CN102657964B - 冶金行业含油废水处理工艺及其装置 - Google Patents

Abstract

一种冶金行业含油废水处理工艺及其装置。该工艺是在相对封闭的罐体内并列布置一级过滤格和二级过滤格，其中的滤料为多孔滤料，该滤料按重量百分比计由30~50%冶金综合污泥、18~30%煤矸石、8~20%冶金电厂粉煤灰和10~40%煤粉组合烧结而成；将含油废水输送至一级过滤格，使含油废水穿过一级过滤格获得一级过滤水；将一级过滤水输送到二级过滤格，使一级过滤水穿过二级过滤格获得二级过滤水；过滤完毕后，对一级过滤格和二级过滤格进行反冲洗。该装置包括罐体，罐体内设有过滤机构，罐体内设有隔离板，隔离板将过滤机构沿竖直方向分隔成并列布置的一级过滤格和二级过滤格，一级过滤格底部通过连接管与二级过滤格顶部连通。

Description

冶金行业含油废水处理工艺及其装置

技术领域

本发明涉及含油废水处理领域，具体地指一种冶金行业含油废水处理工艺及其装置。

背景技术

冶金行业废水处理循环利用在工业上广泛应用，节能减排、以废治废，针对不同水质的废水进行过滤处理循环利用，是水资源环保节能的发展趋势。

目前，冶金行业废水处理循环利用回水含油问题影响生产的现象越来越突出，钢铁工业热轧、高线浊环水含油量超标、影响工序回用、被迫外排、造成综合废水处理难度大。而且，钢铁企业生产线上使用的循环利用回水中的悬浮物浓度和含油浓度偏高，不仅会堵塞冷却喷头，降低其使用寿命，严重影响产品的质量。因此，从源头最大限度地削减排入综合废水处理厂的污染物，在冶金行业废水处理循环利用中，对此类含油废水进行有效的治理，不仅可以实现保产增效的生产目标，而且可以确保各类冶金产品的质量，对于提高企业的经济效益的必要性是显而易见的。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述背景技术存在的不足，提出一种过滤效果好，低成本，能耗少，出水水质好且节能减排的冶金行业含油废水处理工艺及其装置。

为实现上述目的，本发明所设计的一种冶金行业含油废水处理工艺，该工艺包括以下步骤：

1）在一个相对封闭的罐体内并列布置一级过滤格和二级过滤格，所述一级过滤格和二级过滤格采用的滤料为基于冶金工业废弃污泥的多孔滤料，该滤料按重量百分比计由30~50%的冶金综合污泥、18~30%的煤矸石、8~20%的冶金电厂粉煤灰、以及10~40%的煤粉组合烧结而成；

2）将含油废水输送至一级过滤格顶部，利用罐体内的压力使含油废水穿过一级过滤格，并从一级过滤格底部滤出，获得一级过滤水；

3）通过连接管将一级过滤水从一级过滤格底部输送到二级过滤格顶部，利用罐体内的压力使一级过滤水穿过二级过滤格，并从二级过滤格底部滤出，获得二级过滤水；

4）过滤完毕后，分别对一级过滤格和二级过滤格进行反冲洗，直至一级过滤格和二级过滤格完全清洗干净。

通过采用并列布置且串联的一级过滤和二级过滤工艺，解决了过滤效果差、成本高和能耗高的问题。冶金行业废水处理循环利用，直接用废弃污泥回收制备多孔滤料。节能减排、以废治废，充分发挥了综合废弃污泥这种工业废弃物中各类成分组成的作用，可为提供滤料制备中必需的氧化硅、氧化铝以及有机挥发性物质等成分，使其成分比例满足滤料的强度及气孔率等性能方面的要求，冶金综合污泥中所含的大量有机杂质有助于多孔滤料制备过程中气孔的大量生成。

在上述方案中，所述含油废水穿过一级过滤格的过滤速度为30~35m/h；所述一级过滤水穿过二级过滤格的过滤速度为30~35m/h。

在上述方案中，所述一级过滤格中滤料的粒径一致，且其粒径为1.0~1.6mm；所述二级过滤格中滤料的粒径一致，且其粒径为0.8~1.25mm。

在上述方案中，所述一级过滤格和二级过滤格中滤料的厚度均为450~550mm。

在上述方案中，所述反冲洗的强度为4~12L/s.m²，反冲洗时间为4~6min。

一种冶金行业含油废水处理装置，包括罐体，所述罐体内设有过滤机构，所述罐体内还设有隔离板，所述隔离板将所述过滤机构沿竖直方向分隔成并列布置的一级过滤格和二级过滤格，所述一级过滤格的底部通过连接管与二级过滤格的顶部连通；所述一级过滤格和二级过滤格采用的滤料为基于冶金工业废弃污泥的多孔滤料，该滤料按重量百分比计由30~50%的冶金综合污泥、18~30%的煤矸石、8~20%的冶金电厂粉煤灰、以及10~40%的煤粉组合烧结而成。通过隔离板将所述过滤机构沿竖直方向分隔成两个过滤格，并将相邻过滤格串联起来形成多级串联的过滤机构，达到了在不改变设备整体高度的情况下，提高过滤效果，节能节水的目的。

在上述方案中，所述一级过滤格和二级过滤格的顶部分别设有带进水阀的原水进水管；所述一级过滤格和二级过滤格的底部分别设有滤水出水管。

在上述方案中，所述一级过滤格和二级过滤格的底部分别设有反冲洗进水管，所述一级过滤格和二级过滤格的中部分别设有反冲洗出水管。

在上述方案中，所述一级过滤格和二级过滤格的顶部和底部分别设有添料孔。

在上述方案中，所述连接管上设有阀门。

本发明的优点在于：

1、冶金行业废水处理循环利用，直接用废弃污泥回收制备多孔滤料。节能减排、以废治废，充分发挥了综合废弃污泥这种工业废弃物中各类成分组成的作用，可为提供滤料制备中必需的氧化硅、氧化铝以及有机挥发性物质等成分，使其成分比例满足滤料的强度及气孔率等性能方面的要求，冶金综合污泥中所含的大量有机杂质有助于多孔滤料制备过程中气孔的大量生成；

2通过隔离板将所述过滤机构沿竖直方向分隔成两个过滤格，并将相邻过滤格串联起来形成多级串联的过滤机构，达到了在不改变设备整体高度的情况下，提高过滤效果，节能节水的目的；

3、与传统的竖向流过滤形式相比，由于本过滤装置将过滤格横向串联，所以本发明有效地利用了提升泵的富余水头（传统滤池仅能利用20-30%的提升水头）来克服多级过滤层的水流阻力，因此能够在增加有效过滤层数量的同时保持整个装置的高度不变，不仅避免了因过滤层堆积厚度过高容易形成混层或板结的弊端，减少装置维护的难度，而且有利于同其他预处理工艺结合起来，制备成一体化水处理装置；

4、由于各过滤格的中部和底部分别对应加设反冲洗出水管和反冲洗进水管，所以本发明可以根据不同级过滤层的截污量情况，灵活地确定各级过滤格的反冲洗强度和时间，而且不同过滤格之间可以单独冲洗而不互相干扰，与传统的以相同强度冲洗整个过滤层的方法相比，本发明中每级滤料冲洗所需的耗水量都比较少，从而节约了大量的电能和水能，也降低了滤料发生跑料、磨损及破碎现象的几率；

5、在所述过滤格的顶部和底部分别对应加设原水进水管和滤水出水管，这样，各过滤格既可串联形成多级过滤机构，又可各自独立过滤，使本过滤装置可针对各种不同类型的原水水质、水量变化而灵活调节使用，适用性更好；

6、每级过滤层保持均质粒径级配结构，而各级过滤层滤料粒径则沿水流方向由大到小采取总体反粒度滤层的结构，即前级过滤格内采用平均粒径相对较大的滤料，尽可能有效地利用了截污量最大的滤层容积，有利于截留更多的悬浮杂质；后级过滤格内采用平均粒径相对较小的滤料，有利于截留水中细小的杂质颗粒，出水水质更好，在每一级过滤层中均采用均匀的粒径级配，可以使得各级过滤层截污量分布更均匀，截污容量更大，不仅可延长过滤周期，并且能够以更多的有效过滤层厚度和较高的滤速条件达到高速过滤的效果，满足严格的国家饮用水出水水质的主要指标要求，取得理想的技术和经济效益。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图中：罐体1，过滤机构2，过滤格2n，一级过滤格2a，二级过滤格2b，隔离板3，连接管4，原水进水管5，滤水出水管6，反冲洗进水管7，反冲洗出水管8，添料孔9，阀门10，承托层11。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述：

一种冶金行业含油废水处理工艺，该工艺包括以下步骤：

1）在一个相对封闭的罐体1内并列布置一级过滤格2a和二级过滤格2b，一级过滤格2a和二级过滤格2b采用的滤料为基于冶金工业废弃污泥的多孔滤料，该滤料按重量百分比计由30~50%的冶金综合污泥、18~30%的煤矸石、8~20%的冶金电厂粉煤灰、以及10~40%的煤粉组合烧结而成；

2）将含油废水输送至一级过滤格2a顶部，利用罐体1内的压力使含油废水穿过一级过滤格2a，并从一级过滤格2a底部滤出，获得一级过滤水；

3）通过连接管4将一级过滤水从一级过滤格2a底部输送到二级过滤格2b顶部，利用罐体1内的压力使一级过滤水穿过二级过滤格2b，并从二级过滤格2b底部滤出，获得二级过滤水；

4）过滤完毕后，分别对一级过滤格2a和二级过滤格2b进行反冲洗，直至一级过滤格2a和二级过滤格2b完全清洗干净。通过采用并列布置且串联的一级过滤和二级过滤工艺，解决了过滤效果差、成本高和能耗高的问题（参见图1）。

冶金行业废水处理循环利用，直接用废弃污泥回收制备多孔滤料。节能减排、以废治废，充分发挥了综合废弃污泥这种工业废弃物中各类成分组成的作用，可为提供滤料制备中必需的氧化硅、氧化铝以及有机挥发性物质等成分，使其成分比例满足滤料的强度及气孔率等性能方面的要求，冶金综合污泥中所含的大量有机杂质有助于多孔滤料制备过程中气孔的大量生成。

上述含油废水穿过一级过滤格2a的过滤速度为30~35m/h；一级过滤水穿过二级过滤格2b的过滤速度为30~35m/h。一级过滤格2a中滤料的粒径一致，且其粒径为1.0~1.6mm；二级过滤格2b中滤料的粒径一致，且其粒径为0.8~1.25mm。一级过滤格2a和二级过滤格2b中滤料的厚度均为450~550mm。反冲洗的强度为4~12L/s.m²，反冲洗时间为4~6min。

如图1所示的一种冶金行业含油废水的处理装置，包括罐体1，该罐体1内设有过滤机构2，罐体1内设有隔离板3，该隔离板3将过滤机构2沿竖直方向至少分隔成两个过滤格2n，相邻过滤格2n之间通过连接管4串联连通；一级过滤格2a和二级过滤格2b采用的滤料为基于冶金工业废弃污泥的多孔滤料，该滤料按重量百分比计由30~50%的冶金综合污泥、18~30%的煤矸石、8~20%的冶金电厂粉煤灰、以及10~40%的煤粉组合烧结而成。通过隔离板3将过滤机构2沿竖直方向至少分隔成两个过滤格2n，并将相邻过滤格2n串联起来形成多级串联的过滤机构，达到了在不改变过滤层厚度的情况下，提高过滤效果，不易形成混层或板结，节能节水的目的。过滤机构2包括两个过滤格2n，该两个过滤格2n分别为一级过滤格2a和二级过滤格2b；一级过滤格2a的底部通过连接管4与二级过滤格2b的顶部连通。当然，过滤格2n的数量可以根据实际进出水处理要求设计。

上述过滤格2n的顶部分别设有带进水阀的原水进水管5，这样各过滤格2n可以单独进水，使本装置可针对各种不同类型的原水水质、水量变化而灵活调节使用。过滤格2n的底部分别设有滤水出水管6。这样，各过滤格2n既可串联形成多级过滤机构，又可各自独立过滤，适用性更好。过滤格2n的底部分别设有反冲洗进水管7，过滤格2n的中部分别设有反冲洗出水管8。过滤格2n的顶部和底部分别设有添料孔9。连接管4上设有阀门10。

上述一级过滤格2a中滤料的粒径大于二级过滤格2b中滤料的粒径。这样，一级过滤格2a能有效地利用了截污量最大的滤层容积，有利于截留更多的悬浮杂质，二级过滤格2b有利于截留水中细小的杂质颗粒，出水水质更好。一级过滤格2a中滤料的粒径一致，二级过滤格2b中滤料的粒径一致。这样，可以使得各过滤格2n截污量分布更均匀，截污容量更大，不仅可延长过滤周期，并且能够以更多的有效过滤层厚度和较高的滤速条件达到高速过滤的效果，满足严格的国家饮用水出水水质的主要指标要求，取得理想的技术和经济效益。所述过滤格2n中的滤料通过布置在罐体1底部的承托层11支撑固定。

本发明的工作过程如下：

1、串级同时过滤

当原水水量较大且水质较差或对出水水质要求较高时，采用两级过滤格2n串联同时工作。原水经提升泵利用压力从密闭式罐体1上部的原水进水管5进入一级过滤格2a（此时二级过滤格2b上的进水阀处于关闭状态），原水自上而下经过滤层、承托层过滤至一级过滤格2a底部得到一级过滤水，连接管4通过压力将一级过滤格2a底部的一级过滤水输送至二级过滤格2b上部，一级过滤水自上而下经过滤层、承托层过滤至二级过滤格2b底部得到二级过滤水。整个设备分为两级过滤，该两级过滤的具体级配为：一级过滤格2a采用较大的均质滤料；二级过滤格2b采用较小的均质滤料。罐体1底部反冲洗压力进水和气体混合后由对应的反冲洗进水管7分别进入一级过滤格2a和二级过滤格2b，自下而上整体冲洗两过滤格2n中的滤料和承托层后，反冲洗水自排水槽分别由对应的反冲洗出水管8流出。当然，一级过滤格2a和二级过滤格2b既可单独反冲洗，也可同时进行反冲洗。

2、单级分别单独过滤

A、当所需要处理的原水水量较大，水质较好或在出水水质要求较低的情况下，可以使两级过滤格2n分别同时过滤。原水经提升泵用压力送来，此时可以通过开启一级过滤格2a和二级过滤格2b上的进水阀，实现一级过滤格2a和二级过滤格2b分别同时工作的状态（此时连接管4上的阀门10处于关闭状态）。原水分别进入一级过滤格2a和二级过滤格2b后经过各自的过滤层和承托层，最后通过各自的滤水出水管6排除。反冲洗时，罐体1底部反冲洗压力进水和气体混合后由各自对应的反冲洗进水管7分别进入一级过滤格2a和二级过滤格2b，自下而上整体冲洗两过滤格2n中滤料和承托层后，反冲洗水自排水槽分别由各自对应的反冲洗出水管8流出。

B、当待处理水水量较小，水质较好或对出水水质要求较低时，可只使用一级滤格2a进行过滤处理。开启一级滤格2a上对应的进水阀，关闭二级过滤格2b上对应的进水阀和连接管4上的阀门10。原水经过一级滤格2a较大均质滤料的过滤层和承托层后通过底部对应的滤水出水管6排出。反冲洗时，罐体1底部反冲洗压力进水和气体混合后由对应的反冲洗进水管7（此时另一反冲洗进水管7关闭）进入一级过滤格2a，自下而上整体冲洗滤料和承托层后，反冲洗水自排水槽由对应的反冲洗出水管8排出。

C、当所需要处理的原水水量较小，水质较差或对出水水质要求较高时，可只使用二级滤格2b进行过滤处理。关闭一级滤格2a上对应的进水阀和连接管4上的阀门10，开启二级过滤格2b上对应的进水阀，原水先流经二级滤格2b较小均质滤料的过滤层，再经过承托层后通过对应的滤水出水管6排出。反冲洗时，反冲洗水和气体混合后经过对应的反冲洗进水管7（此时另一反冲洗进水管7关闭）进入二级过滤格2b，自下而上整体冲洗滤料和承托层后，反冲洗水自排水槽由对应的反冲洗出水管8排出。

本发明一方面，通过隔离板3将过滤机构2沿竖直方向至少分隔成两个过滤格2n，并将相邻过滤格2n串联起来形成多级串联的过滤机构2，达到了在不改变设备整体高度的情况下，提高过滤效果，节能节水的目的；另一方面，与传统的竖向流过滤形式相比，由于本过滤装置将过滤格2n横向串联，所以本发明有效地利用了提升泵的富余水头（传统滤池仅能利用20-30%的提升水头）来克服多级过滤层的水流阻力，因此能够在增加有效过滤层数量的同时保持整个装置的高度不变，不仅避免了因过滤层堆积厚度过高容易形成混层或板结的弊端，减少装置维护的难度，而且有利于同其他预处理工艺结合起来，制备成一体化水处理装置；再一方面，由于各过滤格2n的中部和底部分别对应加设反冲洗出水管8和反冲洗进水管7，所以本发明可以根据不同级过滤层的截污量情况，灵活地确定各级过滤格2n的反冲洗强度和时间，而且不同过滤格2n之间可以单独冲洗而不互相干扰，与传统的以相同强度冲洗整个过滤层的方法相比，本发明中每级滤料冲洗所需的耗水量都比较少，从而节约了大量的电能和水能，也降低了滤料发生跑料、磨损及破碎现象的几率；又一方面，在过滤格2n的顶部和底部分别对应加设原水进水管和滤水出水管，这样，各过滤格2n既可串联形成多级过滤机构，又可各自独立过滤，使本过滤装置可针对各种不同类型的原水水质、水量变化而灵活调节使用，适用性更好；又一方面，每级过滤层保持均质粒径级配结构，而各级过滤层滤料粒径则沿水流方向由大到小采取总体反粒度滤层的结构，即前级过滤格2n内采用平均粒径相对较大的滤料，尽可能有效地利用了截污量最大的滤层容积，有利于截留更多的悬浮杂质；后级过滤格2n内采用平均粒径相对较小的滤料，有利于截留水中细小的杂质颗粒，出水水质更好，在每一级过滤层中均采用均匀的粒径级配，可以使得各级过滤层截污量分布更均匀，截污容量更大，不仅可延长过滤周期，并且能够以更多的有效滤层厚度和较高的滤速条件达到高速过滤的效果，满足严格的国家饮用水出水水质的主要指标要求，取得理想的技术和经济效益。适用于水处理；最后，冶金行业废水处理循环利用，直接用废弃污泥回收制备多孔滤料。节能减排、以废治废，充分发挥了综合废弃污泥这种工业废弃物中各类成分组成的作用，可为提供滤料制备中必需的氧化硅、氧化铝以及有机挥发性物质等成分，使其成分比例满足滤料的强度及气孔率等性能方面的要求，冶金综合污泥中所含的大量有机杂质有助于多孔滤料制备过程中气孔的大量生成。

Claims (6)

1.一种冶金行业含油废水处理工艺，其特征在于：该工艺包括以下步骤： 

1)在一个相对封闭的罐体(1)内并列布置一级过滤格(2a)和二级过滤格(2b)，所述一级过滤格(2a)和二级过滤格(2b)采用的滤料为基于冶金工业废弃污泥的多孔滤料，该滤料按重量百分比计由30～50％的冶金综合污泥、18～30％的煤矸石、8～20％的冶金电厂粉煤灰、以及10～40％的煤粉组合烧结而成； 

2)将含油废水输送至一级过滤格(2a)顶部，利用罐体(1)内的压力使含油废水穿过一级过滤格(2a)，并从一级过滤格(2a)底部滤出，获得一级过滤水； 

3)通过连接管(4)将一级过滤水从一级过滤格(2a)底部输送到二级过滤格(2b)顶部，利用罐体(1)内的压力使一级过滤水穿过二级过滤格(2b)，并从二级过滤格(2b)底部滤出，获得二级过滤水；所述一级过滤格(2a)和二级过滤格(2b)中滤料的厚度均为450～550mm；所述一级过滤格(2a)中滤料的粒径一致，且其粒径为1.0～1.6mm；所述二级过滤格(2b)中滤料的粒径一致，且其粒径为0.8～1.25mm； 

4)过滤完毕后，分别对一级过滤格(2a)和二级过滤格(2b)进行反冲洗，直至一级过滤格(2a)和二级过滤格(2b)完全清洗干净。 

2.根据权利要求1所述的冶金行业含油废水处理工艺，其特征在于：所述含油废水穿过一级过滤格(2a)的过滤速度为30～35m/h；所述一级过滤水穿过二级过滤格(2b)的过滤速度为30～35m/h。 

3.根据权利要求1或2所述的冶金行业含油废水处理工艺，其特征在于：所述反冲洗的强度为4～12L/s·.m²，反冲洗时间为4～6min。 

4.一种为实现权利要求1所述工艺而设计的冶金行业含油废水处理装置，包括罐体(1)，所述罐体(1)内设有过滤机构(2)，其特征在于：所述罐体(1)内还设有隔离板(3)，所述隔离板(3)将所述过滤机构(2)沿竖直方向分隔成并列布置的一级过滤格(2a)和二级过滤格(2b)，所述一级过滤格(2a)的底部通过连接管(4)与二级过滤格(2b)的顶部连通； 所述一级过滤格(2a)和二级过滤格(2b)采用的滤料为基于冶金工业废弃污泥的多孔滤料，该滤料按重量百分比计由30～50％的冶金综合污泥、18～30％的煤矸石、8～20％的冶金电厂粉煤灰、以及10～40％的煤粉组合烧结而成，所述一级过滤格(2a)和二级过滤格(2b)的底部分别设有反冲洗进水管(7)，所述一级过滤格(2a)和二级过滤格(2b)的上部分别设有反冲洗出水管(8)，所述一级过滤格(2a)和二级过滤格(2b)的顶部和底部分别设有添料孔(9)。 

5.根据权利要求4所述的冶金行业含油废水处理装置，其特征在于：所述一级过滤格(2a)和二级过滤格(2b)的顶部分别设有带进水阀的原水进水管(5)；所述一级过滤格(2a)和二级过滤格(2b)的底部分别设有滤水出水管(6)。 

6.根据权利要求4或5所述的冶金行业含油废水处理装置，其特征在于：所述连接管(4)上设有阀门(10)。