CN101723550B - 焦化废水回用处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种焦化废水回用处理系统，包括膜生物反应池、膜生物反应器、膜生物反应器出水泵、多介质过滤器、活性炭过滤器、保安过滤器、反渗透高压泵、反渗透装置、反渗透产水池、反渗透产水输送泵、过滤器反洗水池、过滤器反洗泵、反渗透清洗水池、反渗透清洗泵、反渗透浓水池、反渗透浓水输送泵以及管道混合器。膜生物反应池内设置膜生物反应器，再连接多介质过滤器，多介质过滤器出口连接活性炭过滤器，活性炭过滤器连接保安过滤器，保安过滤器入口连接反渗透装置。采用本发明的处理系统，处理效果稳定，生产运行成本低，操作运行简便，能处理采用生化沉淀池出水，避开常规生化处理后的物化处理段，避免大量使用药剂，减少系统污泥处理量，降低废水处理运行成本。

Description

焦化废水回用处理系统

技术领域

本发明属于水处理领域，具体地说是涉及一种焦化废水回用的处理系统。

背景技术

废水回用是企业节能减排的实施手段。由于焦化废水有机物种类多，处理难度大，人们对焦化废水回用的关注较少。目前已实施的废水回用技术偏简单化，如钢铁行业大多采取预处理及生化处理后送煤场喷煤、炼钢除尘以及焦炉熄焦等，造成污染物转移，还可能影响钢铁产品的质量。

根据2009年1月1日起实施的《焦化行业准入条件》对焦炉建设提出的要求：钢铁企业新建焦炉要同步配套建设干熄焦装置并配套建设相应的除尘装置。湿法熄焦工艺将逐步被干法熄焦代替，焦化废水回用至焦炉熄焦也将无法实施。同时，国家已将“焦化废水达标排放与回用技术”列入“国家重大技术装备研制和重大产业技术研发专项规划”，这进一步说明了废水回用的迫切性。

国内的焦化废水回用目前处于探索阶段，各家企业对废水回用单元性的技术核查分析做的很多，系统、全面地分析研究及工业化应用则很少。如专利文献200710068327.2，采用生化出水经过氧化絮凝+气浮+阴阳离子交换+反渗透制备工业用水；专利文献200810022437.X，采用焦化废水原水经除油处理后经过多介质过滤+保安过滤+一级反渗透+二级反渗透；均属于近年来对焦化废水回用研究较为详尽、但未进行实际应用的例子。

因此，加大对焦化废水回用的研究力度，制定具有针对性的处理方案，探索针对焦化废水回用的策略与技术并应用于工业生产，对实现企业的可持续性发展和节能减排、提高综合竞争力具有重要意义。

发明内容

为了解决上述现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种焦化废水回用处理系统，采用该处理系统，处理效果稳定，生产运行成本较低，操作运行简便。

本发明的技术解决方案如下：

一种焦化废水回用处理系统，包括膜生物反应池、膜生物反应器、膜生物反应器出水泵、多介质过滤器、活性炭过滤器、保安过滤器、反渗透高压泵、第一段反渗透装置、第二段反渗透装置、反渗透产水池、反渗透产水输送泵、过滤器反洗水池、过滤器反洗泵、反渗透清洗水池、反渗透清洗泵、反渗透浓水池、反渗透浓水输送泵、第一管道混合器、第二管道混合器以及第三管道混合器；

所述膜生物反应池内设置膜生物反应器，膜生物反应池入口接生化沉淀池来水，膜生物反应器通过膜生物反应池出口连接膜生物反应器出水泵，再连接多介质过滤器；

所述多介质过滤器入口通过第一管道混合器连接助凝剂管道、絮凝剂管道以及氧化剂管道，多介质过滤器出口通过第二管道混合器连接活性炭过滤器；

所述活性炭过滤器入口通过第二管道混合器连接还原剂管道，活性炭过滤器出口通过第三管道混合器连接保安过滤器；

所述保安过滤器入口通过第三管道混合器连接阻垢剂管道，保安过滤器出口通过反渗透高压泵连接第一段反渗透装置；

所述反渗透清洗水池入口接工业用水管网，反渗透清洗水池出口通过反渗透清洗泵连接第一段反渗透装置及第二段反渗透装置；

所述第一段反渗透装置出口连接第二段反渗透装置，第一段反渗透装置出口还连接反渗透产水池；

所述反渗透产水池通过反渗透产水输送泵连接过滤器反洗水池和工业用水管网；

所述第二段反渗透装置出口连接反渗透产水池，第二段反渗透装置出口还连接反渗透浓水池；

所述反渗透浓水池通过反渗透浓水输送泵连接反渗透浓水处理装置；

所述膜生物反应池、多介质过滤器和活性炭过滤器分别接低压空气管道；

所述过滤器反洗水池入口接工业用水管网，过滤器反洗水池出口通过过滤器反洗泵连接多介质过滤器及活性炭过滤器，过滤器反冲洗水接至废水站地坑。

所述膜生物反应池入口还接清洗剂管道。

所述膜生物反应池内装有连续空气曝气装置。

所述膜生物反应器采用内置有机板式膜的形式，采用改性纳米材料制成，为微滤膜，膜孔径0.1μm。

所述保安过滤器的滤芯为可更换卡式PP滤芯。

本发明由于采用了以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下优势：

采用本发明的处理系统，处理效果稳定，生产运行成本低，操作运行简便，能处理采用生化沉淀池出水，避开常规生化处理后的物化处理段，避免大量使用药剂，减少系统污泥处理量，降低废水处理运行成本。

附图说明

附图是本发明的一种焦化废水回用处理系统的结构示意图。

图中标记：

1为膜生物反应池，2为膜生物反应器，3为膜生物反应器出水泵，4为多介质过滤器，5为活性炭过滤器，6为保安过滤器，7为反渗透高压泵，8为第一段反渗透装置，9为第二段反渗透装置，10为反渗透产水池，11为反渗透产水输送泵，12为过滤器反洗水池，13为过滤器反洗泵，14为反渗透清洗水池，15为反渗透清洗泵，16为反渗透浓水池，17为反渗透浓水输送泵，18为第一管道混合器，19为第二管道混合器，20为第三管道混合器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。

参看附图，本发明是一种焦化废水回用处理系统，它包括膜生物反应池1、膜生物反应器2、膜生物反应器出水泵3、多介质过滤器4、活性炭过滤器5、保安过滤器6、反渗透高压泵7、第一段反渗透装置8、第二段反渗透装置9、反渗透产水池10、反渗透产水输送泵11、过滤器反洗水池12、过滤器反洗泵13、反渗透清洗水池14、反渗透清洗泵15、反渗透浓水池16、反渗透浓水输送泵17、第一管道混合器18、第二管道混合器19以及第三管道混合器20。

膜生物反应池1内设置膜生物反应器2。膜生物反应池1入口接生化沉淀池来水，膜生物反应器2通过膜生物反应池1出口连接膜生物反应器出水泵3，膜生物反应器出水泵3通过管道连接多介质过滤器4。膜生物反应池1入口还接清洗剂管道。膜生物反应池1内装有连续空气曝气装置。膜生物反应器2采用内置有机板式膜的形式，采用改性纳米材料制成，为微滤膜，膜孔径0.1μm。

多介质过滤器4入口通过第一管道混合器18连接助凝剂管道、絮凝剂管道以及氧化剂管道，第一管道混合器18安装在膜生物反应器出水泵3与多介质过滤器4之间的连接管道上。多介质过滤器4出口通过第二管道混合器19连接活性炭过滤器5。

活性炭过滤器5入口通过第二管道混合器19连接还原剂管道，第二管道混合器19安装在多介质过滤器4与活性炭过滤器5之间的连接管道上。活性炭过滤器5出口通过第三管道混合器20连接保安过滤器6。

保安过滤器6入口通过第三管道混合器20连接阻垢剂管道，第三管道混合器20安装在活性炭过滤器5与保安过滤器6之间的连接管道上。保安过滤器6出口通过反渗透高压泵7连接第一段反渗透装置8。保安过滤器5的滤芯为可更换卡式PP滤芯。

反渗透清洗水池14入口接工业用水管网，反渗透清洗水池14出口通过反渗透清洗泵15连接第一段反渗透装置8及第二段反渗透装置9。

第一段反渗透装置8出口连接第二段反渗透装置9。第一段反渗透装置8出口还连接反渗透产水池10。第二段反渗透装置9出口连接反渗透产水池10。第二段反渗透装置9出口还连接反渗透浓水池16。

反渗透产水池10通过反渗透产水输送泵11连接过滤器反洗水池和工业用水管网。

反渗透浓水池16通过反渗透浓水输送泵17连接反渗透浓水处理装置。

膜生物反应池1、多介质过滤器4和活性炭过滤器5分别接低压空气管道。

过滤器反洗水池12入口接工业用水管网，过滤器反洗水池12出口通过过滤器反洗泵13连接多介质过滤器4及活性炭过滤器5，过滤器反冲洗水接至废水站地坑。

本发明的处理系统采用膜生物反应器，能进一步降低生化处理出水中的有机物、油分、悬浮物等污染物。膜生物反应器采用内置有机板式膜的形式，采用改性纳米材料制成，为微滤膜，膜孔径0.1μm，这种形式的膜生物反应器使固液分离更加彻底，同时防止废水中油份污染膜表面，代替传统的二沉池，保证出水流量稳定，同时膜生物反应池内设置充分的停留时间，使有机物在连续曝气的条件下进行再次生化降解，起到二级好氧的作用。池内连续曝气，供气量13L/min，膜生物反应池水力停留时间4h，采用氯酸钠定期清洗，清洗周期6个月。

膜生物反应器出水进入多介质过滤器、活性炭过滤器及保安过滤器，用于除去水中的浊度及部分有机物、游离氯，去除水中异味、色度和臭味，可有效防止膜污染。保安过滤器选用更换卡式PP滤芯，优选过滤精度5μm，用于拦截异常情况下的大颗粒物质，以保证后续RO膜的稳定运行，滤芯定期更换，更换周期为45天。多介质过滤器及活性炭过滤器前分别设置强氧化剂、絮凝剂、助凝剂、还原剂及阻垢剂投加装置。

保安过滤器出水设高压泵，在背压1.4MPa的条件下进入反渗透装置，小部分污染物质可选择性地透过，拦截绝大部分可溶性盐分、胶体、有机物及微生物，随着装置运行时间不断增加，浓缩截留的水溶液杂质，以浓水形式排放。RO膜组件采用抗污染膜，采用一级两段组合，排列方式2∶1，具体方法是高压泵将过滤器来水打入第一段反渗透装置，第一段浓水利用出水余压进入第二段反渗透装置进行再次浓缩，第一段及第二段产水直接进工业用水管网。反渗透产生的浓水送至浓水处理装置单独处理后达标外排。系统除盐率95％，得水率70％，运行温度25℃。

根据反渗透膜的运行污染情况，需定期配置一定浓度的特定的清洗溶液进行清洗，以恢复膜的特性。清洗剂的选择与反渗透膜配套，清洗结束后再对膜进行冲洗，冲洗的作用是用反渗透产水置换停机后膜中滞留的浓水，防止浓水侧亚稳态的结垢物质出现结垢。还原剂用于还原多余的氧化剂，保护RO膜，同时防止RO膜内细菌繁殖，还原剂选用亚硫酸氢纳。

本实施例对焦化废水进行处理后回用。首先，焦化废水经生化沉淀后进入膜生物反应池1，膜生物反应池1内设连续空气曝气装置，对膜生物反应器2进行不断冲刷，防止堵塞。同时废水在池停留并充分反应降解部分有机物，在膜生物反应器出水泵3的抽吸作用下，废水经过膜生物反应器2进行泥水分离，并由膜生物反应器出水泵3提升至多介质过滤器4，多介质过滤器4出水利用余压进入活性炭过滤器5，降低废水中的浊度及部分有机物、游离氯、去除水中异味、色度和臭味，防止后续反渗透膜的污染。

为防止被截留的污染物沉积在过滤器滤料表面，影响过滤能力和过滤器的产水质量，过滤器需定期反冲洗，过滤器设置定期自动反冲洗装置。反冲洗时，过滤器反洗泵13从过滤器反洗水池12中抽水分别送入多介质过滤器4和活性炭过滤器5，反冲洗时间约3～8min，反冲洗水排至废水站地坑。

过滤器出水经过保安过滤器6，保安过滤器6出水用反渗透高压泵7提升至反渗透装置8、9，反渗透装置设一级两段，反渗透高压泵7出口压力为1.4MPa，泵出水进入第一段反渗透装置8，第一段反渗透装置8产生的浓水利用出水余压进入第二段反渗透装置9，整套系统除盐率约95％，得水率约70％。

废水经过反渗透装置8、9后，水中绝大部分的可溶性盐分、胶体、有机物及微生物被拦截，出水进入反渗透产水池10，用反渗透产水输送泵11输送至工业用水管网，同时，可以根据需要将反渗透产水用反渗透产水输送泵11送至过滤器反洗水池12。随着装置运行时间不断增加，被截留的水溶液杂质不断浓缩，最后以浓水的形式排放至反渗透浓水池16。再用反渗透浓水输送泵17送至装置单独处理，达标后外排。

反渗透装置需根据运行情况定期清洗，清洗时，将清洗药剂与清水同时加入反渗透清洗水池14，选择的清洗剂与反渗透膜配套，混合均匀后用反渗透清洗泵15送入第一段反渗透装置8及第二段反渗透装置9，清洗完成后再通入清水冲洗，清洗及冲洗水排至废水站地坑。

多介质过滤器4及活性炭过滤器5前分别投加强氧化剂、絮凝剂、助凝剂、还原剂及阻垢剂，氧化剂、絮凝剂及助凝剂用于杀灭原水中的细菌及藻类，加快混凝沉淀，还原剂用于分解多余的氧化剂，阻垢剂用于防止水中离子结垢，保护RO膜的寿命。上述药剂均采用管道混合器18、19、20混合均匀后投加。

本发明的处理系统适用于焦化废水处理，处理前后数据见下表。

焦化废水回用处理前后数据表

项目

电导率(μS/cm)

CODcr(mg/l)

T-CN(mg/l)

SS(mg/l)

F-(mg/l)

NO3 -(mg/l)

油份(mg/l)

生化沉淀出水

≤8000

≤500

≤5

≤100

≤60

≤150

≤10

反渗透进水

≤6000

≤150

≤3

≤2

≤60

≤150

-

反渗透出水

≤200

≤10

≤0.02

-

≤0.3

≤1

-

综上可知，采用本发明的处理系统，处理效果稳定，生产运行成本低，操作运行简便，能处理采用生化沉淀池出水，避开常规生化处理后的物化处理段，避免大量使用药剂，减少系统污泥处理量，降低废水处理运行成本。

当然，本技术领域内的一般技术人员应当认识到，上述实施例仅是用来说明本发明，而并非用作对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对上述实施例的变换、变型都将落在本发明权利要求的范围内。

Claims (4)

1.一种焦化废水回用处理系统，包括多介质过滤器、活性炭过滤器、其特征在于，还包括膜生物反应池、膜生物反应器、膜生物反应器出水泵、保安过滤器、反渗透高压泵、第一段反渗透装置、第二段反渗透装置、反渗透产水池、反渗透产水输送泵、过滤器反洗水池、过滤器反洗泵、反渗透清洗水池、反渗透清洗泵、反渗透浓水池、反渗透浓水输送泵、第一管道混合器、第二管道混合器以及第三管道混合器；

所述膜生物反应池内设置膜生物反应器，膜生物反应池入口接生化沉淀池来水，膜生物反应器通过膜生物反应池出口连接膜生物反应器出水泵，再连接多介质过滤器；

所述膜生物反应池内装有连续空气曝气装置；

所述多介质过滤器入口通过第一管道混合器连接助凝剂管道、絮凝剂管道以及氧化剂管道，多介质过滤器出口通过第二管道混合器连接活性炭过滤器；

所述活性炭过滤器入口通过第二管道混合器连接还原剂管道，活性炭过滤器出口通过第三管道混合器连接保安过滤器；

所述保安过滤器入口通过第三管道混合器连接阻垢剂管道，保安过滤器出口通过反渗透高压泵连接第一段反渗透装置；

所述反渗透清洗水池入口接工业用水管网，反渗透清洗水池出口通过反渗透清洗泵连接第一段反渗透装置及第二段反渗透装置；

所述第一段反渗透装置出口连接第二段反渗透装置，第一段反渗透装置出口还连接反渗透产水池；

所述反渗透产水池通过反渗透产水输送泵连接过滤器反洗水池和工业用水管网；

所述第二段反渗透装置出口连接反渗透产水池，第二段反渗透装置出口还连接反渗透浓水池；

所述反渗透浓水池通过反渗透浓水输送泵连接反渗透浓水处理装置；

所述膜生物反应池、多介质过滤器和活性炭过滤器分别接低压空气管道；

所述过滤器反洗水池入口接工业用水管网，过滤器反洗水池出口通过过滤器反洗泵连接多介质过滤器及活性炭过滤器，过滤器反冲洗水接至废水站地坑。

2.如权利要求1所述的焦化废水回用处理系统，其特征在于，所述膜生物反应池入口还接清洗剂管道。

3.如权利要求1所述的焦化废水回用处理系统，其特征在于，所述膜生物反应器采用内置有机板式膜的形式，采用改性纳米材料制成，为微滤膜，膜孔径0.1μm。

4.如权利要求1所述的焦化废水回用处理系统，其特征在于，所述保安过滤器的滤芯为可更换卡式PP滤芯。

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