[發明專利]一種費托合成廢水生化處理方法

有效

• 申請號: 201910745027.6
• 申請日: 2019-08-13
• 公開（公告）號: CN110357366B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 張永軍;徐炎華;陸曦;孫文全;于楊;何益得
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14;C02F103/36
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

本發明涉及一種費托合成反應廢水生化處理工藝，本發明的目的是提供能夠直接處理酸性費托合成廢水的生化工藝，無須加堿中和操作，即可有效降低廢水中COD值。其處理工藝流程為：(1)將費托合成廢水排進緩沖池；(2)緩沖池出水進入菌種選擇器，該設備同時接收兼氧池混合液回流；(3)菌種選擇器出水進入厭氧反應器；(3)采用厭氧反應器出水進行處理；(4)好氧池部分混合液回流至菌種選擇器；(5)對好氧池出水進行沉淀。該工藝具有避免了加堿中和，大幅降低了處理成本，并通過菌種選擇器，提升了菌群的穩定性。

技術領域

本發明的應用領域為工業污水處理，尤其涉及費托合成廢水生化處理工藝，適用于煤化工費托合成過程產生的具有濃度高、酸性強特征的工業廢水。

技術背景

煤化工是我國的重要行業，使用煤炭為原料，轉化為氣體、液體和固體產品。費托合成(Fischer-Tropsch synthesis)是煤間接液化的重要技術路線之一，以合成氣(一氧化碳和氫氣的混合氣體)為原料在催化劑和適當條件下合成液態混合烴類和含氧化合物。該過程會產生大量濃度高、酸性強的廢水，其化學需氧量(COD)濃度約為15000～35000mg/L，pH范圍為2～4左右。該類廢水一般處理工藝，通常需要加堿調整pH為中性附近(伍金偉等，工業水處理，2015，11：56-59；田忠明等，水處理技術，2017，9：101-103)，然后再使用生化工藝(厭氧、好氧)。當需要回用廢水的時候，一般再加上膜處理(超濾、反滲透)單元，回收生化處理單元的出水。該廢水處理過程沒有設置菌種選擇器，無法形成適合費托廢水處理的菌群，導致該處理工藝有如下突出缺陷：1)用堿量大、成本高，因pH較低，需要投加大量的堿才能調整pH為中性；2)反滲透工藝能耗高，投加堿提高了廢水的鹽含量，增加了滲透壓，提高了反滲透工藝的能耗；3)凈水回收率低，濃鹽水產量大，增加蒸發器能耗；4)廢鹽渣產量大，固廢處置成本高。上述問題的根源在于加堿中和，本發明采用新型生化工藝及設備，通過設置菌種選擇器，篩選出適合費托廢水處理的特定菌群，不用加堿即可處理費托合成廢水，出水pH值為中性，COD值小于100mg/L。

本發明在原有費托合成廢水處理工藝的基礎上，設計了特殊的菌群選擇器，通過酸性廢水進行環境篩選，結合水力條件和反應器結構進行機械篩選，最終形成耐酸厭氧菌群，對厭氧反應器進行菌群補充。該菌群選擇器為密閉圓柱形罐體，上部設有斜板分離器(或斜板沉降分離器或斜板沉淀分離器)，中部設有布水器，運行方式為上流式。如圖2所示，反應器上部為圓筒形，下部為倒圓錐形(或倒圓錐臺形)。回流污泥通過中部側面的進水管經反應器內部的布水器進入反應器，通過污泥混合液中污泥顆粒和水形成沿反應器形成的離心力差異及上部的斜板分離器，部分污泥沉入底部，排放進入后續的厭氧池。反應器頂部的中心位置(斜板分離器的上方)設置溢流器(深度為0.5米)(或溢流槽)，溢流器上端液體流入端的邊緣為鋸齒狀。廢水通過溢流器進入排水管，排出反應器。具體設計參數見圖中標注，其它要求為：H/D＝1.5～2.0，d/D＝0.5。酸性廢水與好氧池的混合液回流后，從位于底部布水器進入菌群選擇器，經水力剪切作用，釋放菌膠團內部的厭氧菌。泥水混合物流經上部的固液分離器，大顆粒污泥被分離下沉。穿過固液分離器的菌群，從上部流出菌群選擇器，作為補充菌種，進入厭氧反應系統。

本發現要解決的技術問題是，如何采用厭氧的辦法直接處理費托合成廢水，避免加堿中和帶來的系統問題，最終實現大幅降低費托合成廢水處理及回用的綜合成本之目的。

發明內容

本發明涉及一種費托合成廢水生化處理工藝，本發明的目的是提供一種費托合成廢水低pH值生化處理工藝，該工藝能有效降低廢水中COD值。

1.一種費托合成廢水生化處理工藝，其處理工藝流程為：

(1)將費托合成廢水排進緩沖池；(2)緩沖池出水進入菌種選擇器，該設備同時接收兼氧池混合液回流；(3)菌種選擇器出水進入厭氧反應器；(3)采用厭氧反應器出水進行處理；(4)好氧池部分混合液回流至菌種選擇器；(5)對好氧池出水進行沉淀，獲得剩余污泥，具體參數條件如下：