CN112573769B - 一种工业焦煤废水高效处理装置及处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种工业焦煤废水高效处理装置及处理方法，所述装置包括多级阶梯式栅格过滤结构，滤油池，深度除油罐，酚类去除罐，脱硫曝气反应罐，厌氧生物反应脱硝罐，pH调节池，半透膜生物反应螺旋罐，絮凝池；所述方法包括以下步骤：S1：废水先进行栅格除渣工艺，过滤去除废水中的残渣；S2：先用除油机将废水表面的油污清除，再利用磁性粉末进一步去除废水中的油液乳滴；S3：将上述步骤中处理过的废水中加入酚氧化催化剂和过氧化氢，使然后曝气通入臭氧进行氧化；S4：采用空气氧化并加氯结合法除硫；多级阶梯式栅格过滤结构过滤效果更佳，空气氧化加氯结合法去除废水中的硫元素，使废水中的硫去除更加彻底。

Description

一种工业焦煤废水高效处理装置及处理方法

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，具体为一种工业焦煤废水高效处理装置及处理方法。

背景技术

我们的煤炭生产和消费量是比较庞大的，煤炭资源仍是我们的主体能源，而煤炭生产过程中产生了大量的废水，这些废水如果不进行有效地处理，不仅是对水资源的浪费，也对周围的生态环境构成了威胁，废水直接流入渠道，江河，湖泊污染地表水，如果毒性较大会导致水生动植物的死亡甚至绝迹，废水还可能渗透到地下水，污染地下水，进而污染农作物，如果周边居民采用被污染的地表水或地下水作为生活用水，会危害身体健康，重者死亡，废水渗入土壤，造成土壤污染。影响植物和土壤中微生物的生长，有些工业废水还带有难闻的恶臭，污染空气，废水中的有毒有害物质会被动植物的摄食和吸收作用残留在体内，而后通过食物链到达人体内，对人体造成危害。

目前废水处理方法存在二次污染、投资高、运行成本高等问题，对废水进行高效的处理，使其达到环保标准进行排放，是一项非常重要的任务。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工业焦煤废水高效处理装置及处理方法，针对目前废水处理存在的缺陷设计一种高效处理装置及处理方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种工业焦煤废水高效处理装置，包括依次相连的多级阶梯式栅格过滤结构，滤油池，深度除油罐，酚类去除罐，脱硫曝气反应罐，厌氧生物反应脱硝罐，pH调节池，半透膜生物反应螺旋罐，絮凝池；

所述多级阶梯式栅格过滤结构包括倾斜主体，所述倾斜主体上斜面建有多级阶梯，所述阶梯顶部固设有倾斜的过滤栅格，所述倾斜主体顶部建有进水开槽，位于最下方的所述阶梯处设有栅格废水出口；

多级阶梯式栅格过滤结构其中倾斜布置的过滤栅格能够更多更有效的过滤掉废水中的残渣。

所述脱硫曝气反应罐包括脱硫曝气反应罐壳体，所述脱硫曝气反应罐壳体外侧靠近底部的位置设有脱硫曝气反应罐进水口，所述脱硫曝气反应罐壳体外侧靠近顶部的位置设有脱硫曝气反应罐出水口，所述脱硫曝气反应罐壳体内底部固设有气体分配罐，所述气体分配罐上固定连接设有螺旋形曝气管，所述螺旋形曝气管与所述气体分配罐内部相连通，所述螺旋形曝气管上具有多个曝气微孔，所述脱硫曝气反应罐壳体底部固定连接设有进气短管，所述进气短管与所述气体分配罐内部相连通，沿所述螺旋形曝气管的外侧壁延伸设有一根氯气管，所述氯气管上具有多个氯气微孔；

所述半透膜生物反应螺旋罐包括生物反应罐壳体，所述生物反应罐壳体内固定连接设有螺旋形隔板，所述螺旋形隔板内壁与外壁之间形成水流通道，所述水流通道内固定连接设有沿其通道延伸的半透膜保持架，所述半透膜保持架上设有半透膜，所述半透膜将所述水流通道分隔为外通道和内通道，所述螺旋形隔板和所述半透膜保持架位于螺旋形中心的边缘之间固定连接有隔板，所述隔板将所述外通道和内通道隔绝不相通，所述生物反应罐壳体底部固定连接设有废水出口和生物活性水出口，所述废水出口与所述内通道相连通，所述生物活性水出口与所述外通道相连通；

采用半透膜选择性的让废水中的有机物穿过半透膜进入含有有机分解微生物的水中然后被分解，废水不与有机分解微生物直接接触，保证其活性不被废水所影响。

所述絮凝池的进水口上固定连接设有絮凝剂添加接头，所述絮凝剂添加接头包括通水总管，所述通水总管固定连接设有多根通水管，所述通水管内壁上固定连接设有环形絮凝剂添加管，所述絮凝剂添加管上具有多个絮凝剂添加孔；所述通水总管外侧固定连接设有絮凝剂添加总管，所述絮凝剂添加总管与所述絮凝剂添加管相连通，这样设置的絮凝剂添加接头，在添加絮凝剂时使得絮凝剂与废水更加均匀混合，后期进行搅拌也将更方便。

所述栅格废水出口与所述滤油池的进水口相连通，所述滤油池的出水口与所述深度除油罐的进水口相连通，所述深度除油罐的出水口与所述酚类去除罐的进水口相连通，所述酚类去除罐的出水口与所述脱硫曝气反应罐进水口相连通，所述脱硫曝气反应罐出水口与所述厌氧生物反应脱硝罐的进水口相连通，所述厌氧生物反应脱硝罐的出水口与所述pH调节池的进水口相连通，所述pH调节池的出水口与所述内通道相连通，所述废水出口与所述絮凝剂添加接头相连通。

优选地，所述进气短管相连接设有隔热保温短管，所述隔热保温短管相连接设有空气加热管，所述空气加热管外侧包围设有电磁感应加热线圈，所述空气加热管连接设有总进气管。

说明：加热后的空气参与氧化反应，温度的提高能够增强氧化效果，使得废水中的硫去除更加彻底。

本发明还提供了一种利用上述装置进行工业焦煤废水高效处理的方法，包括以下步骤：

S1：废水先进行栅格除渣工艺，利用自然落差，废水经过多级阶梯式栅格过滤结构，过滤去除废水中的残渣；

S2：废水进入滤油池，先静置1-2h，再经除油机将废水表面的油污清除，然后将废水抽入深度除油罐中，再在废水中加入Fe₂O₃磁性粉末，震动搅拌，废水中的油液乳滴将包裹在磁性粉末上，然后静置1h，油液乳滴随磁性粉末一起沉降，进一步去除废水中的油液乳滴；

S3：将上述步骤中处理过的废水转入酚类去除罐中，加入酚氧化催化剂和过氧化氢，使酚系中难分解色素去除一部分，然后曝气通入臭氧进行氧化，进而去除废水中的剩余的酚类物质；

S4：脱硫脱硝

将上述步骤中处理过的废水转入脱硫曝气反应罐中，采用空气氧化并加氯结合法除硫，采用微给反应罐中曝入热空气和氯气，废水与混合气体充分接触进行氧化作用，以达到除硫目的；

接着将废水转入厌氧生物反应脱硝罐中，加入带有脱硝微生物的活性泥，在缺氧条件下利用生物厌氧反应进行还原，将硝化物还原成氨气进而实现脱硝处理；

S5：将上述步骤中的废水转入pH调节池中，加入pH调节剂，将pH调节至6.5-6.7；

S6：将上述步骤中的废水转入半透膜生物反应螺旋罐，半透膜能选择性通过离子型化合物、酒精、丙酮、甘油、葡萄糖、氨基酸、蔗糖等有机物，有机物进入含有有机分解微生物的水中然后被分解，含有有机分解微生物的水循环流动用来降解废水中的有机物；

S7：将上述步骤中的废水转入絮凝池，絮凝池的进水口上固定连接有絮凝剂添加接头，添加絮凝剂并搅拌，将沉淀过滤，最终排出达到环保标准的水。

优选地，所述酚氧化催化剂选自过氧化物酶、酪氨酸酶、漆酶、多酚氧化酶、木质素过氧化物酶和锰过氧化物酶中的一种或一种以上。

优选地，所述脱硝微生物选自反硝化细菌、微球菌属、无色杆菌属、气杆菌属、螺旋菌属、变形杆菌属一种或一种以上。

优选地，所述pH调节剂选自盐酸、硫酸和NH₄Cl中的一种或多种。

优选地，所述有机分解微生物选自甲烷菌、硝化菌、巨大芽孢杆菌、褐球固氮菌、胶质芽孢杆菌、细黄链霉菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌一种或一种以上。

优选地，所述絮凝剂包括：聚丙烯酰胺、聚合氯化铝、聚合硫酸铁，按质量比2:2:1配制成0.1％的水溶液，按10g/吨加入。

优选地，所述氯气含量为2-5％。

说明：在该含量范围内的氯气既能有效的参与反应，又不会因为残余的氯气排入大气而造成危害，节能且环保。

优选地，所述热空气温度在150-200℃之间。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明结构设计合理，操作方便，采用全新的多级阶梯式栅格过滤结构对废水中的残渣进行过滤，过滤效果更佳，采用空气氧化加氯结合法进行氧化作用去除废水中的硫元素，使废水中的硫去除更加彻底，再利用有机分解微生物分解废水中的有机物，并采用全新的半透膜生物反应螺旋罐，实际处理效果更加高效。

附图说明

图1是本发明的污水处理流程图；

图2是本发明中多级阶梯式栅格过滤结构的结构示意图；

图3是本发明中脱硫曝气反应罐的主视图；

图4是图3的俯视图；

图5是本发明中半透膜生物反应螺旋罐的主视图；

图6是图5的俯视图；

图7是本发明中絮凝剂添加接头的主视图；

图8是图7的左视图；

图9是本发明中滤油池的示意图；

图10是本发明中酚类去除罐的示意图；

图11是本发明中厌氧生物反应脱硝罐的示意图；

图12是本发明中pH调节池的示意图；

图13是本发明中絮凝池的示意图；

图14是本发明中深度除油罐的示意图。

图中，10-倾斜主体、100-多级阶梯式栅格过滤结构、11-阶梯、12-过滤栅格、13-进水开槽、14-栅格废水出口、200-脱硫曝气反应罐、20-脱硫曝气反应罐壳体、21-脱硫曝气反应罐进水口、22-脱硫曝气反应罐出水口、23-进气短管、24-气体分配罐、25-螺旋形曝气管、251-曝气微孔、26-氯气管、261-氯气微孔、27-隔热保温短管、28-空气加热管、281-总进气管、29-电磁感应加热线圈、300-絮凝剂添加接头、30-通水总管、31-通水管、32-絮凝剂添加管、321-絮凝剂添加孔、33-絮凝剂添加总管、400-半透膜生物反应螺旋罐、40-生物反应罐壳体、401-螺旋形隔板、402-水流通道、41-半透膜保持架、411-半透膜、42-外通道、43-内通道、44-隔板、45-废水出口、46-生物活性水出口、90-滤油池、91-酚类去除罐、92-厌氧生物反应脱硝罐、93-pH调节池、94-絮凝池、95-深度除油罐。

具体实施方式

下面结合图1-图14对本发明进行详细说明，为叙述方便，现对下文所说的方位规定如下：下文所说的上下左右前后方向与图1本身投影关系的上下左右前后方向一致。

实施例1：

一种工业焦煤废水高效处理装置，包括依次相连的多级阶梯式栅格过滤结构100，滤油池90，深度除油罐95，酚类去除罐91，脱硫曝气反应罐200，厌氧生物反应脱硝罐92，pH调节池93，半透膜生物反应螺旋罐400，絮凝池94；

所述多级阶梯式栅格过滤结构100包括倾斜主体10，所述倾斜主体10上斜面建有多级阶梯11，所述阶梯11顶部固设有倾斜的过滤栅格12，所述倾斜主体10顶部建有进水开槽13，位于最下方的所述阶梯11处设有栅格废水出口14；

所述脱硫曝气反应罐200包括脱硫曝气反应罐壳体20，所述脱硫曝气反应罐壳体20外侧靠近底部的位置设有脱硫曝气反应罐进水口21，所述脱硫曝气反应罐壳体20外侧靠近顶部的位置设有脱硫曝气反应罐出水口22，所述脱硫曝气反应罐壳体20内底部固设有气体分配罐24，所述气体分配罐24上固定连接设有螺旋形曝气管25，所述螺旋形曝气管25与所述气体分配罐24内部相连通，所述螺旋形曝气管25上具有多个曝气微孔251，所述脱硫曝气反应罐壳体20底部固定连接设有进气短管23，所述进气短管23与所述气体分配罐24内部相连通，沿所述螺旋形曝气管25的外侧壁延伸设有一根氯气管26，所述氯气管26上具有多个氯气微孔261，所述进气短管23相连接设有隔热保温短管27，所述隔热保温短管27相连接设有空气加热管28，所述空气加热管28外侧包围设有电磁感应加热线圈29，所述空气加热管28连接设有总进气管281。

所述半透膜生物反应螺旋罐400包括生物反应罐壳体40，所述生物反应罐壳体40内固定连接设有螺旋形隔板401，所述螺旋形隔板401内壁与外壁之间形成水流通道402，所述水流通道402内固定连接设有沿其通道延伸的半透膜保持架41，所述半透膜保持架上设有半透膜411，所述半透膜411将所述水流通道402分隔为外通道42和内通道43，所述螺旋形隔板401和所述半透膜保持架41位于螺旋形中心的边缘之间固定连接有隔板44，所述隔板44将所述外通道42和内通道43隔绝不相通，所述生物反应罐壳体40底部固定连接设有废水出口45和生物活性水出口46，所述废水出口45与所述内通道43相连通，所述生物活性水出口46与所述外通道42相连通；

所述絮凝池94的进水口上固定连接设有絮凝剂添加接头300，所述絮凝剂添加接头300包括通水总管30，所述通水总管30固定连接设有多根通水管31，所述通水管31内壁上固定连接设有环形絮凝剂添加管32，所述絮凝剂添加管32上具有多个絮凝剂添加孔321；所述通水总管30外侧固定连接设有絮凝剂添加总管33，所述絮凝剂添加总管33与所述絮凝剂添加管32相连通；

所述栅格废水出口14与所述滤油池90的进水口相连通，所述滤油池90的出水口与所述深度除油罐95的进水口相连通，所述深度除油罐95的出水口与所述酚类去除罐91的进水口相连通，所述酚类去除罐91的出水口与所述脱硫曝气反应罐进水口21相连通，所述脱硫曝气反应罐出水口22与所述厌氧生物反应脱硝罐92的进水口相连通，所述厌氧生物反应脱硝罐92的出水口与所述pH调节池93的进水口相连通，所述pH调节池93的出水口与所述内通道43相连通，所述废水出口45与所述絮凝剂添加接头300相连通。

利用上述装置进行工业焦煤废水高效处理的方法，包括以下步骤：

S1：废水先进行栅格除渣工艺，利用自然落差，废水经过多级阶梯式栅格过滤结构100，过滤去除废水中的残渣；

S2：废水进入滤油池90，先静置1h，再经除油机将废水表面的油污清除，然后将废水抽入深度除油罐95中，再在废水中加入Fe₂O₃磁性粉末，震动搅拌，废水中的油液乳滴将包裹在磁性粉末上，然后静置1h，油液乳滴随磁性粉末一起沉降，进一步去除废水中的油液乳滴；

S3：将上述步骤中处理过的废水转入酚类去除罐91中，加入酚氧化催化剂和过氧化氢，使酚系中难分解色素去除一部分，然后曝气通入臭氧进行氧化，

进而去除废水中的剩余的酚类物质；

S4：脱硫脱硝

将上述步骤中处理过的废水转入脱硫曝气反应罐200中，采用空气氧化并加氯结合法除硫，采用微给反应罐中曝入温度为150℃的热空气和含量为2％的氯气，废水与混合气体充分接触进行氧化作用，以达到除硫目的；

接着将废水转入厌氧生物反应脱硝罐92中，加入带有脱硝微生物的活性泥，在缺氧条件下利用生物厌氧反应进行还原，将硝化物还原成氨气进而实现脱硝处理；

S5：将上述步骤中的废水转入pH调节池93中，加入pH调节剂，将pH调节至6.5；

S6：将上述步骤中的废水转入半透膜生物反应螺旋罐400，半透膜能选择性通过离子型化合物、酒精、丙酮、甘油、葡萄糖、氨基酸、蔗糖等有机物，有机物进入含有有机分解微生物的水中然后被分解，含有有机分解微生物的水循环流动用来降解废水中的有机物；

S7：将上述步骤中的废水转入絮凝池94，絮凝池的进水口上固定连接有絮凝剂添加接头，添加絮凝剂并搅拌，将沉淀过滤，最终排出达到环保标准的水。

所述酚氧化催化剂为过氧化物酶。

所述脱硝微生物为反硝化细菌。

所述pH调节剂为盐酸。

所述有机分解微生物为甲烷菌。

所述絮凝剂为聚丙烯酰胺，配制成0.1％的水溶液，按10g/吨加入。

实施例2：

一种工业焦煤废水高效处理装置，包括依次相连的多级阶梯式栅格过滤结构100，滤油池90，深度除油罐95，酚类去除罐91，脱硫曝气反应罐200，厌氧生物反应脱硝罐92，pH调节池93，半透膜生物反应螺旋罐400，絮凝池94；

所述多级阶梯式栅格过滤结构100包括倾斜主体10，所述倾斜主体10上斜面建有多级阶梯11，所述阶梯11顶部固设有倾斜的过滤栅格12，所述倾斜主体10顶部建有进水开槽13，位于最下方的所述阶梯11处设有栅格废水出口14；

所述脱硫曝气反应罐200包括脱硫曝气反应罐壳体20，所述脱硫曝气反应罐壳体20外侧靠近底部的位置设有脱硫曝气反应罐进水口21，所述脱硫曝气反应罐壳体20外侧靠近顶部的位置设有脱硫曝气反应罐出水口22，所述脱硫曝气反应罐壳体20内底部固设有气体分配罐24，所述气体分配罐24上固定连接设有螺旋形曝气管25，所述螺旋形曝气管25与所述气体分配罐24内部相连通，所述螺旋形曝气管25上具有多个曝气微孔251，所述脱硫曝气反应罐壳体20底部固定连接设有进气短管23，所述进气短管23与所述气体分配罐24内部相连通，沿所述螺旋形曝气管25的外侧壁延伸设有一根氯气管26，所述氯气管26上具有多个氯气微孔261，所述进气短管23相连接设有隔热保温短管27，所述隔热保温短管27相连接设有空气加热管28，所述空气加热管28外侧包围设有电磁感应加热线圈29，所述空气加热管28连接设有总进气管281。

所述半透膜生物反应螺旋罐400包括生物反应罐壳体40，所述生物反应罐壳体40内固定连接设有螺旋形隔板401，所述螺旋形隔板401内壁与外壁之间形成水流通道402，所述水流通道402内固定连接设有沿其通道延伸的半透膜保持架41，所述半透膜保持架上设有半透膜411，所述半透膜411将所述水流通道402分隔为外通道42和内通道43，所述螺旋形隔板401和所述半透膜保持架41位于螺旋形中心的边缘之间固定连接有隔板44，所述隔板44将所述外通道42和内通道43隔绝不相通，所述生物反应罐壳体40底部固定连接设有废水出口45和生物活性水出口46，所述废水出口45与所述内通道43相连通，所述生物活性水出口46与所述外通道42相连通；

所述絮凝池94的进水口上固定连接设有絮凝剂添加接头300，所述絮凝剂添加接头300包括通水总管30，所述通水总管30固定连接设有多根通水管31，所述通水管31内壁上固定连接设有环形絮凝剂添加管32，所述絮凝剂添加管32上具有多个絮凝剂添加孔321；所述通水总管30外侧固定连接设有絮凝剂添加总管33，所述絮凝剂添加总管33与所述絮凝剂添加管32相连通；

所述栅格废水出口14与所述滤油池90的进水口相连通，所述滤油池90的出水口与所述深度除油罐95的进水口相连通，所述深度除油罐95的出水口与所述酚类去除罐91的进水口相连通，所述酚类去除罐91的出水口与所述脱硫曝气反应罐进水口21相连通，所述脱硫曝气反应罐出水口22与所述厌氧生物反应脱硝罐92的进水口相连通，所述厌氧生物反应脱硝罐92的出水口与所述pH调节池93的进水口相连通，所述pH调节池93的出水口与所述内通道43相连通，所述废水出口45与所述絮凝剂添加接头300相连通。

利用上述装置进行工业焦煤废水高效处理的方法，包括以下步骤：

S1：废水先进行栅格除渣工艺，利用自然落差，废水经过多级阶梯式栅格过滤结构100，过滤去除废水中的残渣；

S2：废水进入滤油池90，先静置1.5h，再经除油机将废水表面的油污清除，然后将废水抽入深度除油罐95中，再在废水中加入Fe₂O₃磁性粉末，震动搅拌，废水中的油液乳滴将包裹在磁性粉末上，然后静置1h，油液乳滴随磁性粉末一起沉降，进一步去除废水中的油液乳滴；

S3：将上述步骤中处理过的废水转入酚类去除罐91中，加入酚氧化催化剂和过氧化氢，使酚系中难分解色素去除一部分，然后曝气通入臭氧进行氧化，进而去除废水中的剩余的酚类物质；

S4：脱硫脱硝

将上述步骤中处理过的废水转入脱硫曝气反应罐200中，采用空气氧化并加氯结合法除硫，采用微给反应罐中曝入温度为180℃的热空气和含量为3％的氯气，废水与混合气体充分接触进行氧化作用，以达到除硫目的；

接着将废水转入厌氧生物反应脱硝罐92中，加入带有脱硝微生物的活性泥，在缺氧条件下利用生物厌氧反应进行还原，将硝化物还原成氨气进而实现脱硝处理；

S5：将上述步骤中的废水转入pH调节池93中，加入pH调节剂，将pH调节至6.6；

S6：将上述步骤中的废水转入半透膜生物反应螺旋罐400，半透膜能选择性通过离子型化合物、酒精、丙酮、甘油、葡萄糖、氨基酸、蔗糖等有机物，有机物进入含有有机分解微生物的水中然后被分解，含有有机分解微生物的水循环流动用来降解废水中的有机物；

S7：将上述步骤中的废水转入絮凝池94，絮凝池的进水口上固定连接有絮凝剂添加接头，添加絮凝剂并搅拌，将沉淀过滤，最终排出达到环保标准的水。

所述酚氧化催化剂为过氧化物酶、酪氨酸酶、漆酶按质量比1:1:1混合。

所述脱硝微生物为反硝化细菌，微球菌属，无色杆菌属按质量比1:1:1混合。

所述pH调节剂为盐酸。

所述有机分解微生物为甲烷菌、硝化菌、巨大芽孢杆菌、褐球固氮菌按质量比3:2:1:2混合。

所述絮凝剂为聚丙烯酰胺，配制成0.1％的水溶液，按10g/吨加入。

实施例3：

一种工业焦煤废水高效处理装置，包括依次相连的多级阶梯式栅格过滤结构100，滤油池90，深度除油罐95，酚类去除罐91，脱硫曝气反应罐200，厌氧生物反应脱硝罐92，pH调节池93，半透膜生物反应螺旋罐400，絮凝池94；

所述多级阶梯式栅格过滤结构100包括倾斜主体10，所述倾斜主体10上斜面建有多级阶梯11，所述阶梯11顶部固设有倾斜的过滤栅格12，所述倾斜主体10顶部建有进水开槽13，位于最下方的所述阶梯11处设有栅格废水出口14；

所述脱硫曝气反应罐200包括脱硫曝气反应罐壳体20，所述脱硫曝气反应罐壳体20外侧靠近底部的位置设有脱硫曝气反应罐进水口21，所述脱硫曝气反应罐壳体20外侧靠近顶部的位置设有脱硫曝气反应罐出水口22，所述脱硫曝气反应罐壳体20内底部固设有气体分配罐24，所述气体分配罐24上固定连接设有螺旋形曝气管25，所述螺旋形曝气管25与所述气体分配罐24内部相连通，所述螺旋形曝气管25上具有多个曝气微孔251，所述脱硫曝气反应罐壳体20底部固定连接设有进气短管23，所述进气短管23与所述气体分配罐24内部相连通，沿所述螺旋形曝气管25的外侧壁延伸设有一根氯气管26，所述氯气管26上具有多个氯气微孔261，所述进气短管23相连接设有隔热保温短管27，所述隔热保温短管27相连接设有空气加热管28，所述空气加热管28外侧包围设有电磁感应加热线圈29，所述空气加热管28连接设有总进气管281。

所述半透膜生物反应螺旋罐400包括生物反应罐壳体40，所述生物反应罐壳体40内固定连接设有螺旋形隔板401，所述螺旋形隔板401内壁与外壁之间形成水流通道402，所述水流通道402内固定连接设有沿其通道延伸的半透膜保持架41，所述半透膜保持架上设有半透膜411，所述半透膜411将所述水流通道402分隔为外通道42和内通道43，所述螺旋形隔板401和所述半透膜保持架41位于螺旋形中心的边缘之间固定连接有隔板44，所述隔板44将所述外通道42和内通道43隔绝不相通，所述生物反应罐壳体40底部固定连接设有废水出口45和生物活性水出口46，所述废水出口45与所述内通道43相连通，所述生物活性水出口46与所述外通道42相连通；

所述絮凝池94的进水口上固定连接设有絮凝剂添加接头300，所述絮凝剂添加接头300包括通水总管30，所述通水总管30固定连接设有多根通水管31，所述通水管31内壁上固定连接设有环形絮凝剂添加管32，所述絮凝剂添加管32上具有多个絮凝剂添加孔321；所述通水总管30外侧固定连接设有絮凝剂添加总管33，所述絮凝剂添加总管33与所述絮凝剂添加管32相连通；

所述栅格废水出口14与所述滤油池90的进水口相连通，所述滤油池90的出水口与所述深度除油罐95的进水口相连通，所述深度除油罐95的出水口与所述酚类去除罐91的进水口相连通，所述酚类去除罐91的出水口与所述脱硫曝气反应罐进水口21相连通，所述脱硫曝气反应罐出水口22与所述厌氧生物反应脱硝罐92的进水口相连通，所述厌氧生物反应脱硝罐92的出水口与所述pH调节池93的进水口相连通，所述pH调节池93的出水口与所述内通道43相连通，所述废水出口45与所述絮凝剂添加接头300相连通。

利用上述装置进行工业焦煤废水高效处理的方法，包括以下步骤：

S1：废水先进行栅格除渣工艺，利用自然落差，废水经过多级阶梯式栅格过滤结构100，过滤去除废水中的残渣；

S2：废水进入滤油池90，先静置2h，再经除油机将废水表面的油污清除，然后将废水抽入深度除油罐95中，再在废水中加入Fe₂O₃磁性粉末，震动搅拌，废水中的油液乳滴将包裹在磁性粉末上，然后静置1h，油液乳滴随磁性粉末一起沉降，进一步去除废水中的油液乳滴；

S3：将上述步骤中处理过的废水转入酚类去除罐91中，加入酚氧化催化剂和过氧化氢，使酚系中难分解色素去除一部分，然后曝气通入臭氧进行氧化，进而去除废水中的剩余的酚类物质；

S4：脱硫脱硝

将上述步骤中处理过的废水转入脱硫曝气反应罐200中，采用空气氧化并加氯结合法除硫，采用微给反应罐中曝入温度为200℃的热空气和含量为5％的氯气，废水与混合气体充分接触进行氧化作用，以达到除硫目的；

接着将废水转入厌氧生物反应脱硝罐92中，加入带有脱硝微生物的活性泥，在缺氧条件下利用生物厌氧反应进行还原，将硝化物还原成氨气进而实现脱硝处理；

S5：将上述步骤中的废水转入pH调节池93中，加入pH调节剂，将pH调节至6.7；

S6：将上述步骤中的废水转入半透膜生物反应螺旋罐400，半透膜能选择性通过离子型化合物、酒精、丙酮、甘油、葡萄糖、氨基酸、蔗糖等有机物，有机物进入含有有机分解微生物的水中然后被分解，含有有机分解微生物的水循环流动用来降解废水中的有机物；

S7：将上述步骤中的废水转入絮凝池94，絮凝池的进水口上固定连接有絮凝剂添加接头，添加絮凝剂并搅拌，将沉淀过滤，最终排出达到环保标准的水。

所述酚氧化催化剂为过氧化物酶、多酚氧化酶、木质素过氧化物酶按质量比1:1:1混合。

所述脱硝微生物为反硝化细菌、气杆菌属、螺旋菌属、变形杆菌属按质量比1:1:1:1混合。

所述pH调节剂为硫酸。

所述有机分解微生物为甲烷菌、胶质芽孢杆菌、细黄链霉菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌按质量比3:2:1:2:1混合。

所述絮凝剂为聚合氯化铝，配制成0.1％的水溶液，按10g/吨加入。

本发明在实际应用过程中，废水从所述进水开槽13中注入，废水顺着所述阶梯11流下，废水经过所述过滤栅格12时，废水中的残渣被过滤栅格12拦截下，最后废水从栅格废水出口14中排出；

栅格废水出口14流出的废水进入滤油池90中，经过滤油处理然后转入深度除油罐95中进一步去除废水中的油液乳滴，经深度除油罐处理后的废水转入酚类去除罐91中，去除废水中的酚类物质后，经脱硫曝气反应罐进水口21进入所述脱硫曝气反应罐壳体20内，所述空气加热管28通入空气，在所述电磁感应加热线圈29的作用下，所述空气加热管28被加热，流经空气加热管28的空气也被加热，空气经过隔热保温短管27和进气短管23进入气体分配罐24内，气体分配罐24内的空气接着进入螺旋形曝气管25最后从所述曝气微孔251内排出，所述氯气管26内通入氯气然后从氯气微孔261中排出，曝气微孔251内排出的加热空气和氯气微孔261中排出的氯气将废水中的含硫物质氧化，形成难溶于水的硫化物，从而达到脱硫的目的；

处理过的废水从脱硫曝气反应罐出水口22中排出然后进入脱硫曝气反应罐200中进行脱硝处理，脱硝处理后的废水进入pH调节池93中进行pH调节，pH调节后的废水经半透膜生物反应螺旋罐400中进行处理，将废水注入内通道43内，在外通道42内注入含有有机分解微生物的水，废水中的有机物能穿过所述半透膜411进入外通道42然后被分解，处理过的废水从废水出口45中排出，含有有机分解微生物的水从生物活性水出口46中排出后循环注入外通道42内；

废水出口45中排出的废水经絮凝池的进水口上的絮凝剂添加接头300进入絮凝池94，从絮凝剂添加总管33中注入絮凝剂，絮凝剂进入絮凝剂添加管32然后从絮凝剂添加孔321中排出，废水流经通水管31内时与絮凝剂混合，混合有絮凝剂的废水进入絮凝池，搅拌沉淀后排水。

Claims (8)

1.一种工业焦煤废水高效处理装置，其特征在于，包括依次相连的多级阶梯式栅格过滤结构（100），滤油池（90），深度除油罐（95），酚类去除罐（91），脱硫曝气反应罐（200），厌氧生物反应脱硝罐（92），pH调节池（93），半透膜生物反应螺旋罐（400），絮凝池（94）；

所述多级阶梯式栅格过滤结构（100）包括倾斜主体（10），所述倾斜主体（10）上斜面建有多级阶梯（11），所述阶梯（11）顶部固设有倾斜的过滤栅格（12），所述倾斜主体（10）顶部建有进水开槽（13），位于最下方的所述阶梯（11）处设有栅格废水出口（14）；

所述脱硫曝气反应罐（200）包括脱硫曝气反应罐壳体（20），所述脱硫曝气反应罐壳体（20）外侧靠近底部的位置设有脱硫曝气反应罐进水口（21），所述脱硫曝气反应罐壳体（20）外侧靠近顶部的位置设有脱硫曝气反应罐出水口（22），所述脱硫曝气反应罐壳体（20）内底部固设有气体分配罐（24），所述气体分配罐（24）上固定连接设有螺旋形曝气管（25），所述螺旋形曝气管（25）与所述气体分配罐（24）内部相连通，所述螺旋形曝气管（25）上具有多个曝气微孔（251），所述脱硫曝气反应罐壳体（20）底部固定连接设有进气短管（23），所述进气短管（23）与所述气体分配罐（24）内部相连通，沿所述螺旋形曝气管（25）的外侧壁延伸设有一根氯气管（26），所述氯气管（26）上具有多个氯气微孔（261）；

所述半透膜生物反应螺旋罐（400）包括生物反应罐壳体（40），所述生物反应罐壳体（40）内固定连接设有螺旋形隔板（401），所述螺旋形隔板（401）内壁与外壁之间形成水流通道（402），所述水流通道（402）内固定连接设有沿其通道延伸的半透膜保持架（41），所述半透膜保持架上设有半透膜（411），所述半透膜（411）将所述水流通道（402）分隔为外通道（42）和内通道（43），所述螺旋形隔板（401）和所述半透膜保持架（41）位于螺旋形中心的边缘之间固定连接有隔板（44），所述隔板（44）将所述外通道（42）和内通道（43）隔绝不相通，所述生物反应罐壳体（40）底部固定连接设有废水出口（45）和生物活性水出口（46），所述废水出口（45）与所述内通道（43）相连通，所述生物活性水出口（46）与所述外通道（42）相连通；

所述絮凝池（94）的进水口上固定连接设有絮凝剂添加接头（300），所述絮凝剂添加接头（300）包括通水总管（30），所述通水总管（30）固定连接设有多根通水管（31），所述通水管（31）内壁上固定连接设有环形絮凝剂添加管（32），所述絮凝剂添加管（32）上具有多个絮凝剂添加孔（321）；所述通水总管（30）外侧固定连接设有絮凝剂添加总管（33），所述絮凝剂添加总管（33）与所述絮凝剂添加管（32）相连通；

所述栅格废水出口（14）与所述滤油池（90）的进水口相连通，所述滤油池（90）的出水口与所述深度除油罐（95）的进水口相连通，所述深度除油罐（95）的出水口与所述酚类去除罐（91）的进水口相连通，所述酚类去除罐（91）的出水口与所述脱硫曝气反应罐进水口（21）相连通，所述脱硫曝气反应罐出水口（22）与所述厌氧生物反应脱硝罐（92）的进水口相连通，所述厌氧生物反应脱硝罐（92）的出水口与所述pH调节池（93）的进水口相连通，所述pH调节池（93）的出水口与所述内通道（43）相连通，所述废水出口（45）与所述絮凝剂添加接头（300）相连通；

所述进气短管（23）相连接设有隔热保温短管（27），所述隔热保温短管（27）相连接设有空气加热管（28），所述空气加热管（28）外侧包围设有电磁感应加热线圈（29），所述空气加热管（28）连接设有总进气管（281）；

所述的装置进行工业焦煤废水高效处理的方法，包括以下步骤：

S1：废水先进行栅格除渣工艺，利用自然落差，废水经过多级阶梯式栅格过滤结构（100），过滤去除废水中的残渣；

S2：废水进入滤油池（90），先静置1-2h，再经除油机将废水表面的油污清除，然后将废水抽入深度除油罐（95）中，再在废水中加入Fe₂O₃ 磁性粉末，震动搅拌，废水中的油液乳滴将包裹在磁性粉末上，然后静置1h，油液乳滴随磁性粉末一起沉降，进一步去除废水中的油液乳滴；

S3：将上述步骤中处理过的废水转入酚类去除罐（91）中，加入酚氧化催化剂和过氧化氢，使酚系中难分解色素去除一部分，然后曝气通入臭氧进行氧化，进而去除废水中的剩余的酚类物质；

S4：脱硫脱硝

将上述步骤中处理过的废水转入脱硫曝气反应罐（200）中，脱硫曝气反应罐（200）中曝入热空气和氯气，废水与混合气体充分接触进行氧化作用，以达到除硫目的；

接着将废水转入厌氧生物反应脱硝罐（92）中，加入带有脱硝微生物的活性泥，在缺氧条件下利用生物厌氧反应进行还原，将硝化物还原成氨气进而实现脱硝处理；

S5：将上述步骤中的废水转入pH调节池（93）中，加入pH调节剂，将pH调节至6.5-6.7；

S6：将上述步骤中的废水转入半透膜生物反应螺旋罐（400），半透膜能选择性通过离子型化合物、酒精、丙酮、甘油、葡萄糖、氨基酸、蔗糖有机物，有机物进入含有有机分解微生物的水中然后被分解，含有有机分解微生物的水循环流动用来降解废水中的有机物；

S7：将上述步骤中的废水转入絮凝池（94），絮凝池的进水口上固定连接有絮凝剂添加接头，添加絮凝剂并搅拌，将沉淀过滤，最终排出达到环保标准的水。

2.根据权利要求1所述的一种工业焦煤废水高效处理装置，其特征在于：所述酚氧化催化剂选自过氧化物酶、酪氨酸酶、漆酶、多酚氧化酶、木质素过氧化物酶和锰过氧化物酶中的一种或一种以上。

3.根据权利要求1所述的一种工业焦煤废水高效处理装置，其特征在于：所述脱硝微生物选自反硝化细菌、微球菌属、无色杆菌属、气杆菌属、螺旋菌属、变形杆菌属一种或一种以上。

4.根据权利要求1所述的一种工业焦煤废水高效处理装置，其特征在于：所述pH调节剂选自盐酸、硫酸和NH₄Cl中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的一种工业焦煤废水高效处理装置，其特征在于：所述有机分解微生物选自甲烷菌、硝化菌、巨大芽孢杆菌、褐球固氮菌、胶质芽孢杆菌、细黄链霉菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌一种或一种以上。

6.根据权利要求1所述的一种工业焦煤废水高效处理装置，其特征在于：所述絮凝剂包括：聚丙烯酰胺、聚合氯化铝、聚合硫酸铁，按质量比2:2:1配制成0.1%的水溶液，按10g/吨加入。

7.根据权利要求1所述的一种工业焦煤废水高效处理装置，其特征在于：所述氯气的体积含量为2-5%。

8.根据权利要求1所述的一种工业焦煤废水高效处理装置，其特征在于：所述热空气温度在150-200℃之间。

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