本實(shí)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(shù)：

煤化工廢水是來(lái)源于煤化工廠(chǎng)煉焦過(guò)程中各環(huán)節(jié)廢水的統(tǒng)稱(chēng)，主要包括煤熱解干餾階段、荒煤氣回收凈化階段和化產(chǎn)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(chǎn)生的剩余氨水廢液：此為煤化工廠(chǎng)廢水主要排放源，占全廠(chǎng)廢水排放量的一半以上。該污水水質(zhì)復(fù)雜，含酚質(zhì)量濃度為600～1200mg/L，化學(xué)需氧量(COD)約3000mg/L，含NH₃質(zhì)量濃度為200～300mg/L；②煤氣終冷循環(huán)排污水：在進(jìn)行煤氣的最終冷卻時(shí)，煤氣中一定數(shù)量的酚、氰化物、硫化物等進(jìn)入冷卻水中，終冷循環(huán)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(chǎn)品分離水：在化工產(chǎn)品粗、精制加工過(guò)程中的冷凝水和化工產(chǎn)品沉降分離產(chǎn)物，以及各種儲(chǔ)槽定期排出的污水；④化工生產(chǎn)車(chē)間跑、冒、滴、漏產(chǎn)生的污水。煤化工廢水中組分多且復(fù)雜，含有大量的芳香類(lèi)高濃度難降解的有機(jī)污染物和硫、氮、磷等無(wú)機(jī)鹽污染物，這些污染物的濃度和色度較高、毒性極大，不僅嚴(yán)重污染環(huán)境，還對(duì)人類(lèi)健康和動(dòng)植物生長(zhǎng)造成巨大危害。

我國(guó)是世界焦炭生產(chǎn)大國(guó)，焦炭產(chǎn)量占世界焦炭總產(chǎn)量的36％左右?！笆濉逼陂g，全國(guó)焦炭消費(fèi)量已到4.2～4.5億噸，其中半焦和鑄造焦需求，年均增長(zhǎng)約2％～3％。中國(guó)目前有300余家煤化工廠(chǎng)，煤化工廢水的有效處理問(wèn)題已經(jīng)制約了產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。2012年06月，環(huán)境保護(hù)部發(fā)布了《煉煤化工學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB16171-2012)，該標(biāo)準(zhǔn)不僅對(duì)煤化工廢水中各主要污染物提出了更加嚴(yán)格的排放要求，而且增加了總氮、苯、多環(huán)芳烴和苯并芘(BaP)等硬性指標(biāo)，同時(shí)對(duì)單位產(chǎn)品排水量做了更加嚴(yán)格的要求。而我國(guó)大多數(shù)煤化工廠(chǎng)的排水指標(biāo)沒(méi)有完全達(dá)到國(guó)家要求，因此，煤化工廢水處理技術(shù)的研究與發(fā)展迫在眉睫。

現(xiàn)代污水處理技術(shù)，按處理方式劃分，可分為物理處理、化學(xué)處理和生物處理。物理處理方法，又稱(chēng)為機(jī)械治理法。主要用于分離廢水中的懸浮性物質(zhì)。該方法最大的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、易行、效果良好，并且十分經(jīng)濟(jì)。常用的物理治理方法有：重力分離法、離心分離法、過(guò)濾法以及蒸發(fā)結(jié)晶法等?；瘜W(xué)處理法的主要處理對(duì)象是廢水中溶解性或膠體性的污染物質(zhì)。它既可使污染性物質(zhì)與水分離，也能改變某些污染物質(zhì)以及有機(jī)物等，因此可達(dá)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(zhì)時(shí)，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(zhì)時(shí)，采用化學(xué)治理方法最為適宜。然而，化學(xué)治理法常需采用化學(xué)藥劑或材料，因此運(yùn)行費(fèi)用一般都比較高，操作與管理的要求也比較嚴(yán)格等。而且，在化學(xué)法的前處理或后處理過(guò)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(chēng)作生物處理法或生化處理法。在微生物生命活動(dòng)的過(guò)程中，一部分溶解性的有機(jī)物質(zhì)用于合成細(xì)胞的原生質(zhì)和貯藏物；一部分則變?yōu)榇x產(chǎn)物，并釋放出能量，供給微生物原生質(zhì)的合成和生命活動(dòng)，使微生物能繼續(xù)不斷地生長(zhǎng)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(jù)微生物的呼吸特性，分為好氧、厭氧和兼性三大類(lèi)微生物，以及好氧處理兩類(lèi)生物處理方法。

但是對(duì)于一些特殊的廢水，比如組分多且復(fù)雜，含有大量的芳香類(lèi)高濃度難降解的有機(jī)污染物和硫、氮、磷等無(wú)機(jī)鹽污染物的煤化工廢水，傳統(tǒng)的生化處理方式難以對(duì)難降解有機(jī)物以及氮磷等無(wú)機(jī)物進(jìn)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(duì)于處理上述廢水具有高效、經(jīng)濟(jì)、無(wú)二次污染等眾多優(yōu)點(diǎn)，且具有廣闊的前景。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高效的煤化工廢水處理裝置。

本實(shí)用新型的處理裝置包括依次串聯(lián)的調(diào)節(jié)池、混凝沉淀池、厭氧生物流化床反應(yīng)池、缺氧載體流化床反應(yīng)池、序批式生物膜反應(yīng)池和人工濕地；所述調(diào)節(jié)池通過(guò)水泵及輸水管道與混凝沉淀池連接；所述混凝沉淀池內(nèi)部通過(guò)隔板分成混凝反應(yīng)區(qū)和沉淀區(qū)；所述厭氧生物流化床反應(yīng)池內(nèi)填充有焦粉生物填料，所述缺氧載體流化床反應(yīng)池內(nèi)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(yīng)池出水口與序批式生物膜反應(yīng)池連接；在所述序批式生物膜反應(yīng)池內(nèi)添加活性炭和無(wú)煙煤的混合惰性填料，其底部設(shè)有曝氣裝置；所述序批式生物膜反應(yīng)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(zhì)層和防滲層，其中，濕地植物為黃菖蒲、蘆葦和茭草，基質(zhì)為包括無(wú)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(jìn)一步地，所述厭氧生物流化床反應(yīng)池頂部設(shè)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(yīng)池上部設(shè)有固液分離器。

進(jìn)一步地，所述混凝沉淀池設(shè)有藥劑投加裝置和攪拌裝置，向混凝反應(yīng)區(qū)投加絮凝劑，所述絮凝劑為天然高分子混凝劑。

進(jìn)一步地，序批式生物膜反應(yīng)池運(yùn)行為每周期缺氧攪拌7～8h，好氧曝氣10～15h，停留時(shí)間為50～70h。

進(jìn)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(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著優(yōu)點(diǎn)：

(1)整個(gè)處理裝置結(jié)合多個(gè)生物處理工藝及人工濕地的優(yōu)勢(shì)，適應(yīng)于水量波動(dòng)系數(shù)大、水力沖擊負(fù)荷大，同時(shí)克服C/N不足反硝化及硝化堿度不足的問(wèn)題，高效去除難降解有機(jī)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(wěn)定達(dá)到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)；

(2)混凝劑具體選擇天然高分子混凝劑，具有產(chǎn)生的淤泥量少，無(wú)二次污染，凈化水質(zhì)好，成本低等優(yōu)點(diǎn)；

(3)厭氧生物流化床反應(yīng)池和缺氧載體流化床反應(yīng)池內(nèi)部填充填料，對(duì)不同水質(zhì)對(duì)象采用有針對(duì)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(zhǎng)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(shí)去除氮磷；

(4)序批式生物膜反應(yīng)池中的填料供微生物附著生長(zhǎng)，能有效地在生物膜的不同部位形成厭氧區(qū)和好氧區(qū)，創(chuàng)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(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中標(biāo)識(shí)：1-調(diào)節(jié)池，2-混凝沉淀池，3-厭氧生物流化床反應(yīng)池，4-缺氧載體流化床反應(yīng)池，5-序批式生物膜反應(yīng)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(jìn)水口，13-出水口。

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳述。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)附圖對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但是本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不局限于所述實(shí)施例。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供的煤化工廢水處理裝置，其包括依次串聯(lián)的調(diào)節(jié)池1、混凝沉淀池2、厭氧生物流化床反應(yīng)池3、缺氧載體流化床反應(yīng)池4、序批式生物膜反應(yīng)池5和人工濕地6；其中，調(diào)節(jié)池1通過(guò)水泵及輸水管道與混凝沉淀池2連接；混凝沉淀池2內(nèi)部通過(guò)隔板分成混凝反應(yīng)區(qū)和沉淀區(qū)；厭氧生物流化床反應(yīng)池3內(nèi)填充有焦粉生物填料，缺氧載體流化床反應(yīng)池4內(nèi)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(yīng)池4出水口與序批式生物膜反應(yīng)池5連接；在序批式生物膜反應(yīng)池5內(nèi)添加活性炭和無(wú)煙煤的混合惰性填料11，其底部設(shè)有曝氣裝置10；序批式生物膜反應(yīng)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(zhì)層和防滲層，其中，濕地植物為黃菖蒲、蘆葦和茭草，基質(zhì)為包括無(wú)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(yōu)選地，厭氧生物流化床反應(yīng)池頂部設(shè)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(yīng)池上部設(shè)有固液分離器。

優(yōu)選地，為了實(shí)現(xiàn)藥劑與水的充分混合，實(shí)現(xiàn)絮凝吸附作用，在混凝沉淀池中設(shè)有藥劑投加裝置7和攪拌裝置8，向混凝反應(yīng)區(qū)投加絮凝劑，所述絮凝劑為天然高分子混凝劑，其無(wú)二次污染，起到更為環(huán)保的作用。

優(yōu)選地，依據(jù)實(shí)際廢水及處理情況，確定了序批式生物膜反應(yīng)池運(yùn)行為每周期缺氧攪拌7～8h，好氧曝氣10～15h，停留時(shí)間為50～70h。

優(yōu)選地，依據(jù)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(shí)用新型裝置進(jìn)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(guò)管道收集，匯至污水處理裝置前的調(diào)節(jié)池1內(nèi)，池內(nèi)設(shè)置攪拌設(shè)備均勻水質(zhì)，減少系統(tǒng)負(fù)荷沖擊。

(2)調(diào)節(jié)池1中的廢水通過(guò)水泵輸送至混凝沉淀池2內(nèi)進(jìn)行混凝沉淀反應(yīng)；所述混凝沉淀池2內(nèi)部投加了天然高分子混凝劑。

(3)混凝沉淀池2的沉淀區(qū)的廢水自流入?yún)捬跎锪骰卜磻?yīng)池3中，厭氧反應(yīng)池內(nèi)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(jīng)過(guò)上部的三相分離器，然后流入缺氧載體流化床反應(yīng)池4中，廢水經(jīng)過(guò)在缺氧環(huán)境中，再次經(jīng)過(guò)生化處理后，自流入序批式生物膜反應(yīng)池5，控制其每周期缺氧攪拌7～8h，好氧曝氣10～15h，停留時(shí)間為50～70h。

(4)序批式生物膜反應(yīng)池5出水流入人工濕地6中，廢水在土壤、基質(zhì)和植物的綜合作用下，廢水進(jìn)一步得到凈化，最終出水達(dá)到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，可以流入自然水系中。

如上所述，盡管參照特定的優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)表示和表述了本實(shí)用新型，但其不得解釋為對(duì)本實(shí)用新型自身的限制。在不脫離所附權(quán)利要求定義的本實(shí)用新型的精神和范圍前提下，可對(duì)其在形式上和細(xì)節(jié)上作出各種變化。