CN104230124A - 煤化工废水零排放工艺及其专用设备 - Google Patents

Abstract

一种煤化工废水零排放工艺及其专用设备，通过将煤化工废水进行分类收集、分质处理，提高水回用率，并得到工业盐，从而实现煤化工废水零排放、淡水高倍回收、资源回收利用的目标。

Description

煤化工废水零排放工艺及其专用设备

技术领域

本发明属于环保处理技术领域，具体讲就是涉及一种煤化工废水零排放工艺及其专用设备。

背景技术

随着工业的持续快速发展，工业用水量不断增加,一方面加剧水资源短缺的严峻形势，另一方面工业废水的排放会对环境造成严重污染，如何有效提高水资源的利用率成为亟待解决的技术课题。工业煤化工产业中排放的废水主要以高浓度的煤气洗涤水和化工产品合成废水为主，含有大量酚、油、氰化物、氨氮等有毒有害物质，极易造成环境污染。其中，氨氮含量在200～500mg/L左右、COD含量大多在500-2000mg/L左右，有机污染物主要有多环芳香化合物、酚类和含氧、氮、硫的杂环化合物，是典型的含有难降解有机化合物(吡啶、联苯、咔唑、三联苯等)的生产废水。

现有的煤化工行业有机废水主要来自气化废水、化工装置废水、地面冲洗水、初期雨水及生活污水等，其水质特点是COD和氨氮浓度较高。有机废水中气化废水所占比例最高，占比在60％以上。为了减少煤化工行业废水对环境的污染，现有的煤化工项目对废水都在进行“零排放”处理，但是实践处理过程中现有的零排放处理工艺都存在各种技术缺陷。首先，废水回收率低，传统的煤化工废水处理无法做到完全的达标排放，剩下还有30％～40％浓盐水没有进行回用处理，直接将其作为废物处理掉，大量的废水产生意味着系统水回收率低，回收率不高。

其次，浓盐水残留量大，严重污染环境，煤化工废水处理产生的浓盐水进行蒸发结晶固体处理过程中可能产生的二次污染以及废水暂存池环境风险隐患。煤化工废水“零排放”中结晶固体量较大，结晶固体通常被当做废渣，作为危险废物进行填埋，但结晶固体中含有高浓度的金属离子、盐分和有机物，一旦处理不当，所含的污染物就会污染地下水系统，造成二次污染。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有煤化工废水“零排放”处理过程中水回用率低，浓盐水残留量大，环境风险高的技术难题，提供了一种煤化工废水零排放工艺及其专用设备，通过将煤化工废水进行分类收集、分质处理，提高水回用率，并得到工业用盐，从而实现煤化工废水零排放、淡水高倍回收、资源回收利用的目标。

技术方案

为了实现上述技术目的，本发明设计一种煤化工废水零排放工艺，其特征在于，它包括以下步骤：第一步，将煤化工产生的生产废水依次进行预处理、厌氧、多级A/O、MBR、RO工艺处理，得到第一回用水和第一浓盐水，清净废水依次进行澄清软化、超滤、RO处理，得到第二回用水和第二浓盐水；第二步，将第一步中得到的第一浓盐水和第二浓盐水进行澄清软化、超滤、离子交换软化、RO处理方法进行处理得到第三回用水和高盐水；第三步将第二步中得到的高盐水进行除杂，去除废水中的PO₄ ^3￣、CO₃ ^2￣、SS、COD、氟、总硅、钙镁钡锶金属离子、胶体、CO₂得到纯化出水和工业盐；第四步，将第三步中得到的纯化出水进行蒸发浓缩、分离、干燥，得到第四回用水与工业盐。

用于上述煤化工废水零排放工艺的专用设备，其特征在于：它包括废水处理及回用系统A设备、回用系统B设备、回用系统C设备、纯化系统D设备、蒸发结晶设备、第一原水池、第二原水池、第一进水泵、第二进水泵、第一产水池、第二产水池、第三产水池、浓液收集池、工业盐回收袋、第三进水泵；

所述第一原水池与废水处理及回用系统A设备连接，连接管路上装有第一进水泵，废水处理及回用系统A设备的清液输出端连接第二产水池，浓液输出端连接回用系统C设备；第二原水池与回用系统B设备连接，连接管路上装有第二进水泵，回用系统B设备的清液输出端连接第一产水池，浓液输出端连接回用系统C设备；

所述回用系统C设备的污泥输出端连接有污泥处理系统C，清液输出端连接第三产水池，浓液输出端连接到纯化系统D设备；

所述纯化系统D设备的浓液输出端连接浓液收集池，清液输出端连接蒸发结晶设备；

所述蒸发结晶设备的浓液输出端连接工业盐回收袋，清水输出端连接第三产水池。

进一步，所述浓液收集池为生化系统进口端或浓盐水处理系统进口端或掺入动力煤燃烧系统进口端。

进一步，所述废水处理及回用系统A设备包括预处理设备、其厌氧反应器、多级A/O反应器、MBR反应器、RO膜设备，这些设备前后依次连接在一起。

进一步，所述回用系统B设备包括澄清软化池、超滤设备、RO膜设备，这些设备前后依次连接在一起。

进一步，所述回用系统C设备包括二级澄清软化池、超滤设备、离子交换软化设备、一级RO膜设备、二级RO设备，这些设备前后依次连接在一起

进一步，所述纯化系统D设备包括物料膜设备、中间水池、第三进水泵、除杂设备、脱气设备、氧化反应设备，这些设备前后依次连接在一起。

进一步，所述蒸发结晶设备包括多效蒸发罐、结晶罐、分离设备、干燥设备，这些设备前后依次连接在一起。

有益效果

本发明提供的一种煤化工废水零排放工艺及其专用设备，通过将煤化工废水进行分类收集、分质处理，提高水回用率，并得到工业用盐，从而实现煤化工废水零排放、淡水高倍回收、资源回收利用的目标。

附图说明

附图1是本发明的工艺流程图。

附图2是本发明的设备连接关系示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明做进一步说明。

实施例

如附图2所示，一种煤化工废水零排放工艺的专用设备，它包括废水处理及回用系统A设备1、回用系统B设备2、回用系统C设备3、纯化系统D设备4、蒸发结晶设备5、第一原水池6、第二原水池7、第一进水泵8、第二进水泵9、第一产水池10、第二产水池11、第三产水池12、浓液收集池13、工业盐回收袋14、第三进水泵30；

所述第一原水池6与废水处理及回用系统A设备1连接，连接管路上装有第一进水泵8，废水处理及回用系统A设备1的清液输出端连接第二产水池11，浓液输出端连接回用系统C设备3；第二原水池7与回用系统B设备2连接，连接管路上装有第二进水泵9，回用系统B设备2的清液输出端连接第一产水池10，浓液输出端连接回用系统C设备3；

所述回用系统C设备3的污泥输出端连接有污泥处理系统C，清液输出端连接第三产水池12，浓液输出端连接到纯化系统D设备4；

所述纯化系统D设备4的浓液输出端连接浓液收集池13，清液输出端连接蒸发结晶设备5；

所述蒸发结晶设备5的浓液输出端连接工业盐回收袋14，清水输出端连接第三产水池12。

所述浓液收集池13为生化系统进口端或浓盐水处理系统进口端或掺入动力煤燃烧系统进口端。

所述废水处理及回用系统A设备1包括预处理设备15、其厌氧反应器16、多级A/O反应器17、MBR反应器18、RO膜设备19，这些设备前后依次连接在一起。

所述回用系统B设备2包括澄清软化池20、超滤设备21、RO膜设备22，这些设备前后依次连接在一起。

所述回用系统C设备3包括二级澄清软化池23、超滤设备24、离子交换软化设备25、一级RO膜设备26、二级RO设备27，这些设备前后依次连接在一起

所述纯化系统D设备4包括物料膜设备28、中间水池29、第三进水泵30、除杂设备31、脱气设备32、氧化反应设备33，这些设备前后依次连接在一起。

所述蒸发结晶设备5包括多效蒸发罐34、结晶罐35、分离设备36、干燥设备37，这些设备前后依次连接在一起。

如附图1所示，利用上述专用设备进行煤化工废水零排放处理工艺过程如下：

第一步：将煤化工生产废水泵入废水处理及回用系统A设备1，即首先进入预处理(隔油、高效气浮、澄清软化)设备，在常温条件下进行预处理，加入药剂将废水中油、SS、COD、氟、总硅、钙镁等金属离子等污染物质分离去除，出水进入厌氧反应器，然后在反应温度为25～55℃的条件下，将大分子有机物分解为可小分子有机物，出水进入多级A/O、MBR系统，然后在一定条件下，去除氨氮、总氮、COD、剩余SS等，最后出水进入RO系统进行浓缩分离，产水进入第一产水池10，浓液进入回用系统C设备3；同时，煤化工清净废水泵入回用系统B设备2，在常温条件下进行澄清软化，去除废水中的SS、COD、氟、总硅、钙镁等金属离子，出水进入超滤系统进行处理，截留SS、胶体等污染物质，出水进入RO系统进行浓缩分离，产水进入第二产水池11，浓液并入回用系统C设备3。

第二步：将第一步中废水处理及回用系统A设备1与回用系统B设备2产生的浓盐水进入回用系统C设备3，进行两级澄清软化，去除废水中的SS、COD、氟、总硅、钙镁等金属离子，出水进入超滤系统进行处理，截留SS、胶体等污染物质，出水进入离子交换软化设备25，去除钙镁等金属离子，出水进入两级RO系统进行浓缩分离，产水进入第三产水池12，浓液为TDS约50000-80000mg/L的浓盐水，进入纯化系统D设备4。

第三步：将第二步回用系统C设备3产生的高盐水进入纯化系统D设备4，首先进行物料膜分离浓缩，浓缩液掺入动力煤燃烧，或经氧化后回生化系统或回浓盐水处理系统，产水进入除杂系统，然后通过加入化学药剂，去除废水中的PO₄ ^3￣、CO₃ ^2￣、SS、COD、氟、总硅、钙镁钡锶等金属离子以及CO₂，出水进入蒸发结晶设备5。

第四步：将第三步中纯化系统D设备4出水进入蒸发结晶设备5，采用低压饱和蒸汽作为加热热源，前一效产生的二次蒸汽作为下一效的加热热源，经过多效蒸发浓缩，经分离、干燥得到NaCl、Na₂SO₄工业盐，工业盐浓度均大于92％，若原进水硝态氮含量较高时，还可以分离得到NaNO₃工业盐，工业盐浓度大于85％，且工业盐白度均达到工业级标准，可进行资源回收，产水进入第二产水池11。

本发明采用分类收集、分质处理的方式对煤化工废水进行处理，即采用废水处理及回用系统A设备1对煤化工生产废水进行处理，回用系统B设备2对清净废水进行处理，得到产水和混合浓盐水，混合浓盐水进入回用系统C设备3进行处理，得到产水和高盐水，高盐水继续进入纯化系统D设备4进行除杂，出水进行蒸发结晶。整个系统产生的污泥进入污泥处理系统进行脱水处理，浓液经收集后最终掺入煤动力燃烧、或氧化后回生化系统或回浓盐水处理系统，减少了浓液外排带来的环境污染，实现了终端水大于99％的回用率，而且得到工业盐，可资源回收，实现了煤化工废水零排放的目的，环境效益与经济效益可观。

Claims (8)

1.一种煤化工废水零排放工艺，其特征在于，它包括以下步骤：

(i)将煤化工产生的生产废水依次进行预处理、厌氧、多级A/O、MBR、RO工艺处理，得到第一回用水和第一浓盐水；清净废水依次进行澄清软化、超滤、RO处理，得到第二回用水和第二浓盐水；

(ii)将步骤(i)中得到的第一浓盐水和第二浓盐水进行澄清软化、超滤、离子交换软化、RO处理方法进行处理得到第三回用水和高盐水；

(iii)将步骤(ii)中得到的高盐水进行除杂，去除废水中的PO₄ ^3￣、CO₃ ^2￣、SS、COD、氟、总硅、钙镁钡锶等金属离子、胶体、CO₂等，得到纯化出水和有机浓液；

(iv)将步骤(iii)中得到的纯化出水进行蒸发浓缩、分离、干燥，得到第四回用水与工业盐。

2.用于上述煤化工废水零排放工艺的专用设备，其特征在于：它包括废水处理及回用系统A设备(1)、回用系统B设备(2)、回用系统C设备(3)、纯化系统D设备(4)、蒸发结晶E设备(5)、第一原水池(6)、第二原水池(7)、第一进水泵(8)、第二进水泵(9)、第一产水池(10)、第二产水池(11)、第三产水池(12)、浓液收集池(13)、工业盐回收袋(14)、第三进水泵(30)；

所述第一原水池(6)与废水处理及回用系统A设备(1)连接，连接管路上装有第一进水泵(8)，废水处理及回用系统A设备(1)的清液输出端连接第二产水池(11)，浓液输出端连接回用系统C设备(3)；第二原水池(7)与回用系统B设备(2)连接，连接管路上装有第二进水泵(9)，回用系统B设备(2)的清液输出端连接第一产水池(10)，浓液输出端连接回用系统C设备(3)；

所述回用系统C设备(3)清液输出端连接第三产水池(12)，浓液输出端连接到纯化系统D设备(4)；

所述纯化系统D设备(4)的浓液输出端连接浓液收集池(13)，清液输出端连接蒸发结晶E设备(5)；

所述蒸发结晶E设备(5)的浓液输出端连接工业盐回收袋(14)，清水输出端连接第三产水池(12)。

3.如权利要求2所述的煤化工废水零排放工艺专用设备，其特征在于：所述浓液收集池(13)为生化系统进口端或浓盐水处理系统进口端或掺入动力煤燃烧系统进口端。

4.如权利要求2所述的煤化工废水零排放工艺专用设备，其特征在于：所述废水处理及回用系统A设备(1)包括预处理设备(15)、厌氧反应器(16)、多级A/O反应器(17)、MBR反应器(18)、RO膜设备(19)，这些设备前后依次连接在一起。

5.如权利要求2所述的煤化工废水零排放工艺专用设备，其特征在于：所述回用系统B设备(2)包括澄清软化池(20)、超滤设备(21)、RO膜设备(22)，这些设备前后依次连接在一起。

6.如权利要求2所述的煤化工废水零排放工艺专用设备，其特征在于：所述回用系统C设备(3)包括二级澄清软化池(23)、超滤设备(24)、离子交换软化设备(25)、一级RO膜设备(26)、二级RO设备(27)，这些设备前后依次连接在一起。

7.如权利要求2所述的煤化工废水零排放工艺专用设备，其特征在于：所述纯化系统D设备(4)包括物料膜设备(28)、中间水池(29)、第三进水泵(30)、除杂设备(31)、脱气设备(32)、氧化反应设备(33)，这些设备前后依次连接在一起。

8.如权利要求2所述的煤化工废水零排放工艺专用设备，其特征在于：所述蒸发结晶设备(5)包括多效蒸发罐(34)、结晶罐(35)、分离设备(36)、干燥设备(37)，这些设备前后依次连接在一起。