一種煤提質廢水處理工藝的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種煤提質廢水處理工藝，屬于廢水處理【技術領域】。針對煤提質廢水懸浮物高、難以沉降，富含難降解有機物甚至是有毒有害物質，色度高等特點，廢水首先經過除油沉砂處理去除廢水中絕大多數的懸浮物和油類，降低對后續生化系統的沖擊；生化系統包括厭氧池、好氧池，還可以包括缺氧池，絕大多數污染物在生化處理階段被去除，然后廢水經過臭氧氧化進行消毒、脫色和去除難降解污染物，達到排放標準，也可以經過膜脫鹽系統進行回用處理。本發明提供的煤提質廢水處理工藝具有工藝適用性強、污染物專項去除效果好、易操作、抗沖擊能力強的特點。
【專利說明】一種煤提質廢水處理工藝
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種煤提質廢水處理工藝，屬于廢水處理【技術領域】。
【背景技術】
[0002]由于世界范圍內煙煤及無煙煤的過度開發利用，褐煤作為一種煤化程度低的礦產煤的資源化利用越來越受到關注。褐煤的煤化程度介于泥炭和煙煤之間，特點是揮發分高、水分大、氧元素含量大，并富含腐殖酸。由于其較高的氧含量和水含量，褐煤的發熱量很低，在空氣中易風化變質，不利于長距離運輸和儲存，一般作為發電燃料。但褐煤直接燃燒發電的熱效率低，溫室氣體排放量大，難以大規模開發利用。褐煤若不經過提質加工將很難滿足用戶的質量要求，因此褐煤提質是褐煤有效利用的前提。
[0003]含水量高是褐煤的主要特征之一，所以對褐煤進行脫水干燥是褐煤提質必不可少的環節。在脫水過程中，褐煤中的水分和揮發分通過浸泡、蒸發、冷凝等提質工藝中進入形成廢水，同時大量的懸浮褐煤顆粒和懸浮物也進入到廢水中，形成了煤提質廢水。煤提質廢水的主要特征為:懸浮物高、難以沉降，富含難降解有機物甚至是有毒有害物質，色度高。開發處理該類廢水的技術對褐煤提質行業發展有重大意義。
[0004]由于褐煤提質研究在世界范圍內開展不久，其工藝廢水的處理工藝或回用方法的報道較少。在CN102358649A中，公開了一種絮凝-吸附的處理工藝，其步驟為調節廢水的PH，再進行絮凝沉淀，然后利用提質后的褐煤作為吸附劑進行吸附，最后經過活性炭吸附去除污染物，該專利的優點是工藝流程短，操作簡單，但是該工藝僅僅是將污染物轉移，未能降解，吸附劑解吸后污染物仍然存在；另外，該工藝需要反復調節PH值，增加了藥劑消耗。CN102506575A采用焚燒技術對褐煤提質過程中產生的含蒸汽廢氣進行處理，處理后蒸汽冷凝水回收利用，該工藝的特點是設備簡單，處理成本低，缺點是蒸汽在焚燒過程中帶走大量熱量，熱能利用率勢必受到損失；另外，`經過焚燒的蒸汽冷凝后水會含有一定的污染物，不能外排。

【發明內容】

[0005]本發明的目的在于提供一種操作簡單、可將污染物完全降解、處理廢水能達標排放或回用的煤提質廢水處理工藝。
[0006]廢水首先經過除油沉砂處理去除廢水中絕大多數的懸浮物和油類，降低對后續生化系統的沖擊；生化系統包括厭氧池、好氧池，還可以包括缺氧池，絕大多數污染物在生化處理階段被去除，然后廢水經過臭氧氧化進行消毒、脫色和去除難降解污染物，達到排放標準，也可以經過膜脫鹽系統進行回用處理。
[0007]為達此目的，本發明采用以下技術方案:
[0008]一種煤提質廢水處理工藝，將煤提質廢水依次經過除油沉砂處理、生化處理及深度處理后達到排放標準。
[0009]本發明將深度處理后達到排放標準的廢水經過膜脫鹽處理后回用。達到排放標準的廢水經膜脫鹽處理后可以滿足回用水標準。
[0010]本發明所述的除油沉砂處理、生化處理、深度處理及膜脫鹽處理等各處理工序均可由本領域技術人員從現有技術中單獨獲得。本發明的改進點主要在于通過合理的組合工藝對煤提質廢水進行聞效處理。
[0011]處理過程中產生的化學污泥和生化污泥進入污泥處理系統進行處理。本發明所述的污泥處理系統可由本領域技術人員從現有技術中選擇污泥處理的工藝。優選地，所述污泥處理系統采用帶式壓濾機、板框壓濾機或臥螺離心機對污泥進行濃縮處理。 [0012]本發明所述除油沉砂處理為:廢水經過自然澄清后，在上層液中加入除油沉砂藥劑混合，然后進入泥水分離區域，上清液進入生化處理系統。
[0013]所述自然澄清的停留時間為2~5h，例如可選擇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，進一步優選 3h。
[0014]所述除油沉砂藥劑為聚合硫酸鐵和聚丙烯酰胺。優選地，所述聚合硫酸鐵和聚丙烯酰胺的投加量分別為500~1500ml/L和10~30mg/L。
[0015]所述泥水分離采用輻流式沉淀池或斜板沉降池。
[0016]本發明所述生化處理為:將除油沉砂處理后的上清液進入生化處理系統，利用微生物的生化反應去除廢水中的絕大多數污染物。
[0017]所述生化處理系統依次包括厭氧池和好氧池。優選地，廢水在厭氧池中的停留時間為 6 ~15h，例如可選擇 6.02 ~14.89h，6.4 ~12.3h，7 ~llh，7.46 ~10.7h，7.9 ~
10.3h，8.2~9.9h，8.75~9.3h，9.02h等，進一步優選IOh0優選地，廢水在好氧池中的停留時間為30~70h，例如可選擇30.01~69.8h，34~65h，38.5~62.3h，42~60h，46.7~
58.1h, 48 ~55h, 50.2 ~53h, 52 等，進一步優選 45h。
[0018]所述生化處理系統還包括厭氧池和好氧池之間的缺氧池。缺氧池是相對厭氧和好氧來講，一般是指溶解氧控制在0.2~0.5mg/L之間的生化系統。優選地，廢水在缺氧池中的停留時間為3~12h，例如可選擇3.02~11.8h，3.8~10.5h，5~9h，5.34~8.67h,
5.8 ~8.2h, 6.2 ~7.5h, 7h 等，進一步優選 8h。
[0019]所述好氧池污泥至好氧池進水端的回流比為1:1~3:1，例如可選擇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，進一步優選 2:1。
[0020]所述好氧池出水回流至缺氧池的回流比為0.5:1~2:1，例如可選擇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，進一步優選 1.5:1。
[0021]所述深度處理為:將所述生化處理出水經過混凝、多介質過濾后，再經過臭氧氧化進行消毒、脫色和去除難降解污染物。
[0022]優選地，所述臭氧氧化反應溫度為20~50°C，例如可選擇20.02~49.6°C，23~46°C，26.7 ~42.3°C，29 ~40.5°C，31.2 ~38.6°C，33 ~36°C，34.5°C 等，進一步優選 25°C。
[0023]優選地，所述臭氧氧化反應的pH為5~8，例如可選擇5.02~1.98,5.3~7.7，
5.56 ~7.45，5.8 ~7.2，6.2 ~7，6.5 等，進一步優選 7。
[0024]優選地，所述臭氧氧化反應的水力停留時間為10~60min，例如可選擇10.02~
59.6min，13 ~58min，18 ~55min，22.5 ~52min，26 ~50min，30 ~48.5min，34 ~43min，38min等，進一步優選30min。
[0025]優選地，所述臭氧氧化處理中加入臭氧催化劑SK03-1和/或臭氧催化劑SK03-2。本發明所述的臭氧催化劑SK03-1、臭氧催化劑SK03-2是由中國科學院過程工程研究所開發，可市售得到。
[0026]所述膜脫鹽處理為:將所述深度處理出水進入膜處理系統進行脫鹽。
[0027]優選地，所述膜處理系統包括超濾、納濾或反滲透中的兩種或三種的組合。典型但非限制性的例子包括:超濾+納濾、超濾+反滲透、超濾+納濾+反滲透等組合工藝。
[0028]一種煤提質廢水處理工藝，所述處理工藝包括如下步驟:
[0029](I)除油沉砂處理
[0030]廢水經過自然澄清后，在上層液中加入除油沉砂藥劑混合，然后進入泥水分離區域，上清液進入生化處理，污泥進入污泥處理系統進行處理；
[0031](2)生化處理
[0032]將除油沉砂處理后的上清液進入生化處理系統，利用微生物的生化反應去除廢水中的絕大多數污染物；所述生化處理系統依次包括厭氧池和好氧池；
[0033](3)深度處理
[0034]將所述生化處理出水經過混凝、多介質過濾后，再經過臭氧氧化進行消毒、脫色和去除難降解污染物；
[0035](4)膜脫鹽處理
[0036]將所述深度處理出水進入膜處理系統脫鹽；所述膜處理系統包括超濾、納濾或反滲透中的兩種或三種的組合。
[0037]具體地，本發明提供了一種煤提質廢水處理工藝，所述處理工藝條件經優化后包括如下步驟:
[0038](I)除油沉砂處理
[0039]廢水經過自然澄清2~5h后，在上層液中加入除油沉砂藥劑混合，然后進入泥水分離區域，上清液進入生化處理，污泥進入污泥處理系統進行濃縮處理；
[0040](2)生化處理
[0041]將除油沉砂處理后的上清液進入生化處理系統，利用微生物的生化反應去除廢水中的絕大多數污染物；所述生化處理系統依次包括厭氧池和好氧池；廢水在厭氧池中的停留時間為6~15h，廢水在好氧池中的停留時間為30~70h ;所述好氧池污泥至好氧池進水端的回流比為1:1~3:1 ;
[0042](3)深度處理
[0043]將所述生化處理出水經過混凝、多介質過濾后，再經過臭氧氧化進行消毒、脫色和去除難降解污染物；所述臭氧氧化反應溫度為20~50°C，pH為5~8，水力停留時間為10 ~60min ；
[0044](4)膜脫鹽處理
[0045]將所述深度處理出水進入膜處理系統脫鹽；所述膜處理系統包括超濾、納濾或反滲透中的兩種或三種的組合。
[0046]與已有技術方案相比，本發明具有以下有益效果:
[0047]本發明提供的煤提質廢水處理工藝具有工藝適用性強、污染物專項去除效果好、易操作、抗沖擊能力強的特點。
[0048]應用本發明的煤提質廢水處理工藝對煤提質廢水進行處理，首先，除油沉砂預處理將廢水中的絕大多數懸浮物和油類去除，保證了后續處理的穩定運行；其次，本發明可以根據廢水水質的變化和對產水水質的要求，選擇不同的處理工藝，多處理工序協同調節，因地制宜，最大程度地節約運行成本；最后，本發明工藝可以減少藥劑的投加，降低后續脫鹽處理的負荷。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0049]圖1是本發明實施例1、2所述的煤提質廢水處理工藝的工藝流程圖；
[0050]圖2是本發明實施例3、4所述的煤提質廢水處理工藝的工藝流程圖。
[0051]下面對本發明進一步詳細說明。但下述的實例僅僅是本發明的簡易例子，并不代表或限制本發明的權利保護范圍，本發明的保護范圍以權利要求書為準。
【具體實施方式】
[0052]下面結合附圖并通過【具體實施方式】來進一步說明本發明的技術方案。
[0053]為更好地說明本發明，便于理解本發明的技術方案，本發明的典型但非限制性的實施例如下:
[0054]實施例1
[0055]一種煤提質廢水處理工藝，包括如下步驟:
[0056](I)除油沉砂處理
[0057]廢水經過自然澄清5h后，在上層液中加入除油沉砂藥劑混合，然后進入泥水分離區域，上清液進入生化處理，污泥進入污泥處理系統通過帶式壓濾機進行濃縮處理；所述除油沉砂藥劑為聚合硫酸鐵和聚丙`烯酰胺，兩者的投加量分別為1500ml/L和10mg/L ;泥水分離可采用輻流式沉淀池；
[0058](2)生化處理
[0059]將除油沉砂處理后的上清液進入生化處理系統，利用微生物的生化反應去除廢水中的絕大多數污染物；所述生化處理系統依次包括厭氧池和好氧池；廢水在厭氧池中的停留時間為15h，廢水在好氧池中的停留時間為30h ;所述好氧池污泥至好氧池進水端的回流比為1:1;
[0060](3)深度處理
[0061]將所述生化處理出水經過混凝、多介質過濾后，再經過臭氧氧化進行消毒、脫色和去除難降解污染物；所述臭氧氧化反應溫度為50°C，pH為5，水力停留時間為60min ;在臭氧氧化處理中加入臭氧催化劑KL-C03 ；
[0062](4)膜脫鹽處理
[0063]將所述深度處理出水進入膜處理系統脫鹽；所述膜處理系統包括超濾和納濾。
[0064]實施例2
[0065]一種煤提質廢水處理工藝，包括如下步驟:
[0066](I)除油沉砂處理
[0067]廢水經過自然澄清2h后，在上層液中加入除油沉砂藥劑混合，然后進入泥水分離區域，上清液進入生化處理，污泥進入污泥處理系統通過臥螺離心機進行濃縮處理；所述除油沉砂藥劑為聚合硫酸鐵和聚丙烯酰胺，兩者的投加量分別為500ml/L和30mg/L ;泥水分離可采用斜板沉降池；
[0068](2)生化處理
[0069]將除油沉砂處理后的上清液進入生化處理系統，利用微生物的生化反應去除廢水中的絕大多數污染物；所述生化處理系統依次包括厭氧池和好氧池；廢水在厭氧池中的停留時間為6h，廢水在好氧池中的停留時間為70h ;所述好氧池污泥至好氧池進水端的回流比為3:1;
[0070](3)深度處理
[0071]將所述生化處理出水經過混凝、多介質過濾后，再經過臭氧氧化進行消毒、脫色和去除難降解污染物；所述臭氧氧化反應溫度為20°C，pH為8，水力停留時間為IOmin ;在臭氧氧化處理中加入臭氧催化劑SK03-2 ；
[0072](4)膜脫鹽處理
[0073]將所述深度處理出水進入膜處理系統脫鹽；所述膜處理系統包括超濾和反滲透。
[0074]實施例3
[0075]一種煤提質廢水處理工藝，包括如下步驟:
[0076](I)除油沉砂處理
[0077]廢水經過自然澄清3h后，在上層液中加入除油沉砂藥劑混合，然后進入泥水分離區域，上清液進入生化處理，污泥進入污泥處理系統通過板框壓濾機進行濃縮處理；所述除油沉砂藥劑為聚合硫酸鐵和聚丙烯酰胺，兩`者的投加量分別為1000ml/L和15mg/L ;泥水分離可采用輻流式沉淀池；
[0078](2)生化處理
[0079]將除油沉砂處理后的上清液進入生化處理系統，利用微生物的生化反應去除廢水中的絕大多數污染物；所述生化處理系統依次包括厭氧池、缺氧池和好氧池；廢水在厭氧池中的停留時間為10h，廢水在好氧池中的停留時間為45h ;廢水在缺氧池中的停留時間為12h，所述好氧池污泥至好氧池進水端的回流比為2:1 ;所述好氧池出水回流至缺氧池的回流比為2:1 ；
[0080](3)深度處理
[0081]將所述生化處理出水經過混凝、多介質過濾后，再經過臭氧氧化進行消毒、脫色和去除難降解污染物后，排放一部分；所述臭氧氧化反應溫度為35°C，pH為6，水力停留時間為30min ;在臭氧氧化處理中加入臭氧催化劑SK03-1和臭氧催化劑SK03-2 ；
[0082](4)膜脫鹽處理
[0083]將所述深度處理剩余出水進入膜處理系統脫鹽；所述膜處理系統包括超濾、納濾和反滲透。
[0084]實施例4
[0085]一種煤提質廢水處理工藝，包括如下步驟:
[0086](I)除油沉砂處理
[0087]廢水經過自然澄清4h后，在上層液中加入除油沉砂藥劑混合，然后進入泥水分離區域，上清液進入生化處理，污泥進入污泥處理系統通過帶式壓濾機進行濃縮處理；所述除油沉砂藥劑為聚合硫酸鐵和聚丙烯酰胺，兩者的投加量分別為800ml/L和20mg/L ;泥水分離可采用斜板沉降池；[0088](2)生化處理
[0089]將除油沉砂處理后的上清液進入生化處理系統，利用微生物的生化反應去除廢水中的絕大多數污染物；所述生化處理系統依次包括厭氧池、缺氧池和好氧池；廢水在厭氧池中的停留時間為10h，廢水在好氧池中的停留時間為50h ;廢水在缺氧池中的停留時間為3h，所述好氧池污泥至好氧池進水端的回流比為1.5:1 ;所述好氧池出水回流至缺氧池的回流比為0.5:1 ；
[0090](3)深度處理
[0091]將所述生化處理出水經過混凝、多介質過濾后，再經過臭氧氧化進行消毒、脫色和去除難降解污染物后，排放一部分；所述臭氧氧化反應溫度為40°C，pH為7，水力停留時間為45min ;在臭氧氧化處理中加入臭氧催化劑SK03-1 ；
[0092](4)膜脫鹽處理
[0093]將所述深度處理剩余出水進入膜處理系統脫鹽；所述膜處理系統包括超濾、納濾和反滲透。
[0094]具體實施例1 [0095]采用本發明的煤提質廢水處理工藝進行中試，如圖1所示。處理量為100m3/d，原水C0D&為1500~2000mg/L，懸浮物為1000~2000mg/L，經過除油沉砂處理，懸浮物降低到100mg/L以下，水質澄清，隨后進入后續的厭氧池-好氧池進行生化處理，CODcr降低到150mg/L左右，然后進行深度處理-膜脫鹽處理，產水作為循環水補水回用。
[0096]具體實施例2
[0097]采用本發明的煤提質廢水處理工藝處理煤提質廢水，如圖2所示。處理量為3000m3/d，原水C0D&為1500~3000mg/L，懸浮物為1000~2000mg/L，經過除油沉砂處理去除絕大多數懸浮物，CODcr降低到1300~2500mg/L，為降低水質變化對生化系統的沖擊，生化處理采用厭氧池-缺氧池-好氧池的處理方式，出水水質穩定，污染物去除率高，生化出水C0D&降低到100~200mg/L，然后經過混凝處理和包含催化劑的臭氧氧化處理，出水CODcr ( 50mg/L，滿足排放標準，直接排放2000m3/d ;剩余的1000m3/d的廢水經過臭氧殺菌，降低了后續膜脫鹽系統的膜污染，膜脫鹽系統產水800m3/d作為煤提質工藝水回用。
[0098] 申請人:聲明，本發明通過上述實施例來說明本發明的處理工藝，但本發明并不局限于上述工藝步驟，即不意味著本發明必須依賴上述工藝步驟才能實施。所屬【技術領域】的技術人員應該明了，對本發明的任何改進，對本發明所選用原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發明的保護范圍和公開范圍之內。
[0099]以上詳細描述了本發明的優選實施方式，但是，本發明并不限于上述實施方式中的具體細節，在本發明的技術構思范圍內，可以對本發明的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發明的保護范圍。
[0100]另外需要說明的是，在上述【具體實施方式】中所描述的各個具體技術特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重復，本發明對各種可能的組合方式不再另行說明。
[0101]此外，本發明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發明的思想，其同樣應當視為本發明所公開的內容。
【權利要求】
1.一種煤提質廢水處理工藝，其特征在于，將煤提質廢水依次經過除油沉砂處理、生化處理及深度處理后達到排放標準。
2.如權利要求1所述的處理工藝，其特征在于，將深度處理后達到排放標準的廢水經過膜脫鹽處理后回用。
3.如權利要求1或2所述的處理工藝，其特征在于，處理過程中產生的化學污泥和生化污泥進入污泥處理系統進行處理； 優選地，所述污泥處理系統采用帶式壓濾機、板框壓濾機或臥螺離心機對污泥進行濃縮處理。
4.如權利要求1-3之一所述的處理工藝，其特征在于，所述除油沉砂處理為:廢水經過自然澄清后，在上層液中加入除油沉砂藥劑混合，然后進入泥水分離區域，上清液進入生化處理系統； 優選地，所述自然澄清的停留時間為2~5h，進一步優選3h ； 優選地，所述除油沉砂藥劑為聚合硫酸鐵和聚丙烯酰胺； 優選地，所述聚合硫酸鐵和聚丙烯酰胺的投加量分別為500~1500ml/L和10~30mg/L ； 優選地，所述泥水分離采用輻流式沉淀池或斜板沉降池。
5.如權利要求1-4之一所述的處理工藝，其特征在于，所述生化處理為:將除油沉砂處理后的上清液進入生化處理系統，利用微生物的生化反應去除廢水中的污染物； 優選地，所述生化處理系統依次包括厭氧池和好氧池； 優選地，廢水在厭氧池中的停留時間為6~15h，進一步優選IOh ； 優選地，廢水在好氧池中的停留時間為30~70h，進一步優選45h。
6.如權利要求5所述的處理工藝，其特征在于，所述生化處理系統還包括厭氧池和好氧池之間的缺氧池； 優選地，廢水在缺氧池中的停留時間為3~12h，進一步優選8h ； 優選地，所述好氧池污泥至好氧池進水端的回流比為1:1~3:1，進一步優選2:1 ; 優選地，所述好氧池出水回流至缺氧池的回流比為0.5:1~2:1,進一步優選1.5:1。
7.如權利要求1-6之一所述的處理工藝，其特征在于，所述深度處理為:將所述生化處理出水經過混凝、多介質過濾后，再經過臭氧氧化進行消毒、脫色和去除難降解污染物； 優選地，所述臭氧氧化反應溫度為20~50°C，進一步優選25°C ； 優選地，所述臭氧氧化反應的pH為5~8,進一步優選7 ； 優選地，所述臭氧氧化反應的水力停留時間為10~60min,進一步優選30min ； 優選地，所述臭氧氧化處理中加入臭氧催化劑SK03-1和/或臭氧催化劑SK03-2。
8.如權利要求2-7之一所述的處理工藝，其特征在于，所述膜脫鹽處理為:將所述深度處理出水進入膜處理系統進行脫鹽； 優選地，所述膜處理系統包括超濾、納濾或反滲透中的兩種或三種的組合。
9.如權利要求1-8之一所述的處理工藝，其特征在于，所述處理工藝包括如下步驟: (I)除油沉砂處理 廢水經過自然澄清后，在上層液中加入除油沉砂藥劑混合，然后進入泥水分離區域，上清液進入生化處理，污泥進入污泥處理系統進行處理；(2)生化處理 將除油沉砂處理后的上清液進入生化處理系統，利用微生物的生化反應去除廢水中的絕大多數污染物；所述生化處理系統依次包括厭氧池和好氧池； (3)深度處理 將所述生化處理出水經過混凝、多介質過濾后，再經過臭氧氧化進行消毒、脫色和去除難降解污染物； (4)膜脫鹽處理 將所述深度處理出水進入膜處理系統脫鹽；所述膜處理系統包括超濾、納濾或反滲透中的兩種或三種的組合。`
【文檔編號】C02F9/14GK103613253SQ201310681060
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年12月12日 優先權日:2013年12月12日
【發明者】張凱, 李海波, 劉晨明, 林曉 申請人:北京賽科康侖環保科技有限公司