CN101851046B - 一种焦化废水深度处理及全回用装置及其应用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种焦化废水深度处理及全回用的装置及其应用方法，包括预处理***和生化处理***，其特征在于：经过预处理和生化处理后的焦化废水的出口与所述膜生物反应器连接；所述膜生物反应器的出水口与所述氧化处理组件连接；所述氧化处理***的出水口与所述反渗透膜处理组件连接；所述反渗透膜处理组件的一个出水口与所述浓水蒸发结晶***连接；所述反渗透膜处理组件的另一个出口与回用水箱连接。本发明采用生化、氧化加上膜分离技术及蒸发相结合的方法对焦化废水进行深度处理并达到零排放，是一种将焦化废水中各类污染物进行降解并将处理后水完全回用的新处理装置及应用方法。

Description

一种焦化废水深度处理及全回用装置及其应用方法
技术领域
本发明涉及工业废水处理技术领域，尤其涉及一种焦化废水深度处理及全回用装置及其应用方法。
背景技术
目前，焦化废水处理普遍采用A/O生物脱氮处理技术，处理后污水水质指标可达到国家规定的排放标准，部分回用于湿法熄焦、除尘、煤气水封等浊循环水***作补充水，而对焦化废水的深度处理普遍采用砂滤、生物滤池、混凝处理等手段，尽管出水COD控制在100mg/L左右，悬浮物含量在30mg/L左右，但不能满足生产净水用水水质要求；有的采用活性炭过滤，可以有效地去除水中的COD和悬浮物，使COD降到60mg/L以下，悬浮物含量在5mg/L以下，但对溶解性的固体含盐量几乎没有处理效果，因此该技术没有推广价值。为了去除溶解性固体必需采用反渗透膜进行分离，而分离后的浓缩液因COD和盐份高无法排放，唯一去处为喷洒到煤场或作为湿法熄焦的补充水，但煤场的用水有限，许多焦化厂已改为干法熄焦，所以需要一个焦化废水处理回用并达到零排放的技术。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种焦化废水深度处理装置，该装置可以大幅度降低废水中COD和悬浮物等各类污染物含量，对焦化废水进行深度处理并回用，使***实现零排放。
本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的：
一种焦化废水深度处理及全回用装置，包括预处理***和生化处理***，其特征在于：所述装置还包括由膜生物反应器((Membrane BioReactor，MBR)、氧化处理***及反渗透膜处理***和浓水蒸发结晶***；
经过预处理和生化处理后的焦化废水的出口与所述MBR膜生物反应器连接；所述膜生物反应器的出水口与所述氧化处理***连接；所述氧化处理***的出水口将出水经反渗透给水泵和高压泵串联加压后与所述反渗透膜处理***连接；所述反渗透膜处理***的一个出水口与所述浓水蒸发结晶***相连接；所述反渗透膜处理***的另一个出口与回用水箱连接。
所述预处理***包括依次连接的除油池、调节池和浮选池；生化处理***包括厌氧池、缺氧池、好氧池和回流沉淀池，生物厌氧池的出水口依次通过缺氧池、好氧池和回流沉淀池与MBR膜生物反应器的进水口相接。
所述MBR膜生物反应器属于中空纤维超滤膜，浸没式结构；所述MBR膜生物反应器工作周期为3分钟，间歇30秒钟，所需的抽吸力一般为-0.01～-0.04MPa，过滤精度0.5μm，过水通量为10～15L/m2.hr。
所述氧化处理***采用臭氧、双氧水、氯气或次氯酸钠处理废水。
所述的反渗透膜过滤采用两套***，所述两套***串联连接。
所述第一套反渗透***工作压力2～3.5MPa，过滤精度0.001μm；第一套反渗透***的浓缩液进入第二套反渗透***，***工作压力3.5～4.0Mpa。最终浓缩液占整个处理水量的10％以下；所述第二套反渗透***的浓缩液水质为：CODcr≤450mg/L、含盐量≤40000mg/L。
所述的焦化废水工作温度为18～30℃。
所述厌氧池有关参数为：水力停留时间8～12h，P为1mg/L，水温为30℃；
所述缺氧池有关参数：水力停留时间16～20h，污水回流比2～3倍，P为1mg/L，水温25～30℃，PH值7～8；
所述好氧池有关参数：水力停留时间32～36h，污泥回流比2～3倍，出水含磷量0.5～1mg/L，水温25～30℃，PH 7～8，溶解氧2～4mg/L。
所述的焦化废水深度处理及全回用装置的应用方法，其特征在于该方法包括如下工艺步骤：
(1)预处理：处理设备包括除油池、浮选池和调节池，焦化废水的进水水质为：CODcr≤4000mg/L、酚≤650mg/L、CN-≤15mg/L、油≤50mg/L、NH3-N：≤250mg/L、SS≤300mg/L、PH 7～8，经除油池、浮选池和调节池去除废水中的重油和乳化油，调节各种焦化废水水量及水质的不均匀性，焦化废水经预处理后水质中CODcr去除率在5～10％，油≤10mg/L；
(2)生化处理：处理设备包括厌氧池、缺氧池、好氧池和回流沉淀池，生物厌氧池的出水口依次通过缺氧池、好氧池和回流沉淀池与MBR膜生物反应器的进水口相接；
(3)MBR膜生物反应器处理：MBR属于中空纤维超滤膜，浸没式结构，其高效截留作用各类菌种，有效去除相应的污染物，并避免污泥的流失；经MBR膜生物反应器处理后水质指标为CODcr≤150mg/L、NH3-N≤5mg/L、SS(悬浮物)≤1mg/L、酚≤0.5mg/L、氰化物≤0.5mg/L；
(4)氧化处理：氧化采用臭氧、双氧水、氯气或次氯酸钠，强烈的氧化降解水中的有机物，降低废水中的COD、色度，氧化处理后水质指标为CODcr≤80mg/L、SS(悬浮物)≤1mg/L、酚≤0.3mg/L、氰化物≤0.3mg/L、脱色率≥50％；
(5)反渗透膜处理：反渗透膜过滤采用两套***，所述两套***串联连接，所述第一套反渗透***工作压力2～3.5MPa，过滤精度0.001μm；第一套反渗透***的浓缩液进入第二套反渗透***，***工作压力3.5～4.0Mpa。最终浓缩液占整个处理水量的10％以下；所述第二套反渗透***的浓缩液水质为：CODcr≤450mg/L、含盐量≤40000mg/L；经反渗透膜处理后出水的水质指标：CODcr≤20mg/L、酚≤0.2mg/L、氰化物≤0.2mg/L、NH3-N≤3mg/L、油检测不出、SS检测不出、PH6.5～7.5、含盐量≤150mg/L、硬度≤10mg/L(以CaCO3计)；
(6)浓水蒸发结晶处理：反渗透膜处理后的浓缩液利用蒸发结晶，冷凝的水作为循环冷却水***的补充水，使***做到零排放；
所述步骤(4)中氧化剂优选臭氧或双氧水；采用氯气或次氯酸钠时，需要在RO前加入亚硫酸氢钠或亚硫酸钠进行中和，以保护RO膜。
本发明具有如下优点：
本发明采用生化、氧化加上膜分离技术及蒸发相结合的方法对焦化废水进行深度处理并达到零排放，是一种将焦化废水中各类污染物的降解并将处理后水完全回用的处理新技术；采用MBR提高了生化的污泥浓度和生化反应池的容积负荷，取消混凝处理，节省了占地；出水可直接回用于生产净循环水***作为补充水，实现水资源的再利用及焦化废水的零排放。
附图说明
图1为本发明的装置流程示意图
如图所示，1-MBR膜生物反应器、2-氧化处理***、3-反渗透膜处理***、4-浓水蒸发结晶***、5-回用水箱、6-预处理***、7-生化处理***。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明作进一步说明。
一种焦化废水深度处理及全回用装置，包括预处理***和生化处理***，其特征在于：所述装置还包括由膜生物反应器、氧化处理***及反渗透膜处理***和浓水蒸发结晶***；
经过预处理和生化处理后的焦化废水的出口与所述MBR膜生物反应器连接；所述膜生物反应器的出水口与所述氧化处理***连接；所述氧化处理***的出水口将出水经反渗透给水泵和高压泵串联加压后与所述反渗透膜处理***连接；所述反渗透膜处理***的一个出水口与所述浓水蒸发结晶***相连接；所述反渗透膜处理***的另一个出口与回用水箱连接。
所述预处理***包括依次连接的除油池、调节池和浮选池；生化处理***包括厌氧池、缺氧池、好氧池和回流沉淀池，生物厌氧池的出水口依次通过缺氧池、好氧池和回流沉淀池与MBR膜生物反应器的进水口相接。
所述MBR膜生物反应器属于中空纤维超滤膜，浸没式结构；所述MBR膜生物反应器工作周期为3分钟，间歇30秒钟，所需的抽吸力一般为-0.01～-0.04MPa，过滤精度0.5μm，过水通量为10～15L/m2.hr。
所述氧化处理***采用臭氧、双氧水、氯气或次氯酸钠处理废水。
所述的反渗透膜过滤采用两套***，所述两套***串联连接。
所述第一套反渗透***工作压力2～3.5MPa，过滤精度0.001μm；第一套反渗透***的浓缩液进入第二套反渗透***，***工作压力3.5～4.0Mpa。最终浓缩液占整个处理水量的10％以下；所述第二套反渗透***的浓缩液水质为：CODcr≤450mg/L、含盐量≤40000mg/L。
所述的焦化废水工作温度为18～30℃。
所述厌氧池有关参数为：水力停留时间8～12h，P为1mg/L，水温为30℃；
所述缺氧池有关参数：水力停留时间16～20h，污水回流比2～3倍，P为1mg/L，水温25～30℃，PH值7～8；
所述好氧池有关参数：水力停留时间32～36h，污泥回流比2～3倍，出水含磷量0.5～1mg/L，水温25～30℃，PH 7～8，溶解氧2～4mg/L。
所述的焦化废水深度处理及全回用装置的应用方法，其特征在于该方法包括如下工艺步骤：
(1)预处理：处理设备包括除油池、浮选池和调节池，焦化废水的进水水质为：CODcr≤4000mg/L、酚≤650mg/L、CN-≤15mg/L、油≤50mg/L、NH3-N：≤250mg/L、SS≤300mg/L、PH7～8，经除油池、浮选池和调节池去除废水中的重油和乳化油，调节各种焦化废水水量及水质的不均匀性。该浮选池设有气浮加药***将絮凝剂与助凝剂加入其中，浮选池有利进一步去除油类与悬浮物。焦化废水经预处理后水质中CODcr去除率在5～10％，油≤10mg/L；
(2)生化处理：处理设备包括厌氧池、缺氧池、好氧池和回流沉淀池，生物厌氧池的出水口依次通过缺氧池、好氧池和回流沉淀池与MBR膜生物反应器的进水口相接；生物厌氧池设有生化加药***将营养盐与碱加入其中，并利用曝气风机给生物好氧池供氧。
(3)膜生物反应器处理：MBR属于中空纤维超滤膜，浸没式结构，同时利用膜区风机给MBR膜生物反应器供气，MBR高效截留作用各类菌种，有效去除相应的污染物，并避免污泥的流失；经MBR膜生物反应器处理后水质指标为CODcr≤150mg/L、NH3-N≤5mg/L、SS(悬浮物)≤1mg/L、酚≤0.5mg/L、氰化物≤0.5mg/L；
(4)氧化处理：氧化采用臭氧、双氧水、氯气或次氯酸钠，强烈的氧化降解水中的有机物，降低废水中的COD、色度，氧化处理后水质指标为CODcr≤80mg/L、SS(悬浮物)≤1mg/L、酚≤0.3mg/L、氰化物≤0.3mg/L、脱色率≥50％；该步骤中氧化剂优选臭氧或双氧水；采用氯气或次氯酸钠时，需要在RO前加入亚硫酸氢钠或亚硫酸钠进行中和，以保护RO膜。
(5)反渗透膜处理：反渗透膜过滤采用两套***，所述两套***串联连接，所述第一套反渗透***工作压力2～3.5MPa，过滤精度0.001μm；第一套反渗透***的浓缩液进入第二套反渗透***，***工作压力3.5～4.0Mpa。最终浓缩液占整个处理水量的10％以下；所述第二套反渗透***的浓缩液水质为：CODcr≤450mg/L、含盐量≤40000mg/L；经反渗透膜处理后出水的水质指标：CODcr≤20mg/L、酚≤0.2mg/L、氰化物≤0.2mg/L、NH3-N≤3mg/L、油检测不出、SS检测不出、PH6.5～7.5、含盐量≤150mg/L、硬度≤10mg/L(以CaCO3计)；
(6)浓水蒸发结晶处理：反渗透膜处理后的浓缩液利用蒸发结晶，冷凝的水作为循环冷却水***的补充水，使***做到零排放。
本发明中的涉及的设备型号均可以根据废水处理量商购。
例如：对于年产焦炭170万吨规模焦化厂，产生焦化废水91m3/h，循环水排污水67m3/h，那么处理水量为158m3/h。生化***采用A/O内循环生物脱氮处理技术，生化处理和MBR处理出水量为158m3/h，水质CODCr≤150mg/L、NH3-N≤5mg/L、SS≤5mg/L、酚≤0.5mg/L、氰化物≤0.5mg/L，达到国家综合排放二级标准。然后再经氧化装置，完成对难以生物降解COD等污染物的氧化分解处理，出水经反渗透给水泵和高压泵串联加压后，进入反渗透膜元件，把水中大分子污染物和部分溶解性固体含量分离到浓缩液中，反渗透膜组件产水水质指标达到CODCr≤20mg/L、酚≤0.2mg/L、氰化物≤0.2mg/L、NH3-N≤3mg/L、油检测不出、SS检测不出、PH6.5～7.5、含盐量≤150mg/L、硬度≤10mg/L(以CaCO3计)，同时满足《城市污水再生利用一工业用水水质》(GB/T19923-2005)之要求。反渗透装置产水量占处理水量的90％左右，为142m3/h，回用于生产净循环水***作为补充水。分离的浓缩液占处理水量的10％左右，约为16m3/h，采用蒸发结晶，结晶的固体可送垃圾场，蒸发装置产生的冷凝水同样可以作为循环冷却水***的补充水，使***做到零排放。

Claims (7)

1.一种焦化废水深度处理及全回用装置，包括预处理***和生化处理***，其特征在于：所述装置还包括由膜生物反应器、氧化处理***及反渗透膜处理***和浓水蒸发结晶***；
经过预处理和生化处理后的焦化废水的出口与所述膜生物反应器连接；所述膜生物反应器的出水口与所述氧化处理***连接；所述氧化处理***的出水口依次与反渗透给水泵和高压泵连接，高压泵出水口与所述反渗透膜处理***连接；
所述反渗透膜处理***的一个出水口与所述浓水蒸发结晶***相连接；所述反渗透膜处理***的另一个出口与回用水箱连接；
所述的反渗透膜处理***采用两套***，所述两套***串联连接；
所述第一套反渗透***工作压力2～3.5MPa，过滤精度0.001μm；第一套反渗透***的浓缩液进入第二套反渗透***，***工作压力3.5～4.0Mpa；最终浓缩液占整个处理水量的10％以下。
2.如权利要求1所述的焦化废水深度处理及全回用装置，其特征在于：所述预处理***包括依次连接的除油池、调节池和浮选池；生化处理***包括厌氧池、缺氧池、好氧池和回流沉淀池，生物厌氧池的出水口依次通过缺氧池、好氧池和回流沉淀池与膜生物反应器的进水口相接。
3.如权利要求1所述的焦化废水深度处理及全回用装置，其特征在于：所述膜生物反应器属于中空纤维超滤膜；所述膜生物反应器工作周期为3分钟，间歇30秒钟，所需的抽吸力为-0.01～-0.04MPa，过滤精度0.5μm，过水通量为10～15L/m2.hr。
4.如权利要求1所述的焦化废水深度处理及全回用装置，其特征在于：所述氧化处理***为含有臭氧、双氧水、氯气或次氯酸钠的氧化发生器。
5.一种如权利要求1所述的焦化废水深度处理及全回用装置的应用方法，其特征在于该方法包括如下工艺步骤：
(1)预处理：处理设备包括除油池、浮选池和调节池，焦化废水的进水经除油池、浮选池和调节池去除废水中的重油和乳化油，调节各种焦化废水水量及水质的不均匀性；
(2)生化处理：处理设备包括厌氧池、缺氧池、好氧池和回流沉淀池，生物厌氧池的出水口依次通过缺氧池、好氧池和回流沉淀池与MBR膜生物反应器的进水口相接；
(3)膜生物反应器处理：属于浸没式的中空纤维超滤膜，其高效截留作用各类菌种，有效去除相应的污染物，并避免污泥的流失；
(4)氧化处理：氧化采用臭氧、双氧水、氯气或次氯酸钠，强烈的氧化降解水中的有机物，降低废水中的化学耗氧量、色度；
(5)反渗透膜处理：反渗透膜过滤采用两套***，所述两套***串联连接，所述第一套反渗透***工作压力2～3.5MPa，过滤精度0.001μm；第一套反渗透***的浓缩液进入第二套反渗透***，***工作压力3.5～4.0Mpa；最终浓缩液占整个处理水量的10％以下；
(6)浓水蒸发结晶处理：反渗透膜处理后的浓缩液利用蒸发结晶，冷凝的水作为循环冷却水***的补充水，使***做到零排放。
6.根据权利要求5所述的焦化废水深度处理及全回用装置的应用方法，所述步骤(4)中氧化剂为臭氧或双氧水；采用氯气或次氯酸钠时，需要在反渗透前加入亚硫酸氢钠或亚硫酸钠进行中和，以保护反渗透膜。
7.根据权利要求5所述的焦化废水深度处理及全回用装置的应用方法，其特征在于：所述的焦化废水工作温度为18～30℃；
所述厌氧池有关参数为：水力停留时间8～12h，P为1mg/L，水温为30℃；
所述缺氧池有关参数：水力停留时间16～20h，污水回流比2～3倍，P为1mg/L，水温25～30℃，p H值7～8；
所述好氧池有关参数：水力停留时间32～36h，污泥回流比2～3倍，出水含磷量0.5～1mg/L，水温25～30℃，pH 7～8，溶解氧2～4mg/L。
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