CN104230032A - 一种焦化废水零排放处理*** - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种焦化废水处理***，包括依次相连的二级沉淀出水池、预沉池、错流催化***、混凝沉淀装置、多介质过滤器、超滤保安过滤器、超滤装置、超滤产水池、RO反渗透保安过滤器、一级RO反渗透过滤器、二级RO反渗透过滤器。本发明提供的焦化废水处理***实现了废水处理技术的集成化，使用效率高，水质完全能达到生产用水的标准，由于错流***的除盐作用实现盐分不积累的内循环即焦化废水的零排放。且一级RO反渗透过滤器和二级RO反渗透过滤器的浓水端的废水通过三维电解氧化反应器除盐分和有机物后再次进入错流催化***，实现***的闭路循环，实现环境零污染。

Description

一种焦化废水零排放处理***

技术领域

本发明涉及一种废水处理***，尤其涉及一种实现零排放的焦化废水处理***。

 

背景技术

焦化废水主要来自焦炉煤气初冷和焦化生产过程中的生产用水以及蒸汽冷凝废水。焦化废水中污染物浓度高，难于降解，由于焦化废水中氮、氰的存在，给处理达标带来较大困难；废水排放量大，每吨焦用水量大于2.5t；废水危害大，焦化废水中多环芳烃不但难以降解，而且通常还是强致癌物质，对环境造成严重污染的同时也直接威胁到人类健康。

焦化厂主要生产焦炭、商业煤气、硫铵和轻苯等化工产品。该厂焦油回收***采用硫铵流程，焦油加工采用管式炉两塔连续蒸馏，工业奈生产工艺为双炉双塔连续蒸馏、洗涤、精制。在焦炉煤气冷却、洗涤、粗苯加工及焦油加工过程中，产生含有酚、氰、油、氨及大量有机物的工业废水。

因此如何将废水进行深度处理，已经是现阶段工业生产中迫切需要解决的一个问题。

 

发明内容

本发明的目的是提供一种焦化废水处理***，其可以解决现有技术的上述缺点。

本发明的技术方案是提供一种焦化废水处理***，包括依次相连的二级沉淀出水池、预沉池、错流催化***、混凝沉淀装置、多介质过滤器、超滤保安过滤器、超滤装置、超滤产水池、RO反渗透保安过滤器、一级RO反渗透过滤器、二级RO反渗透过滤器。

优选地，所述焦化废水处理***还包括三维电解氧化反应器，所述一级RO反渗透过滤器和二级RO反渗透过滤器的浓水端与三维电解氧化反应器相连，所述三维电解氧化反应器的出口与错流催化***的进口相连。

优选地，所述焦化废水处理***还包括浓水收集槽，所述超滤装置的出口还与浓水收集槽的进口相连，所述浓水收集槽的出口与三维电解氧化反应器相连，所述三维电解氧化反应器的出口与错流催化***的进口相连多相错流催化***的进口相连。

优选地，所述一级RO反渗透过滤器和二级RO反渗透过滤器的浓水端通过浓水收集槽与三维电解氧化反应器相连。

优选地，所述错流催化***包括1个多相错流催化装置或多个串联的多相错流催化装置。

优选地，所述错流催化***包括2个串联的多相错流催化装置，依次为一级多相错流催化装置和二级多相错流催化装置。

优选地，所述一级RO反渗透过滤器的净水端与二级RO反渗透过滤器，二级RO反渗透过滤器的净水端与生产回用***相连。

优选地，二级RO反渗透过滤器的净水端与排放装置相连。

优选地，所述预沉池由反应槽、絮凝槽、沉淀槽组成。

本发明还提供了一种采用上述的焦化废水处理***处理焦化废水的方法，包括以下步骤：

步骤1，焦化废水由二级沉淀出水池进入预沉池，加入絮凝剂，经絮凝沉淀，除去焦废水中的悬浮物；

步骤2，经步骤1处理后的废水流入错流催化***，加入酸和氧化剂，降解有机污染物，然后调节pH值至8-8.5；

步骤3，经步骤2处理后的废水流入混凝沉淀装置中，沉淀，上清液依次经多介质过滤器，除去胶体微粒、高分子有机物；

步骤4，经步骤3处理后的上清液进一步经超滤保安过滤器和超滤装置过滤处理，流入超滤产水池；

步骤5，经步骤4处理后的废水依次经过一级RO反渗透过滤器、二级RO反渗透过滤器反渗透处理除去无机盐、有机物、微生物和胶体，达到排放标准后排出。

优选地，所述方法还包括步骤6：步骤5中一级RO反渗透过滤器和二级RO反渗透过滤器浓水端废水进入三维电解氧化反应器，进一步除去盐分和有机物后，流入错流催化***，再重复步骤2、3、4和5。

其中，步骤6可根据需要重复多次。

优选地，步骤6至少重复一次。

优选地，步骤2中所述氧化剂为双氧水。

本发明提供的焦化废水处理***实现了废水处理技术的集成化，使用效率高，水质完全能达到生产用水的标准，由于错流***的除盐作用实现盐分不积累的内循环即焦化废水的零排放，且一级RO反渗透过滤器和二级RO反渗透过滤器的浓水端的废水通过三维电解氧化反应器除盐分和有机物后再次进入错流催化***，实现***的闭路循环，实现环境零污染。

 

附图说明

图1是实施例中所述焦化废水处理***的结构示意图；

图2为焦化废水处理流程图。

 

具体实施方式

下面参照附图，结合具体的实施例对本范明作进一步的说明，以更好地理解本发明。

 

如图1和2所示，一种焦化废水处理***，包括二级沉淀出水池1、预沉池2、错流催化***、混凝沉淀装置5、多介质过滤器6、超滤保安过滤器7、超滤装置8、超滤产水池9、RO反渗透保安过滤器10、一级RO反渗透过滤器11、二级RO反渗透过滤器12、浓水收集装置13、排放装置14和三维电解氧化反应器15；其中，所述错流催化***包括两个串联的多相错流催化装置，依次为一级多相错流催化装置3和二级多相错流催化装置4。

二级沉淀出水池1的出口连接预沉池2，预沉池2的出口连接的一级多相错流催化装置3，一级多相错流催化装置3的出口连接二级多相错流催化装置4，二级多相错流催化装置4的出口连接混凝沉淀装置5，混凝沉淀装置5的出口连接多介质过滤器6，多介质过滤器6的出口连接超滤保安过滤器7，超滤保安过滤器7的出口连接超滤装置8；

超滤装置8的出口连接超滤产水池9，超滤产水池9的出口连接RO反渗透保安过滤器10， RO反渗透保安过滤器10的出口连接一级RO反渗透过滤器11，一级RO反渗透过滤器11的净水端的出口连接二级RO反渗透过滤器12，二级RO反渗透过滤器12净水端的出口连接排放装置14。

超滤装置8的出口还连接浓水收集槽13；

一级RO反渗透过滤器11及二级RO反渗透过滤器12的浓水端的出口的均连接浓水收集槽13。

浓水收集槽13的出口连接三维电解氧化反应器15的进口，三维电解氧化反应器15出口连接一级多相错流催化装置3的进口。

 

本发明二级沉淀出水池出水，由泵提升至预沉池的反应槽中，经加絮凝剂混凝沉淀后去除绝大部分的悬浮物。预沉池出水自流入一级多相错流催化***，同时加入酸，氧化剂，经充分搅拌后自流入二级多相错流催化***。经一级、二级多相错流催化处理后，废水中的大多数有机污染物矿化被有效分解，甚至彻底地转化为无害的小分子无机物，降低后续工艺段的处理负荷。废水经多介质过滤器去除水中的悬浮物和胶体物质。废水经过超滤***（超滤保安过滤器和超滤装置）进一步除浊及除去细菌、病毒和其他有害物质，为后续的RO***提供水质保证。废水进一步经过二级RO***，保证出水达标排放。RO***浓水端的废水经三维电解氧化反应器进一步除去盐分和有机物后，再次进入错流催化***，实现***的闭路循环。

 

本实发明的预沉池由反应槽、絮凝槽、沉淀槽组成，废水通过在反应槽内投加絮凝剂，经絮凝槽絮凝后进入沉淀槽。该***能有效去除废水中的悬浮物，降低废水中的COD和盐分.。

本发明的多相错流催化装置基于电化学技术原理，利用催化反应过程中生成的强氧化粒子，与废水中的有机污染物无选择地快速发生链式反应，进行氧化降解。多相错流催化装置内含多种填料，填料含有铁碳合金、碳、催化填料、软化填料等。在废水中FeC和Fe之间存在明显的氧化还原电势差，这样在Fe和FeC形成无数多个溦电池，Fe为阳极，FeC为阴极，在***中再加入宏观阴极材料，即惰性炭（石墨、焦炭、活性炭、煤）颗粒时Fe与炭接触，则形成宏观电池。微电池和宏观电池的综合作用加强了废水处理效能。多相错流催化***由pH调节槽、错流催化反应区和pH回调槽组成，其运行方式如下：当废水进入多相错流催化***中的pH调节槽后，向槽内投加酸和双氧水，使pH调节槽中的废水呈酸性，并不停地搅拌，使之混合均匀；pH调节槽中的废水进入错流催化反应区，待反应完全后废水溢流至pH回调槽，同时在pH回调槽加入碱（如NaOH）和絮凝剂（如聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺PAM）。pH回调槽内的废水自流至沉淀池内，废水经沉淀后能去除大量的SS（水质中的悬浮物）。

多介质过滤器是利用一种或几种过滤介质，常温操作、耐酸碱、氧化，pH适用范围为2-13。***配置完善的保护装置和监测仪表,且具有反冲洗功能，泥垢等污染物很快被冲走，耗水量少，按用户要求可设置全自动功能。在一定的压力下，使原液通过该介质的触絮凝、吸附、截留，去除杂质，从而达到过滤的目的。其内装的填料一般为：石英砂、无烟煤、颗粒多孔陶瓷、锰砂等，用户可根据实际情况选择使用。其过滤精度在0.005－0.01m之间，可有效去除胶体微粒及高分子有机物。 

主要用于去除水中的悬浮物。该设备与其它水处理设备配合，广泛地应用在给水净化、循环水净化污水处理等各类水处理工程中。

超滤（UF）（本发明采用超滤保安过滤器和超滤装置），是介于微滤（MF）和纳滤（NF）之间的一种膜过程。膜孔径在0.1-5μm之间。 UF是利用膜的“筛分”作用进行分离的膜过程。在静压差的作用下，小于膜孔的粒子通过膜，大于膜孔的粒子则被阻拦在膜的表面上，使大小不同的粒子介以分离，其过滤精度较MF更高，因而膜孔更小，实际的操作压力也比MF略高，一般为0.1-0.5MPa。

反渗透装置（本发明采用RO反渗透保安过滤器、一级RO反渗透过滤器、二级RO反渗透过滤器）是***预脱盐的核心部分，经过反渗透处理的水可以去除绝大部分的无机盐类和几乎全部的有机物、微生物和胶体。反渗透脱盐原理：反渗透（RO）是借助于选择透过（半透过）性膜的功能，以压力差为推动力的膜分离技术，当***中所加的压力大于溶液渗透压时，水分子不断地透过膜，经过产水流道流入中心管，然后在出水端流出，进水中的杂质，如：离子、有机物、细菌、病毒等被截留在膜的进水侧，然后在浓水端流出，从而达到分离、脱盐的目的。反渗透膜最佳运行温度为15-35度，如若进水水温过低，不能满足要求，后续需要进行来水升温措施。反渗透脱盐部分由高压泵、反渗透装置、反渗透清洗装置等组成。反渗透装置膜元件建议选用承受压力高，机械张力、化学侵蚀及抗污性较好的膜组件。反渗透装置由高压泵、机架、反渗透膜及膜管、反洗装置等组成，并配有相关的流量计、电导率仪、压力表、取样装置和相关的控制元件。 

三维电解氧化反应器在外加电源动力的作用下在***的正极、负极、和多维极产生电子运动存在如下电子反应方程式：

O₂ + 4e + 4H⁺ ----> 2H2O    4Cl- - 4e ----> 2Cl₂  

脱除RO***浓水端流出的浓水中的盐分。在多维电极中投加500PPM的双氧水在***中产生电芬顿反应将RO脓液的有机物分解为二氧化碳和水。

 

本发明提供的焦化废水处理***可进行自动控制和手动控制。***运行前，先打开控制柜总电源。将二级沉淀出水池内的焦化废水经进水泵提升至预沉池的反应槽内。进水泵自动控制，当槽内液位处于低液位时，进水泵自动启动；当槽内液位处于高液位时，进水泵自动停止。往反应槽内投加絮凝剂，经混凝沉淀后，去除大部分的悬浮物，废水进入下一单元：一级多相错流催化***。 开启加药泵，往一级多相错流催化投加一定量的酸和双氧水。一级多相错流催化的出水自流入二级多相错流催化***。二级多相错流催化***Ele-V（Ⅱ）***的出水自流至AOP-M***。AOP-M***分三个区：pH调节区、错流催化区和pH回调区。pH调节区利用在线pH计将其pH值控制在酸性状态。在pH调节区，通过计量泵连续投加双氧水。错流催化区pH调节区的废水经溢流口至错流催化区。同时启动回流泵（在启动回流泵前，使该泵的进口、出口阀门均处于打开状态），使废水在错流催化区内充分反应。回流泵应处于“常开”状态。待废水在错流催化区内彻底反应后，溢流至pH回调区。利用在线pH计将其pH值控制在8-8.5之间。当pH值小于8时，投加碱的计量泵自动启动；当pH值大于8.5时，投加碱的计量泵自动停止。在pH回调区，通过计量泵连续投加PAM。

经过错流催化***处理后的废水自流至混凝沉淀装置的沉淀池内。沉淀池内的上清液自流至UF进水箱。沉淀池底部的污泥经污泥泵提升指定区域。打开污泥泵(在启动污泥泵前，确认该泵的进口、出口阀门均处于打开状态)。污泥泵的启动频率如下：每隔四小时启动一次，运行十分钟后自动停止，依次循环。打开UF进水泵的进口、出口阀门；将多介质过滤器上的多路阀调至运行状态，启动UF进水泵。进水箱的水经UF进水泵提升至多介质过滤器。经UF进水泵（当UF进水箱内液位处于高液位时，UF进水泵自动启动；当UF进水箱内液位处于低液位时，UF进水泵自动停止）。多介质过滤器为自动进行清洗、运行：开启上进阀与产水阀，其他阀门处于关闭状态。反冲：开启反冲洗阀、上排阀，其他阀门关闭，冲洗时间为15分钟。正冲：开启上进阀、下排阀，其他阀门关闭，冲洗时间为10分钟。

RO***运行方式如下：当R/O各级运行压力差比初次运行压力差增加15%或产水量下降10%，则应对膜进行化学清洗操作。RO膜的性能受许多因素的影响，例如：操作压力、温度、进水含盐量、产水回收率、***pH值。在正常的操作过程中，反渗透元件内的膜片会受到无机盐垢、微生物、胶体颗粒和不溶性有机物的污染。操作过程中这些污染物沉积在膜表面，导致标准化的产水流量和***脱盐率的下降或同时恶化。当下列情况出现时，需要清洗膜元件：标准化产水量降低10%以上;标准化透盐率增加5%以上;进水与浓水之间的标准化压差上升15%;以上的基准比较条件取自***经过最初48小时运行后的操作性能。日常操作时必须测量和记录每一段压力容器的压差（ΔP），随着元件内进水通道被堵塞，ΔP将增加。需要注意的是，如果进水温度降低，元件产水量也会下降，这是正常的而非膜的污染所致。预处理、压力控制失常或回收率的增加将导致产水量的下降或透盐量的增加。当观察到***出现问题时，此时元件可能并不需要清洗，但应该首先考虑这类原因。

 

本发明的安全注意事项如下：

当准备清洗液时，应确保在循环进入元件前，所有化学品得到很好的溶解与混合。

清洗后，建议采用高品质的不含余氯的水对***进行冲洗（≥20℃），推荐使用反渗透产品水，如果对管道没有腐蚀问题时，可用经脱氯的饮用水和经预处理的给水。在恢复到正常的操作压力和流量前，必须注意要在低流量和压力下以大量清洗液冲洗。另外，再清洗过程中清洗液也会进入产水侧，因此，产水必须排放10分钟以上或直至清洗开机启动后产水清澈为止。

在清洗液循环期间，pH2-10时温度不能超过50℃，pH1-12时温度不能超过30℃。

 

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种焦化废水处理***，其特征在于，包括依次相连的二级沉淀出水池、预沉池、错流催化***、混凝沉淀装置、多介质过滤器、超滤保安过滤器、超滤装置、超滤产水池、RO反渗透保安过滤器、一级RO反渗透过滤器、二级RO反渗透过滤器。

2.根据权利要求1所述的焦化废水处理***，其特征在于，还包括三维电解氧化反应器，所述一级RO反渗透过滤器和二级RO反渗透过滤器的浓水端与三维电解氧化反应器相连，所述三维电解氧化反应器的出口与错流催化***的进口相连。

3.根据权利要求1所述的焦化废水处理***，其特征在于，还包括浓水收集槽，所述超滤装置的出口还与浓水收集槽的进口相连，所述浓水收集槽的出口与三维电解氧化反应器相连，所述三维电解氧化反应器的出口与错流催化***的进口相连多相错流催化***的进口相连。

4.根据权利要求2或3所述的焦化废水处理***，其特征在于，所述一级RO反渗透过滤器和二级RO反渗透过滤器的浓水端通过浓水收集槽与三维电解氧化反应器相连。

5.根据权利要求1所述的焦化废水处理***，其特征在于，所述错流催化***包括1个多相错流催化装置或多个串联的多相错流催化装置。

6.根据权利要求1或5所述的焦化废水处理***，其特征在于，所述错流催化***包括2个串联的多相错流催化装置，依次为一级多相错流催化装置和二级多相错流催化装置。

7.根据权利要求1所述的焦化废水处理***，其特征在于，所述一级RO反渗透过滤器的净水端与二级RO反渗透过滤器，二级RO反渗透过滤器的净水端与生产回用***相连。

8.一种采用权利要求1-7中任意一项所述的焦化废水处理***处理焦化废水的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，焦化废水由二级沉淀出水池进入预沉池，加入絮凝剂，经絮凝沉淀，除去焦废水中的悬浮物；

步骤2，经步骤1处理后的废水流入错流催化***，加入酸和氧化剂，降解有机污染物，然后调节pH值至8-8.5，加入絮凝剂；

步骤3，经步骤2处理后的废水流入混凝沉淀装置中，絮凝沉淀，上清液依次经多介质过滤器，除去胶体微粒、高分子有机物；

步骤4，经步骤3处理后的上清液进一步经超滤保安过滤器和超滤装置过滤处理，流入超滤产水池；

步骤5，经步骤4处理后的废水依次经过一级RO反渗透过滤器、二级RO反渗透过滤器反渗透处理除去无机盐、有机物、微生物和胶体，达到排放标准后排出。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括步骤6：步骤5中一级RO反渗透过滤器和二级RO反渗透过滤器浓水端废水进入三维电解氧化反应器，进一步除去盐分和有机物后，流入错流催化***，再重复步骤2、3、4和5。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述步骤6至少重复一次。