CN104860490A - 一种兰炭废水处理再生及资源回收利用装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种兰炭废水处理再生及资源回收利用装置，包括煤焦油回收单元、酚分离回收单元、氨氮回收单元、脱硫单元、一级生化处理单元、电解单元、二级生化单元、废水深度处理单元、脱盐再生水生产单元和污泥处理单元共十个单元。该发明通过煤焦油回收、脱酚、脱氨、脱硫、厌氧处理、好氧处理、电解反渗透脱盐等过程的组合处理装置，进行兰炭废水的深度处理，最终实现废水再生水循环利用，实现污染消除和资源节约，不仅实现了资源的回收利用，而且大幅度降低了兰炭废水的处理成本。
Description
技术领域
本发明属于环境工程的水污染治理和循环经济领域，更为具体地说是指一种兰炭废水处理再生及资源回收利用装置。
背景技术
兰炭又称半焦，焦粉，是铁合金、煤制气、煤化工生产的重要原料，是原煤经过低温干馏（650℃左右）而得。兰炭生产、煤气净化过程会产生废水，称之为兰炭废水，是一种成分复杂、污染物浓度高、性质稳定、可生化性差，处理难度极大的工业废水。兰炭废水中的无机污染物主要有硫化物、氰化物、氨氮和硫氰化物等；有机污染物以煤焦油类物质为主，酚类化合物的含量很高，此外，还含有多环的芳香族化合物及含氮、硫、氧的杂环化合物等。兰炭废水与焦化废水完全不同，见表1兰炭废水与焦化废水主要污染物指标对比。从表1和表2对比可知，兰炭废水主要污染物指标是焦化废水的十倍。因此，尽管焦化废水的处理方法不少，但其处理方法不适用于兰炭废水。目前，兰炭废水的处理还没有成熟的方法，其处理方法和其主要成分综合利用十分迫切。何斌、王亚娥在《广西化工》第36卷第12期报告了蒸氨-脱酚-SBR处理兰炭废水的研究；杨义普等在《环境工程学报》第8卷第十二期介绍了兰炭废水中酚类物质萃取及回收的效果，但都只是解决兰炭废水某个角度的问题。尽管当前关于兰炭废水处理的方法报到不少，但目前还没有完善而成熟而实用的兰炭废水处理方法。
表1兰炭废水与焦化废水主要污染物指标
| 序号 | 主要污染物 | 兰炭废水 | 焦化废水 |
| 1 | pH | 8～10 | 8～9 |
| 2 | 焦油 （mg/L） | 5000～40000 | 100～200 |
| 3 | COD （mg/L） | 10000～75000 | 3500～5000 |
| 4 | BOD （mg/L） | 3000～5000 | 1170～2000 |
| 5 | 氨氮 （mg/L） | 500～5000 | 200～400 |
| 6 | 总酚 （mg/L） | 1000～6000 | 600～800 |
| 7 | 色度（倍） | 10000～30000 | 1000～1500 |
兰炭废水的水质特点决定了其复杂的危害性。例如，其中所含氨氮、酚类化合物和芳香族化合物对生态环境存在巨大威胁。此外，兰炭废水中的煤焦油、氨、酚等工业副产品还具有回收利用的价值。
发明内容
本发明提供一种兰炭废水处理再生及资源回收利用装置，其主要目的在于克服现有兰炭废水处理及煤焦油回收技术的不足，以及兰炭废水中同时回收焦油、氨和酚的技术空缺。
本发明采用如下技术方案：
一种兰炭废水处理再生及资源回收利用装置，包括煤焦油回收单元、酚分离回收单元、氨氮回收单元、脱硫单元、一级生化处理单元、电解单元、二级生化单元、废水深度处理单元、脱盐再生水生产单元和污泥处理单元共十个单元；兰炭废水经过废水管道、泵和阀门与煤焦油回收单元的进水口联接，煤焦油回收单元的兰炭废水出口与酚分离回收单元的进水口联接，酚分离回收单元的出水口与氨氮回收单元的进水口联接，氨氮回收单元的出水口与脱硫单元的进水口连接，脱硫单元的兰炭废水出口与一级生化处理单元的进水口联接，一级生化处理单元的出水口与电解单元的进水口联接，电解单元的出水口与二级生化单元的进水口联接，二级生化单元的出水口与废水深度处理单元的进水口联接，废水深度处理单元的出水口与脱盐再生水生产单元的进水口联接，脱盐再生水生产单元的再生水出口联接一再生水贮罐的进口，脱盐再生水生产单元的浓缩水出口联接一结晶罐的进口；脱硫单元、一级生化处理单元、二级生化单元的污泥出口经过污泥泵和排泥管与污泥处理单元的进口联接。
所述煤焦油回收单元至少包括调节池、事故池和格栅或筛网、贮水罐、pH调节池、重力分离池、焦油收集罐、脱焦兰炭废水收集池、废气回收罩和废气洗气罐；兰炭废水经过废水管道、泵和三通阀与调节池、事故池的废水进口联接，调节池、事故池的出水口通过三通与格栅或筛网进水口联接，格栅或筛网出水口与贮水罐的进水口联接，贮水罐的出水口与pH调节池进水口联接，pH调节池出水口与重力分离池的进水口联接，重力分离池的焦油出口与焦油收集罐的进口联接；重力分离池的出水口与脱焦兰炭废水收集池的进水口联接，脱焦兰炭废水收集池的出水口与酚分离回收单元的进水口联接；所述废气回收罩位于pH调节池的顶部，废气回收罩通过管道与废气洗气罐的进口联接。
所述煤焦油回收单元至少包括调节池、事故池和格栅或筛网、贮水罐、pH调节池、离心机、焦油收集罐和脱焦兰炭废水收集池；兰炭废水经过废水管道、泵和三通阀与调节池、事故池的废水进口联接，调节池、事故池的出水口通过三通与格栅或筛网进水口联接，格栅或筛网出水口与贮水罐的进水口联接，贮水罐的出水口与pH调节池进水口联接，pH调节池出水口与离心机的进水口联接，离心机的焦油出口与焦油收集罐的进口联接；离心机的出水口与脱焦兰炭废水收集池的进水口联接，脱焦兰炭废水收集池的出水口与酚分离回收单元的进水口联接。
所述的酚分离回收单元由萃取装置、反萃取装置、有机相贮罐、粗酚贮罐、脱酚兰炭废水收集池构成；萃取装置进水口与脱焦兰炭废水收集池及兰炭废水透析液贮罐的出水口联接，萃取装置有机相贮罐通过管道、计量泵和阀门与萃取装置的溶剂罐入口联接，萃取装置有机相出口与反萃取装置的进口联接，反萃取装置的有机相出口与溶剂罐联接，反萃取装置的无机相出口与粗酚贮罐联接；萃取装置无机相出口与脱酚兰炭废水收集池的进水口联接。
所述的酚分离回收单元由萃取装置、溶剂蒸发装置、有机相贮罐、粗酚贮罐、脱酚兰炭废水收集池构成；萃取装置进水口与脱焦兰炭废水收集池和兰炭废水透析液贮罐的出水口联接，萃取装置有机相贮罐通过管道、计量泵和阀门与萃取装置的溶剂罐入口联接，萃取装置有机相出口与溶剂蒸发装置的进口联接，溶剂蒸发装置的有机相出口与有机相贮罐联接，溶剂蒸发装置的镏余相出口与粗酚贮罐联接；萃取装置兰炭废水出口与脱酚兰炭废水收集池联接；所述的萃取装置是离心萃取装置、脉冲筛板萃取装置、振动萃取装置、文氏管萃取装置和卧式串联萃取装置的一种。
所述的氨分离回收单元由pH调节池、氨蒸馏塔、氨吸收塔和脱氨兰炭废水收集池构成；脱酚兰炭废水收集池的出水口与氨分离回收单元的pH调节池进口联接，pH调节池出口与氨蒸馏塔进口联接，氨蒸馏塔的氨气出口与氨吸收塔的进口联接，氨蒸馏塔的废水出口与脱氨兰炭废水收集池进水口联接。
所述脱硫单元至少由酸贮罐、pH调节池、硫酸亚铁贮罐、脱硫反应罐和硫化铁沉淀池构成；脱氨兰炭废水收集池出水口与pH调节池的进水口联接，pH调节池的出水口与脱硫反应罐的进水口联接，脱硫反应罐的出水口与硫化铁沉淀池的进水口联接，硫化铁沉淀池的出水口接一级生化单元的进水口，脱硫反应罐的污泥出口接污泥处理单元的进口；酸贮罐通过酸计量泵和管道与pH调节池联接；硫酸亚铁贮罐通过计量泵和管道与脱硫反应罐联接。
所述一级生化处理单元由pH调节池、厌氧池一、兼氧池、好氧池一和沉淀池构成；脱硫单元的兰炭废水出口与pH调节池的进口联接，pH调节池的出口与厌氧池一的进水口联接，厌氧池一的出水口与兼氧池进口联接，兼氧池出口与好氧池一的进口联接，好氧池一的出口与沉淀池联接，沉淀池的出水口与电解单元的进口联接。
所述的二级生化处理单元由还原池、厌氧池二、好氧池二和二沉池构成；还原池的进水口接电解单元出水口，还原池的出水口与厌氧池二的进水口联接，厌氧池二的出水口与好氧池二的进水口联接，好氧池二的出水口与二沉池的进水口联接，二沉池的出水口与废水深度处理单元的进水口联接。
所述的废水深度处理单元由MBR装置或曝气生物滤池构成构成，MBR装置的膜组件选自聚偏氟乙烯中空纤维膜、聚丙烯中空纤维膜、聚砜中空纤维膜、聚醚砜、聚丙烯腈和聚氯乙烯中空纤维膜中的一种，膜孔径为0.10～0.2μm，工作压力为-1～-50kPa，工作温度为5～45℃。
所述脱盐再生水生产单元是反渗透过滤脱盐装置、纳滤过滤脱盐装置、电渗析脱盐装置或电容吸附去离子装置的一种；脱盐再生水生产单元的进水口与废水深度处理单元的深度处理水贮罐的出水口联接，脱盐再生水生产单元的再生水出口与再生水贮罐联接，脱盐再生水生产单元的浓缩水出口与结晶罐的进水口联接；反渗透系统的反渗透膜组件为卷式膜组件，膜材料为有机膜中醋酸纤维膜或复合膜，膜材料的截留分子量为50～200MWCO，进压为6.0～45.0bar，出压为4.5～33.5 bar；纳滤系统中的纳滤膜组件为管式膜组件、卷式膜组件或平板膜组件的一种，工作压力为6～45bar，工作温度为20～45℃；电渗析系统的工作条件是操作电压压力0.5～3.0 kg/cm2，操作电压50～250V，电流强度1～3A；电容吸附去离子系统的工作条件是直流电压为110V～2×106V。
如上所述，各单元对兰炭废水的主要污染物去除效果如表2。
表2 各单元对主要污染指标的去除效果表
本发明和现有技术相比，具有如下优点：
（1）通过重力沉降分离或离心分离，可以从每立方废水中回收5～40公斤的煤焦油，不仅实现了兰炭废水中煤焦油的回收利用，而且将废水的COD降低一半以上，大幅度降低色度，保证后续生产工艺的进行。
（2）脱氨所得的脱酚后的兰炭废水经过调节pH、加热蒸发后可脱除氨气，可从每立方废水中回收0.5～5公斤的氨，实现氨的回收利用。
（3）通过煤焦油回收、脱酚、脱氨、脱硫、厌氧处理、好氧处理、电解反渗透脱盐等过程的组合处理装置，进行兰炭废水的深度处理，最终实现废水再生水循环利用，实现污染消除和资源节约。
（4）通过煤焦油、酚、氨等资源的回收利用，不仅实现了资源的回收利用，而且大幅度降低了兰炭废水的处理成本。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明实施例一的结构示意图。
图3为本发明实施例二的结构示意图。
图4为本发明实施例三的结构示意图。
图5为本发明实施例四的结构示意图。
具体实施方式
本发明基于兰炭废水的成份、性质和现有处理方案，设计了一种兰炭废水处理再生及资源综合利用装置，它涉及膜过滤、煤焦油回收、酚回收、氨回收、厌氧处理、好氧处理、电解、脱盐等过程的组合处理单元，从而形成一种可有效实现兰炭废水深度处理和资源化利用的装置。
下面参照附图说明本发明的具体实施方式。
参照图1。一种兰炭废水处理再生循环及资源回收利用装置，包括煤焦油回收单元1、酚分离回收单元2、氨氮回收单元3、脱硫单元4、一级生化处理单元5、电解单元6、二级生化单元7、废水深度处理单元8、脱盐再生水生产单元9和污泥处理单元10共十个单元组成；兰炭废水经过废水管道、泵和阀门与煤焦油回收单元1的进水口联接，煤焦油回收单元1的出水口与酚分离回收单元2的进水口联接，酚分离回收单元2的出水口与氨氮回收单元3的进水口联接，氨氮回收单元3的出水口与脱硫单元4的进水口连接，脱硫单元4的兰炭废水出口与一级生化处理单元5的进水口联接，一级生化处理单元5的出水口与电解单元6的进水口联接，电解单元6的出水口与二级生化单元7的进水口联接，二级生化单元7的出水口与废水深度处理单元8的进水口联接，废水深度处理单元8的出水口与再生水生产单元9的进水口联接，再生水生产单元9的再生水出口与再生水贮罐91的进口联接，再生水生产单元9的浓缩水出口与结晶罐92进口联接，脱硫单元4、一级生化处理单元5、二级生化单元6的污泥出口经过污泥泵和排泥管与污泥处理单元10的进口联接。
以上为本发明各单元具体实施方式。
实施例1
上述的煤焦油回收单元1至少由调节池11、事故池12、格栅或网筛13、贮水罐14、pH调节池15、重力分离池16、焦油收集罐17、脱焦兰炭废水收集池18、废气回收罩151和废气洗气罐152构成；兰炭废水经过废水管道、泵和三通阀与调节池11、事故池12的废水进口联接，调节池11、事故池12的出水口通过三通与格栅或筛网13进水口联接，格栅13出水口与贮水罐14的进水口联接，贮水罐14的出水口与pH调节池15进水口联接，pH调节池15的出水口与重力分离池16的进水口联接，重力分离池16的焦油出口与焦油收集罐17的进口联接；重力分离池16的出水口与脱焦兰炭废水收集池18的进水口联接，脱焦兰炭废水收集池18的出水口与酚分离回收单元2的进水口联接。上述pH调节池15顶部还设有有一个废气收集罩151和一个废气吸收罐152，以消除pH调节池15加酸产生的废气。
上述的酚分离回收单元2由萃取装置21、反萃取装置22、有机相贮罐23、粗酚贮罐24和脱酚兰炭废水收集池25构成；萃取装置21进水口与脱焦兰炭废水收集池18的出水口联接，萃取装置21有机相贮罐通过管道、计量泵和阀门与萃取装置21的溶剂罐（有机相）入口联接，萃取装置21有机相出口与反萃取装置22的进口联接，反萃取装置22的有机相出口与溶剂罐联接，反萃取装置22的无机相出口与粗酚贮罐24联接；萃取装置21无机相出口与脱酚兰炭废水收集池25的进水口联接。
所述的萃取装置21是离心萃取装置。
所述氨氮回收单元3由pH调节池31、氨蒸馏塔32、氨吸收塔33、脱氨兰炭废水收集池34构成；脱酚兰炭废水收集池25的出水口与氨氮回收单元3的pH调节池31进口联接，pH调节池31出口与氨蒸馏塔32进口联接，氨蒸馏塔32的氨气出口与氨吸收塔33的进口联接，氨蒸馏塔32的废水出口与脱氨兰炭废水收集池34进水口联接。
所述脱硫单元4至少由酸贮罐41、pH调节池42、硫酸亚铁贮罐43、脱硫反应罐44和硫化铁沉淀池45构成；脱氨兰炭废水收集池34出水口与pH调节池42的进水口联接，pH调节池42的出水口与脱硫反应罐44的进水口联接，脱硫反应罐44的出水口与硫化铁沉淀池45的进水口联接，硫化铁沉淀池45的出水口接一级生化单元5的进水口，脱硫反应罐44的污泥出口接污泥处理单元10的进口；酸贮罐41通过酸计量泵和管道与pH调节池42联接；硫酸亚铁贮罐43通过计量泵和管道与脱硫反应罐44联接。
所述的一级生化处理单元5由pH调节池51、厌氧池一52、兼氧池53、好氧池一54、沉淀池55构成；脱硫单元4的出水口与一级生化处理单元5的pH调节池51的进口联接，调节池51的出口与一级生化处理单元5的水厌氧池一52池的进水口联接，厌氧池一52池的出水口与兼氧池5-3进口联接，兼氧池53出口与好氧池一54的进口联接，好氧池一54的出口与沉淀池55联接，沉淀池55的出水口与电解机的进口联接。
所述的二级生化处理单元7 由还原池71、厌氧池二72、好氧池二73、二沉池74构成；还原池71的进水口接电解机出水口，还原池71的出水口与厌氧池二72的进水口联接，厌氧池二72的出水口与好氧池二73的进水口联接，好氧池二73的出水口与二沉池74的进水口联接，二沉池74的出水口与废水深度处理单元8的 MBR装置81进水口联接，MBR装置的膜组件选自聚偏氟乙烯中空纤维膜、聚丙烯中空纤维膜、聚砜中空纤维膜、聚醚砜、聚丙烯腈和聚氯乙烯中空纤维膜中的一种，膜孔径为0.10～0.2μm，工作压力为-1～-50kPa，工作温度为5～45℃。
所述的脱盐再生水生产单元9是反渗透过滤脱盐装置，反渗透过滤脱盐装置的反渗透膜组件为卷式膜组件，膜材料为有机膜中醋酸纤维膜或复合膜，膜材料的截留分子量为50～200MWCO，进压可为6.0～45.0bar，出压可为4.5～33.5 bar；脱盐再生水生产单元9的进水口与废水深度处理单元8的MBR装置的深度处理水贮罐的出水口联接，脱盐再生水生产单元9的再生水出口与再生水贮罐91联接，脱盐再生水生产单元9的浓缩水出口与结晶罐92的进水口联接。
实施例2
参照图3，上述的煤焦油回收单元1至少由调节池11、事故池12、格栅或网筛13、贮水罐14、pH调节池15、离心机16、焦油收集罐17和脱焦兰炭废水收集池18构成；兰炭废水经过废水管道、泵和三通阀与调节池11、事故池12的废水进口联接，调节池11、事故池12的出水口通过三通与格栅或筛网13进水口联接，格栅13出水口与贮水罐14的进水口联接，贮水罐14的出水口与pH调节池15进水口联接，pH调节池15的出水口与重力分离池16的进水口联接，离心机16的焦油出口与焦油收集罐17的进口联接；离心机16的出水口与脱焦兰炭废水收集池18的进水口联接，脱焦兰炭废水收集池18的出水口与酚分离回收单元2的进水口联接。上述pH调节池15顶部还设有有一个废气收集罩151和一个废气吸收罐152，以消除pH调节池15加酸产生的废气。
所述的酚分离回收单元2由萃取装置21、溶剂蒸发装置22、有机相贮罐23、粗酚贮罐24、脱酚兰炭废水收集池25构成；萃取装置21进水口与脱焦兰炭废水收集池18的出水口联接，萃取装置21有机相贮罐通过管道、计量泵和阀门与萃取装置21的溶剂罐（有机相）入口联接，萃取装置21有机相出口与溶剂蒸发装置22的进口联接，溶剂蒸发装置22的有机相出口与有机相（溶剂）贮罐23联接，溶剂蒸发装置22的无机相与粗酚贮罐24联接；萃取装置21兰炭废水出口与脱酚兰炭废水收集池25联接。
所述的萃取装置21是脉冲筛板萃取。
所述的氨分离回收单元3由pH调节池31、氨蒸馏塔32、氨吸收塔33、脱氨兰炭废水收集池34构成；脱酚兰炭废水收集池25的出水口与氨分离回收单元3的pH调节池31进口联接，pH调节池31出口与氨蒸馏塔32进口联接，氨蒸馏塔32的氨气出口与氨吸收塔33的进口联接，氨蒸馏塔32的废水出口与脱氨兰炭废水收集池34进水口联接。
所述脱硫单元4至少由酸贮罐41、pH调节池42、硫酸亚铁贮罐43、脱硫反应罐44和硫化铁沉淀池45构成；脱氨兰炭废水收集池34出水口与pH调节池42的进水口联接，pH调节池42的出水口与脱硫反应罐44的进水口联接，脱硫反应罐44的出水口与硫化铁沉淀池45的进水口联接，硫化铁沉淀池45的出水口接一级生化单元5的进水口，脱硫反应罐55的污泥出口接污泥处理单元10的进口；酸贮罐41通过酸计量泵和管道与pH调节池42联接；硫酸亚铁贮罐43通过计量泵和管道与脱硫反应罐44联接。
所述的一级生化处理单元5由pH调节池51、厌氧池一52、兼氧池53、好氧池一54、沉淀池55构成；脱硫单元4的出水口与一级生化处理单元5的pH调节池51的进口联接，调节池51的出口与一级生化处理单元5的水厌氧池一52池的进水口联接，厌氧池一52池的出水口与兼氧池53进口联接，兼氧池53出口与好氧池一54的进口联接，好氧池一54的出口与沉淀池55联接，沉淀池55的出水口与电解机的进口联接。
所述的二级生化处理单元7 由还原池71、厌氧池二72、好氧池二73、二沉池74构成；还原池71的进水口接电解机出水口，还原池71的出水口与厌氧池二72的进水口联接，厌氧池二72的出水口与好氧池二73的进水口联接，好氧池二73的出水口与二沉池74的进水口联接，二沉池74的出水口与废水深度处理单元8的曝气生物滤池（BAF）81联接。
所述的脱盐再生水生产单元9是反渗透过滤脱盐装置，反渗透过滤脱盐装置的反渗透膜组件为卷式膜组件，膜材料为有机膜中醋酸纤维膜或复合膜，膜材料的截留分子量为50～200MWCO，进压可为6.0～45.0bar，出压可为4.5～33.5 bar；脱盐再生水生产单元9的进水口与废水深度处理单元8的深度处理水贮罐的出水口联接，脱盐再生水生产单元9的再生水出口现再生水贮罐10联接，脱盐再生水生产单元9的浓缩水出口与结晶罐11的进水口联接。
实施例3
参照图4，上述的煤焦油回收单元1至少由调节池11、事故池12、格栅或网筛13、贮水罐14、pH调节池15、重力分离池16、焦油收集罐17、脱焦兰炭废水收集池18、废气回收罩151和废气洗气罐152构成；兰炭废水经过废水管道、泵和三通阀与调节池11、事故池12的废水进口联接，调节池11、事故池12的出水口通过三通与格栅或筛网13进水口联接，格栅13出水口与贮水罐14的进水口联接，贮水罐14的出水口与pH调节池15进水口联接，pH调节池15的出水口与重力分离池16的进水口联接，重力分离池16的焦油出口与焦油收集罐17的进口联接；重力分离池16的出水口与脱焦兰炭废水收集池18的进水口联接，脱焦兰炭废水收集池18的出水口与酚分离回收单元2的进水口联接，废气回收罩151位于pH调节池15的顶部，废气回收罩151通过管道与废气洗气罐152的进口联接。
上述的酚分离回收单元2由萃取装置21、反萃取装置22、有机相贮罐23、粗酚贮罐24和脱酚兰炭废水收集池25构成；萃取装置21进水口与脱焦兰炭废水收集池18的出水口联接，萃取装置21有机相贮罐通过管道、计量泵和阀门与萃取装置21的溶剂罐（有机相）入口联接，萃取装置21有机相出口与反萃取装置22的进口联接，反萃取装置22的有机相出口与溶剂罐联接，反萃取装置22的无机相出口与粗酚贮罐24联接；萃取装置21无机相出口与脱酚兰炭废水收集池25的进水口联接。
所述的萃取装置21是卧式串联萃取装置。
所述氨氮回收单元3由pH调节池31、氨蒸馏塔32、氨吸收塔33、脱氨兰炭废水收集池34构成；脱酚兰炭废水收集池25的出水口与氨氮回收单元3的pH调节池31进口联接，pH调节池31出口与氨蒸馏塔32进口联接，氨蒸馏塔32的氨气出口与氨吸收塔33的进口联接，氨蒸馏塔32的废水出口与脱氨兰炭废水收集池34进水口联接。
所述脱硫单元4至少由酸贮罐41、pH调节池42、硫酸亚铁贮罐43、脱硫反应罐44和硫化铁沉淀池45构成；脱氨兰炭废水收集池34出水口与pH调节池42的进水口联接，pH调节池42的出水口与脱硫反应罐44的进水口联接，脱硫反应罐44的出水口与硫化铁沉淀池45的进水口联接，硫化铁沉淀池45的出水口接一级生化单元5的进水口，脱硫反应罐55的污泥出口接污泥处理单元10的进口；酸贮罐41通过酸计量泵和管道与pH调节池42联接；硫酸亚铁贮罐43通过计量泵和管道与脱硫反应罐44联接。
所述的一级生化处理单元5由pH调节池51、厌氧池一52、兼氧池53、好氧池一54、沉淀池55构成；脱硫单元4的出水口与一级生化处理单元5的pH调节池51的进口联接，调节池51的出口与一级生化处理单元5的水厌氧池一52池的进水口联接，厌氧池一52池的出水口与兼氧池5-3进口联接，兼氧池53出口与好氧池一54的进口联接，好氧池一54的出口与沉淀池55联接，沉淀池55的出水口与电解机的进口联接。
所述的二级生化处理单元7 由还原池71、厌氧池二72、好氧池二73、二沉池74构成；还原池71的进水口接电解机出水口，还原池71的出水口与厌氧池二72的进水口联接，厌氧池二72的出水口与好氧池二73的进水口联接，好氧池二73的出水口与二沉池74的进水口联接，二沉池74的出水口与废水深度处理单元8的进水口联接8的MBR装置81联接。
所述的脱盐再生水生产单元9是电渗析脱盐装置，电渗析脱盐装置的工作条件是操作电压压力0.5～3.0 kg/cm2，操作电压50～250V，电流强度1～3A。脱盐再生水生产单元9的进水口与废水深度处理单元8的深度处理水贮罐的出水口联接，脱盐再生水生产单元9的再生水出口现再生水贮罐91联接，脱盐再生水生产单元9的浓缩水出口与结晶罐92的进水口联接。
实施例4
参照图5，上述的煤焦油回收单元1至少由调节池11、事故池12、格栅或网筛13、贮水罐14、pH调节池15、重力分离池16、焦油收集罐17、脱焦兰炭废水收集池18、废气回收罩151和废气洗气罐152构成；兰炭废水经过废水管道、泵和三通阀与调节池11、事故池12的废水进口联接，调节池11、事故池12的出水口通过三通与格栅或筛网13进水口联接，格栅13出水口与贮水罐14的进水口联接，贮水罐14的出水口与pH调节池15进水口联接，pH调节池15的出水口与重力分离池16的进水口联接，重力分离池16的焦油出口与焦油收集罐17的进口联接；重力分离池16的出水口与脱焦兰炭废水收集池18的进水口联接，脱焦兰炭废水收集池18的出水口与酚分离回收单元2的进水口联接。上述pH调节池15顶部还设有有一个废气收集罩151和一个废气吸收罐152，以消除pH调节池15加酸产生的废气。
上述的酚分离回收单元2由萃取装置21、反萃取装置22、有机相贮罐23、粗酚贮罐24和脱酚兰炭废水收集池25构成；萃取装置21进水口与脱焦兰炭废水收集池18的出水口联接，萃取装置21有机相贮罐通过管道、计量泵和阀门与萃取装置21的溶剂罐（有机相）入口联接，萃取装置21有机相出口与反萃取装置22的进口联接，反萃取装置22的有机相出口与溶剂罐联接，反萃取装置22的无机相出口与粗酚贮罐24联接；萃取装置21无机相出口与脱酚兰炭废水收集池25的进水口联接。
所述的萃取装置21是文氏管萃取装置。
所述氨氮回收单元3由pH调节池31、氨蒸馏塔32、氨吸收塔33、脱氨兰炭废水收集池34构成；脱酚兰炭废水收集池25的出水口与氨氮回收单元3的pH调节池31进口联接，pH调节池31出口与氨蒸馏塔32进口联接，氨蒸馏塔32的氨气出口与氨吸收塔33的进口联接，氨蒸馏塔32的废水出口与脱氨兰炭废水收集池34进水口联接。
所述脱硫单元4至少由酸贮罐41、pH调节池42、硫酸亚铁贮罐43、脱硫反应罐44和硫化铁沉淀池45构成；脱氨兰炭废水收集池34出水口与pH调节池42的进水口联接，pH调节池42的出水口与脱硫反应罐44的进水口联接，脱硫反应罐44的出水口与硫化铁沉淀池45的进水口联接，硫化铁沉淀池45的出水口接一级生化单元5的进水口，脱硫反应罐55的污泥出口接污泥处理单元10的进口；酸贮罐41通过酸计量泵和管道与pH调节池42联接；硫酸亚铁贮罐43通过计量泵和管道与脱硫反应罐44联接。
所述的一级生化处理单元5由pH调节池51、厌氧池一52、兼氧池53、好氧池一54、沉淀池55构成；脱硫单元4的出水口与一级生化处理单元5的pH调节池51的进口联接，调节池51的出口与一级生化处理单元5的水厌氧池一52池的进水口联接，厌氧池一52池的出水口与兼氧池5-3进口联接，兼氧池53出口与好氧池一54的进口联接，好氧池一54的出口与沉淀池55联接，沉淀池55的出水口与电解机的进口联接。
所述的二级生化处理单元7 由还原池71、厌氧池二72、好氧池二73、二沉池74构成；还原池71的进水口接电解机出水口，还原池71的出水口与厌氧池二72的进水口联接，厌氧池二72的出水口与好氧池二73的进水口联接，好氧池二73的出水口与二沉池74的进水口联接，二沉池74的出水口与废水深度处理单元8的BAF81联接。
所述的脱盐再生水生产单元9是电容吸附去离子装置，电容吸附去离子系统的工作条件是直流电压为110V～2×106V；脱盐再生水生产单元9的进水口与废水深度处理单元8的深度处理水贮罐的出水口联接，脱盐再生水生产单元9的再生水出口现再生水贮罐91联接，脱盐再生水生产单元9的浓缩水出口与结晶罐92的进水口联接。
采用以上装置，并通过如下步骤实现兰炭废水处理再生利用及资源回收利用：
（1）粗过滤：将COD为10000mg/L、氨氮为500mg/L、总酚为1000mg/L、色度为10000倍、pH值为8的兰炭废水经过格栅进行粗过滤，除去大颗粒杂物。
（2）煤焦油的回收：将步骤（1）经过粗过滤得兰炭废水泵入沉降池中沉降36小时或泵入离心机中，分离得回收的煤焦油和脱焦油废水。
（3）酚回收：将步骤（2）煤焦油的回收所得兰炭废水加入萃取剂萃取分离得粗酚1 kg/m3和脱酚兰炭废水。
（4）氨回收：将步骤（3）煤焦油的回收所得的脱焦油废水加入碱溶液调节其pH至11，加热蒸发除去氨气，氨气经过硫酸溶液吸收生产硫酸铵和脱氨兰炭废水。
（5）脱硫：往步骤（4）脱氨氮后的兰炭废水加入硫酸亚铁，生成硫化铝或硫化铁，经分离，得硫化铁沉淀和脱硫兰炭废水，防止硫化物对生化的毒害，提高其生化效果。
（6）厌氧处理：将步骤（5）脱硫所得的脱酚兰炭废水加入碱溶液调节其pH至6～9，经过提升泵进入厌氧池，经过厌氧池中厌氧菌、兼氧菌的吸附、发酵、产甲烷共同作用，将有机酸分解成甲烷和二氧化碳，通过厌氧处理提高废水的B/C值和除去大部分COD，改善废水的可生化性；经过厌氧处理的兰炭废水的污染物指标为：COD为403mg/L，氨氮为51mg/L、总酚为11mg/L、色度为150倍。
（7）好氧处理：将步骤（6）厌氧处理后兰炭废水经过提升泵进入好氧池和中间沉淀池，且中间沉淀池的部分污泥通过回流泵回流至好氧池，通过好氧处理进一步氧化分解兰炭废水中的有机物，深度去除COD和BOD；好氧池内均匀填满大量的生物悬浮填料，为好氧微生物提供栖息、生长繁殖的场所，以便微生物在填料表面形成生物膜。在好氧池底部设有曝气充氧搅拌系统，对污水进行充氧作用，使水中的溶解氧维持在2～4 mg/L，同时利用气体上升的作用，使池内的悬浮物与水更充分接触，另外通过气体和清水反冲洗的搅动作用，可以有效的对填料表面生长的老化生物膜进行冲刷，促使生物膜的更新换代，使生物膜维持较高的活性。
所述经过好氧处理的兰炭废水的污染物指标为：COD为161.2mg/L，氨氮为27mg/L、总酚为1mg/L、色度为150倍。
（8）电解：将步骤（7）好氧处理后兰炭废水进入电解机进行电解，以脱除色度、臭，同时使废水中的难生化大分子化合物开环断链，变成可生化的小分子，进一步提高B/C值，改善后续生化处理的条件；电解机的相邻两电极间的电压为2～12V，电流密度为10～320mA/cm2；
电解机设有电源和电解槽，所述电解槽内的电极材料为石墨、钛、铁、铝、锌、铜、铅、镍、钼、铬、合金和纳米催化惰性材料中的一种。
（9）二次厌氧处理：将步骤（8）电解所得的兰炭废水经过提升泵进入二次厌氧池，经过厌氧池中厌氧菌、兼氧菌的吸附、发酵、产甲烷共同作用，将有机酸分解成甲烷和二氧化碳，通过厌氧处理提高废水的B/C值和进一步除去大部分COD，改善废水的可生化性。
（10）MBR或BAF处理
步骤（9）二次厌氧处理后的兰炭废水进入MBR处理或BAF装置，通过生物氧化降解作用对废水进行净化，进一步除去COD、SS和氨氮，得到净化废水，其COD为50 mg/L、SS为15 mg/L、氨氮为5 mg/L、色度8倍。
（11）脱盐：步骤（10）MBR或BAF处理后的废水进入脱盐装置，分离得透析水（再生水）和浓缩水，透析水进入再生水贮罐待用，浓缩水则经排水渠排放进入蒸发结晶池进行结晶处理。
（12）污泥脱水：脱硫、一级生化和二级生化产生的污泥经过排污口、排污泵和管道集中到污泥浓缩池中，经过重力浓缩后再经过脱水机脱水成含水率60%以下的泥块。
上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。
Claims (11)
1.一种兰炭废水处理再生及资源回收利用装置，其特征在于：包括煤焦油回收单元、酚分离回收单元、氨氮回收单元、脱硫单元、一级生化处理单元、电解单元、二级生化单元、废水深度处理单元、脱盐再生水生产单元和污泥处理单元共十个单元；兰炭废水经过废水管道、泵和阀门与煤焦油回收单元的进水口联接，煤焦油回收单元的兰炭废水出口与酚分离回收单元的进水口联接，酚分离回收单元的出水口与氨氮回收单元的进水口联接，氨氮回收单元的出水口与脱硫单元的进水口连接，脱硫单元的兰炭废水出口与一级生化处理单元的进水口联接，一级生化处理单元的出水口与电解单元的进水口联接，电解单元的出水口与二级生化单元的进水口联接，二级生化单元的出水口与废水深度处理单元的进水口联接，废水深度处理单元的出水口与脱盐再生水生产单元的进水口联接，脱盐再生水生产单元的再生水出口联接一再生水贮罐的进口，脱盐再生水生产单元的浓缩水出口联接一结晶罐的进口；脱硫单元、一级生化处理单元、二级生化单元的污泥出口经过污泥泵和排泥管与污泥处理单元的进口联接。
2.如权利要求1所述的一种兰炭废水处理再生及资源回收利用装置，其特征在于：所述煤焦油回收单元至少包括调节池、事故池和格栅或筛网、贮水罐、pH调节池、重力分离池、焦油收集罐、脱焦兰炭废水收集池、废气回收罩和废气洗气罐；兰炭废水经过废水管道、泵和三通阀与调节池、事故池的废水进口联接，调节池、事故池的出水口通过三通与格栅或筛网进水口联接，格栅或筛网出水口与贮水罐的进水口联接，贮水罐的出水口与pH调节池进水口联接，pH调节池出水口与重力分离池的进水口联接，重力分离池的焦油出口与焦油收集罐的进口联接；重力分离池的出水口与脱焦兰炭废水收集池的进水口联接，脱焦兰炭废水收集池的出水口与酚分离回收单元的进水口联接；所述废气回收罩位于pH调节池的顶部，废气回收罩通过管道与废气洗气罐的进口联接。
3.如权利要求1所述的一种兰炭废水处理再生及资源回收利用装置，其特征在于：所述煤焦油回收单元至少包括调节池、事故池和格栅或筛网、贮水罐、pH调节池、离心机、焦油收集罐和脱焦兰炭废水收集池；兰炭废水经过废水管道、泵和三通阀与调节池、事故池的废水进口联接，调节池、事故池的出水口通过三通与格栅或筛网进水口联接，格栅或筛网出水口与贮水罐的进水口联接，贮水罐的出水口与pH调节池进水口联接，pH调节池出水口与离心机的进水口联接，离心机的焦油出口与焦油收集罐的进口联接；离心机的出水口与脱焦兰炭废水收集池的进水口联接，脱焦兰炭废水收集池的出水口与酚分离回收单元的进水口联接。
4.如权利要求1所述的一种兰炭废水处理再生及资源回收利用装置，其特征在于：所述的酚分离回收单元由萃取装置、反萃取装置、有机相贮罐、粗酚贮罐、脱酚兰炭废水收集池构成；萃取装置进水口与脱焦兰炭废水收集池及兰炭废水透析液贮罐的出水口联接，萃取装置有机相贮罐通过管道、计量泵和阀门与萃取装置的溶剂罐入口联接，萃取装置有机相出口与反萃取装置的进口联接，反萃取装置的有机相出口与溶剂罐联接，反萃取装置的无机相出口与粗酚贮罐联接；萃取装置无机相出口与脱酚兰炭废水收集池的进水口联接。
5.如权利要求1所述的一种兰炭废水处理再生及资源回收利用装置，其特征在于：所述的酚分离回收单元由萃取装置、溶剂蒸发装置、有机相贮罐、粗酚贮罐、脱酚兰炭废水收集池构成；萃取装置进水口与脱焦兰炭废水收集池和兰炭废水透析液贮罐的出水口联接，萃取装置有机相贮罐通过管道、计量泵和阀门与萃取装置的溶剂罐入口联接，萃取装置有机相出口与溶剂蒸发装置的进口联接，溶剂蒸发装置的有机相出口与有机相贮罐联接，溶剂蒸发装置的镏余相出口与粗酚贮罐联接；萃取装置兰炭废水出口与脱酚兰炭废水收集池联接；所述的萃取装置是离心萃取装置、脉冲筛板萃取装置、振动萃取装置、文氏管萃取装置和卧式串联萃取装置的一种。
6.如权利要求1所述的一种兰炭废水处理再生及资源回收利用装置，其特征在于：所述的氨分离回收单元由pH调节池、氨蒸馏塔、氨吸收塔和脱氨兰炭废水收集池构成；脱酚兰炭废水收集池的出水口与氨分离回收单元的pH调节池进口联接，pH调节池出口与氨蒸馏塔进口联接，氨蒸馏塔的氨气出口与氨吸收塔的进口联接，氨蒸馏塔的废水出口与脱氨兰炭废水收集池进水口联接。
7.如权利要求1所述的一种兰炭废水处理再生及资源回收利用装置，其特征在于：所述脱硫单元至少由酸贮罐、pH调节池、硫酸亚铁贮罐、脱硫反应罐和硫化铁沉淀池构成；脱氨兰炭废水收集池出水口与pH调节池的进水口联接，pH调节池的出水口与脱硫反应罐的进水口联接，脱硫反应罐的出水口与硫化铁沉淀池的进水口联接，硫化铁沉淀池的出水口接一级生化单元的进水口，脱硫反应罐的污泥出口接污泥处理单元的进口；酸贮罐通过酸计量泵和管道与pH调节池联接；硫酸亚铁贮罐通过计量泵和管道与脱硫反应罐联接。
8.如权利要求1所述的一种兰炭废水处理再生及资源回收利用装置，其特征在于：所述一级生化处理单元由pH调节池、厌氧池一、兼氧池、好氧池一和沉淀池构成；脱硫单元的兰炭废水出口与pH调节池的进口联接，pH调节池的出口与厌氧池一的进水口联接，厌氧池一的出水口与兼氧池进口联接，兼氧池出口与好氧池一的进口联接，好氧池一的出口与沉淀池联接，沉淀池的出水口与电解单元的进口联接。
9.如权利要求1所述的一种兰炭废水处理再生及资源回收利用装置，其特征在于：所述的二级生化处理单元由还原池、厌氧池二、好氧池二和二沉池构成；还原池的进水口接电解单元出水口，还原池的出水口与厌氧池二的进水口联接，厌氧池二的出水口与好氧池二的进水口联接，好氧池二的出水口与二沉池的进水口联接，二沉池的出水口与废水深度处理单元的进水口联接。
10.如权利要求1所述的一种兰炭废水处理再生及资源回收利用装置，其特征在于：所述的废水深度处理单元由MBR装置或曝气生物滤池构成构成，MBR装置的膜组件选自聚偏氟乙烯中空纤维膜、聚丙烯中空纤维膜、聚砜中空纤维膜、聚醚砜、聚丙烯腈和聚氯乙烯中空纤维膜中的一种，膜孔径为0.10～0.2μm，工作压力为-1～-50kPa，工作温度为5～45℃。
11.如权利要求1所述的一种兰炭废水处理再生及资源回收利用装置，其特征在于：所述脱盐再生水生产单元是反渗透过滤脱盐装置、纳滤过滤脱盐装置、电渗析脱盐装置或电容吸附去离子装置的一种；脱盐再生水生产单元的进水口与废水深度处理单元的深度处理水贮罐的出水口联接，脱盐再生水生产单元的再生水出口与再生水贮罐联接，脱盐再生水生产单元的浓缩水出口与结晶罐的进水口联接；反渗透系统的反渗透膜组件为卷式膜组件，膜材料为有机膜中醋酸纤维膜或复合膜，膜材料的截留分子量为50～200MWCO，进压为6.0～45.0bar，出压为4.5～33.5 bar；纳滤系统中的纳滤膜组件为管式膜组件、卷式膜组件或平板膜组件的一种，工作压力为6～45bar，工作温度为20～45℃；电渗析系统的工作条件是操作电压压力0.5～3.0 kg/cm2，操作电压50～250V，电流强度1～3A；电容吸附去离子系统的工作条件是直流电压为110V～2×106V。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| EXSB | Decision made by sipo to initiate substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20150826 |