一种用于汽化炉的废水处理装置及方法与流程

本发明涉及煤化工生产相关，具体涉及一种用于汽化炉的废水处理装置及方法。

背景技术：

1、汽化炉是将固体燃料（煤、生物质等）在缺氧或限氧条件下转化为合成气（co、h2等）的设备，核心目标是通过热化学反应实现能源的高效转化与清洁利用，目前主要应用于煤制甲醇、煤制烯烃等。汽化炉废水是煤化工生产中的典型高污染废水，具有污染物浓度高、成分复杂、难降解等特点，可生化性极差，是汽化炉工艺亟待解决的环保难题。该类废水主要来源为高温煤气淋洗而产生，主要污染因子为cod、bod5、氨氮、酚类、氰化物等，其中，cod的浓度约为5000mg/l，氨氮的浓度约为500mg/l，挥发酚浓度约为700mg/l。

2、目前常规的废水处理技术是通过汽提预处理或芬顿氧化预处理+厌氧反应器+好氧反应器+高级氧化深度处理的组合工艺。该组合工艺主要缺点是汽提工艺能耗较大，适用于生产工艺阶段。芬顿氧化预处理单元化学污泥产量大、药剂投加量大，无法实现物料回收。厌氧反应器单元如前端预处理不彻底容易造成有毒物质逃逸，导致系统运行瘫痪，对公用工程配套和操作人员的技术要求较高。常规处理方法存在实际运行效果差、运行成本高、危固废产量大等缺点，而这些问题也导致生产企业的大量废水因无法及时处理而滞留，因此亟需开发一套成熟可靠的处理技术，保证生产稳定运行。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种能够利用物化处理、生物氧化组合新的工艺系统用于汽化炉废水处理，经装置处理后出水可进入厂区中水回用系统进一步处理。装置可以回收粗酚原料并送至生产装置继续使用，实现副产物资源化利用，减少了废物排放。为了实现该目的，本发明提供了一种用于汽化炉的废水处理装置及方法。

2、本发明解决上述技术问题的技术方案如下：本发明提供了一种用于汽化炉的废水处理装置，包括调节罐、进料泵、萃取单元、物料回收罐、电催化氧化预处理单元、a/o生化单元、泥水澄清器和深度处理单元，所述调节罐的侧壁下部出水口通过进料管与萃取单元的侧壁下部进水口连接且连通，所述进料管上设有进料泵，所述萃取单元、所述电催化氧化预处理单元、所述a/o生化单元、所述泥水澄清器和深度处理单元通过管路依次连接且连通；所述a/o生化单元的底部出水口通过第一回流管将所述a/o生化单元的o池末端硝化混合液回流至a/o生化单元的前端侧壁下部进水口，所述泥水澄清器的底部泥斗通过第二回流管与所述a/o生化单元的前端侧壁下部进水口连接且连通，所述第一回流管和第二回流管上分别设有第一回流泵和第二回流泵。

3、本发明的有益效果是：本发明的用于汽化炉的废水处理装置，汽化炉废水经过处理后，cod、氨氮等指标大幅度降低，经反应后出水可进入厂区中水回用系统进一步处理。本发明的用于汽化炉的废水处理装置，采用物化、生化组合方式用于处理汽化炉废水，主要工艺反应单元应包括萃取单元（含反萃取回收装置）、电催化氧化预处理单元、a/o生化单元、泥水澄清器、深度处理单元，其它辅助单元包括调节罐、进料泵等。电催化氧化预处理单元采用电解吸附和多相多元催化氧化原理，去除未反应酚类和氰类从而解毒，降低cod负荷，保证后续生化反应稳定运行；a/o生化单元通过生化反应降低废水中有机物和氨氮含量；深度处理单元采用臭氧接触氧化的工艺，进一步降低cod指标，保证系统出水满足设计要求。

4、在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

5、进一步，所述泥水澄清器的底部还通过污泥出料管连接有污泥处理单元，所述污泥处理单元包括叠螺脱水机或板框压滤机；

6、所述泥水澄清器内设有泥位计，所述第二回流泵的回流比为50%~100%。

7、进一步，所述调节罐、电催化氧化预处理单元、a/o生化单元和深度处理单元顶部均通过排气管与臭气处理单元连接且连通；

8、所述臭气处理单元包括依次通过管路连接的水洗塔和活性炭吸附塔，所述调节罐、电催化氧化预处理单元、a/o生化单元和深度处理单元顶部的排气管上均设有引风机。

9、进一步，所述调节罐内设有双法兰压差液位计，所述调节罐的侧壁上部连接有废水进管，所述废水进管上设有第一流量计和电动调节阀。

10、进一步，所述电催化氧化预处理单元包括第一箱体以及安装在第一箱体内的阴极板、阳极板和混合填料，所述阴极板的材料采用石墨或钢材，所述阳极板采用惰性电极；

11、所述电催化氧化预处理单元的工作电压低于36v，所述电催化氧化预处理单元的电场强度为1~10v/cm；所述电催化氧化预处理单元的进水口和出水口处均设有第一压力传感器和第二流量计。

12、采用上述进一步方案的有益效果是：电催化氧化预处理单元采用电解吸附和多相多元催化氧化原理，去除未反应酚类和氰类从而解毒，降低cod负荷，保证后续生化反应稳定运行；运行阶段无外加药剂、无物化污泥排放，降低危固废处置费用。

13、进一步，所述萃取单元包括三级离心萃取机、反离心萃取机、进料罐和萃取剂储罐、物料输送泵和酸碱调控机构；

14、所述调节罐的侧壁下部通过进料管与三级离心萃取机的侧壁下部进水口连接且连通，所述三级离心萃取机的侧壁下部出水口与电催化氧化预处理单元的进水口连接且连通，所述三级离心萃取机还连接有萃取剂循环管路，所述萃取剂循环管路上依次连接有进料罐、反离心萃取机和萃取剂储罐。

15、采用上述进一步方案的有益效果是：萃取单元利用酚类在酸性条件下易溶于有机溶剂，碱性条件下易析出的原理，可以回收粗酚原料并送至生产装置继续使用，实现副产物资源化利用。

16、进一步，所述三级离心萃取机包括依次串联的第一级离心萃取机、第二级离心萃取机和第三级离心萃取机，所述调节罐的侧壁下部通过进料管与第一级离心萃取机的侧壁下部进水口连接且连通，所述第三级离心萃取机的侧壁下部出水口与电催化氧化预处理单元的进水口连接且连通，所述进料罐与第一级离心萃取机通过萃取剂循环管路连接且连通，所述萃取剂储罐与第三级离心萃取机通过萃取剂循环管路连接且连通。

17、采用上述进一步方案的有益效果是：萃取单元利用酚类在酸性条件下易溶于有机溶剂，碱性条件下易析出的原理，实现酚类回收，且萃取剂可循环使用。系统采用三级逆流离心萃取方式，效率较传统顺流萃取方式出水水质更好，萃取剂利用率更高。萃取单元整体运行稳定，操作简单，能耗较低。

18、进一步，所述a/o生化单元的a池内设有推流式搅拌器，所述a/o生化单元的o池内设有纤维状悬挂填料层和曝气风机，所述纤维状悬挂填料层的比表面积为200m2/m3~300m2/m3，所述纤维状悬挂填料层的容积为a/o生化单元的o池容积的2/3；

19、所述第一回流泵的回流比为500%~600%。

20、采用上述进一步方案的有益效果是：通过设置第一回流泵，可实现大比例硝化液混合液回流，保证反硝化反应效率，降低生化系统进水cod负荷，延长污泥龄，降低剩余污泥排放量，大幅度降低污泥处置费用。

21、进一步，所述深度处理单元包括第二箱体以及安装在第二箱体内的填料，所述填料包括沸石、石英砂和活性炭中的一种或几种，所述第二箱体的进水口和出水口处均设有第二压力传感器和第三流量计。

22、采用上述进一步方案的有益效果是：深度处理单元采用臭氧接触氧化作为深度处理工艺，可针对污水中剩余的微量难降解、危害性大的有机污染物实现高效去除，同时明显降低污水色度以及有机污染物的浓度，保证出水满足设计要求。

23、本发明还提供了一种用于汽化炉的废水处理方法，采用如上所述一种用于汽化炉的废水处理装置实现，包括以下步骤：

24、s1，汽化炉废水通过废水进管进入调节罐内进行水质水量调节，废水在调节罐中停留时间至少为12h，调节罐中经过水质调节的废水通过进料管和进料泵输送至萃取单元中，废水在萃取单元中处理后的cod为2500mg/l以下；

25、s2，废水在萃取单元中进行萃取后依次流入到电催化氧化预处理单元和a/o生化单元中，废水在a/o生化单元的a池中至少停留35~45h，在a/o生化单元的o池中至少停留65~75h；中的停留时间至少为16h，废水经过电催化氧化预处理单元处理后的cod为300mg/l以下，废水经过a/o生化单元处理后的cod为200 mg/l以下；

26、s3，第一回流泵将a/o生化单元的o池末端硝化混合液回流至a/o生化单元的进水口处，保证a池反硝化脱氮反应正常进行；

27、s4，a/o生化单元出水自流进入到泥水澄清器中，在泥水澄清器内部实现泥水分离后，湿污泥沉入泥水澄清器的下部泥斗中，一部分用于通过第二回流泵回流到a/o生化单元的进水口处，一部分进入到污泥处理单元进行脱水处理；泥水澄清器上部清液通过侧壁上部出水口送至深度处理单元进行深度处理后排放或回用，泥水澄清器上部清液经过深度处理单元处理后的cod为100 mg/l以下。

28、本发明的有益效果是：本发明能够降低cod指标，保证系统出水满足设计要求，本发明同样适用于含酚氰，高cod，高氨氮，且存在有毒性的一类工业废水，主要应用领域包括石油化工行业、煤化工行业、精细化工行业、制药工业行业等。