申請(qǐng)日2015.06.11

　　公開(kāi)(公告)日2015.09.02

　　IPC分類(lèi)號(hào)C02F9/14

　　摘要

　　本發(fā)明公開(kāi)了一種焦化廢水深度處理回用工藝，它包括如下步驟：(1)在混沉池中進(jìn)行沉淀處理;(2)在多介質(zhì)過(guò)濾器中進(jìn)行過(guò)濾處理;(3)在臭氧催化氧化反應(yīng)器中進(jìn)行催化氧化反應(yīng);(4)再輸送至中間水槽中，后輸送至MBR膜生物反應(yīng)器;(5)將從MBR膜生物反應(yīng)器中出來(lái)的廢水直接用作生化過(guò)程中消泡劑用水、煤場(chǎng)抑塵和生活雜用水;或者：(6)將從MBR膜生物反應(yīng)器中出來(lái)的廢水輸送至保安過(guò)濾器中進(jìn)一步過(guò)濾處理;(7)再將廢水輸送至反滲透裝置中進(jìn)行進(jìn)一步除鹽。本發(fā)明還公開(kāi)了一種焦化廢水深度處理回用裝置。該工藝及裝置設(shè)計(jì)合理，具有很強(qiáng)的工程應(yīng)用價(jià)值;該工藝及裝置操作簡(jiǎn)單，運(yùn)行成本低，出水水質(zhì)可以滿(mǎn)足不同用水要求。

　　摘要附圖

 

　　權(quán)利要求書(shū)

　　1.一種焦化廢水深度處理回用工藝，其特征在于：它包括如下步驟：

　　(1)將廢水送至混沉池中進(jìn)行沉淀處理，得到沉淀后的焦化廢水;

　　(2)從混沉池出來(lái)的焦化廢水輸送至多介質(zhì)過(guò)濾器中進(jìn)行過(guò)濾處理， 以進(jìn)一步減少?gòu)U水中的懸浮物的含量;

　　(3)將過(guò)濾后的焦化廢水輸送至臭氧催化氧化反應(yīng)器中進(jìn)行臭氧氧 化、催化劑催化氧化反應(yīng)，使焦化廢水中生物難降解的有機(jī)物質(zhì)通過(guò)羥基 自由基的氧化，將廢水中大分子有機(jī)物及芳香烴化合物降解成小分子或CO2和水;同時(shí)，逸出的剩余臭氧進(jìn)入臭氧破壞裝置;

　　(4)將氧化后的廢水輸送至中間水槽中，通過(guò)中間水槽內(nèi)曝氣裝置、 臭氧分解劑的作用進(jìn)一步將廢水中的臭氧濃度降低后輸送至MBR膜生物 反應(yīng)器，通過(guò)高濃度活性污泥的生物降解、截留作用，對(duì)小分子化合物進(jìn) 一步生化降解，同時(shí)也截留部分懸浮物;

　　(5)將從MBR膜生物反應(yīng)器中出來(lái)的廢水直接用作生化過(guò)程中消泡 劑用水、煤場(chǎng)抑塵和生活雜用水;或者：

　　(6)將從MBR膜生物反應(yīng)器中出來(lái)的廢水輸送至保安過(guò)濾器中進(jìn)一 步過(guò)濾處理，濾除其中部分懸浮物;

　　(7)將經(jīng)過(guò)保安過(guò)濾后的廢水輸送至反滲透裝置中進(jìn)行進(jìn)一步除鹽， 所得除鹽廢水回用作工藝循環(huán)冷卻水，而反滲透出來(lái)的濃水作為高爐爐渣 冷卻沖渣用水、煤場(chǎng)抑塵用水、道路清掃用水。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焦化廢水深度處理回用工藝，其特征在于： 所述步驟(3)中，臭氧催化氧化反應(yīng)器內(nèi)填料為燒結(jié)硅藻土、陶粒或活性 炭，填料比表面積大于200m2/m3;臭氧催化氧化反應(yīng)器內(nèi)填料投加量為臭 氧催化氧化反應(yīng)器體積的25～60%;臭氧發(fā)生器氣源采用空氣或氧氣。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焦化廢水深度處理回用工藝，其特征在于： 所述步驟(4)中，中間水槽設(shè)置曝氣裝置和臭氧分解劑;曝氣裝置采用鈦 質(zhì)曝氣板，氣源采用空氣;臭分解劑采用Mn、Cu的氧化物作為活性組分， 載體采用γ-Al2O3、TiO2、SiO2、分子篩、活性炭或以上幾種的復(fù)合物;臭 氧分解劑填料投加量為中間水槽體積的15～35%。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焦化廢水深度處理回用工藝，其特征在于： 所述步驟(6)中，保安過(guò)濾器的濾管材料為陶瓷、玻璃砂或塑料;過(guò)濾孔 徑為0.5～120μm;所述保安過(guò)濾器前設(shè)有加藥點(diǎn)，分別投加次氯酸鈉殺菌 劑和亞硫酸氫鈉作為還原劑。

　　5.一種為實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述工藝而設(shè)計(jì)的焦化廢水深度處理回用裝 置，包括多介質(zhì)過(guò)濾器(1)，臭氧催化氧化反應(yīng)器(5)，臭氧發(fā)生器(13)， 臭氧破壞裝置(14)，中間水槽(16)，MBR膜生物反應(yīng)器(24)，保安過(guò) 濾器(27)，反滲透裝置(30)，其特征在于：

　　所述多介質(zhì)過(guò)濾器(1)的進(jìn)口分別與進(jìn)水管和反沖洗進(jìn)水管連接，多 介質(zhì)過(guò)濾器(1)的出口分別與臭氧催化氧化反應(yīng)器(5)的進(jìn)口和反沖洗 出水管連接，臭氧催化氧化反應(yīng)器(5)的出口與中間水槽(16)的進(jìn)口連 接，臭氧催化氧化反應(yīng)器(5)的臭氧輸入口通過(guò)臭氧輸送管道與臭氧發(fā)生 器(13)連接，臭氧催化氧化反應(yīng)器(5)的臭氧輸出口通過(guò)管道與臭氧破 壞裝置(14)的進(jìn)口連接，臭氧破壞裝置(14)的出口與設(shè)有尾氣放空口 (15)的尾氣管道連接;中間水槽(16)的出口與MBR膜生物反應(yīng)器(24) 的進(jìn)口連接，MBR膜生物反應(yīng)器(24)的出口與保安過(guò)濾器(27)的進(jìn)口 連接，保安過(guò)濾器(27)的出口與反滲透裝置(30)的進(jìn)口連接;反滲透 裝置(30)的出口分別與濃水管和工藝循環(huán)冷卻水管連接;保安過(guò)濾器(27) 頂部設(shè)有壓力表(28)，保安過(guò)濾器(27)底部設(shè)有外排口(29);

　　還包括空氣鼓風(fēng)機(jī)(22)，空氣鼓風(fēng)機(jī)(22)通過(guò)設(shè)有空氣流量計(jì)(21) 的第一輸氣管與中間水槽(16)的底部連接，空氣鼓風(fēng)機(jī)(22)通過(guò)設(shè)有 調(diào)節(jié)閥(23)的第二輸氣管與MBR膜生物反應(yīng)器(24)的底部連接，中間 水槽(16)和MBR膜生物反應(yīng)器(24)的污泥輸出口均通過(guò)污泥泵(26) 與污泥處理管道連接。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的焦化廢水深度處理回用裝置，其特征在于： 所述多介質(zhì)過(guò)濾器(1)內(nèi)的濾料為粒徑Φ0.5～2mm的無(wú)煙煤、粒徑Φ3～ 6mm的陶粒或粒徑Φ4～10mm的石英砂。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的焦化廢水深度處理回用裝置，其特征在于： 所述臭氧催化氧化反應(yīng)器(5)為立式筒狀結(jié)構(gòu)，筒狀結(jié)構(gòu)內(nèi)部自上而下依 次設(shè)有布水板(6)、催化劑填料層(7)、填料承托板(9)和鈦質(zhì)曝氣板(10)， 筒狀結(jié)構(gòu)的頂部設(shè)有應(yīng)急放空口(12)，筒狀結(jié)構(gòu)的外壁設(shè)有液位計(jì)(8)。

　　8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的焦化廢水深度處理回用裝置，其特征在于： 所述中間水槽(16)內(nèi)部自上而下依次設(shè)有上部網(wǎng)狀擋板(17)，臭氧分解 劑(18)、下部支撐板(19)和曝氣裝置(20);所述曝氣裝置(20)為鈦 質(zhì)曝氣板。

　　9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的焦化廢水深度處理回用裝置，其特征在于： 所述MBR膜生物反應(yīng)器(24)采用浸沒(méi)式MBR膜生物反應(yīng)器，曝氣形式 采用連續(xù)曝氣，氣源采用空氣。

　　10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的焦化廢水深度處理回用裝置，其特征在于： 所述保安過(guò)濾器(27)的進(jìn)口端設(shè)有加藥點(diǎn)，保安過(guò)濾器(27)中的濾管 材料為陶瓷、玻璃砂或塑料中任一種;保安過(guò)濾器(27)的過(guò)濾孔徑范圍 為0.5～120μm。

　　說(shuō)明書(shū)

　　焦化廢水深度處理回用工藝和裝置

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，具體地指是一種焦化廢水深度處理回用工 藝和裝置。

　　背景技術(shù)

　　焦化廢水是一種公認(rèn)的難生物降解的工業(yè)廢水，其難度在于廢水的可 生化性差，除氨、氰及硫氰根等無(wú)機(jī)污染物外，還含有酚類(lèi)、萘、吡啶、 喹啉等雜環(huán)及多環(huán)芳香族化合物(PAHS)很難生物降解，這些物質(zhì)能夠?qū)?環(huán)境產(chǎn)生長(zhǎng)期影響，且部分已被研究證實(shí)為致癌物質(zhì)，另外高濃度氨氮、 硫化物、氰化物對(duì)微生物活性有很強(qiáng)的抑制作用，生物脫氮效果不佳。目 前，焦化廢水普遍采用不同形式的A/O生物脫氮工藝作為其處理的主要工 藝，但處理后出水中COD指標(biāo)難以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。部分鋼鐵企業(yè)已經(jīng)開(kāi)展 焦化廢水深度處理及回用，回用途徑包括濕法熄焦、高爐沖渣、煤場(chǎng)抑塵 和直接用于工業(yè)循環(huán)水等，但這些方法均存在操作環(huán)境差，二次污染產(chǎn)生 或轉(zhuǎn)移、設(shè)備、管道腐蝕嚴(yán)重等問(wèn)題。

　　2015年1月1日起，現(xiàn)行的焦化企業(yè)將執(zhí)行“煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排 放標(biāo)準(zhǔn)”中新建企業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB16171-2012)。因此對(duì)焦化廢水 進(jìn)行深度處理和回用是減少污水外排，降低新水消耗量的最佳選擇，而尋 求一種高效、低成本的深度處理與回用技術(shù)是目前焦化廢水深度處理過(guò)程 迫切需求。本發(fā)明的目的是改變傳統(tǒng)深度處理工藝，提出了利用臭氧催化 氧化、生物濾池和浸沒(méi)式MBR膜生物反應(yīng)器組合新工藝和裝置，避免了通 過(guò)引入其他化學(xué)藥劑等造成二次污染的做法，同時(shí)，也實(shí)現(xiàn)了降低焦化廢 水處理成本，節(jié)約大量生產(chǎn)用水，為焦化廢水的深度處理與回用提供了一 條經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、高效的深度處理工藝和裝置。

　　目前焦化廢水深度處理和回用工藝存在的突出問(wèn)題有以下幾個(gè)內(nèi)容： 1、通過(guò)化學(xué)藥劑深度處理廢水(如采用芬頓試劑等)，該方法可能會(huì)引入 二次污染，存在管網(wǎng)及設(shè)備腐蝕等問(wèn)題，增加后續(xù)脫鹽費(fèi)用;2、將焦化廢 水用于濕法熄焦或高爐沖渣，廢水中污染物發(fā)生了轉(zhuǎn)移，操作環(huán)境差;3、 膜法除鹽深度處理后的濃水去向也是亟需解決的問(wèn)題。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明的目的就是要提供一種焦化廢水深度處理回用工藝和裝置。

　　為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種焦化廢水深度處理回用工藝，其特 征在于：它包括如下步驟：

　　(1)將廢水送至混沉池中進(jìn)行沉淀處理，得到沉淀后的焦化廢水;

　　(2)從混沉池出來(lái)的焦化廢水輸送至多介質(zhì)過(guò)濾器中進(jìn)行過(guò)濾處理， 以進(jìn)一步減少?gòu)U水中的懸浮物的含量;

　　(3)將過(guò)濾后的焦化廢水輸送至臭氧催化氧化反應(yīng)器中進(jìn)行臭氧氧 化、催化劑的催化氧化反應(yīng)，使焦化廢水中生物難降解的有機(jī)物質(zhì)通過(guò)羥 基自由基的氧化，將廢水中大分子有機(jī)物及芳香烴化合物降解成小分子或 CO2和水;同時(shí)，逸出的剩余臭氧進(jìn)入臭氧破壞裝置;

　　(4)將氧化后的廢水輸送至中間水槽中，通過(guò)中間水槽內(nèi)曝氣裝置、 臭氧分解劑的作用進(jìn)一步將廢水中的臭氧濃度降低后輸送至MBR膜生物 反應(yīng)器，通過(guò)高濃度活性污泥的生物降解、截留作用，對(duì)小分子化合物進(jìn) 一步生化降解，同時(shí)也截留部分懸浮物;

　　(5)將從MBR膜生物反應(yīng)器中出來(lái)的廢水直接用作生化過(guò)程中消泡 劑用水、煤場(chǎng)抑塵和生活雜用水;或者：

　　(6)將從MBR膜生物反應(yīng)器中出來(lái)的廢水輸送至保安過(guò)濾器中進(jìn)一 步過(guò)濾處理，濾除其中部分懸浮物;

　　(7)將經(jīng)過(guò)保安過(guò)濾后的廢水輸送至反滲透裝置中進(jìn)行進(jìn)一步除鹽， 所得除鹽廢水回用作工藝循環(huán)冷卻水，而反滲透出來(lái)的濃水作為高爐爐渣 冷卻沖渣用水、煤場(chǎng)抑塵用水、道路清掃用水。

　　作為一種優(yōu)選方案，所述步驟(3)中臭氧催化氧化反應(yīng)器內(nèi)填料為燒 結(jié)硅藻土、陶粒或活性炭，填料比表面積大于200m2/m3;臭氧催化氧化反 應(yīng)器內(nèi)填料投加量為臭氧催化氧化反應(yīng)器體積的25～60%;臭氧發(fā)生器氣 源采用空氣或氧氣。

　　作為又一種優(yōu)選方案，所述步驟(4)中中間水槽設(shè)置曝氣裝置和臭氧 分解劑;曝氣裝置采用鈦質(zhì)曝氣板，氣源采用空氣;臭分解劑采用Mn、Cu 的氧化物作為活性組分，載體采用γ-Al2O3、TiO2、SiO2、分子篩、活性炭 或以上幾種的復(fù)合物;臭氧分解劑填料投加量為中間水槽體積的15～35%。

　　作為又一種優(yōu)選方案，所述步驟(6)中保安過(guò)濾器的濾管材料為陶瓷、 玻璃砂或塑料;過(guò)濾孔徑為0.5～120μm;所述保安過(guò)濾器前設(shè)有加藥點(diǎn)， 分別投加次氯酸鈉殺菌劑和亞硫酸氫鈉作為還原劑。

　　本發(fā)明還提供了一種利用上述焦化廢水深度處理回用工藝的裝置，該 系統(tǒng)包括多介質(zhì)過(guò)濾器，臭氧催化氧化反應(yīng)器，臭氧發(fā)生器，臭氧破壞裝 置，中間水槽，MBR膜生物反應(yīng)器，保安過(guò)濾器，反滲透裝置，其特征在 于：所述多介質(zhì)過(guò)濾器1的進(jìn)口分別與進(jìn)水管和反沖洗進(jìn)水管連接，多介 質(zhì)過(guò)濾器的出口分別與臭氧催化氧化反應(yīng)器的進(jìn)口和反沖洗出水管連接， 臭氧催化氧化反應(yīng)器的出口與中間水槽的進(jìn)口連接，臭氧催化氧化反應(yīng)器 的臭氧輸入口通過(guò)臭氧輸送管道與臭氧發(fā)生器連接，臭氧催化氧化反應(yīng)器 的臭氧輸出口通過(guò)管道與臭氧破壞裝置的進(jìn)口連接，臭氧破壞裝置的出口 與設(shè)有尾氣放空口的尾氣管道連接;中間水槽的出口與MBR膜生物反應(yīng)器 的進(jìn)口連接，MBR膜生物反應(yīng)器的出口與保安過(guò)濾器的進(jìn)口連接，保安過(guò) 濾器的出口與反滲透裝置的進(jìn)口連接;反滲透裝置的出口分別與濃水管和 工藝循環(huán)冷卻水管連接;所述保安過(guò)濾器頂部設(shè)有壓力表，保安過(guò)濾器底 部設(shè)有外排口;

　　還包括空氣鼓風(fēng)機(jī)，所述空氣鼓風(fēng)機(jī)通過(guò)設(shè)有空氣流量計(jì)的第一輸氣 管與中間水槽的底部連接，空氣鼓風(fēng)機(jī)通過(guò)設(shè)有調(diào)節(jié)閥的第二輸氣管與 MBR膜生物反應(yīng)器的底部連接，所述中間水槽和MBR膜生物反應(yīng)器的污 泥輸出口均通過(guò)污泥泵與污泥處理管道連接。

　　進(jìn)一步地，所述多介質(zhì)過(guò)濾器內(nèi)的濾料為粒徑Φ0.5～2mm的無(wú)煙煤、 粒徑Φ3～6mm的陶�；蛄�徑Φ4～10mm的石英砂。

　　更進(jìn)一步地，所述臭氧催化氧化反應(yīng)器為立式筒狀結(jié)構(gòu)，筒狀結(jié)構(gòu)內(nèi) 部自上而下依次設(shè)有布水板、催化劑填料層、填料承托板和鈦質(zhì)曝氣板， 筒狀結(jié)構(gòu)的頂部設(shè)有應(yīng)急放空口，筒狀結(jié)構(gòu)的外壁設(shè)有液位計(jì)。

　　更進(jìn)一步地，所述中間水槽內(nèi)部自上而下依次設(shè)有上部網(wǎng)狀擋板，臭 氧分解劑下部支撐板和曝氣裝置;所述曝氣裝置為鈦質(zhì)曝氣板。

　　更進(jìn)一步地，所述MBR膜生物反應(yīng)器采用浸沒(méi)式MBR膜生物反應(yīng)器， 曝氣形式采用連續(xù)曝氣，氣源采用空氣。

　　更進(jìn)一步地，所述保安過(guò)濾器的進(jìn)口端設(shè)有加藥點(diǎn)，保安過(guò)濾器中的 濾管材料為陶瓷、玻璃砂或塑料中任一種;保安過(guò)濾器的過(guò)濾孔徑范圍為 0.5～120μm。

　　本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

　　其一，該工藝及裝置設(shè)計(jì)合理，解決了焦化廢水深度處理及回用中的 難題，具有很強(qiáng)的工程應(yīng)用價(jià)值;

　　其二，該工藝及裝置解決了焦化廢水的高污染環(huán)境下的對(duì)操作人員不 安全因素和危害健康的潛在風(fēng)險(xiǎn);

　　其三，該工藝及裝置操作簡(jiǎn)單，運(yùn)行成本低，出水水質(zhì)可以滿(mǎn)足不同 用水要求。