一種煤化工廢水處理裝置的制作方法

本實用新型涉及一種污水處理裝置，尤其涉及一種煤化工廢水處理裝置。

背景技術：

煤化工廢水是來源于煤化工廠煉焦過程中各環節廢水的統稱，主要包括煤熱解干餾階段、荒煤氣回收凈化階段和化產品回收精制階段。廢水主要排放源有：①煤高溫裂解和荒煤氣冷卻產生的剩余氨水廢液：此為煤化工廠廢水主要排放源，占全廠廢水排放量的一半以上。該污水水質復雜，含酚質量濃度為600～1200mg/L，化學需氧量(COD)約3000mg/L，含NH₃質量濃度為200～300mg/L；②煤氣終冷循環排污水：在進行煤氣的最終冷卻時，煤氣中一定數量的酚、氰化物、硫化物等進入冷卻水中，終冷循環水部分須用新水更換，從而排出一定量含酚、氰化物的污水，并有少量硫化物；③化工產品分離水：在化工產品粗、精制加工過程中的冷凝水和化工產品沉降分離產物，以及各種儲槽定期排出的污水；④化工生產車間跑、冒、滴、漏產生的污水。煤化工廢水中組分多且復雜，含有大量的芳香類高濃度難降解的有機污染物和硫、氮、磷等無機鹽污染物，這些污染物的濃度和色度較高、毒性極大，不僅嚴重污染環境，還對人類健康和動植物生長造成巨大危害。

我國是世界焦炭生產大國，焦炭產量占世界焦炭總產量的36％左右。“十二五”期間，全國焦炭消費量已到4.2～4.5億噸，其中半焦和鑄造焦需求，年均增長約2％～3％。中國目前有300余家煤化工廠，煤化工廢水的有效處理問題已經制約了產業的發展。2012年06月，環境保護部發布了《煉煤化工學工業污染物排放標準》(GB16171-2012)，該標準不僅對煤化工廢水中各主要污染物提出了更加嚴格的排放要求，而且增加了總氮、苯、多環芳烴和苯并芘(BaP)等硬性指標，同時對單位產品排水量做了更加嚴格的要求。而我國大多數煤化工廠的排水指標沒有完全達到國家要求，因此，煤化工廢水處理技術的研究與發展迫在眉睫。

現代污水處理技術，按處理方式劃分，可分為物理處理、化學處理和生物處理。物理處理方法，又稱為機械治理法。主要用于分離廢水中的懸浮性物質。該方法最大的優點是簡單、易行、效果良好，并且十分經濟。常用的物理治理方法有：重力分離法、離心分離法、過濾法以及蒸發結晶法等。化學處理法的主要處理對象是廢水中溶解性或膠體性的污染物質。它既可使污染性物質與水分離，也能改變某些污染物質以及有機物等，因此可達到比物理方法更高的凈化程度。特別是要從廢水中回收有用物質時，或者廢水中含有某種有毒、有害且不易被微生物降解的物質時，采用化學治理方法最為適宜。然而，化學治理法常需采用化學藥劑或材料，因此運行費用一般都比較高，操作與管理的要求也比較嚴格等。而且，在化學法的前處理或后處理過程中，通常還需配合使用物理治理方法。利用微生物處理廢水的方法，稱作生物處理法或生化處理法。在微生物生命活動的過程中，一部分溶解性的有機物質用于合成細胞的原生質和貯藏物；一部分則變為代謝產物，并釋放出能量，供給微生物原生質的合成和生命活動，使微生物能繼續不斷地生長繁殖，從而使廢水得到了凈化，生物處理法就是利用這一功能。根據微生物的呼吸特性，分為好氧、厭氧和兼性三大類微生物，以及好氧處理兩類生物處理方法。

但是對于一些特殊的廢水，比如組分多且復雜，含有大量的芳香類高濃度難降解的有機污染物和硫、氮、磷等無機鹽污染物的煤化工廢水，傳統的生化處理方式難以對難降解有機物以及氮磷等無機物進行有效的脫除，其處理需要采用新的組合式處理工藝，該工藝對于處理上述廢水具有高效、經濟、無二次污染等眾多優點，且具有廣闊的前景。

技術實現要素：

本實用新型目的在于針對現有技術的不足，提供一種高效的煤化工廢水處理裝置。

本實用新型的處理裝置包括依次串聯的調節池、混凝沉淀池、厭氧生物流化床反應池、缺氧載體流化床反應池、序批式生物膜反應池和人工濕地；所述調節池通過水泵及輸水管道與混凝沉淀池連接；所述混凝沉淀池內部通過隔板分成混凝反應區和沉淀區；所述厭氧生物流化床反應池內填充有焦粉生物填料，所述缺氧載體流化床反應池內部填充大比表面積生物載體顆粒；所述缺氧載體流化床反應池出水口與序批式生物膜反應池連接；在所述序批式生物膜反應池內添加活性炭和無煙煤的混合惰性填料，其底部設有曝氣裝置；所述序批式生物膜反應池出水口與人工濕地連接，所述人工濕地為垂直流人工濕地，該人工濕地自上而下包括濕地植物、土壤層、基質層和防滲層，其中，濕地植物為黃菖蒲、蘆葦和茭草，基質為包括無煙煤、陶瓷濾料和沸石；所述人工濕地的出水口與自然水系相連。

進一步地，所述厭氧生物流化床反應池頂部設有三相分離器，三相分離器的氣體收集口連接有尾氣收集裝置；所述缺氧載體流化床反應池上部設有固液分離器。

進一步地，所述混凝沉淀池設有藥劑投加裝置和攪拌裝置，向混凝反應區投加絮凝劑，所述絮凝劑為天然高分子混凝劑。

進一步地，序批式生物膜反應池運行為每周期缺氧攪拌7～8h，好氧曝氣10～15h，停留時間為50～70h。

進一步地，黃菖蒲和蘆葦分別種于人工濕地的前端和后端，種植密度15cm×15cm。

本實用新型與現有技術相比，具有以下實質性特點和顯著優點：

(1)整個處理裝置結合多個生物處理工藝及人工濕地的優勢，適應于水量波動系數大、水力沖擊負荷大，同時克服C/N不足反硝化及硝化堿度不足的問題，高效去除難降解有機物，以及除磷脫氮，大幅度提高煤化工廢水處理效率，使得出水穩定達到一級A標準；

(2)混凝劑具體選擇天然高分子混凝劑，具有產生的淤泥量少，無二次污染，凈化水質好，成本低等優點；

(3)厭氧生物流化床反應池和缺氧載體流化床反應池內部填充填料，對不同水質對象采用有針對性的馴化手段，選擇合適的生物菌，生物菌在填料表面大量生長繁殖，形成生物膜，在此步驟中以BOD、COD為主的污染物被去除，同時去除氮磷；

(4)序批式生物膜反應池中的填料供微生物附著生長，能有效地在生物膜的不同部位形成厭氧區和好氧區，創造同步硝化反硝化的條件，出水COD為100mg/L以下，氨氮濃度低于小于5mg/L。

附圖說明

圖1為本實用新型裝置的結構示意圖。

圖中標識：1-調節池，2-混凝沉淀池，3-厭氧生物流化床反應池，4-缺氧載體流化床反應池，5-序批式生物膜反應池，6-人工濕地，7-藥劑投加裝置，8-攪拌裝置，9-尾氣收集裝置，10-曝氣裝置，11-混合惰性填料，12-進水口，13-出水口。

以下結合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步詳述。

具體實施方式

下面通過附圖對本實用新型技術方案進行詳細說明，但是本實用新型的保護范圍不局限于所述實施例。

本實用新型實施例提供的煤化工廢水處理裝置，其包括依次串聯的調節池1、混凝沉淀池2、厭氧生物流化床反應池3、缺氧載體流化床反應池4、序批式生物膜反應池5和人工濕地6；其中，調節池1通過水泵及輸水管道與混凝沉淀池2連接；混凝沉淀池2內部通過隔板分成混凝反應區和沉淀區；厭氧生物流化床反應池3內填充有焦粉生物填料，缺氧載體流化床反應池4內部填充大比表面積生物載體顆粒；所述的缺氧載體流化床反應池4出水口與序批式生物膜反應池5連接；在序批式生物膜反應池5內添加活性炭和無煙煤的混合惰性填料11，其底部設有曝氣裝置10；序批式生物膜反應池5出水口與人工濕地6連接，所述人工濕地為垂直流人工濕地，該人工濕地自上而下包括濕地植物、土壤層、基質層和防滲層，其中，濕地植物為黃菖蒲、蘆葦和茭草，基質為包括無煙煤、陶瓷濾料和沸石；所述人工濕地6的出水口13與自然水系相連。

優選地，厭氧生物流化床反應池頂部設有三相分離器，三相分離器的氣體收集口連接有尾氣收集裝置，收集排出的甲烷氣體；缺氧載體流化床反應池上部設有固液分離器。

優選地，為了實現藥劑與水的充分混合，實現絮凝吸附作用，在混凝沉淀池中設有藥劑投加裝置7和攪拌裝置8，向混凝反應區投加絮凝劑，所述絮凝劑為天然高分子混凝劑，其無二次污染，起到更為環保的作用。

優選地，依據實際廢水及處理情況，確定了序批式生物膜反應池運行為每周期缺氧攪拌7～8h，好氧曝氣10～15h，停留時間為50～70h。

優選地，依據植物特性及獲得更好的凈化效果，將黃菖蒲和蘆葦分別種于人工濕地的前端和后端，種植密度15cm×15cm。

使用本實用新型裝置進行煤化工廢水的處理方法具體流程如下：

(1)將煤化工廢水通過管道收集，匯至污水處理裝置前的調節池1內，池內設置攪拌設備均勻水質，減少系統負荷沖擊。

(2)調節池1中的廢水通過水泵輸送至混凝沉淀池2內進行混凝沉淀反應；所述混凝沉淀池2內部投加了天然高分子混凝劑。

(3)混凝沉淀池2的沉淀區的廢水自流入厭氧生物流化床反應池3中，厭氧反應池內的DO控制在0.2mg/L以下；厭氧菌附著在焦粉生物填料上，處理后的廢水經過上部的三相分離器，然后流入缺氧載體流化床反應池4中，廢水經過在缺氧環境中，再次經過生化處理后，自流入序批式生物膜反應池5，控制其每周期缺氧攪拌7～8h，好氧曝氣10～15h，停留時間為50～70h。

(4)序批式生物膜反應池5出水流入人工濕地6中，廢水在土壤、基質和植物的綜合作用下，廢水進一步得到凈化，最終出水達到一級A標準，可以流入自然水系中。

如上所述，盡管參照特定的優選實施例已經表示和表述了本實用新型，但其不得解釋為對本實用新型自身的限制。在不脫離所附權利要求定義的本實用新型的精神和范圍前提下，可對其在形式上和細節上作出各種變化。