技术领域

本发明涉及一种煤制气废水处理过程中消除泡沫的方法及装置，属于工业废水处理领域。

背景技术

目前，由于我国面临着天然气短缺的严峻问题，使得煤制天然气技术得到了很大的发挥空间。虽然Shell干粉煤、鲁奇碎煤固定床等技术已经比较成熟。但是，从煤制天然气中甲烷含量以及投资费用等角度上出发，鲁奇炉在煤制天然气领域占有重要的地位。但是鲁奇炉煤制气过程中产生的废水是一种典型的高浓度的有毒有害且难于生物降解的工业废水，不仅水量高达几千至几万m3/d，而且所产生的废水中含有大量的酚类、烷烃类、芳香烃类、杂环类、氨氮和氰等有毒有害物质。另外，煤化工废水中含有各种生色团和助色团的有机物，所述有机物具有色度和浊度很高的特点。因此，鲁奇炉煤制气废水处理问题已成为制约煤化工产业发展的瓶颈。

鲁奇炉煤制气废水的处理一直是国内外废水处理领域的一大难题。目前，鲁奇炉煤制气废水的处理技术主要以好氧生物工艺为主。在煤气化废水处理过程中，该工艺对氨氮和有机物有较好的去除效果，但是该工艺经常遇到的问题就是在运行过程中有大量泡沫产生，影响了废水处理工艺的正常运行，而且致使运行成本和劳动强度大幅度上升。因此，在鲁奇炉煤制气废水的处理工艺中一般都会考虑消泡问题，常见的消泡方法有使用污水处理消泡剂消泡或外接水源喷洒消泡。污水处理消泡剂的消泡效果虽然很好，但是会造成废水处理系统运行负担加重且运行成本很高；外接水源消泡耗水量巨大，且会影响废水处理系统的正常运行。

发明内容

本发明的目的是提供一种鲁奇炉煤制气废水处理过程中消除泡沫的方法及装置，以解决现有的鲁奇炉煤制气废水处理过程中泡沫严重、消泡耗水量大、运行成本高且影响系统正常运行的问题。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：

本发明的鲁奇炉煤制气废水处理过程中消除泡沫的方法一是这样完成的：

步骤一：采用废水处理系统中的沉淀池或者清水池内的已处理废水作为消泡水源；

步骤二：通过水泵抽取沉淀池或者清水池内的消泡水源并送至好氧池上方架设的消泡布水管网内；

步骤三：消泡水源经消泡布水管网输送至每个消泡孔处的布水短管内并通过每个布水器对好氧池内的泡沫进行喷洒，同时通过每个布水短管上的调节阀门调节相应的布水器的喷水压力，好氧池的前端为消泡增强区，消泡增强区占好氧池总长度的20-40％，消泡增强区的每个布水器的消泡强度为2-10L/min·m2，消泡增强区的每个布水器的服务面积为 5-15m2，消泡增强区的每个布水器的设计压力为0.01-0.1MPa，消泡增强区的相邻两个布水器的间距为1.5-5m；好氧池的后端为正常消泡区，正常消泡区占好氧池总长度的60-80％，正常消泡区的每个布水器的消泡强度为0.5-5L/min·m2，正常消泡区的每个布水器的服务面积为10-25m2，正常消泡区的每个布水器的设计压力为0.01-0.1MPa，正常消泡区的相邻两个布水器的间距为1.5-5m。

本发明用于实现鲁奇炉煤制气废水处理过程中消除泡沫的方法一的消除泡沫装置包括水泵、进水总阀门、进水管、消泡布水管网、多个布水短管、多个调节阀门和多个布水器，所述消泡布水管网的每个布水支管上均开有多个消泡孔，每个消泡孔处固定安装有一个布水短管，每个布水短管的下端均安装有一个布水器，每个布水短管上均安装有一个调节阀门，所述消泡布水管网的布水主管通过进水管与水泵连通，水泵置于沉淀池或者清水池内部，所述进水总阀门安装在进水管上。

本发明的鲁奇炉煤制气废水处理过程中消除泡沫的方法二是这样完成的：

步骤一：将废水处理系统中的沉淀池或者清水池内的已处理废水导入专用消泡水池内；

步骤二：在专用消泡水池中加入污水处理消泡剂，污水处理消泡剂与已处理废水混合作为消泡水源，污水处理消泡剂与已处理废水混合的质量比例为：(1～40)∶200；

步骤三：通过水泵抽取专用消泡水池内的消泡水源并送至好氧池上方架设的消泡布水管网内；

步骤四：消泡水源经消泡布水管网输送至每个消泡孔处的布水短管内并通过每个布水器对好氧池内的泡沫进行喷洒，同时通过每个布水短管上的调节阀门调节相应的布水器的喷水压力，好氧池的前端为消泡增强区，消泡增强区占好氧池总长度的20-40％，消泡增强区的每个布水器的消泡强度为2-10L/min·m2，消泡增强区的每个布水器的服务面积为5-15m2，消泡增强区的每个布水器的设计压力为0.01-0.1MPa，消泡增强区的相邻两个布水器的间距为1.5-5m；好氧池的后端为正常消泡区，正常消泡区占好氧池总长度的60-80％，正常消泡区的每个布水器的消泡强度为0.5-5L/min·m2，正常消泡区的每个布水器的服务面积为10-25m2，正常消泡区的每个布水器的设计压力为0.01-0.1MPa，正常消泡区的相邻两个布水器的间距为1.5-5m。

本发明用于实现鲁奇炉煤制气废水处理过程中消除泡沫的方法二的消除泡沫装置包括专用消泡水池、水泵、进水总阀门、进水管、消泡布水管网、多个布水短管、多个调节阀门和多个布水器，所述消泡布水管网的每个布水支管上均开有多个消泡孔，每个消泡孔处固定安装有一个布水短管，每个布水短管的下端均安装有一个布水器，每个布水短管上均安装有一个调节阀门，所述消泡布水管网的布水主管通过进水管与水泵连通，所述进水总阀门安装在进水管上，水泵置于专用消泡水池内部。

本发明与现有技术相比具有以下效果：本发明方法一中的消泡水源采用废水处理系统中的沉淀池或者清水池内的已处理废水，本发明方法二中采用已处理废水与污水处理消泡剂混合作为消泡水源，本发明的两种方法根据鲁奇炉煤制气废水好氧生化处理过程中泡沫发生的特点设定消泡强度，布水器的服务面积、压力及布水器分布情况。鲁奇炉煤制气废水好氧生化处理过程中泡沫严重、消泡耗水量大、运行成本高且影响系统正常运行的问题。本发明的优点是节约用水、泡沫层低且不外溢、运行成本低和消泡后系统运行稳定。本 发明的消除泡沫装置具有结构简单和易于操作控制的优点。

附图说明

图1是本发明的消除泡沫的装置一的主视示意图，图2是本发明消除泡沫的装置一的俯视图(图中的消泡布水管网8呈枝状管网结构)，图3是本发明消除泡沫的装置一的俯视图(图中的消泡布水管网8呈循环管网结构)，图4是本发明的消除泡沫的装置二的主视示意图，图5是本发明消除泡沫的装置二的俯视图(图中的消泡布水管网8呈枝状管网结构)，图6是本发明消除泡沫的装置二的俯视图(图中的消泡布水管网8呈循环管网结构)。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1-图3说明本实施方式，本实施方式的鲁奇炉煤制气废水处理过程中消除泡沫的方法一是这样完成的：

步骤一：采用废水处理系统中的沉淀池或者清水池5内的已处理废水作为消泡水源；

步骤二：通过水泵6抽取沉淀池或者清水池5内的消泡水源并送至好氧池2上方架设的消泡布水管网8内；

步骤三：消泡水源经消泡布水管网8输送至每个消泡孔8-1处的布水短管9内并通过每个布水器11对好氧池2内的泡沫进行喷洒，同时通过每个布水短管9上的调节阀门10调节相应的布水器11的喷水压力，好氧池2的前端为消泡增强区，消泡增强区占好氧池2总长度的20-40％，消泡增强区的每个布水器11的消泡强度为2-10L/min·m2，消泡增强区的每个布水器11的服务面积为5-15m2，消泡增强区的每个布水器11的设计压力为0.01-0.1MPa，消泡增强区的相邻两个布水器11的间距为1.5-5m；好氧池2的后端为正常消泡区，正常消泡区占好氧池2总长度的60-80％，正常消泡区的每个布水器11的消泡强度为0.5-5L/min·m2，正常消泡区的每个布水器11的服务面积为10-25m2，正常消泡区的每个布水器11的设计压力为0.01-0.1MPa，正常消泡区的相邻两个布水器11的间距为1.5-5m。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤三中的消泡增强区的每个布水器11的消泡强度为2-4L/min·m2，正常消泡区的每个布水器11的消泡强度为0.5-2L/min·m2。如此设计，消泡效果更好。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤三中的消泡增强区的每个布水器11的消泡强度为4-6L/min·m2，正常消泡区的每个布水器11的消泡强度为2-3L/min·m2。如此设计，消泡效果更好。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤三中的消泡增强区的每个布水器11的消泡强度为6-10L/min·m2，正常消泡区的每个布水器11的消泡强度为3-5L/min·m2。如此设计，消泡效果更好。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一、二、三或四不同的是：步骤三中的消泡增强区的每个布水器11的服务面积为5-10m2，正常消泡区的每个布水器11的服务面积为10-15m2。如此设计，消泡效果更好。

具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一、二、三或四不同的是：步骤三中 的消泡增强区的每个布水器11的服务面积为10-15m2，正常消泡区的每个布水器11的服务面积为15-25m2。如此设计，消泡效果更好。

具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一、二、三、四、五或六不同的是：步骤三中的消泡增强区的每个布水器11的设计压力为0.01-0.05MPa，正常消泡区的每个布水器11的设计压力为0.01-0.05MPa。如此设计，消泡效果更好。

具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一、二、三、四、五或六不同的是：步骤三中的消泡增强区的每个布水器11的设计压力为0.05-0.1MPa，正常消泡区的每个布水器11的设计压力为0.05-0.1MPa。如此设计，消泡效果更好。

具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一、二、三、四、五、六、七或八不同的是：步骤三中的消泡增强区的相邻两个布水器11的间距为1.5-3m，正常消泡区的相邻两个布水器11的间距为1.5-3m。如此设计，消泡效果更好。

具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一、二、三、四、五、六、七或八不同的是：步骤三中的消泡增强区的相邻两个布水器11的间距为3-5m，正常消泡区的相邻两个布水器11的间距为3-5m。如此设计，消泡效果更好。

具体实施方式十一：结合图1-图3说明本实施方式，本实施方式的鲁奇炉煤制气废水处理过程中消除泡沫的装置包括水泵6、进水总阀门7、进水管16、消泡布水管网8、多个布水短管9、多个调节阀门10和多个布水器11，所述消泡布水管网8的每个布水支管8-3上均开有多个消泡孔8-1，每个消泡孔8-1处固定安装有一个布水短管9，每个布水短管9的下端均安装有一个布水器11，每个布水短管9上均安装有一个调节阀门10，所述消泡布水管网8的布水主管8-2通过进水管16与水泵6连通，水泵6置于沉淀池或者清水池5内部，所述进水总阀门7安装在进水管16上。本实施方式的消除泡沫的装置用于实现具体实施方式一中的鲁奇炉煤制气废水处理过程中消除泡沫的方法。

具体实施方式十二：结合图1说明本实施方式，本实施方式的布水器11为螺旋式布水器。如此设置，布水器服务面积大。其它组成和连接关系与具体实施方式十一相同。

具体实施方式十三：结合图2说明本实施方式，本实施方式的消泡布水管网8由布水主管8-2和多个布水支管8-3组成，所述多个布水支管8-3平行设置，所述布水主管8-2与多个布水支管8-3的一端连通，且布水主管8-2与多个布水支管8-3形成枝状管网，多个布水支管8-3的另一端是封闭的。如此设计，可以节约管材和施工费用。其它组成和连接关系与具体实施方式十一或十二相同。

具体实施方式十四：结合图3说明本实施方式，本实施方式的消泡布水管网8由布水主管8-2、多个布水支管8-3和布水连通管8-4组成，所述多个布水支管8-3平行设置，所述布水主管8-2与多个布水支管8-3的一端连通，所述布水连通管8-4与多个布水支管8-3的另一端连通，布水主管8-2、多个布水支管8-3和布水连通管8-4形成循环管网。如此设计，可以保证管网的水力可靠性。其它组成和连接关系与具体实施方式十一或十二相同。

具体实施方式十五：结合图1说明本实施方式，本实施方式的鲁奇炉煤制气废水处理过程中消除泡沫的装置还包括放空管1和放空阀12，所述放空管1的上端与消泡布水管网8中的任意一个布水支管8-3连通，所述放空阀12安装在放空管1上。如此设计，保证了该装置在冬季平稳运行，避免出现冰冻问题。其它组成和连接关系与具体实施方式十一、十二、十三或十四相同。

具体实施方式十六：结合图4-图6说明本实施方式，本实施方式的鲁奇炉煤制气废水处理过程中消除泡沫的方法二是这样完成的：

步骤一：将废水处理系统中的沉淀池或者清水池5内的已处理废水导入专用消泡水池14内；

步骤二：在专用消泡水池14中加入污水处理消泡剂，污水处理消泡剂与已处理废水混合作为消泡水源，污水处理消泡剂与已处理废水混合的质量比例为：(1～40)∶200；

步骤三：通过水泵6抽取专用消泡水池14内的消泡水源并送至好氧池2上方架设的消泡布水管网8内；

步骤四：消泡水源经消泡布水管网8输送至每个消泡孔8-1处的布水短管9内并通过每个布水器11对好氧池2内的泡沫进行喷洒，同时通过每个布水短管9上的调节阀门10调节相应的布水器11的喷水压力，好氧池2的前端为消泡增强区，消泡增强区占好氧池2总长度的20-40％，消泡增强区的每个布水器11的消泡强度为2-10L/min·m2，消泡增强区的每个布水器11的服务面积为5-15m2，消泡增强区的每个布水器11的设计压力为0.01-0.1MPa，消泡增强区的相邻两个布水器11的间距为1.5-5m；好氧池2的后端为正常消泡区，正常消泡区占好氧池2总长度的60-80％，正常消泡区的每个布水器11的消泡强度为0.5-5L/min·m2，正常消泡区的每个布水器11的服务面积为10-25m2，正常消泡区的每个布水器11的设计压力为0.01-0.1MPa，正常消泡区的相邻两个布水器11的间距为1.5-5m。

本实施方式的污水处理消泡剂的型号为L-105、JY-805、XC-25或HZX-203。

具体实施方式十七：本实施方式与具体实施方式十六不同的是：步骤三中的污水处理消泡剂与已处理废水混合的质量比例为：20∶200。如此设计，消泡效果更好。

具体实施方式十八：本实施方式与具体实施方式十六或十七不同的是：步骤三中的消泡增强区的每个布水器11的服务面积为5-10m2，正常消泡区的每个布水器11的服务面积为10-15m2。如此设计，消泡效果更好。

具体实施方式十九：本实施方式与具体实施方式十六或十七不同的是：步骤三中的消泡增强区的每个布水器11的服务面积为10-15m2，正常消泡区的每个布水器11的服务面积为15-25m2。如此设计，消泡效果更好。

具体实施方式二十：本实施方式与具体实施方式十六、十七、十八或十九不同的是：步骤三中的消泡增强区的每个布水器11的设计压力为0.01-0.05MPa，正常消泡区的每个布水器11的设计压力为0.01-0.05MPa。如此设计，消泡效果更好。

具体实施方式二十一：本实施方式与具体实施方式十六、十七、十八或十九不同的是：步骤三中的消泡增强区的每个布水器11的设计压力为0.05-0.1MPa，正常消泡区的每个布水器11的设计压力为0.05-0.1MPa。如此设计，消泡效果更好。

具体实施方式二十二：本实施方式与具体实施方式十六、十七、十八、十九、二十或二十一不同的是：步骤三中的消泡增强区的相邻两个布水器11的间距为1.5-3m，正常消泡区的相邻两个布水器11的间距为1.5-3m。如此设计，消泡效果更好。

具体实施方式二十三：本实施方式与具体实施方式十六、十七、十八、十九、二十或二十一不同的是：步骤三中的消泡增强区的相邻两个布水器11的间距为3-5m，正常消泡区的相邻两个布水器11的间距为3-5m。如此设计，消泡效果更好。

具体实施方式二十四：结合图4-图6说明本实施方式，本实施方式的鲁奇炉煤制 气废水处理过程中消除泡沫的装置包括专用消泡水池14、水泵6、进水总阀门7、进水管16、消泡布水管网8、多个布水短管9、多个调节阀门10和多个布水器11，所述消泡布水管网8的每个布水支管8-3上均开有多个消泡孔8-1，每个消泡孔8-1处固定安装有一个布水短管9，每个布水短管9的下端均安装有一个布水器11，每个布水短管9上均安装有一个调节阀门10，所述消泡布水管网8的布水主管8-2通过进水管16与水泵6连通，所述进水总阀门7安装在进水管16上，水泵6置于专用消泡水池14内部。本实施方式的消除泡沫的装置用于实现具体实施方式十六中的鲁奇炉煤制气废水处理过程中消除泡沫的方法。

具体实施方式二十五：结合图4说明本实施方式，本实施方式的布水器11为螺旋式布水器。如此设计，布水器服务面积大。其它组成和连接关系与具体实施方式二十四相同。

具体实施方式二十六：结合图5说明本实施方式，本实施方式的消泡布水管网8由布水主管8-2和多个布水支管8-3组成，所述多个布水支管8-3平行设置，所述布水主管8-2与多个布水支管8-3的一端连通，且布水主管8-2与多个布水支管8-3形成枝状管网，多个布水支管8-3的另一端是封闭的。如此设计，可以节约管材和施工费用。其它组成和连接关系与具体实施方式二十四或二十五相同。

具体实施方式二十七：结合图6说明本实施方式，本实施方式的消泡布水管网8由布水主管8-2、多个布水支管8-3和布水连通管8-4组成，所述多个布水支管8-3平行设置，所述布水主管8-2与多个布水支管8-3的一端连通，所述布水连通管8-4与多个布水支管8-3的另一端连通，布水主管8-2、多个布水支管8-3和布水连通管8-4形成循环管网。如此设计，可以保证管网的水力可靠性。其它组成和连接关系与具体实施方式二十四或二十五相同。

具体实施方式二十八：结合图4说明本实施方式，本实施方式的鲁奇炉煤制气废水处理过程中消除泡沫的装置还包括放空管1和放空阀12，所述放空管1的上端与消泡布水管网8中的任意一个布水支管8-3连通，所述放空阀12安装在放空管1上。如此设计，保证了该装置在冬季平稳运行，避免出现冰冻问题。其它组成和连接关系与具体实施方式二十四、二十五、二十六或二十七相同。