一種費(fèi)托合成高濃有機(jī)廢水的處理系統(tǒng)及處理方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種費(fèi)托合成高濃有機(jī)廢水的處理系統(tǒng)及處理方法，包括調(diào)配罐、進(jìn)水罐、EGSB厭氧反應(yīng)器及出水罐，其中，調(diào)配罐分別與加藥罐和有機(jī)廢水源連接，用于調(diào)整有機(jī)廢水的參數(shù)；進(jìn)水罐與調(diào)配罐連接，將調(diào)配好的有機(jī)廢水進(jìn)行儲(chǔ)存；進(jìn)水罐與EGSB厭氧反應(yīng)器之間通過進(jìn)水管道連通，進(jìn)水管道上設(shè)置有進(jìn)水泵；進(jìn)水泵與EGSB厭氧反應(yīng)器之間的進(jìn)水管道與回水管道的一端連通，回水管道的另一端與調(diào)配罐或/和進(jìn)水罐連通；EGSB厭氧反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置有三相分離器，三相分離器通過第二回水管道與調(diào)配罐連通。
【專利說明】
一種費(fèi)托合成高濃有機(jī)廢水的處理系統(tǒng)及處理方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于煤化工綜合利用領(lǐng)域，特別涉及一種費(fèi)托合成高濃有機(jī)廢水的處理系統(tǒng)及處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]“富煤、貧油”是我國能源發(fā)展面臨的現(xiàn)狀，我國能源資源中，煤資源相對(duì)豐富，石油資源相對(duì)少，而且石油往往受制于國際市場(chǎng)。因此，通過把煤液化替代石油成為我國能源發(fā)展的一個(gè)明智選擇。而且煤液化之后，相對(duì)于石油更加環(huán)保，符合國家節(jié)能環(huán)保的要求。未來隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，能源需求將日益擴(kuò)大，對(duì)于煤液化的需求也就越大。由于國內(nèi)對(duì)大型工業(yè)化費(fèi)托合成裝置的長(zhǎng)期、穩(wěn)定運(yùn)行中所排放的廢水的處理經(jīng)驗(yàn)較少，而我國煤制油項(xiàng)目產(chǎn)能累計(jì)現(xiàn)已接近5000萬噸，如果產(chǎn)生的廢水不經(jīng)處理直接外排，會(huì)對(duì)環(huán)境帶來嚴(yán)重污染。
[0003]費(fèi)托合成(Fischer?Tropsch synthesis)生產(chǎn)合成油是煤炭間接液化技術(shù)的重要組成部分，該工藝運(yùn)行過程中，會(huì)產(chǎn)生大量的有機(jī)廢水，經(jīng)除油后的高濃有機(jī)廢水中含有醇類、酸類、醛類以及酮類等含氧有機(jī)化合物，約占水相的10%左右，成分比較復(fù)雜，每生產(chǎn)I.0t油約排放1.0t廢水;且高濃有機(jī)廢水的腐蝕性強(qiáng)，一般pH值為2.5?3.0;可生化性好，P(B0D5)/p(C0Dcr)>0.4，未經(jīng)精餾的費(fèi)托合成廢水的CODcr含量則高達(dá)30000?50000mg/L。目前，處理這類費(fèi)托合成有機(jī)廢水的常規(guī)方法有蒸汽汽提、蒸汽汽提結(jié)合多效蒸發(fā)濃縮等方法。對(duì)于蒸汽汽提方法，雖然可汽提出有機(jī)廢水中大部分有機(jī)物，但汽提后的廢水仍需經(jīng)合理處理達(dá)標(biāo)后才能排放或回收利用，蒸汽氣提處理工藝運(yùn)行復(fù)雜，前期投入大、后期運(yùn)行成本高;而結(jié)合多效蒸發(fā)濃縮的蒸汽汽提方法能耗高，后期投入成本大，汽提后的廢水也必須進(jìn)行合理處理后才能達(dá)標(biāo)排放，存在二次污染的風(fēng)險(xiǎn)。此外，這些常規(guī)處理方法只針對(duì)有機(jī)廢水污染的控制，沒有將污染物轉(zhuǎn)化為新型能源納入到處理工藝任務(wù)中，隨著我國對(duì)環(huán)境保護(hù)及對(duì)廢物資源化利用的日益重視，所以，是否能有效處理并利用費(fèi)托合成廢水中的高濃有機(jī)物成為選擇處理工藝的重要因素。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的以上問題，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種費(fèi)托合成高濃有機(jī)廢水的處理系統(tǒng)，該處理系統(tǒng)可以對(duì)費(fèi)托合成除油(未經(jīng)脫醇)后的有機(jī)廢水進(jìn)行處理，既能降低費(fèi)托合成廢水排放對(duì)環(huán)境的危害，又能將廢水中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為清潔能源-沼氣；沼氣可以用來進(jìn)行發(fā)電或車用燃?xì)猓部梢詾榫用裆?、鍋爐燃燒提供燃料，降低費(fèi)托合成高濃有機(jī)廢水的處理成本。
[0005]本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種費(fèi)托合成高濃有機(jī)廢水的處理方法，該方法利用上述處理系統(tǒng)，通過在EGSB反應(yīng)器中接種普通厭氧顆粒/絮狀污泥，對(duì)厭氧顆粒/絮狀污泥進(jìn)行馴化，使其能夠持續(xù)、穩(wěn)定地處理費(fèi)托合成除油后的高濃有機(jī)廢水，可使有機(jī)廢水中有機(jī)物的去除率高達(dá)96 %以上。
[0006]為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0007]一種費(fèi)托合成高濃有機(jī)廢水的處理系統(tǒng)，包括調(diào)配罐、進(jìn)水罐和EGSB厭氧反應(yīng)器，其中，調(diào)配罐分別與加藥罐和有機(jī)廢水源連接；
[0008]進(jìn)水罐與調(diào)配罐連接，進(jìn)水罐與EGSB厭氧反應(yīng)器之間通過進(jìn)水管道連通，進(jìn)水管道上設(shè)置有進(jìn)水栗;進(jìn)水栗與EGSB厭氧反應(yīng)器之間的進(jìn)水管道與回水管道的一端連通，回水管道的另一端與調(diào)配罐或/和進(jìn)水罐連通；
[0009]EGSB厭氧反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置有三相分離器，三相分離器通過第二回水管道與調(diào)配罐連通。
[0010]調(diào)配罐與EGSB厭氧反應(yīng)器之間的進(jìn)水栗將一部分有機(jī)廢水送入EGSB厭氧反應(yīng)器，將另一部分有機(jī)廢水回流至調(diào)配罐或/和進(jìn)水罐，既克服了現(xiàn)有技術(shù)中進(jìn)水動(dòng)力不穩(wěn)定、對(duì)EGSB厭氧反應(yīng)器罐體底部的污泥攪動(dòng)較小，易形成短流，造成EGSB厭氧反應(yīng)器運(yùn)行能力降低的問題，也能夠利用栗回流的水流沖擊力對(duì)調(diào)配罐或/和進(jìn)水罐進(jìn)行攪拌，均勻水質(zhì)，節(jié)省能源。
[0011]優(yōu)選的，所述調(diào)配罐的不同高度位置處通過管道與進(jìn)水罐的相應(yīng)位置處連通。
[0012]進(jìn)水罐可以起到均勻水質(zhì)的作用，對(duì)厭氧沖擊負(fù)荷小，可以顯著提高有機(jī)廢水的處理效率。
[0013]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述調(diào)配罐和進(jìn)水罐的底部之間、調(diào)配罐和進(jìn)水罐的中部偏上部位之間均通過管道連通。
[0014]只有一個(gè)聯(lián)管容易導(dǎo)致調(diào)配罐進(jìn)水與出水不相等，進(jìn)而導(dǎo)致進(jìn)水罐的水質(zhì)不均勻，調(diào)配罐與進(jìn)水罐的水質(zhì)均勻能夠避免EGSB厭氧反應(yīng)器內(nèi)污泥受到高負(fù)荷沖擊現(xiàn)象的發(fā)生，有利于出水水質(zhì)的穩(wěn)定。
[0015]優(yōu)選的，所述調(diào)配罐中設(shè)置有加熱器，進(jìn)一步的，所述加熱器為蒸汽加熱盤管。
[0016]蒸汽加熱盤管為螺旋設(shè)置的加熱管，在加熱管中通入加熱蒸汽，可以對(duì)有機(jī)廢水進(jìn)行加熱，使其達(dá)到最佳的處理溫度。由于蒸汽加熱盤管與有機(jī)廢水的接觸面積較大，所以可以較快加熱有機(jī)廢水，加熱均勻，所用蒸汽為廠區(qū)現(xiàn)有蒸汽，能夠節(jié)省大量能源。
[0017]優(yōu)選的，所述進(jìn)水罐的中部偏上部位設(shè)置有溢流口，溢流口通過溢流管與廢水儲(chǔ)存槽連接。
[0018]溢流口可以控制進(jìn)水罐中的液位，將多余的有機(jī)廢水引入廢水儲(chǔ)存槽中，防止溢流事件的發(fā)生。
[0019]優(yōu)選的，所述EGSB厭氧反應(yīng)器的底部設(shè)置有若干根布水支管，進(jìn)一步的，布水支管的個(gè)數(shù)為4?8根，優(yōu)選為6根。在保證布水合理高效的前提下，最大限度減少布水支管的數(shù)量，節(jié)約成本。
[0020]布水支管設(shè)置于罐體的底部，進(jìn)水通過布水支管均勻分配至EGSB厭氧反應(yīng)器中，并與厭氧顆粒/絮狀污泥充分混合，使罐體中的顆粒/絮狀污泥呈懸浮狀態(tài)，還為EGSB厭氧反應(yīng)器中的反應(yīng)提供足夠的攪拌動(dòng)力。
[0021]進(jìn)一步優(yōu)選的，每根布水支管上設(shè)置有若干個(gè)布水頭，布水頭在布水管上均勻布置，每個(gè)布水頭內(nèi)設(shè)置有防倒流裝置。防倒流裝置可以在EGSB反應(yīng)器進(jìn)水管/閥損壞時(shí)，防止導(dǎo)致反應(yīng)器內(nèi)污水/污泥外流，也就是說污水只能從布水頭流向反應(yīng)器內(nèi)，但不能從布水頭倒流出反應(yīng)器。
[0022]布水孔的設(shè)計(jì)時(shí)，考慮利用水力使污泥懸浮效果增強(qiáng)，增大污泥與廢水的接觸面積，也保證水力分布更加均勻，CODcr去除率提高6 %左右。
[0023]優(yōu)選的，所述EGSB厭氧反應(yīng)器與調(diào)配罐之間還設(shè)置有出水罐，出水罐的入口端通過出水管道與EGSB厭氧反應(yīng)器中的三相分離器連接，出水罐的回流出口與調(diào)配罐之間通過管道連通。
[0024]出水罐可以儲(chǔ)存EGSB厭氧反應(yīng)器中回流的有機(jī)廢水，并調(diào)節(jié)出水罐流向調(diào)配罐中的廢水的流量，使調(diào)配罐內(nèi)的有機(jī)廢水量保持穩(wěn)定。出水中的少量污泥可在出水罐中沉降后在底部排出。
[0025]進(jìn)一步優(yōu)選的，調(diào)配罐與出水罐的中部偏上的部位連通。
[0026]超過該連接部位高度的有機(jī)廢水回流至調(diào)配罐中，在出水罐中，有機(jī)廢水中攜帶的少量污泥會(huì)發(fā)生沉降，將回流位置高度調(diào)高，可以將沉降后的有機(jī)廢水上清液進(jìn)行回流，避免有機(jī)廢水中污泥較多，對(duì)有機(jī)廢水的處理效果產(chǎn)生影響。
[0027]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述出水罐的底部設(shè)置有放空口。放空口可以將出水罐內(nèi)沉降的污泥排出，防止出水罐中污泥量過多影響出水效果。
[0028]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述出水罐的中部偏上的部位設(shè)置有出水口。中部偏上的部位設(shè)置出水口，能夠?yàn)槌鏊袘腋☆w粒提供充足的沉降時(shí)間，減少系統(tǒng)出水中的固體懸浮物。
[0029]優(yōu)選的，所述EGSB厭氧反應(yīng)器中設(shè)置有兩層三相分離層，第一層三相分離層設(shè)置于EGSB厭氧反應(yīng)器的中部，第二層三相分離層設(shè)置于EGSB厭氧反應(yīng)器的頂部。
[0030]進(jìn)一步優(yōu)選的，每一層三相分離層設(shè)置有若干個(gè)組合式三相分離器標(biāo)準(zhǔn)單元。
[0031]三相分離器多用于生物污水處理中的上流式厭氧污泥床反應(yīng)器，用以分離消化氣、消化液和污泥顆粒，沼氣自反應(yīng)器頂部導(dǎo)出，污泥顆粒自動(dòng)滑落沉降至反應(yīng)器底部的污泥床，消化液從澄清區(qū)出水。
[0032]更進(jìn)一步優(yōu)選的，所述組合式三相分離器標(biāo)準(zhǔn)單元分別設(shè)置氣室并加以聯(lián)通，通過各標(biāo)準(zhǔn)單元上方設(shè)置的沼氣收集管加以收集。
[0033]優(yōu)選的，所述EGSB厭氧反應(yīng)器的頂端設(shè)置有汽水分離器。汽水分離器可以將沼氣中的液體分離出去，得到清潔的沼氣。
[0034]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述汽水分離器通過沼氣收集管依次連接水封器、阻火器、沼氣流量計(jì)和沼氣收集裝置。
[0035]優(yōu)選的，所述EGSB厭氧反應(yīng)器內(nèi)部的結(jié)構(gòu)的材質(zhì)為改性聚丙烯(PP)材料。
[0036]PP是一種結(jié)晶度高、非極性的熱塑性樹脂，耐腐蝕性強(qiáng)，無需噴涂防腐層，降低了設(shè)備的運(yùn)行、維護(hù)成本。
[0037]優(yōu)選的，所述EGSB厭氧反應(yīng)器的高徑比為3?8。
[0038]EGSB厭氧反應(yīng)器具有較大的高徑比，占地面積小，有機(jī)廢水處理的路徑延長(zhǎng)，可以提高有機(jī)廢水的凈化效率。
[0039]利用上述處理系統(tǒng)對(duì)費(fèi)托合成高濃有機(jī)廢水進(jìn)行處理的處理方法，包括如下步驟:
[0040]I)將厭氧顆粒/絮狀污泥作為接種污泥投加至EGSB厭氧反應(yīng)器中；
[0041 ] 2)將費(fèi)托合成高濃有機(jī)廢水向EGSB厭氧反應(yīng)器中進(jìn)水，起始進(jìn)水CODcr的濃度為3000?4000mg/L，pH值為6.8?7.2，石油的濃度不高于20??111，連續(xù)培養(yǎng)設(shè)定時(shí)間；
[0042]3)經(jīng)過設(shè)定時(shí)間的培養(yǎng)，逐步提高進(jìn)水CODcr濃度至35000?450000mg/L，石油濃度不超過100mg/L;
[0043]4)經(jīng)過設(shè)定時(shí)間的培養(yǎng)，將進(jìn)水pH值逐步調(diào)整為5.0?6.0，實(shí)現(xiàn)厭氧微生物的馴化;繼續(xù)運(yùn)行設(shè)定時(shí)間，得到凈化后的有機(jī)廢水。
[0044]由于費(fèi)托合成高濃有機(jī)廢水具有有機(jī)物濃度高、酸度高的特點(diǎn)，直接將有機(jī)廢水輸入到EGSB厭氧反應(yīng)器中會(huì)對(duì)厭氧微生物造成巨大的損害，所以需要對(duì)有機(jī)廢水進(jìn)行調(diào)整，對(duì)厭氧微生物進(jìn)行馴化，使其逐步適應(yīng)有機(jī)廢水環(huán)境。
[0045]費(fèi)托合成高濃有機(jī)廢水的pH值為3.0左右，當(dāng)進(jìn)水pH值為5.0?6.0時(shí)，可以最大限度地減少堿的投加量，同時(shí)還可以保證EGSB厭氧反應(yīng)器對(duì)有機(jī)廢水的處理過程能夠正常運(yùn)行。
[0046]優(yōu)選的，廢水處理過程中，EGSB厭氧反應(yīng)器中的溫度維持在35?37°C。
[0047]進(jìn)一步優(yōu)選的，步驟2)中，在pH值保持在6.8?7.2條件下連續(xù)培養(yǎng)5?7天。
[0048]優(yōu)選的，步驟3)中，進(jìn)水CODcr濃度提高至28000?32000π^/1的過程中培養(yǎng)的時(shí)間為28?35天。
[0049]優(yōu)選的，步驟4)中，進(jìn)水pH值調(diào)整為5.0?6.0過程中培養(yǎng)的時(shí)間為28?35天。
[0050]優(yōu)選的，步驟4)中，厭氧微生物馴化完成后，繼續(xù)運(yùn)行15?25天，得到凈化后的有機(jī)廢水。
[0051 ]優(yōu)選的，所述EGSB厭氧反應(yīng)器啟動(dòng)時(shí)的有機(jī)容積負(fù)荷為2kgC0Dcr/(m3.d)，當(dāng)出水CODcr去除率高于80%時(shí)，提高進(jìn)水有機(jī)容積負(fù)荷，每次提升值為原負(fù)荷的15?25%，直至達(dá)到20?30kgC0Dcr/(m3.d)。
[0052]所述厭氧污泥顆粒強(qiáng)度較大，系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)所用污泥直徑為0.5_左右，污泥成熟后粒徑達(dá)到5mm，具有相對(duì)規(guī)則的形狀，使EGSB反應(yīng)器抗沖擊能力強(qiáng)。
[0053]經(jīng)中型試驗(yàn)驗(yàn)證，本發(fā)明方法和設(shè)備能夠處理對(duì)微生物有毒性的廢水。
[0054]本發(fā)明方法處理的費(fèi)托合成高濃有機(jī)廢水的CODcr濃度達(dá)到35000?45000g/L，說明該方法和系統(tǒng)能夠用于高濃度有機(jī)廢水的處理。
[0055]本發(fā)明的有益技術(shù)效果為:
[0056]調(diào)配罐與EGSB厭氧反應(yīng)器之間的進(jìn)水栗將一部分有機(jī)廢水送入EGSB厭氧反應(yīng)器，將另一部分有機(jī)廢水回流至調(diào)配罐或/和進(jìn)水罐，既克服了現(xiàn)有技術(shù)中進(jìn)水動(dòng)力不穩(wěn)定、對(duì)EGSB厭氧反應(yīng)器罐體底部的污泥攪動(dòng)較小，易形成短流，造成EGSB厭氧反應(yīng)器運(yùn)行能力降低的問題，也能夠利用栗回流的水流沖擊力對(duì)調(diào)配罐或/和進(jìn)水罐進(jìn)行攪拌，均勻水質(zhì)，節(jié)省能源。
[0057]本發(fā)明的方法可以對(duì)費(fèi)托合成有機(jī)廢水進(jìn)行較為徹底的凈化，有機(jī)物的去除率高達(dá)95%以上，不會(huì)存在二次污染的問題;而且還可以將有機(jī)物轉(zhuǎn)化成可再生能源?沼氣，實(shí)現(xiàn)了有機(jī)廢水的資源化，也降低了后續(xù)工藝運(yùn)行中的負(fù)擔(dān)和難度。
【附圖說明】
[0058]圖1本發(fā)明中等試驗(yàn)中的裝置結(jié)構(gòu)圖。
[0059]其中，1、調(diào)配罐;2、進(jìn)水罐;3、出水罐;4、溢流管;5、進(jìn)水栗;6、布水系統(tǒng);7、EGSB厭氧反應(yīng)器;8、膨脹污泥床;9、汽水分離器；10、水封器；11、蒸汽加熱盤管；12、加藥罐；13、三相分離器。
【具體實(shí)施方式】
[ΟΟ?Ο]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本申請(qǐng)作進(jìn)一步說明。
[0061 ] 實(shí)施例1
[0062]如圖1所示，一種費(fèi)托合成高濃有機(jī)廢水的處理系統(tǒng)，包括調(diào)配罐1、加藥罐12、進(jìn)水罐3、EGSB厭氧反應(yīng)器7和出水罐3。調(diào)配罐I設(shè)置有7個(gè)連接口，分別為費(fèi)托合成高濃有機(jī)廢水進(jìn)料口、加藥口、蒸汽加熱盤管11設(shè)置口、連接出水罐3的回流口、進(jìn)水栗5回流入口和連接進(jìn)水罐2的兩個(gè)口 ；進(jìn)水罐2設(shè)置5個(gè)連接口，分別為連接調(diào)配罐I的兩個(gè)入水口、栗回流入口、連接溢流管口和連接EGSB厭氧反應(yīng)器7的進(jìn)水管口；EGSB厭氧反應(yīng)器7底部一側(cè)設(shè)有進(jìn)水管，進(jìn)水管和位于EGSB厭氧反應(yīng)器7底部的布水系統(tǒng)相連接，三相分離器13設(shè)置兩層，分別位于距罐體0.5米和2.5米處，每層設(shè)置三組三相分離器部件，上部三相分離器的上方設(shè)置有沼氣收集管和溢流堰，所述溢流堰連接出水管，一部分通過出水罐進(jìn)入下一階段工藝，另一部分先后經(jīng)過出水罐、調(diào)配罐和進(jìn)水罐回流至EGSB罐內(nèi)，沼氣收集管先后連接水封器、阻火器沼氣流量計(jì)、沼氣收集裝置。
[0063]本發(fā)明將布水系統(tǒng)設(shè)置在EGSB厭氧反應(yīng)器7的底部，進(jìn)水通過布水系統(tǒng)后利用其流動(dòng)性沖擊厭氧顆粒污泥，使EGSB厭氧反應(yīng)器7中的顆粒污泥呈懸浮狀態(tài)，期間還提供了足夠的攪拌動(dòng)力。進(jìn)水栗將一部分進(jìn)水送入EGSB厭氧反應(yīng)器7內(nèi)，另一部分進(jìn)水回流至調(diào)配罐和進(jìn)水罐。上述設(shè)計(jì)既克服了現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)水動(dòng)力不穩(wěn)定，對(duì)EGSB厭氧反應(yīng)器7底污泥的攪動(dòng)較小，易形成短流，造成EGSB厭氧反應(yīng)器7運(yùn)行能力降低的問題，也能夠利用進(jìn)水栗7回流的水流沖擊力對(duì)調(diào)配罐I和進(jìn)水罐2進(jìn)行攪拌，均勻水質(zhì)、節(jié)省能源。
[0064]調(diào)配罐I與分別在底部和中上部與進(jìn)水罐2設(shè)置連接管道，蒸汽加熱盤管11設(shè)置在調(diào)配罐I內(nèi)，使兩個(gè)罐內(nèi)的水體更好的均質(zhì)，保證進(jìn)水罐2水溫，減少加熱時(shí)間。
[0065]進(jìn)水罐2中上部設(shè)置有溢流口，通過溢流管4接入廢水儲(chǔ)存槽，防止溢流事故的發(fā)生。
[0066]布水系統(tǒng)設(shè)置有6根布水支管，布水支管上設(shè)置有4排相互平行的布水頭，所述各排布水頭在布水管上均勻布置。
[0067]將費(fèi)托合成除油后的有機(jī)廢水通過前段除油裝置的出水水壓壓至生化處理系統(tǒng)中的調(diào)配罐I，冬季該有機(jī)廢水經(jīng)伴熱器加溫后溫度一般在37°C左右，符合本發(fā)明中顆粒污泥對(duì)溫度的要求，但是為防止冬季來水水溫下降過快，在調(diào)配罐I內(nèi)增加蒸汽加熱盤管11，夏季高濃有機(jī)廢水來水在28°C左右，也需要將其加熱至35?37 °C左右，調(diào)配罐I外接有加藥罐12，根據(jù)調(diào)配罐I內(nèi)pH值的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)投加堿液，以確保進(jìn)水在合理的pH范圍內(nèi)。調(diào)配完畢的廢水自流入進(jìn)水罐2，進(jìn)一步均勻進(jìn)水水質(zhì)。進(jìn)水罐2中的有機(jī)廢水通過EGSB厭氧反應(yīng)器7配水及布水系統(tǒng)均勻分配進(jìn)入EGSB厭氧反應(yīng)器7內(nèi)，廢水經(jīng)罐內(nèi)厭氧顆粒污泥處理后由上部經(jīng)溢流堰流出，進(jìn)入下一階段處理工藝，沼氣由EGSB厭氧反應(yīng)器7灌頂?shù)恼託馐占到y(tǒng)加以收集后排出回收并加以利用。
[0068]設(shè)計(jì)原理:
[0069](I)CODcr 的去除
[0070]除適應(yīng)期外，反應(yīng)器對(duì)進(jìn)水中的有機(jī)CODcr去除率均較高，平均為95%。每次提升負(fù)荷時(shí)出水CODcr去除率會(huì)出現(xiàn)驟降現(xiàn)象，隨著污泥對(duì)該負(fù)荷CODcr的適應(yīng)性增強(qiáng)，CODcr也逐步提升。
[0071](2)厭氧反應(yīng)器內(nèi)污泥性狀
[0072]經(jīng)過80天的連續(xù)運(yùn)行，接種普通厭氧顆粒污泥的EGSB反應(yīng)器已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)了費(fèi)托合成高濃有機(jī)廢水生化處理工藝的啟動(dòng)運(yùn)行。運(yùn)行至85天時(shí)，從反應(yīng)器底部取泥樣進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)污泥呈顆粒狀，黑色油亮狀，與接種的黑色顆粒污泥相比，沉降性明顯變好，體積膨脹10倍以上。
[0073]高分子有機(jī)物的厭氧降解過程可以被分為四個(gè)階段:水解階段、酸化階段、產(chǎn)乙酸階段和產(chǎn)甲烷階段。
[0074]水解是復(fù)雜、非溶解性的聚合物轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的溶解性單體或二聚體的過程。
[0075]高分子有機(jī)物在這個(gè)階段被細(xì)菌胞外酶分解為小分子。這些溶于水的小分子水解產(chǎn)物能夠直接被細(xì)菌利用。因?yàn)檩^緩慢，水解過程被認(rèn)為是含高分子有機(jī)物厭氧降解的限速階段。
[0076]酸化是溶解性有機(jī)物被轉(zhuǎn)化為以揮發(fā)性脂肪酸為主的末端產(chǎn)物的過程，在這一階段有機(jī)化合物既是電子受體也是電子供體。
[0077]在這一階段，酸化菌將小分子化合物分解為更加簡(jiǎn)單的化合物并將其分泌到細(xì)胞夕卜，主要產(chǎn)物有揮發(fā)性脂肪酸、醇類、乳酸、二氧化碳、氫氣、氨、硫化氫等，產(chǎn)物的組成取決于厭氧降解的條件、底物種類和參與酸化的微生物種群。
[0078]因?yàn)橘M(fèi)托合成高濃廢水中主要成分為乙酸、丙酸、丁酸和簡(jiǎn)單醇類等小分子化合物，所以本發(fā)明中水解和酸化階段對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的影響較小。
[0079]水中的揮發(fā)性脂肪酸、醇類、乳酸等在產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌的作用下被轉(zhuǎn)化為乙酸、氫氣、碳酸以及新的細(xì)胞物質(zhì)。
[0080]部分反應(yīng)式如下:
[0081]CH3CH2OH+H2O —>CH3C00—+H++2H20 Δ G = 9.6KJ/mol ；
[0082]CH3CH2CH2COO—+2H20—>2CH3C00—+H++2H2 Δ G = 48.lKJ/mol ；
[0083]CH3CH2COO—+3H20—>CH3C00—+HCO3—+H++3H2 Δ G = 76.lKJ/mol ；
[0084]4CH3OH+2CO2 —>3CH3C00—+2H20 AG = -2.9KJ/mol；
[0085]2HC03—+4H2+H+ — >CH3C00—+4H20 Δ G = -70.3KJ/mo I。
[0086]這一階段，乙酸、氫氣、碳酸、甲酸和甲醇被轉(zhuǎn)化為甲烷、二氧化碳和新的細(xì)胞物質(zhì)。
[0087]甲烷細(xì)菌將乙酸、乙酸鹽、二氧化碳和氫氣等轉(zhuǎn)化為甲烷，約占1/3的甲烷菌利用氫和二氧化碳產(chǎn)甲烷，剩余的利用乙酸或乙酸鹽脫羧產(chǎn)生甲烷。
[0088]最主要的產(chǎn)甲烷過程反應(yīng)有:
[0089]CH3COO—+H20 —>CH4+HC03— Δ G = _31.0KJ/mol;
[0090]HC03-+H++4H2 —>CH4+3H20 Δ G = -135.6KJ/mol ；
[0091]4CH30H->3CH4+C02+2H20 Δ G = -312KJ/mol ；
[0092]4HC00—+2H+ —>CH4+C02+2HC03— Δ G = _32.9KJ/mol。
[0093]在甲烷的形成過程的中間產(chǎn)物主要是甲基輔酶M(CH3SCH2SOr)。
[0094]厭氧反應(yīng)器工藝的關(guān)鍵是為產(chǎn)酸菌、甲烷菌等提供優(yōu)良的生存環(huán)境，維持EGSB厭氧罐中的污泥量，使反應(yīng)器滿足設(shè)計(jì)的去除有機(jī)廢水的效能要求。在實(shí)施上，既要?jiǎng)?chuàng)造良好的細(xì)菌生長(zhǎng)營(yíng)養(yǎng)條件和環(huán)境條件，又要通過改進(jìn)反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)設(shè)法改善菌體的沉降性能，促使功能菌有效數(shù)量。本發(fā)明方法的技術(shù)要點(diǎn)主要包括:
[0095]溫度控制:溫度范圍35?37 °C，最適溫度35 °C。
[0096]pH控制:pH應(yīng)維持在5.5?7.2之間，最終降低至5.5。
[0097]堿度控制:厭氧反應(yīng)器出水堿度濃度控制在1000?5000mg/L，最好在2000mg/L以上。
[0098]溶解氧控制:厭氧罐內(nèi)溶解氧濃度控制在0.2mg/L以下。
[0099]負(fù)荷控制:本方法中EGSB厭氧反應(yīng)器7設(shè)計(jì)的容積負(fù)荷為25kgC0Dcr/(m3.d)。
[0100]泥齡控制:厭氧功能菌的倍增時(shí)間長(zhǎng)達(dá)12天。厭氧菌生長(zhǎng)緩慢，細(xì)胞產(chǎn)率低，維持長(zhǎng)泥齡是厭氧生化工藝實(shí)施的關(guān)鍵。
[0101]利用上述處理系統(tǒng)對(duì)費(fèi)托合成高濃有機(jī)廢水進(jìn)行處理的處理方法，包括如下步驟:
[0102](I)將厭氧顆粒污泥作為接種污泥投加至厭氧顆粒污泥膨脹床(EGSB)反應(yīng)器中；
[0103](2)將費(fèi)托合成高濃有機(jī)廢水作為EGSB厭氧反應(yīng)器的進(jìn)水，反應(yīng)器啟動(dòng)時(shí)，進(jìn)水CODcr濃度為4000mg/L，石油濃度為20ppm ；
[0104](3)EGSB厭氧反應(yīng)器的罐內(nèi)溫度在35°C、水質(zhì)為中性的條件下連續(xù)流運(yùn)行6天，維持EGSB厭氧反應(yīng)器的出水穩(wěn)定；
[0105](4)再經(jīng)過30天的培養(yǎng)，逐步將EGSB厭氧反應(yīng)器進(jìn)水CODcr濃度提高至費(fèi)托合成高濃有機(jī)廢水本身的有機(jī)物濃度值，CODcr介于35000?45000mg/L之間，石油耐受濃度提升至100mg/L；
[0106](5)再經(jīng)過30天的培養(yǎng)，將厭氧EGSB厭氧反應(yīng)器進(jìn)水pH值逐步調(diào)整至5.5，繼續(xù)運(yùn)行20天直至出水穩(wěn)定，即得低濃度有機(jī)廢水。
[0107]凈化后的有機(jī)廢水中有機(jī)物的去除率為96%左右，處理后的出水⑶Dcr濃度介于1000?18001^/1，出水?田直7.2左右。
[0108]對(duì)比例I
[0109]進(jìn)水栗5的出水端只與EGSB厭氧反應(yīng)器7底部的布水系統(tǒng)連接，不設(shè)置與調(diào)配罐I和/或進(jìn)水罐2連通的回水管道，S卩，不將部分水回流至調(diào)配罐I和進(jìn)水罐2，處理系統(tǒng)的其他結(jié)構(gòu)以及處理方法的相關(guān)參數(shù)均與實(shí)施例1的相同，凈化后的有機(jī)廢水中有機(jī)物的去除率為85 %左右，處理后的出水CODcr濃度介于5250?6700mg/L。
[0110]對(duì)比例2
[0111]該對(duì)比例與實(shí)施例1的區(qū)別是不設(shè)置進(jìn)水罐2，直接將調(diào)配罐I與EGSB厭氧反應(yīng)器7連通，處理系統(tǒng)的其他結(jié)構(gòu)以及處理方法的相關(guān)參數(shù)均與實(shí)施例1的相同，凈化后的有機(jī)廢水中有機(jī)物的去除率為90%左右，處理后的出水CODcr濃度介于3500?4500mg/L。
[0112]上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，但并非對(duì)發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種費(fèi)托合成高濃有機(jī)廢水的處理系統(tǒng)，其特征在于:包括調(diào)配罐、進(jìn)水罐和EGSB厭氧反應(yīng)器，其中，調(diào)配罐分別與加藥罐和有機(jī)廢水源連接； 進(jìn)水罐與調(diào)配罐連接，進(jìn)水罐與EGSB厭氧反應(yīng)器之間通過進(jìn)水管道連通，進(jìn)水管道上設(shè)置有進(jìn)水栗;進(jìn)水栗與EGSB厭氧反應(yīng)器之間的進(jìn)水管道與回水管道的一端連通，回水管道的另一端與調(diào)配罐或/和進(jìn)水罐連通； EGSB厭氧反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置有三相分離器，三相分離器通過第二回水管道與調(diào)配罐連通。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理系統(tǒng)，其特征在于:所述調(diào)配罐的不同高度位置處通過管道與進(jìn)水罐的相應(yīng)位置處連通； 優(yōu)選的，所述調(diào)配罐和進(jìn)水罐的底部之間、調(diào)配罐和進(jìn)水罐的中部偏上部位之間均通過管道連通。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理系統(tǒng)，其特征在于:所述進(jìn)水罐的中部偏上部位設(shè)置有溢流口，溢流口通過溢流管與廢水儲(chǔ)存槽連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理系統(tǒng)，其特征在于:所述EGSB厭氧反應(yīng)器的底部設(shè)置有若干根布水支管，進(jìn)一步的，布水支管的個(gè)數(shù)為4?8根； 優(yōu)選的，每根布水支管上設(shè)置有若干個(gè)布水頭，布水頭在布水管上均勻布置。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理系統(tǒng)，其特征在于:所述EGSB厭氧反應(yīng)器與調(diào)配罐之間還設(shè)置有出水罐，出水罐的入口端通過出水管道與EGSB厭氧反應(yīng)器中的三相分離器連接，出水罐的出口端與調(diào)配罐之間通過管道連通； 優(yōu)選的，調(diào)配罐與出水罐的中部偏上的部位連通； 優(yōu)選的，所述出水罐的中部偏上的部位設(shè)置有出水口。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理系統(tǒng)，其特征在于:所述EGSB厭氧反應(yīng)器的高徑比為3?8。7.利用權(quán)利要求1?6任一所述處理系統(tǒng)對(duì)費(fèi)托合成高濃有機(jī)廢水進(jìn)行處理的處理方法，其特征在于:包括如下步驟: .1)將厭氧顆粒污泥作為接種污泥投加至EGSB厭氧反應(yīng)器中； . 2)將費(fèi)托合成高濃有機(jī)廢水向EGSB厭氧反應(yīng)器中進(jìn)水，起始進(jìn)水CODcr的濃度為3000?4000mg/L，pH值為6.8?7.2，石油的濃度不高于20ppm，連續(xù)培養(yǎng)設(shè)定時(shí)間； .3)經(jīng)過設(shè)定時(shí)間的培養(yǎng)，逐步提高進(jìn)水CODcr濃度至28000?32000mg/L，石油濃度不超過120mg/L; .4)經(jīng)過設(shè)定時(shí)間的培養(yǎng)，將進(jìn)水pH值逐步調(diào)整為5.0?6.0，實(shí)現(xiàn)厭氧微生物的馴化;繼續(xù)運(yùn)行設(shè)定時(shí)間，得到凈化后的有機(jī)廢水。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的處理方法，其特征在于:廢水處理過程中，EGSB厭氧反應(yīng)器中的溫度維持在35?37 °C; 優(yōu)選的，步驟2)中，在pH值保持在6.8?7.2條件下連續(xù)培養(yǎng)5?7天。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的處理方法，其特征在于:步驟3)中，進(jìn)水CODcr濃度提高至28000?32000mg/L的過程中培養(yǎng)的時(shí)間為28?35天。10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的處理方法，其特征在于:步驟4)中，進(jìn)水pH值調(diào)整為5.0?6.0過程中培養(yǎng)的時(shí)間為28?35天。
【文檔編號(hào)】C02F3/28GK106007271SQ201610652924
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年8月10日
【發(fā)明人】于桂英, 王小龍, 梁彥娟, 李師松, 展京蕓, 朱志強(qiáng)
【申請(qǐng)人】山東匯盛天澤環(huán)境工程有限公司