CN102491466B - 去除煤化工废水难生物降解物质的混凝吸附脱酚沉淀装置 - Google Patents

Abstract

去除煤化工废水难生物降解物质的混凝吸附脱酚沉淀装置，它涉及一种降解煤化工废水中的有毒有害污染物的装置。本发明为了解决煤化工废水好氧处理后含有部分的有毒有机物残留和悬浮物，无法降解，为后续高级氧化工艺增加了污染物负荷的问题。本发明分为吸附区、絮凝区、辐流式沉淀区，污泥管道间及污泥储存区五部分：吸附区设有可调速叶桨搅拌机，投加活性炭、硅藻土、絮凝剂和脱色剂；絮凝区设有提升式搅拌机；辐流式沉淀区设有提升式刮泥机。本发明用于去除煤化工废水中难于生物降解的物质。

Description

去除煤化工废水难生物降解物质的混凝吸附脱酚沉淀装置

技术领域

本发明涉及一种降解煤化工废水中的有毒有害污染物的装置，具体涉及一种去除煤化工废水难生物降解物质的混凝吸附脱酚沉淀装置，属于污水处理技术领域。

背景技术

目前，国内外煤化工废水的治理工艺主要是由物化和生化工艺组合而成的。经过预处理后的煤化工废水，国内外一般采用缺氧、好氧生物处理工艺(A/O处理工艺)对其进行进一步的处理，但废水中含有一些多环和杂环类化合物，出水仍难以实现达标排放。为了解决上述问题，近年来出现了一些新的方法，如膜生物处理工艺、流化床处理工艺、厌氧生物处理工艺、高级氧化技术处理工艺和混凝、吸附处理工艺等。虽然煤化工废水处理工艺不断有新的方法和技术出现，可各方法和装置仍存在一定的弊端。单纯的好氧生物技术因出水仍含有一定量的难降解有机物而难以达到排放标准，并且运行成本也较高。应用缺氧-好氧生物处理技术处理煤化工废水，虽然可以获得较好的处理效果，而且运行管理费和成本相对较低，但当原水氨氮浓度较高，含有较多难降解有机物时出水难以稳定达标。吸附处理技术虽能够去除大部分有机物，但存在吸附剂的再生和二次污染的问题。高级氧化技术处理技术虽能降解众多难以生物降解的有机物，但在工业应用中存在运行费用过高的问题。因此，采用组合生物处理工艺是煤化工废水处理技术的发展方向。

两级两相厌氧工艺和好氧生物处理技术被选择作为生物降解的前两步。然而，出水中依然含有部分的有毒有机物残留和悬浮物，这部分多环和杂环类化合物大多是微生物无法降解的，因此若继续采用生物处理工艺，会导致极低的去除率。若直接用生物滤池或者高级氧化处理工艺，则会由于进水污染物负荷过高致使出水难以稳定达标，造成处理事故。

发明内容

本发明的目的是为了解决煤化工废水好氧处理后依然含有部分的有毒有机物残留和悬浮物，这部分多环和杂环类化合物大多是微生物无法降解，为后续高级氧化工艺增加了污染物负荷的问题，进而提供一种去除煤化工废水难生物降解物质的混凝吸附脱酚沉淀装置。

本发明的技术方案是：去除煤化工废水难生物降解物质的混凝吸附脱酚沉淀装置包括第一方形围墙、第二方形围墙、第三方形围墙、污泥管道间、污泥储存池、进水管、提升式搅拌机的搅拌头、絮凝剂管道、脱色剂管道、导流筒、提升式搅拌机的搅拌器中心轴、提升电机、导流平台、隔墙、提升式刮泥机的刮泥器、泥斗、污泥回流泵、第一污泥回流管、第二污泥回流管、可调速叶桨搅拌机的搅拌头、可调速叶桨搅拌机的搅拌杆、可调速叶桨搅拌机的调速电机、提升式刮泥机的传动杆和刮泥电机；

可调速叶桨搅拌机包括可调速叶桨搅拌机的搅拌头、可调速叶桨搅拌机的搅拌杆和可调速叶桨搅拌机的调速电机，提升式刮泥机包括提升式刮泥机的刮泥器、提升式刮泥机的传动杆和刮泥电机；提升式搅拌机包括提升式搅拌机的搅拌头、提升式搅拌机的搅拌器中心轴和提升电机；

第一方形围墙、第二方形围墙和第三方形围墙并列排布，第一方形围墙围成的区域为吸附区，第二方形围墙围成的区域为絮凝区，第一方形围墙与第二方形围墙共用一侧壁，第一方形围墙的边长小于第二方形围墙的边长，第三方形围墙围成的区域为辐流式沉淀区，第二方形围墙与第三方形围墙共用一侧壁，第二方形围墙的边长小于第三方形围墙的边长，吸附区的下方设置有污泥储存池，絮凝区的下方设置有污泥管道间；

进水管安装在第一方形围墙的侧壁上，且进水管与吸附区连通，可调速叶桨搅拌机的搅拌头设置在吸附区的中央，可调速叶桨搅拌机的搅拌杆的下端与搅拌头连接，可调速叶桨搅拌机的搅拌杆的上端穿出第一方形围墙的顶板与可调速叶桨搅拌机的调速电机连接，活性炭和硅藻土投加在吸附区内，吸附区的内壁上形成吸附层，絮凝剂管道和脱色剂管道均安装在第一方形围墙的顶板上，且絮凝剂管道和脱色剂管道均与吸附区连通，絮凝剂通过絮凝剂管道进入吸附区，脱色剂通过脱色剂管道进入吸附区，第一方形围墙与第二方形围墙共用侧壁的上部开有吸附区出水口，水流通过吸附区出水口进入絮凝区；

絮凝区内设有导流筒，提升式搅拌机的搅拌头置于导流筒内，提升式搅拌机的搅拌器中心轴的下端与提升式搅拌机的搅拌头连接，提升式搅拌机的搅拌器中心轴的上端由下至上依次穿过导流筒顶板和第二方形围墙的顶板与提升电机连接，第二方形围墙的底板上设置有导流平台，隔墙设置在絮凝区内，隔墙的上端与第二方形围墙的顶板连接，隔墙的下端与第二方形围墙的底板之间留有空隙，隔墙和第二方形围墙与第三方形围墙共用侧壁之间形成导流缝，第二方形围墙与第三方形围墙共用侧壁的上部开有絮凝区出水口，水流通过隔墙下端的空隙进入导流缝向上流动，通过絮凝区出水口进入辐流式沉淀区；

提升式刮泥机的刮泥器设置在辐流式沉淀区内，提升式刮泥机的传动杆的下端与提升式刮泥机的刮泥器连接，提升式刮泥机的传动杆的上端穿出第三方形围墙的顶板与刮泥电机连接，第三方形围墙的侧壁上开有辐流式沉淀区出水口，辐流式沉淀区出水口所在的侧壁和第二方形围墙与第三方形围墙共用侧壁平行，辐流式沉淀区的底部设置有泥斗，辐流式沉淀区上部设置有集水槽；

泥斗与污泥储存池之间通过第一污泥回流管连通，污泥回流泵安装在第一污泥回流管上，污泥回流泵位于污泥管道间内，絮凝区通过第二污泥回流管与第一污泥回流管连通，第二污泥回流管位于污泥回流泵的流出方向上，污泥回流泵将泥斗内的一部分污泥抽取至污泥储存池内，另一部分污泥抽取至絮凝区内。

本发明与现有技术相比具有以下效果：

(1)难以生物降解的部分酚类的去除：吸附区中投加活性炭和硅藻土，控制特定的水力条件，在一定的搅拌速度、吸附剂投加量、絮凝剂投加量和脱色剂投加量等参数下去除生物难降解有机物、胶体和悬浮物效果好，在含酚的煤化工废水中效果显著。本发明实现了煤化工废水生物处理工艺出水中的难以生物降解酚类、胶体悬浮杂质的吸附去除，达到去除COD、脱酚、同时去除一部分色度和浊度的目的。

(2)节省基建成本和运行成本：无需曝气，虽然搅拌，吸附剂、絮凝剂和脱色剂投加会加大处理成本，但是40％的难降解COD去除率、70％的SS去除率，导致后续处理工艺-臭氧氧化装置的去除附和大大降低，因此节省了臭氧氧化工艺高昂的运行成本。脱酚符合沉淀池具有高效、节能、节省占地的效果。

(3)一体化构造：采用一体化构造，将吸附区、絮凝区、辐流式沉淀区，污泥管道间和污泥储存池有机结合在一起。

附图说明

图1为本发明的去除煤化工废水难生物降解物质的混凝吸附脱酚沉淀装置的平面布置图；图2为图1的A-A剖视图(旋转90°)；图3为图1的B-B剖视图；图4为图1的C-C剖视图；图5为挡板的结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式的去除煤化工废水难生物降解物质的混凝吸附脱酚沉淀装置包括第一方形围墙1、第二方形围墙3、第三方形围墙5、污泥管道间7、污泥储存池8、进水管9、提升式搅拌机的搅拌头10、絮凝剂管道12、脱色剂管道13、导流筒15、提升式搅拌机的搅拌器中心轴16、提升电机18、导流平台19、隔墙20、提升式刮泥机的刮泥器25、泥斗27、污泥回流泵28、第一污泥回流管29、第二污泥回流管30、可调速叶桨搅拌机的搅拌头40、可调速叶桨搅拌机的搅拌杆41、可调速叶桨搅拌机的调速电机42、提升式刮泥机的传动杆43和刮泥电机44；

可调速叶桨搅拌机包括可调速叶桨搅拌机的搅拌头40、可调速叶桨搅拌机的搅拌杆41和可调速叶桨搅拌机的调速电机42，提升式刮泥机包括提升式刮泥机的刮泥器25、提升式刮泥机的传动杆43和刮泥电机44；提升式搅拌机包括提升式搅拌机的搅拌头10、提升式搅拌机的搅拌器中心轴16和提升电机18；

第一方形围墙1、第二方形围墙3和第三方形围墙5并列排布，第一方形围墙1围成的区域为吸附区2，第二方形围墙3围成的区域为絮凝区4，第一方形围墙1与第二方形围墙3共用一侧壁，第一方形围墙1的边长小于第二方形围墙3的边长，第三方形围墙5围成的区域为辐流式沉淀区6，第二方形围墙3与第三方形围墙5共用一侧壁，第二方形围墙3的边长小于第三方形围墙5的边长，吸附区2的下方设置有污泥储存池8，絮凝区4的下方设置有污泥管道间7；

进水管9安装在第一方形围墙1的侧壁上，且进水管9与吸附区2连通，可调速叶桨搅拌机的搅拌头40设置在吸附区2的中央，可调速叶桨搅拌机的搅拌杆41的下端与可调速叶桨搅拌机的搅拌头40连接，可调速叶桨搅拌机的搅拌杆41的上端穿出第一方形围墙1的顶板与可调速叶桨搅拌机的调速电机42连接，活性炭和硅藻土投加在吸附区2内，吸附区2的内壁上形成吸附层，絮凝剂管道12和脱色剂管道13均安装在第一方形围墙1的顶板上，且絮凝剂管道12和脱色剂管道13均与吸附区2连通，絮凝剂通过絮凝剂管道12进入吸附区2，脱色剂通过脱色剂管道进入吸附区2，第一方形围墙1与第二方形围墙3共用侧壁的上部开有吸附区出水口14，水流通过吸附区出水口14进入絮凝区4；

絮凝区4内设有导流筒15，提升式搅拌机的搅拌头10置于导流筒15内，提升式搅拌机的搅拌器中心轴16的下端与提升式搅拌机的搅拌头10连接，提升式搅拌机的搅拌器中心轴16的上端由下至上依次穿过导流筒顶板17和第二方形围墙3的顶板与提升电机18连接，第二方形围墙3的底板上设置有导流平台19，隔墙20设置在絮凝区4内，隔墙20的上端与第二方形围墙3的顶板连接，隔墙20的下端与第二方形围墙3的底板之间留有空隙，隔墙20和第二方形围墙3与第三方形围墙5共用侧壁之间形成导流缝21，第二方形围墙3与第三方形围墙5共用侧壁的上部开有絮凝区出水口22，水流通过隔墙20下端的空隙进入导流缝21向上流动，通过絮凝区出水口22进入辐流式沉淀区6；

提升式刮泥机的刮泥器25设置在辐流式沉淀区6内，提升式刮泥机的传动杆43的下端与提升式刮泥机的刮泥器25连接，提升式刮泥机的传动杆43的上端穿出第三方形围墙5的顶板与刮泥电机44连接，第三方形围墙5的侧壁上开有辐流式沉淀区出水口26，辐流式沉淀区出水口26所在的侧壁和第二方形围墙3与第三方形围墙5共用侧壁平行，辐流式沉淀区6的底部设置有泥斗27，辐流式沉淀区6上部设置有集水槽50；

泥斗27与污泥储存池8之间通过第一污泥回流管29连通，污泥回流泵28安装在第一污泥回流管29上，污泥回流泵28位于污泥管道间7内，絮凝区4通过第二污泥回流管30与第一污泥回流管29连通，第二污泥回流管30位于污泥回流泵28的流出方向上，污泥回流泵28将泥斗27内的一部分污泥抽取至污泥储存池8内，另一部分污泥抽取至絮凝区4内。

具体实施方式二：结合图2说明本实施方式，本实施方式的升式搅拌机的搅拌器中心轴16和导流筒15同轴设置，导流平台19与导流筒15上下对应。如此设置，使得该水力条件下地紊动更利于絮凝过程的进行。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图2说明本实施方式，本实施方式的导流平台19的纵截面为梯形。如此设置，导流效果好。其它组成和连接关系与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：结合图2说明本实施方式，本实施方式的第三方形围墙5的底角采用混凝土堆砌成圆角。如此设置，使沉降下来的泥可自由滑落，再由刮泥机刮入泥斗。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二或三相同。

具体实施方式五：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式投加的絮凝剂的浓度为150mg/L，脱色剂投加量为2mg/L。如此设置，去除生物难降解有机物、胶体和悬浮物效果更好，在含酚的煤化工废水中效果更为显著。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三或四相同。

具体实施方式六：结合图2说明本实施方式，本实施方式的去除煤化工废水难生物降解物质的混凝吸附脱酚沉淀装置还包括挡板23，挡板23设置在辐流式沉淀区6内，且挡板23位于第二方形围墙3与第三方形围墙5共用侧壁与提升式刮泥机的传动杆43之间，挡板23的下端处于悬置状态，挡板23将辐流式沉淀区6划分为进水区45和出水区46。如此设置，挡板23将辐流式沉淀区6划分为进水区45和出水区46，周边出水，对水体的搅动力小，有利于污泥的去除。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四或五相同。

具体实施方式七：结合图2和图5说明本实施方式，本实施方式的挡板23由第一竖直板47、倾斜板48和第二竖直板49组成，第二竖直板49位于第一竖直板47的右下方，第二竖直板49与第一竖直板47之间通过倾斜板48连接。如此设置，避免了侧壁的有坡度的情况下水流断面减小而引起的流速增大及紊动增多。其它组成和连接关系与具体实施方式六相同。

具体实施方式八：结合图2和图5说明本实施方式，本实施方式的倾斜板48与第一竖直板47之间形成的锐角α为30°。如此设置，保证水流断面变化不大，而使流速稳定。其它组成和连接关系与具体实施方式七相同。

具体实施方式九：结合图2说明本实施方式，本实施方式的去除煤化工废水难生物降解物质的混凝吸附脱酚沉淀装置还包括潜水污泥泵31，潜水污泥泵31设置在污泥储存池8内。如此设置，可有效利用该装置空间，节省占地。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五、六、七或八相同。

吸附区2中投加的活性炭和硅藻土联合形成吸附层，吸附水中生物难以降解的酚类化合物。原水进入吸附区2内，不溶解性悬浮固体及砂粒得到沉淀，溶解性胶体部分并被吸附层吸附。絮凝剂在吸附区2投加。回流污泥加快了絮凝区4的絮凝过程，并保证形成粗大、密实且均匀的絮体颗粒。可调速叶桨搅拌机的混合作用使絮凝剂和脱色剂分散在原水中，去除水中胶体颗粒和色度。絮凝区4内，在提升式搅拌机的搅拌作用下，流入在该区的含有絮凝剂的污水在反应器内循环流动，促使泥渣循环，使水中固体杂质与已形成的泥渣接触絮凝而分离沉淀。辐流式沉淀区去除水中沉淀的污泥以及水面表层的漂浮物。进水区和出水区之间设置挡板，周边出水，对水体的搅动力小，有利于污泥的去除。

Claims (9)

1.一种去除煤化工废水难生物降解物质的混凝吸附脱酚沉淀装置，其特征在于：去除煤化工废水难生物降解物质的混凝吸附脱酚沉淀装置包括第一方形围墙(1)、第二方形围墙(3)、第三方形围墙(5)、污泥管道间(7)、污泥储存池(8)、进水管(9)、提升式搅拌机的搅拌头(10)、絮凝剂管道(12)、脱色剂管道(13)、导流筒(15)、提升式搅拌机的搅拌器中心轴(16)、提升电机(18)、导流平台(19)、隔墙(20)、提升式刮泥机的刮泥器(25)、泥斗(27)、污泥回流泵(28)、第一污泥回流管(29)、第二污泥回流管(30)、可调速叶桨搅拌机的搅拌头(40)、可调速叶桨搅拌机的搅拌杆(41)、可调速叶桨搅拌机的调速电机(42)、提升式刮泥机的传动杆(43)和刮泥电机(44)；

可调速叶桨搅拌机包括可调速叶桨搅拌机的搅拌头(40)、可调速叶桨搅拌机的搅拌杆(41)和可调速叶桨搅拌机的调速电机(42)，提升式刮泥机包括提升式刮泥机的刮泥器(25)、提升式刮泥机的传动杆(43)和刮泥电机(44)；提升式搅拌机包括提升式搅拌机的搅拌头(10)、提升式搅拌机的搅拌器中心轴(16)和提升电机(18)；

第一方形围墙(1)、第二方形围墙(3)和第三方形围墙(5)并列排布，第一方形围墙(1)围成的区域为吸附区(2)，第二方形围墙(3)围成的区域为絮凝区(4)，第一方形围墙(1)与第二方形围墙(3)共用一侧壁，第一方形围墙(1)的边长小于第二方形围墙(3)的边长，第三方形围墙(5)围成的区域为辐流式沉淀区(6)，第二方形围墙(3)与第三方形围墙(5)共用一侧壁，第二方形围墙(3)的边长小于第三方形围墙(5)的边长，吸附区(2)的下方设置有污泥储存池(8)，絮凝区(4)的下方设置有污泥管道间(7)；

进水管(9)安装在第一方形围墙(1)的侧壁上，且进水管(9)与吸附区(2)连通，可调速叶桨搅拌机的搅拌头(40)设置在吸附区(2)的中央，可调速叶桨搅拌机的搅拌杆(41)的下端与可调速叶桨搅拌机的搅拌头(40)连接，可调速叶桨搅拌机的搅拌杆(41)的上端穿出第一方形围墙(1)的顶板与可调速叶桨搅拌机的调速电机(42)连接，活性炭和硅藻土投加在吸附区(2)内，吸附区(2)的内壁上形成吸附层，絮凝剂管道(12)和脱色剂管道(13)均安装在第一方形围墙(1)的顶板上，且絮凝剂管道(12)和脱色剂管道(13)均与吸附区(2)连通，絮凝剂通过絮凝剂管道(12)进入吸附区(2)，脱色剂通过脱色剂管道进入吸附区(2)，第一方形围墙(1)与第二方形围墙(3)共用侧壁的上部开有吸附区出水口(14)，水流通过吸附区出水口(14)进入絮凝区(4)；

絮凝区(4)内设有导流筒(15)，提升式搅拌机的搅拌头(10)置于导流筒(15)内，提升式搅拌机的搅拌器中心轴(16)的下端与提升式搅拌机的搅拌头(10)连接，提升式搅拌机的搅拌器中心轴(16)的上端由下至上依次穿过导流筒顶板(17)和第二方形围墙(3)的顶板与提升电机(18)连接，第二方形围墙(3)的底板上设置有导流平台(19)，隔墙(20)设置在絮凝区(4)内，隔墙(20)的上端与第二方形围墙(3)的顶板连接，隔墙(20)的下端与第二方形围墙(3)的底板之间留有空隙，隔墙(20)和第二方形围墙(3)与第三方形围墙(5)共用侧壁之间形成导流缝(21)，第二方形围墙(3)与第三方形围墙(5)共用侧壁的上部开有絮凝区出水口(22)，水流通过隔墙(20)下端的空隙进入导流缝(21)向上流动，通过絮凝区出水口(22)进入辐流式沉淀区(6)；

提升式刮泥机的刮泥器(25)设置在辐流式沉淀区(6)内，提升式刮泥机的传动杆(43)的下端与提升式刮泥机的刮泥器(25)连接，提升式刮泥机的传动杆(43)的上端穿出第三方形围墙(5)的顶板与刮泥电机(44)连接，第三方形围墙(5)的侧壁上开有辐流式沉淀区出水口(26)，辐流式沉淀区出水口(26)所在的侧壁和第二方形围墙(3)与第三方形围墙(5)共用侧壁平行，辐流式沉淀区(6)的底部设置有泥斗(27)，辐流式沉淀区(6)上部设置有集水槽(50)；

泥斗(27)与污泥储存池(8)之间通过第一污泥回流管(29)连通，污泥回流泵(28)安装在第一污泥回流管(29)上，污泥回流泵(28)位于污泥管道间(7)内，絮凝区(4)通过第二污泥回流管(30)与第一污泥回流管(29)连通，第二污泥回流管(30)位于污泥回流泵(28)的流出方向上，污泥回流泵(28)将泥斗(27)内的一部分污泥抽取至污泥储存池(8)内，另一部分污泥抽取至絮凝区(4)内。

2.根据权利要求1所述的去除煤化工废水难生物降解物质的混凝吸附脱酚沉淀装置，其特征在于：提升式搅拌机的搅拌器中心轴(16)和导流筒(15)同轴设置，导流平台(19)与导流筒(15)上下对应。

3.根据权利要求1或2所述的去除煤化工废水难生物降解物质的混凝吸附脱酚沉淀装置，其特征在于：导流平台(19)的纵截面为梯形。

4.根据权利要求3所述的去除煤化工废水难生物降解物质的混凝吸附脱酚沉淀装置，其特征在于：第三方形围墙(5)的底角采用混凝土堆砌成圆角。

5.根据权利要求4所述的去除煤化工废水难生物降解物质的混凝吸附脱酚沉淀装置，其特征在于：投加的絮凝剂的浓度为150mg/L，脱色剂投加量为2mg/L。

6.根据权利要求5所述的去除煤化工废水难生物降解物质的混凝吸附脱酚沉淀装置，其特征在于：去除煤化工废水难生物降解物质的混凝吸附脱酚沉淀装置还包括挡板(23)，挡板(23)设置在辐流式沉淀区(6)内，且挡板(23)位于第二方形围墙(3)与第三方形围墙(5)共用侧壁与提升式刮泥机的传动杆(43)之间，挡板(23)的下端处于悬置状态，挡板(23)将辐流式沉淀区(6)划分为进水区(45)和出水区(46)。

7.根据权利要求6所述的去除煤化工废水难生物降解物质的混凝吸附脱酚沉淀装置，其特征在于：挡板(23)由第一竖直板(47)、倾斜板(48)和第二竖直板(49)组成，第二竖直板(49)位于第一竖直板(47)的右下方，第二竖直板(49)与第一竖直板(47)之间通过倾斜板(48)连接。

8.根据权利要求7所述的去除煤化工废水难生物降解物质的混凝吸附脱酚沉淀装置，其特征在于：倾斜板(48)与第一竖直板(47)之间形成的锐角α为30°。

9.根据权利要求5所述的去除煤化工废水难生物降解物质的混凝吸附脱酚沉淀装置，其特征在于：去除煤化工废水难生物降解物质的混凝吸附脱酚沉淀装置还包括潜水污泥泵(31)，潜水污泥泵(31)设置在污泥储存池(8)内。

Images