yōu)選硫酸鋁、三氯化鐵、硫酸亞鐵、聚 合氯化鋁、聚合硫酸鋁、聚合硫酸鐵、聚合氯化鐵、聚硅酸金屬鹽、聚丙烯酰胺、淀粉類(lèi)衍生 物、木質(zhì)素類(lèi)衍生物、甲殼素類(lèi)衍生物、微生物混凝劑和復(fù)合型混凝劑中的一種或多種。
[0043]在符合本領(lǐng)域常識(shí)的基礎(chǔ)上，上述各優(yōu)選條件，可任意組合，即得本發(fā)明各較佳實(shí) 例。
[0044]本發(fā)明取得了如下顯著的進(jìn)步：
[0045] (1)本發(fā)明的系統(tǒng)在處理污水時(shí)，在整個(gè)處理過(guò)程中無(wú)需另外投加堿類(lèi)物質(zhì)，較常 規(guī)方法相比，節(jié)約堿劑投加量8kg/噸水以上，節(jié)省藥劑費(fèi)用20.00元/噸水以上，減少生化出 水含鹽量，避免后續(xù)零排放工藝，降低投資費(fèi)用。
[0046] (2)本發(fā)明的最終出水滿(mǎn)足《城市污水再生利用工業(yè)用水水質(zhì)》（GB/T 19923- 2005)中再生水用作工業(yè)用水水源的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，COD < 60mg/L，BOD < 10mg/L，氨氮< IOmg/L， 總磷 < lmg/L，鐵 < 0· 3mg/L，TDS < 1000mg/L，石油類(lèi) < lmg/L，pH在6· 5~8· 5。
【附圖說(shuō)明】
[0047]圖1為本發(fā)明的脫醇費(fèi)托合成水處理系統(tǒng)的工作流程示意圖。
[0048]圖2為本發(fā)明的脫醇費(fèi)托合成水處理系統(tǒng)中的復(fù)合氧化微電解裝置的細(xì)節(jié)示意 圖。
[0049] 【附圖標(biāo)記說(shuō)明】
[0050] 01微電解區(qū) 02氧化區(qū) 03沉淀區(qū)
[0051 ] 04進(jìn)水管 05導(dǎo)流區(qū) 06升流區(qū)
[0052] 07導(dǎo)流板 08承托層 09溢流口
[0053] 10鐵碳填料床 11進(jìn)氣管 12曝氣裝置
[0054] 13溢流堰 14出水管 15排泥管
【具體實(shí)施方式】
[0055] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照 附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0056] 實(shí)施例1
[0057] 如圖1所示，本發(fā)明的脫醇費(fèi)托合成水處理系統(tǒng)包括:復(fù)合氧化微電解裝置、一級(jí) 混凝沉淀池、調(diào)節(jié)池、厭氧反應(yīng)器、好氧反應(yīng)器、沉淀池和二級(jí)混凝沉淀池；其中，所述復(fù)合 氧化微電解裝置連接所述一級(jí)混凝沉淀