本發(fā)明涉及廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種F-T合成廢水處理方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

我國(guó)是一個(gè)煤炭豐富但石油短缺的國(guó)家，隨著社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)步，人們的生產(chǎn)和生活所需的石油耗量卻是日益增加。利用煤炭間接液化生產(chǎn)合成油是解決石油資源短缺的重要途徑，而費(fèi)托合成反應(yīng)是煤間接液化的核心反應(yīng)。費(fèi)托合成反應(yīng)，又稱F-T反應(yīng)，是指由煤或天然氣制成的合成氣(H₂+CO)，以鐵或者鈷等作為催化劑，在一定溫度和壓力作用下轉(zhuǎn)化成烴類燃料的過(guò)程。不同鏈長(zhǎng)的烴，經(jīng)過(guò)加工處理后形成汽油、柴油等成品油。費(fèi)托合成過(guò)程中除了產(chǎn)生烴類燃料外，還伴生多種有機(jī)含氧化合物，例如醇、酸、醛、酮以及酯類等，同時(shí)還產(chǎn)生大量的廢水，稱之為F-T合成廢水。

F-T合成廢水成分較為復(fù)雜，富含醇、酸、酮、酯等含氧有機(jī)化合物重金屬、氮、磷含量低，產(chǎn)生量大，一般來(lái)說(shuō)，每產(chǎn)生一噸油伴生一噸多的水。該廢水屬于高濃度酸性有機(jī)廢水，pH值為3左右，COD值高達(dá)6-8萬(wàn)mg/L，含有大量的可溶性油，不能直接排放，必須對(duì)其進(jìn)行處理。

目前F-T合成廢水的處理方法有蒸餾分離、氧化沉淀等方法。蒸餾法是通過(guò)將廢水加堿蒸餾分離出各種含氧有機(jī)物，實(shí)現(xiàn)資源的回收與利用。

關(guān)于蒸餾分離方法，中國(guó)專利CN200610144207.1提供了一種費(fèi)-托合成反應(yīng)水的處理方法，采用多效蒸發(fā)系統(tǒng)對(duì)F-T合成廢水進(jìn)行了蒸餾分離，添加緩蝕劑、阻垢劑、殺菌劑等處理，處理后的水滿足循環(huán)水質(zhì)量要求，但操作繁瑣成本高。中國(guó)專利CN1617917A采用分離的辦法對(duì)其中的含氧化合物進(jìn)行分離回收，此法是通過(guò)加熱將廢水升溫至100℃以上進(jìn)行蒸餾操作，所需的能耗大，堿耗量大，成本高，不滿足節(jié)能的原則。

氧化沉淀法是指利用氧化劑將廢水中的醇、醛、酮、酯等在曝氣的條件下，氧化成酸，再用氧化鈣或氫氧化鈣中和形成的酸,形成鈣鹽沉淀物,然后過(guò)濾除去所形成的沉淀物，得到的清水可回收利用。該法操作簡(jiǎn)單，能耗低，但是需要投入大量的氧化劑，而且氧化劑將可用物質(zhì)全部轉(zhuǎn)化成酸后形成沉淀，有價(jià)值的含氧有機(jī)物未得到資源化利用，同時(shí)生成的沉淀物也會(huì)造成二次污染。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，提供一種操作簡(jiǎn)單、降低能耗及成本的F-T合成廢水處理方法及F-T合成廢水處理系統(tǒng)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：提供一種F-T合成廢水處理方法，包括以下步驟：

S1、對(duì)F-T合成廢水進(jìn)行除油預(yù)處理；

S2、調(diào)節(jié)除油預(yù)處理后的F-T合成廢水的pH值，提高所述F-T合成廢水的pH值；

S3、添加氮磷營(yíng)養(yǎng)源，將pH值調(diào)節(jié)后的所述F-T合成廢水進(jìn)行厭氧生物處理。

優(yōu)選地，步驟S1中，所述除油預(yù)處理采用濾紙過(guò)濾、纖維球?yàn)V料過(guò)濾以及椰殼活性炭吸附方式中一種或多種。

優(yōu)選地，步驟S2中，將氫氧化鈉及氫氧化鈣中至少一種投入除油預(yù)處理后的F-T合成廢水中，提高所述F-T合成廢水的pH值。

優(yōu)選地，步驟S2中，將所述F-T合成廢水的pH值調(diào)節(jié)至4.6-8.2。

優(yōu)選地，所述步驟S3中，厭氧生物處理的溫度為35-38℃。

優(yōu)選地，步驟S3包括：

S3.1、往所述F-T合成廢水混合加入生活污水、尿素和/或磷酸氫二鉀，提供氮磷營(yíng)養(yǎng)源；

S3.2、將步驟S3.1混合后的F-T合成廢水泵入?yún)捬醴磻?yīng)器進(jìn)行厭氧反應(yīng)。

優(yōu)選地，所述生活污水和F-T合成廢水的體積比為3:7。

優(yōu)選地，步驟S3還包括：

S3.3、加入活性炭，為厭氧微生物提供骨架，使厭氧微生物附著生長(zhǎng)，形成菌團(tuán)。

本發(fā)明還提供一種F-T合成廢水處理系統(tǒng)，包括接入F-T合成廢水進(jìn)行除油預(yù)處理的預(yù)處理裝置、對(duì)除油預(yù)處理后的F-T合成廢水進(jìn)行pH調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)裝置、以及對(duì)F-T合成廢水進(jìn)行厭氧生物處理的厭氧反應(yīng)裝置；

所述調(diào)節(jié)裝置連接在所述預(yù)處理裝置和厭氧反應(yīng)裝置之間。

優(yōu)選地，所述預(yù)處理裝置包括容納F-T合成廢水的預(yù)處理池。

優(yōu)選地，所述調(diào)節(jié)裝置包括接收來(lái)自所述預(yù)處理池的除油預(yù)處理后的F-T合成廢水的調(diào)節(jié)池。

本發(fā)明的有益效果：對(duì)F-T合成廢水進(jìn)行除油預(yù)處理后，再進(jìn)行厭氧生物處理，使廢水中的醇、醛、酮、酯等有機(jī)物得到降解，轉(zhuǎn)化生成潔凈能源--沼氣，降低成本的同時(shí)，使資源得以有效回收利用。廢水經(jīng)過(guò)厭氧生物處理后，COD大大降低，改善廢水可生化性，減輕后續(xù)工藝的處理負(fù)荷，為廢水達(dá)標(biāo)排放或回用奠定良好的基礎(chǔ)。

另外，利用生活污水為F-T合成廢水的厭氧生物處理提供氮磷營(yíng)養(yǎng)源，在處理F-T合成廢水的同時(shí)也處理生活污水，可節(jié)省生活污水處理系統(tǒng)的建設(shè)，節(jié)省占地面積、投資以及氮磷藥劑費(fèi)等。

附圖說(shuō)明

下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中：

圖1是本發(fā)明一實(shí)施例的F-T合成廢水處理方法流程圖；

圖2是本發(fā)明一實(shí)施例的F-T合成廢水處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

為了對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。

參考圖1的流程圖，本發(fā)明的F-T合成廢水處理方法，可包括以下步驟：

S1、對(duì)F-T合成廢水進(jìn)行除油預(yù)處理。

通常，F(xiàn)-T合成廢水中總油含量較高，約為332mg/L，在后續(xù)的厭氧生物處理中，油份會(huì)包裹微生物絮團(tuán)表面，使得微生物無(wú)法攝取充足營(yíng)養(yǎng)，影響微生物的生長(zhǎng)及繁殖，進(jìn)而影響厭氧生物處理效果。因此，為了保證后續(xù)的厭氧生物處理效果，需要預(yù)先對(duì)F-T合成廢水進(jìn)行除油處理。

步驟S1中，除油預(yù)處理可采用濾紙過(guò)濾、纖維球?yàn)V料過(guò)濾以及椰殼活性炭吸附等方式中的一種或多種。

將F-T合成廢水分別采用濾紙過(guò)濾、纖維球?yàn)V料過(guò)濾以及椰殼活性炭吸附對(duì)其進(jìn)行除油處理，將過(guò)濾或吸附處理后的濾液進(jìn)行測(cè)量對(duì)比，通過(guò)對(duì)比獲知單獨(dú)采用椰殼活性炭吸附除油處理，油份去除率最高；采用椰殼活性炭吸附一次吸附處理后油份去除率可達(dá)到77.9％，二次吸附處理后油份去除率可達(dá)到86.9％。因此，本發(fā)明中，優(yōu)選采用椰殼活性炭吸附對(duì)F-T合成廢水進(jìn)行除油預(yù)處理。

當(dāng)然，本發(fā)明中，也可采用濾紙過(guò)濾、纖維球?yàn)V料過(guò)濾和椰殼活性炭吸附中至少兩種相結(jié)合對(duì)F-T合成廢水進(jìn)行除油預(yù)處理，以去除或降低F-T合成廢水中的含油量，達(dá)到符合厭氧生物處理的要求。

S2、調(diào)節(jié)除油預(yù)處理后的F-T合成廢水的pH值，提高F-T合成廢水的pH值。

通常，F(xiàn)-T合成廢水的pH值偏低，為3左右，不能直接進(jìn)行后續(xù)的厭氧生物處理，因?yàn)樵谒嵝詶l件下，厭氧微生物特別是產(chǎn)甲烷菌，對(duì)pH非常敏感，生長(zhǎng)將受到抑制。因此，通過(guò)往F-T合成廢水中投加堿來(lái)調(diào)節(jié)F-T合成廢水的pH值。因此，該步驟S2中，可將氫氧化鈉及氫氧化鈣中至少一種投入除油預(yù)處理后的F-T合成廢水中，提高F-T合成廢水的pH值。根據(jù)pH提高效果，優(yōu)選采用氫氧化鈉為目標(biāo)堿來(lái)調(diào)節(jié)F-T合成廢水的pH值。

根據(jù)厭氧微生物機(jī)體生長(zhǎng)的最適pH值(6.5-8.2)，通過(guò)投加堿將F-T合成廢水的pH值調(diào)節(jié)至4.6-8.2，在此范圍內(nèi)，可保證后續(xù)的厭氧反應(yīng)能夠正常進(jìn)行。結(jié)合堿耗量及成本，將F-T合成廢水的pH值調(diào)至4.6，在此pH值下，保證后續(xù)的厭氧反應(yīng)能夠正常進(jìn)行同時(shí)大大降低堿耗量，降低成本。

S3、添加氮磷營(yíng)養(yǎng)源，將調(diào)節(jié)pH值后的F-T合成廢水進(jìn)行厭氧生物處理。

厭氧生物處理法是在無(wú)氧的條件下由兼性厭氧菌和專性厭氧菌來(lái)降解有機(jī)污染物的處理方法。在厭氧生物處理過(guò)程中，廢水中的有機(jī)物在大量微生物的共同作用下，經(jīng)過(guò)水解酸化、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸和產(chǎn)甲烷三個(gè)階段，被最終轉(zhuǎn)化為甲烷、二氧化碳和水，有時(shí)含有少量硫化氫和氨。一般而言，在水解和酸化階段，廢水中的BOD值變化不明顯。僅在產(chǎn)甲烷階段，由于構(gòu)成BOD的有機(jī)碳多以C0₂和CH₄的形式逸出，有機(jī)物得到降解，廢水中的COD和BOD值明顯降低。

步驟S3中，厭氧生物處理優(yōu)選的溫度為35-38℃，處于中溫處理。對(duì)于溫度較低的環(huán)境(如冬天)，則可通過(guò)加熱方式提高厭氧生物處理溫度，使其達(dá)到35-38℃。

本發(fā)明中，可根據(jù)F-T合成廢水的水質(zhì)特性，高COD、重金屬、氮磷含量低的特點(diǎn)，混合加入生活污水進(jìn)行厭氧生物處理。

步驟S3中，氮磷營(yíng)養(yǎng)源可通過(guò)生活污水、尿素以及磷酸氫二鉀中一種或多種提供。對(duì)此，步驟S3進(jìn)一步可包括：

S3.1、往F-T合成廢水混合加入生活污水、尿素和/或磷酸氫二鉀，提供氮磷等營(yíng)養(yǎng)源。

其中，優(yōu)選采用生活污水來(lái)提供氮磷等營(yíng)養(yǎng)源，生活污水和F-T合成廢水的體積比為3:7。在生活污水提供的氮磷等營(yíng)養(yǎng)源不足的情況下，可再加入尿素和/或磷酸氫二鉀。

S3.2、將步驟S3.1混合后的F-T合成廢水泵入?yún)捬醴磻?yīng)器進(jìn)行厭氧反應(yīng)。

厭氧反應(yīng)器可選用UASB(上流式厭氧污泥床)、UBF(上流式污泥床-過(guò)濾器)、AF(厭氧生物濾池)或IC(內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器)等。

該步驟S3中，利用生活污水為F-T合成廢水的厭氧生物處理提供氮磷營(yíng)養(yǎng)源，在處理F-T合成廢水的同時(shí)也處理生活污水，可節(jié)省生活污水處理系統(tǒng)的建設(shè)，節(jié)省占地面積、投資以及氮磷藥劑費(fèi)等。

另外，步驟S2中，通過(guò)投加堿來(lái)調(diào)節(jié)F-T合成廢水的pH值，可控制后續(xù)進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器的進(jìn)水pH值。

為減少耗堿量，降低成本，通過(guò)培養(yǎng)馴化厭氧微生物特性，通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得到厭氧生物處理過(guò)程中最佳pH為值4.6，因此，可將進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器的進(jìn)水pH值(經(jīng)步驟2后中的F-T合成廢水或混合有生活污水的F-T合成廢水的pH值)調(diào)節(jié)為4.6。對(duì)于進(jìn)水pH值為4.6，經(jīng)過(guò)厭氧反應(yīng)后，厭氧反應(yīng)器的出水pH值可在7左右，厭氧生物處理后的廢水中COD濃度和COD去除率均在合理范圍。

根據(jù)處理情況，步驟S3還可包括：

S3.3、往F-T合成廢水中加入活性炭，為厭氧微生物提供骨架，使厭氧微生物附著生長(zhǎng)，形成菌團(tuán)，從而可大大提高厭氧效率，COD去除率可由60％提高至85％。

另外，在步驟S3的厭氧生物處理中，還可包括收集厭氧反應(yīng)產(chǎn)生的沼氣。沼氣可以再利用，用來(lái)發(fā)電或產(chǎn)熱，產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益。

厭氧生物處理可提高廢水的可生化性，減輕后續(xù)工藝的處理負(fù)荷。

如圖2所示，本發(fā)明的F-T合成廢水處理系統(tǒng)，包括接入F-T合成廢水進(jìn)行除油預(yù)處理的預(yù)處理裝置10、對(duì)除油預(yù)處理后的F-T合成廢水進(jìn)行pH調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)裝置20、以及對(duì)F-T合成廢水進(jìn)行厭氧生物處理的厭氧反應(yīng)裝置30；調(diào)節(jié)裝置20連接在預(yù)處理裝置10和厭氧反應(yīng)裝置30之間。

上述的F-T合成廢水處理方法可通過(guò)該F-T合成廢水處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。

其中，預(yù)處理裝置10可包括容納F-T合成廢水的預(yù)處理池。預(yù)處理裝置10對(duì)F-T合成廢水進(jìn)行除油預(yù)處理可通過(guò)濾紙過(guò)濾、纖維球?yàn)V料過(guò)濾以及椰殼活性炭吸附等方式中的一種或多種實(shí)現(xiàn)。

對(duì)于濾紙過(guò)濾、纖維球?yàn)V料過(guò)濾和椰殼活性炭吸附方式，預(yù)處理池內(nèi)可設(shè)置濾層放置濾紙、纖維球?yàn)V料或椰殼活性炭吸附，使F-T合成廢水經(jīng)過(guò)濾層后，濾液通過(guò)預(yù)處理池的出水口流出至下一處理裝置。

調(diào)節(jié)裝置20可包括調(diào)節(jié)池，接收來(lái)自預(yù)處理池的除油預(yù)處理后的F-T合成廢水。通過(guò)往調(diào)節(jié)池內(nèi)投加堿(氫氧化鈉和/或氫氧化鈣)，對(duì)其中的廢水pH值進(jìn)行調(diào)節(jié)，調(diào)至4.6-8.2。

調(diào)節(jié)池上方可設(shè)置投堿裝置，用于將堿料投入調(diào)節(jié)池內(nèi)。投堿裝置可包括裝取堿料的容器以及將容器內(nèi)的堿料撥至調(diào)節(jié)池內(nèi)的撥料件。通過(guò)對(duì)撥料件的設(shè)置，可控制其每次撥出的堿料的量。

當(dāng)然，也可采用人工投堿代替投堿裝置。

厭氧反應(yīng)裝置30可包括厭氧反應(yīng)器。厭氧反應(yīng)器可選用UASB(上流式厭氧污泥床)、UBF(上流式污泥床-過(guò)濾器)、AF(厭氧生物濾池)或IC(內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器)等。

厭氧反應(yīng)裝置30還可包括加熱器，設(shè)置在厭氧反應(yīng)器上，提高厭氧生物處理的溫度，使該溫度為35-38℃。特別在溫度較低的環(huán)境(如冬天)，則可通過(guò)加熱器加熱提高厭氧生物處理溫度。加熱器的設(shè)置方式不限，具體可根據(jù)厭氧反應(yīng)器進(jìn)行設(shè)置。

調(diào)節(jié)池可通過(guò)管道連接在與預(yù)處理池和厭氧反應(yīng)器之間，將pH值調(diào)節(jié)后的廢水輸送至厭氧反應(yīng)器，以進(jìn)行厭氧生物處理。

進(jìn)一步地，調(diào)節(jié)裝置20和厭氧反應(yīng)裝置30之間還設(shè)有水泵40，提供動(dòng)力。水泵40的進(jìn)水端連接調(diào)節(jié)裝置20，出水端連接厭氧反應(yīng)裝置30，將F-T合成廢水泵從調(diào)節(jié)裝置20泵入?yún)捬醴磻?yīng)裝置30。

調(diào)節(jié)裝置20中，調(diào)節(jié)池設(shè)有進(jìn)水口和出水口，分別連接預(yù)處理池和厭氧反應(yīng)器。進(jìn)一步地，調(diào)節(jié)池還設(shè)有污水進(jìn)口，用于接入生活污水。

調(diào)節(jié)裝置20的調(diào)節(jié)池通過(guò)污水進(jìn)口連接生活污水來(lái)源(如生活污水池)，以將生活污水接入調(diào)節(jié)池中，與F-T合成廢水混合，提供氮磷營(yíng)養(yǎng)源，再至厭氧反應(yīng)裝置30進(jìn)行厭氧生物處理，從而在處理F-T合成廢水的同時(shí)也處理生活污水，可節(jié)省生活污水處理系統(tǒng)的建設(shè)，節(jié)省占地面積、投資以及氮磷藥劑費(fèi)等。

以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。