專利名稱：一種焦化廢水深度處理及回用的工藝及其設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種有機(jī)廢水深度處理的方法，尤其涉及一種焦化廢水深度處理及回
用的工藝，更特別地，本發(fā)明還提供了用于本發(fā)明工藝中的工藝設(shè)備。
背景技術(shù)：
焦化廢水是在煤高溫干餾、煤氣凈化和化工產(chǎn)品精制過(guò)程中產(chǎn)生的廢水，主要來(lái) 源一是剩余氨水，它是在煤干餾及煤氣冷卻中產(chǎn)生出來(lái)的廢水，是焦化廢水的主要來(lái)源； 二是在煤氣凈化過(guò)程中產(chǎn)生的廢水，如煤氣終冷水和粗苯分離水等；三是在焦油、粗苯等精 制過(guò)程中及其它場(chǎng)合產(chǎn)生的廢水，焦化廢水主要含有酚、氰、氨氮、硫化物及許多難降解有 機(jī)物，可生化性較差，是一種比較難處理的廢水。 隨著焦化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級(jí)以及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)秩序的規(guī)范，國(guó)家發(fā)改委于2005年實(shí)施 的《焦化行業(yè)準(zhǔn)入條件》中明確指出焦化廢水經(jīng)處理后要做到內(nèi)部循環(huán)使用，酚氰廢水處理 后廠內(nèi)回用；并在2006年公布的《焦化行業(yè)污染現(xiàn)狀及對(duì)策建議》中指出煉焦過(guò)程中排放 了大量的苯并[a]芘(BaP)、氰化物等有毒有害物質(zhì)，其中苯并[a]芘是強(qiáng)致癌物質(zhì)，對(duì)人身 健康危害嚴(yán)重，應(yīng)加強(qiáng)治理，因此提高焦化廢水循環(huán)利用率、減少污水外排、降低新水耗量 已經(jīng)成為目前鋼鐵工業(yè)企業(yè)廣泛采用的清潔生產(chǎn)工藝之一，而污水回用是實(shí)現(xiàn)污水零排放 和資源再利用的最佳選擇。 本著少排或不排污水的原則，現(xiàn)在的焦化廠盡可能將處理后廢水在廠內(nèi)回用，主 要是做焦化廠的濕法熄焦補(bǔ)充水、除塵補(bǔ)充水和煤廠灑水，這些回用途徑廢水要求水質(zhì)不 高，一般生化處理工藝出水基本可以滿足要求；但是，伴隨很多焦化企業(yè)工藝改造，濕法熄 焦逐步被干熄焦工藝取代，廢水回用途徑需要重新規(guī)劃，而回用作相對(duì)水質(zhì)要求較高的循 環(huán)冷卻水甚至鍋爐補(bǔ)充水，是一個(gè)很好的途徑，因?yàn)檫@些用途補(bǔ)充水量大，水循環(huán)利用的價(jià) 值更高。 中國(guó)專利號(hào)為CN101280461的一種實(shí)現(xiàn)焦化廢水回用的處理系統(tǒng)及處理方法，采 用混凝沉淀、光催化臭氧、活性炭過(guò)濾技術(shù)實(shí)現(xiàn)焦化廢水的回用，但是該技術(shù)系純粹采用物 理、光化學(xué)方式來(lái)將有機(jī)物降解、礦化，存在運(yùn)行費(fèi)用過(guò)高的問(wèn)題。 中國(guó)專利號(hào)為CN100999366的焦化廢水回用處理方法，采用二氧化氯氧化、沉淀 法去除氨氮、過(guò)濾法去除氨氮和反滲透脫鹽的工藝流程，進(jìn)行廢水的回用，也是純粹采用物 理、化學(xué)的方式來(lái)進(jìn)行有機(jī)物、氨氮的去除，運(yùn)行費(fèi)用也偏高。 中國(guó)專利號(hào)為CN101077801的用于有機(jī)廢水處理的流化床三維電極反應(yīng)器，專利 號(hào)為CN1358672的三維電極反應(yīng)器及其用于處理有機(jī)廢水，都介紹了一種能夠大幅度提高 電氧化效果的三維電極反應(yīng)器，通過(guò)電極、空氣曝氣和填充的粒子電極，實(shí)現(xiàn)電氧化效果的 提高。 且以上關(guān)于三維電極反應(yīng)器的專利，均傾向原理介紹，設(shè)備也傾向于實(shí)驗(yàn)室規(guī)模， 未能提供能夠應(yīng)用于工程規(guī)模的設(shè)備模型。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一是提供了一種焦化廢水深度處理及回用的工藝，其利用混凝沉淀、三維電氧化、生物濾池、超濾技術(shù)和反滲透技術(shù)聯(lián)合達(dá)到去除廢水中殘余難降解有機(jī)物、懸浮雜質(zhì)、鹽分之目的，使出水可以回用到生活雜用水、循環(huán)冷卻水、鍋爐補(bǔ)充水，同時(shí)反滲透濃水的有機(jī)物含量也不會(huì)超過(guò)國(guó)家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，濃水亦可以回用到對(duì)水質(zhì)要求不太嚴(yán)格的場(chǎng)合。 本發(fā)明的另一目的在于提供一種用于焦化廢水深度處理及回用工藝中的工藝設(shè)備，其中三維電極反應(yīng)器使其占用更小面積，更容易工程安裝和拓展，使電極接合裝置更安全和可靠，生物濾池結(jié)構(gòu)使其工藝組合靈活，更容易實(shí)現(xiàn)生物脫氮。
本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的 —種焦化廢水深度處理及回用的工藝，其主要步驟為將生化處理水，在投加混凝劑后進(jìn)入沉淀池，污泥從泥斗排出，處理后水進(jìn)入三維電極反應(yīng)器，經(jīng)電氧化處理后出水進(jìn)入生物濾池，經(jīng)過(guò)生物濾池處理的水進(jìn)入后續(xù)超濾處理，超濾出水有兩個(gè)選擇， 一個(gè)為直接回用于工藝用水，除鹽分外，可滿足生活雜用水標(biāo)準(zhǔn)，另外一個(gè)選擇是繼續(xù)通過(guò)反滲透膜系統(tǒng)處理，處理出水無(wú)論是鹽分、有機(jī)物還是氨氮都高于冷卻循環(huán)水的要求，反滲透濃水滿足國(guó)家排放指標(biāo)，可以直接排放也可以回用于焦化廠內(nèi)其它用途。 用于本發(fā)明工藝中的工藝設(shè)備，包括混凝沉淀池、三維電極反應(yīng)器、生物濾池、超濾系統(tǒng)和反滲透脫鹽系統(tǒng)，其中焦化廢水生化處理出水進(jìn)入混凝沉淀池，混凝沉淀出水口和三維電極反應(yīng)器連接，三維電極反應(yīng)出水口和后續(xù)生物濾池連接，生物濾池出水進(jìn)入外壓超濾膜系統(tǒng)，超濾系統(tǒng)出水可直接回用，也可以繼續(xù)經(jīng)過(guò)反滲透系統(tǒng)脫鹽后回用。
所述的混凝沉淀池，是通過(guò)對(duì)焦化廢水生化池出水投加藥劑，如聚合硫酸鐵或者聚合硫酸鋁，以去除廢水中懸浮雜質(zhì)及部分有機(jī)物，具體實(shí)施可在原生化系統(tǒng)二沉池投加，也可以在二沉池出水后續(xù)增加混凝沉淀工藝，其目的是保證三維電極反應(yīng)器正常運(yùn)行不致堵塞。 所述的三維電極反應(yīng)器，主要結(jié)構(gòu)包括垂直型三維電極、高阻抗粒子材料、曝氣系統(tǒng)，其中陰陽(yáng)極板的布置形式采用模塊化布置，易于工程安裝和擴(kuò)展，同時(shí)獨(dú)特設(shè)計(jì)的電源接合方式保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，三維電極反應(yīng)器在很短時(shí)間內(nèi)分解廢水中難降解有機(jī)物，其分解不用達(dá)到礦化程度，目的主要是促進(jìn)后續(xù)生物濾池生物利用效果，停留時(shí)間控制在10 30分鐘。 所述的新型生物濾池，是通過(guò)接觸填料和生物濾料(可為陶粒、活性炭等固體顆粒)上附著的微生物在好氧及兼氧條件下將經(jīng)過(guò)三維電極反應(yīng)器預(yù)處理的有機(jī)物分解利用，生物濾池包括濾料、曝氣系統(tǒng)以及濾池反沖洗系統(tǒng)。 所述的超濾系統(tǒng)，采用外壓中空纖維膜，運(yùn)行中根據(jù)需要在進(jìn)水中投加少量絮凝
劑，超濾系統(tǒng)包括膜組件、進(jìn)水泵和反洗系統(tǒng)，其中反沖洗采用汽水聯(lián)合反沖洗。 所述的反滲透系統(tǒng)，進(jìn)水經(jīng)過(guò)前處理已經(jīng)達(dá)到很好之水質(zhì)，可保證反滲透膜的安
全運(yùn)行，作為一個(gè)可選擇的工藝，反滲透系統(tǒng)主要任務(wù)為脫鹽，同時(shí)出水的有機(jī)物也會(huì)達(dá)到
更低之效果，以使出水能回用作更嚴(yán)格的工藝用水，反滲透系統(tǒng)包括保安過(guò)濾器、反滲透膜
組件、高壓泵及清洗系統(tǒng)。 本發(fā)明在混凝沉淀和三維電極反應(yīng)的基礎(chǔ)上，使30 % 40%的有機(jī)物得到去除，同時(shí)殘余有機(jī)物的可生化性大幅度提高，有利于后續(xù)低成本的生物濾池工藝運(yùn)行，和單獨(dú)采用混凝沉淀_化學(xué)氧化工藝相比，三維電氧化_生物濾池工藝可以大幅度降低運(yùn)行費(fèi)用，達(dá)到合理工程設(shè)計(jì)和運(yùn)行之目的，同時(shí)三維電氧化僅負(fù)責(zé)提高廢水生化性，而不是將有機(jī)物徹底礦化，設(shè)備投資成本低。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例的處理工藝流程示意圖； 圖2是本發(fā)明實(shí)施例的三維電極反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為圖2的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是本發(fā)明實(shí)施例的三維電極反應(yīng)器多個(gè)組件組合示意圖； 圖5是本發(fā)明實(shí)施例的三維電極反應(yīng)器電源接合機(jī)構(gòu)示意圖； 圖6是本發(fā)明實(shí)施例的生物濾池示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述 見(jiàn)圖1， 一種焦化廢水深度處理及回用的工藝及其設(shè)備，主要步驟為生化處理水a(chǎn)在投加混凝劑b后進(jìn)入沉淀池1，經(jīng)沉淀池1處理后將污泥c從泥斗排出，處理后水進(jìn)入三維電極反應(yīng)器2，三維電極反應(yīng)器2內(nèi)提供有攪拌所需的空氣d，經(jīng)電氧化處理后出水進(jìn)入生物濾池3，生物濾池3中供給有生物濾池所需的空氣e及濾池逆洗所需要的空氣和水f，經(jīng)過(guò)生物濾池3處理的水進(jìn)入后續(xù)超濾處理工藝4，超濾處理過(guò)程中供給有反沖洗水及空氣g，超濾出水有兩個(gè)選擇， 一為直接回用于工藝用水h，除鹽分外，可滿足生活雜用水標(biāo)準(zhǔn)，另外一個(gè)選擇是繼續(xù)通過(guò)反滲透膜系統(tǒng)5處理，處理出水i無(wú)論是鹽分、有機(jī)物還是氨氮都高于冷卻循環(huán)水的要求，反滲透濃水j滿足國(guó)家排放指標(biāo)，可以直接排放也可以回用于焦化廠內(nèi)作其它用途。 本發(fā)明的工藝設(shè)備中提供了一種可應(yīng)用于實(shí)際工程的三維電極反應(yīng)器裝置，如果處理水量增加，可以依照?qǐng)D4進(jìn)行擴(kuò)展，見(jiàn)圖2、圖3，三維電極反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖，主要結(jié)構(gòu)包括陰極板22和陽(yáng)極板23，進(jìn)水20，出水21，進(jìn)氣口 32，排空口 33，排氣口 34，電源接合機(jī)構(gòu)35，設(shè)備上蓋板31，高阻抗粒子填料24，濾頭30，陽(yáng)極板23與電源接合機(jī)構(gòu)35連接，高阻抗粒子填料24分布與陰極板22和陽(yáng)極板23間，濾頭30用于攪拌空氣布?xì)?，設(shè)備采用絕緣PVC或PE板制造，在兩側(cè)板25上刻凹槽，以固定陰極板22和陽(yáng)極板23，其中陰極板22可以采用不銹鋼材質(zhì)，陽(yáng)極板23采用基體為鈦網(wǎng)鍍不同貴金屬的鍍件，陽(yáng)極之選擇對(duì)于三維電極反應(yīng)器是非常之重要的，根據(jù)不同水質(zhì)、不同處理要求、不同電流密度設(shè)計(jì)采用不同材質(zhì)的陽(yáng)極，進(jìn)水20在陰極極板間上下折流前進(jìn)，因?yàn)殛?yáng)極板23為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，水容易透過(guò)，而陰極板22為不銹鋼板，在需要的上下位置開(kāi)過(guò)水通道，即可保證水的通過(guò)，處理后出水21進(jìn)入后續(xù)生物濾池。 見(jiàn)圖4，三維電極反應(yīng)器多個(gè)組件組合示意圖，在用于不同水量時(shí)，采用中間隔板40將反應(yīng)器格成數(shù)格，同時(shí)可以調(diào)整不同格之間的連接狀態(tài)，如串連或者并聯(lián)連接，以保證三維電極反應(yīng)器處理之效果。 見(jiàn)圖5，三維電極反應(yīng)器電源接合機(jī)構(gòu)示意圖，相臨的陰極板53或者同時(shí)的陽(yáng)極板54通過(guò)螺絲52和電源接合器51連接，電源接合器采用外表絕緣的銅材質(zhì)，并通過(guò)接線器50和電源連接，本三維電板反應(yīng)器電源接合機(jī)構(gòu)在應(yīng)用于實(shí)際工程時(shí)可以有不同變形，一個(gè)接合器也可以同時(shí)接2個(gè)以上的電極板。 圖6是本發(fā)明實(shí)施方式提供的一種可同時(shí)硝化-反硝化的生物濾池，進(jìn)水61首先
進(jìn)入一個(gè)帶柔性填料62和空氣曝氣60的好氧硝化池70，好氧硝化池70內(nèi)設(shè)置有接觸填
料區(qū)所用曝氣盤66，硝化后廢水進(jìn)入裝填陶粒濾料68的生物濾池71，濾池可以厭氧反硝化
運(yùn)行進(jìn)行脫氮，也可以通過(guò)曝氣進(jìn)氣65和曝氣管69進(jìn)行曝氣好氧操作，經(jīng)過(guò)逆洗布水系統(tǒng)
67后，將達(dá)標(biāo)的濾池逆洗水64由濾池出水63排出進(jìn)入后續(xù)處理工藝。 圖6另外一實(shí)施方式為將生物濾池71中陶粒68更換為無(wú)煙煤和石英砂，形成多
介質(zhì)過(guò)濾器，接觸氧硝化池70出水直接進(jìn)入多介質(zhì)過(guò)濾器去除懸浮物。 圖6另外一實(shí)施方式為將生物濾池71中陶粒68更換為活性炭，形成活性炭過(guò)濾
器，接觸氧硝化池70出水直接進(jìn)入活性炭過(guò)濾器進(jìn)一步吸附去除有機(jī)物。 超濾系統(tǒng)及反滲透系統(tǒng)需參考實(shí)際工程運(yùn)行方式，在此不在一一實(shí)施說(shuō)明。 最后說(shuō)明的是本發(fā)明不應(yīng)被上述說(shuō)明圖式中組件的詳細(xì)結(jié)構(gòu)及配置應(yīng)用所限
制，本發(fā)明能具有其它實(shí)施例不同的方式來(lái)運(yùn)行，在相同精神內(nèi)，敘述所用之用語(yǔ)和專有名
詞不應(yīng)被認(rèn)定為限制用；一切不脫離本發(fā)明精神和范圍的技術(shù)方案及其改進(jìn)，其均應(yīng)涵蓋
在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍中。
權(quán)利要求
一種焦化廢水深度處理及回用的工藝，其特征在于，其主要工藝步驟為將生化處理水，在投加混凝劑后進(jìn)入沉淀池，將污泥從泥斗排出，處理后水進(jìn)入三維電極反應(yīng)器，經(jīng)電氧化處理后出水進(jìn)入生物濾池，經(jīng)過(guò)生物濾池處理的水進(jìn)入后續(xù)超濾處理，超濾出水有兩個(gè)選擇，一個(gè)為直接回用于工藝用水，另外一個(gè)選擇是繼續(xù)通過(guò)反滲透膜系統(tǒng)處理。
2. —種用于如權(quán)利要求1所述的一種焦化廢水深度處理及回用的工藝設(shè)備，其特征在于，所述的工藝設(shè)備，包括混凝沉淀池、三維電極反應(yīng)器、生物濾池、超濾系統(tǒng)和反滲透脫鹽系統(tǒng)，混凝沉淀出水口和三維電極反應(yīng)器連接，三維電極反應(yīng)出水口和后續(xù)生物濾池連接，生物濾池出水進(jìn)入外壓超濾膜系統(tǒng)或反滲透脫鹽系統(tǒng)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種焦化廢水深度處理及回用的工藝設(shè)備，其特征在于，所述的混凝沉淀池，其處理方法是通過(guò)對(duì)焦化廢水生化池出水投加藥劑，以去除廢水中懸浮雜質(zhì)及部分有機(jī)物，可在原生化系統(tǒng)二沉池投加，也可以在二沉池出水后續(xù)增加混凝沉淀工藝。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種焦化廢水深度處理及回用的工藝設(shè)備，其特征在于，所述的三維電極反應(yīng)器，由垂直型三維電極、高阻抗粒子材料、曝氣系統(tǒng)組成，結(jié)構(gòu)上包括陰極板和陽(yáng)極板，進(jìn)氣口 ，排空口 ，排氣口 ，電源接合機(jī)構(gòu)，上蓋板，高阻抗粒子填料，濾頭，相臨的陰極板或者同時(shí)的陽(yáng)極板與電源接合機(jī)構(gòu)連接，電源接合機(jī)構(gòu)固定在上蓋板上，上蓋板上開(kāi)有排氣口 ，高阻抗粒子填料分布與陰極板和陽(yáng)極板間，濾頭用于攪拌空氣布?xì)?，在兩?cè)板上刻凹槽，陰極板和陽(yáng)極板固定在凹槽內(nèi)，陰、陽(yáng)極板采用模塊化布置，整體采用絕緣PVC或PE板制造。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種焦化廢水深度處理及回用的工藝設(shè)備，其特征在于，所述的陽(yáng)極板為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所述的陰極板為不銹鋼板。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的一種焦化廢水深度處理及回用的工藝設(shè)備，其特征在于，所述的三維電極反應(yīng)器，根據(jù)水量的不同，采用中間隔板將反應(yīng)器格成數(shù)格，格與格之間為串連或者并聯(lián)連接。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種焦化廢水深度處理及回用的工藝設(shè)備，其特征在于，所述的電源接合器，采用外表絕緣的銅材質(zhì)，并通過(guò)螺絲與一個(gè)或兩個(gè)以上的電極板連接，并通過(guò)接線器和電源連接。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種焦化廢水深度處理及回用的工藝設(shè)備，其特征在于，所述的生物濾池，包括好氧硝化池和生物濾池，結(jié)構(gòu)包括柔性填料、曝氣盤、陶粒濾料、逆洗布水系統(tǒng)、曝氣管，柔性填料和曝氣盤設(shè)置于好氧硝化池內(nèi)，陶粒濾料、逆洗布水系統(tǒng)、曝氣管設(shè)置于生物濾池內(nèi)，其處理步驟為進(jìn)水首先進(jìn)入一個(gè)帶柔性填料和空氣曝氣的好氧硝化池，硝化后廢水進(jìn)入裝填陶粒濾料的生物濾池，濾池可以運(yùn)行厭氧反硝化進(jìn)行脫氮，也可以通過(guò)曝氣進(jìn)氣和曝氣管進(jìn)行曝氣好氧操作，經(jīng)過(guò)逆洗布水系統(tǒng)后，將達(dá)標(biāo)的濾池逆洗水由濾池出水排出進(jìn)入后續(xù)處理工藝。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種焦化廢水深度處理及回用的工藝設(shè)備，其特征在于，所述的陶粒濾料，可更換為無(wú)煙煤和石英砂，形成多介質(zhì)過(guò)濾器，或更換為活性炭，形成活性炭過(guò)濾器。
10. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種焦化廢水深度處理及回用的工藝設(shè)備，其特征在于，所述的超濾系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)由膜組件、進(jìn)水泵和反洗系統(tǒng)組成，膜采用外壓中空纖維膜，運(yùn)行中投加少量絮凝劑，反洗系統(tǒng)采用汽水聯(lián)合反沖洗。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種焦化廢水深度處理及回用的工藝及其設(shè)備，屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，主要步驟為將生化處理水內(nèi)投加混凝劑后進(jìn)入沉淀池，將污泥從泥斗排出，處理后水進(jìn)入三維電極反應(yīng)器，經(jīng)電氧化處理后出水進(jìn)入生物濾池，經(jīng)過(guò)生物濾池處理的水進(jìn)入后續(xù)超濾處理，超濾出水有兩個(gè)選擇，一個(gè)為直接回用于工藝用水，另外一個(gè)選擇是繼續(xù)通過(guò)反滲透膜系統(tǒng)處理，處理過(guò)程中采用的混凝沉淀池、三維電極反應(yīng)器、生物濾池、超濾系統(tǒng)和反滲透脫鹽系統(tǒng)工藝設(shè)備，達(dá)到去除廢水中殘余難降解有機(jī)物、懸浮雜質(zhì)、鹽分之目的，使出水可以回用，同時(shí)反滲透濃水的有機(jī)物含量也不會(huì)超過(guò)國(guó)家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，濃水亦可以回用到對(duì)水質(zhì)要求不太嚴(yán)格的場(chǎng)合，達(dá)到廢水的零排放之目標(biāo)。
文檔編號(hào)C02F9/14GK101746923SQ20091005666
公開(kāi)日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2009年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月19日
發(fā)明者趙立功 申請(qǐng)人:趙立功