[发明专利]一种费托合成废水生化处理方法

说明书

本发明涉及一种费托合成反应废水生化处理工艺，本发明的目的是提供能够直接处理酸性费托合成废水的生化工艺，无须加碱中和操作，即可有效降低废水中COD值。其处理工艺流程为：(1)将费托合成废水排进缓冲池；(2)缓冲池出水进入菌种选择器，该设备同时接收兼氧池混合液回流；(3)菌种选择器出水进入厌氧反应器；(3)采用厌氧反应器出水进行处理；(4)好氧池部分混合液回流至菌种选择器；(5)对好氧池出水进行沉淀。该工艺具有避免了加碱中和，大幅降低了处理成本，并通过菌种选择器，提升了菌群的稳定性。

技术领域

本发明的应用领域为工业污水处理，尤其涉及费托合成废水生化处理工艺，适用于煤化工费托合成过程产生的具有浓度高、酸性强特征的工业废水。

技术背景

煤化工是我国的重要行业，使用煤炭为原料，转化为气体、液体和固体产品。费托合成(Fischer-Tropsch synthesis)是煤间接液化的重要技术路线之一，以合成气(一氧化碳和氢气的混合气体)为原料在催化剂和适当条件下合成液态混合烃类和含氧化合物。该过程会产生大量浓度高、酸性强的废水，其化学需氧量(COD)浓度约为15000～35000mg/L，pH范围为2～4左右。该类废水一般处理工艺，通常需要加碱调整pH为中性附近(伍金伟等，工业水处理，2015，11：56-59；田忠明等，水处理技术，2017，9：101-103)，然后再使用生化工艺(厌氧、好氧)。当需要回用废水的时候，一般再加上膜处理(超滤、反渗透)单元，回收生化处理单元的出水。该废水处理过程没有设置菌种选择器，无法形成适合费托废水处理的菌群，导致该处理工艺有如下突出缺陷：1)用碱量大、成本高，因pH较低，需要投加大量的碱才能调整pH为中性；2)反渗透工艺能耗高，投加碱提高了废水的盐含量，增加了渗透压，提高了反渗透工艺的能耗；3)净水回收率低，浓盐水产量大，增加蒸发器能耗；4)废盐渣产量大，固废处置成本高。上述问题的根源在于加碱中和，本发明采用新型生化工艺及设备，通过设置菌种选择器，筛选出适合费托废水处理的特定菌群，不用加碱即可处理费托合成废水，出水pH值为中性，COD值小于100mg/L。

本发明在原有费托合成废水处理工艺的基础上，设计了特殊的菌群选择器，通过酸性废水进行环境筛选，结合水力条件和反应器结构进行机械筛选，最终形成耐酸厌氧菌群，对厌氧反应器进行菌群补充。该菌群选择器为密闭圆柱形罐体，上部设有斜板分离器(或斜板沉降分离器或斜板沉淀分离器)，中部设有布水器，运行方式为上流式。如图2所示，反应器上部为圆筒形，下部为倒圆锥形(或倒圆锥台形)。回流污泥通过中部侧面的进水管经反应器内部的布水器进入反应器，通过污泥混合液中污泥颗粒和水形成沿反应器形成的离心力差异及上部的斜板分离器，部分污泥沉入底部，排放进入后续的厌氧池。反应器顶部的中心位置(斜板分离器的上方)设置溢流器(深度为0.5米)(或溢流槽)，溢流器上端液体流入端的边缘为锯齿状。废水通过溢流器进入排水管，排出反应器。具体设计参数见图中标注，其它要求为：H/D＝1.5～2.0，d/D＝0.5。酸性废水与好氧池的混合液回流后，从位于底部布水器进入菌群选择器，经水力剪切作用，释放菌胶团内部的厌氧菌。泥水混合物流经上部的固液分离器，大颗粒污泥被分离下沉。穿过固液分离器的菌群，从上部流出菌群选择器，作为补充菌种，进入厌氧反应系统。

本发现要解决的技术问题是，如何采用厌氧的办法直接处理费托合成废水，避免加碱中和带来的系统问题，最终实现大幅降低费托合成废水处理及回用的综合成本之目的。

发明内容

本发明涉及一种费托合成废水生化处理工艺，本发明的目的是提供一种费托合成废水低pH值生化处理工艺，该工艺能有效降低废水中COD值。

1.一种费托合成废水生化处理工艺，其处理工艺流程为：

(1)将费托合成废水排进缓冲池；(2)缓冲池出水进入菌种选择器，该设备同时接收兼氧池混合液回流；(3)菌种选择器出水进入厌氧反应器；(3)采用厌氧反应器出水进行处理；(4)好氧池部分混合液回流至菌种选择器；(5)对好氧池出水进行沉淀，获得剩余污泥，具体参数条件如下：