CN105645616A - 一种焦化废水联合处理系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于焦化废水领域，公开了一种焦化废水联合处理系统及方法。该系统为粉煤灰吸附池、悬液分离器和微孔过滤器联合应用系统。该系统及方法使生化处理后的焦化废水中不可降解的有机物成分大大降低，使废水的COD可以达到《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171-2012)的排放标准的要求；并且可以彻底解决焦化废水难处理、COD值不达标的难题，对保护生态环境，对焦化企业的可持续发展具有重要的现实意义；其中，微孔过滤装置及清洗方法使其过滤效果更佳，滤芯使用寿命更长，滤芯消耗量小，并且该微孔过滤装置用于焦化废水处理时不存在穿滤现象，过滤质量稳定，成本低。
Description
技术领域
本发明涉及焦化废水处理领域，特别涉及一种焦化废水联合处理系统及方法。
背景技术
焦化废水是焦化厂炼焦与副产品生产过程中产生的一种组成及其复杂的高污染工业废水，其中含有许多有毒、难降解物质。其中有机物以酚类居多，还包括多环芳香族化合物和含氮、氧、碳的杂环化合物等。无机污染物主要以氰化物、硫化物、硫氰化物为主，处理难度较大，已成为现阶段环境保护领域亟待解决的一个难题。
最近几年来，对焦化废水生化出水进行深度处理的技术研究进行了很多，发展也很快，但大多数还处于实验室研究或中试阶段，也有一部分焦化企业在对焦化废水生化出水进行了深度处理的工业化应用试验研究和探索。目前，焦化废水的处理方法有物理化学法和生物处理法两大类；其中，吸附法是一种高效的物化处理手段，通过使用各种类型的吸附剂，在焦化废水处理领域得到了广泛而有效的应用，筛选一种合适而低廉的吸附剂，是吸附法处理各种废水的关键。
本发明采用工业废渣粉煤灰为吸附剂的吸附池处理焦化废水，但是经过试验发现，粉煤灰吸附池虽然对焦化废水吸附效果良好，但是仍然存在后期废渣难处理的问题。因此，本发明采用粉煤灰吸附池与悬液分离器及微孔吸附装置联合应用的方式处理焦化废水，即可解决后期废渣难处理问题，又能很好的提高焦化废水的处理效果；经过该联合处理系统处理后的焦化废水，其中不可降解的有机物成分大大降低，使废水达到排放标准。
发明内容
为了解决现有技术中的焦化废除处理中后期废渣难处理、焦化废水处理效果不理想的问题，本发明提供了一种焦化废水联合处理系统。
为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种焦化废水联合处理系统，包括粉煤灰吸附池、悬液分离器及微孔过滤装置，粉煤灰吸附池、悬液分离器及微孔过滤装置依次相连；微孔过滤装置包括筒状壳体以及安装在筒状壳体内部的过滤管、过滤膜和开有若干个通孔的机械刮膜板；过滤管竖直安装在筒状壳体上方，过滤膜倾斜安装在过滤管的下方。
焦化废水中含有大量的油和难降解有机物，很难通过传统的生化方法将其除去，此外，不同来源的焦化废水具有类似性，但其在不同时刻成分复杂多变，属于难处理工业废水。粉煤灰吸附池可以有效的除去难降解有机物，而微孔过滤器具有除油效率高，运行费用低等特点。但是经过粉煤灰处理后的焦化废水仍然存在部分废渣，于是，本发明采用粉煤灰吸附池与悬液分离器及微孔吸附装置联合应用的方式处理焦化废水，让焦化废水先经过粉煤灰沉淀池吸附，再进入悬液分离器，最后进入微孔过滤器，悬液分离器可以将粉煤灰吸附池处理不掉的部分废渣去除，可以减小沉淀池的面积，粉煤灰沉淀池和悬液分离器的联用不但可以减轻微孔过滤器的负担，延长工作周期，减少反冲频率，而且将微孔过滤器作为粉煤灰沉淀池的补充，通常能将极其微小的物质吸附，对焦化废水中的难降解有机污染物具有去除效果，可以确保出水水质，减低成本，提高处理效果。因此，上述的三种装置的协同作用，强化了对难降解有机物的去除作用，降低了出水COD浓度，经过该联合处理系统处理后的焦化废水，其中不可降解的有机物成分大大降低，使废水达到排放标准。
作为优选，本发明采用的焦化废水联合处理系统还包括沉淀池；沉淀池分别与悬液分离器和微孔过滤装置相连。
作为优选，本发明采用的焦化废水联合处理系统还包括纳滤反渗透装置，纳滤反渗透装置与微孔过滤装置相连。
作为优选，在焦化废水联合处理系统中，微孔过滤装置还包括链式传动装置，链式传动装置与机械刮膜板相连。
作为优选，在焦化废水联合处理系统中，微孔过滤装置还包括气液反洗系统，该系统包括第一清水冲洗口、第二清水冲洗口、第一气体反冲口、第二气体反冲口、第一过滤出水口、第二过滤出水口、排渣口、压力表和放空口；排渣口与过滤膜相连，放空口位于筒状壳体的中上部，压力表位于筒状壳体的中下部，第一清水冲洗口、第一气体反冲口和第一过滤出水口位于筒状壳体的底部，第二清水冲洗口、第二气体反冲口和第二过滤出水口位于筒状壳体的顶部。
作为优选，本发明提供的微孔过滤装置的过滤管为PE微孔过滤管。
作为优选，本发明提供的微孔过滤装置中，过滤膜的倾斜角度为30-60°，过滤膜为陶瓷类粉末烧结微孔过滤膜、金属类粉末烧结微孔过滤膜或高分子类粉末烧结微孔过滤膜中的一种，过滤膜底部安装有网状钢制板材，钢质板材可以对过滤膜起到加固作用，使得过滤膜牢固地安装在微孔过滤装置内。
作为优选，本发明提供的微孔过滤装置的机械刮膜板的通孔周围覆盖有一层橡胶，保护过滤管不受机械损坏。
本发明提供了一种焦化废水联合处理方法，经过生化处理后的焦化废进入粉煤灰吸收池进行吸附处理，吸附处理后的焦化废水进入悬液分离器得到上清液和底部出水，上清液经过微孔过滤器过滤除去固体悬浮物后外排。
经过生化处理后的焦化废水进入粉煤灰吸附池中，调节PH值为5-6，废水经粉煤灰吸附剂吸附后，可以去除那降解的大分子有机物，以及一些有色物质，是废水的COD和色度大幅降低。
作为优选，悬液分离器的底部出水经过沉淀池沉淀；悬液分离器底部出水中主要为粒径较大的固体物质，经过沉淀池短时间沉淀后，泥浆(渣)可用作烧制水泥、砖，铸造工路及水坝原料，上层清液与悬液分离器顶部出水混合进入微孔过滤装置进行下一步的处理。
混合废水经过微孔过滤器除油效率高，并且可以除去水中的固体悬浮物，可以外排，作为优选，也可以进入纳滤反渗透装置进一步处理后回用。
本发明提供的焦化废水联合处理方法，当吸附处理后的焦化废水进入悬液分离器过滤清洗时，采用机械刮膜方法与气液反洗方法相结合的方式；在过滤过程中，当过滤管达到刮膜压力0.12-0.2MPa时，采用机械刮膜板进行机械刮膜，将附着在过滤管表面的滤渣刮除，而后继续过滤，当过滤管达到反洗压力0.12-0.2MPa时，启动气液反洗，反洗结束后再次进行过滤，依次循环；该微孔过滤装置及清洗方法是对微孔过滤管上的滤渣进行快速反吹，可很方便、轻松地将滤渣从过滤管管壁上卸除。
作为优选，本发明提供的焦化废水联合处理方法，所述气液反洗方法包括如下步骤：
1)气吹：将过滤管内充满水，然后用气压将水吹出；气吹压力为0.4-0.5MPa，气吹次数为6-8次，每次持续1-2秒；
2)水洗：气吹结束后用水冲洗残留在过滤管表面的滤渣，滤渣被冲洗到过滤膜上；水洗压力为0.08-0.1MPa，水洗时间为15-20秒；
3)再次气吹：对过滤膜进行气吹，将滤渣利用气吹方法脱水，而后将滤渣通过排渣口排出；气吹压力为0.2-0.3MPa，气吹时间为1-2分钟。
本发明的有益效果是：废水经过本发明提供的联合处理系统和方法处理后，生化处理后的焦化废水中不可降解的有机物成分大大降低，使废水的COD可以达到《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171-2012)的排放标准的要求；并且可以彻底解决焦化废水难处理、COD值不达标的难题，对保护生态环境，对焦化企业的可持续发展具有重要的现实意义；其中，微孔过滤装置及清洗方法使其过滤效果更佳，滤芯使用寿命更长，滤芯消耗量小，并且该微孔过滤装置用于焦化废水处理时不存在穿滤现象，过滤质量稳定，成本低。
附图说明
图1为本发明所提供的焦化废水联合处理系统的示意图；
图2为本发明提供的微孔过滤装置的结构示意图；
图3为本发明提供的机械刮膜板的结构示意图。
具体实施方式
本发明旨在提供一种焦化废水联合处理系统，通过去除废水中难以生物降解有机物，以解决现有技术中的焦化废水处理过程中后期废渣难处理、焦化废水处理效果不理想的问题。
为了使本领域技术人员能够更好的理解本发明，下面结合具体实施方式和附图对本发明作进一步的详细说明。
一种焦化废水联合处理系统，包括粉煤灰吸附池A、悬液分离器B及微孔过滤装置C，粉煤灰吸附池A、悬液分离器B及微孔过滤装置C依次相连；经过生化处理后的焦化废进入粉煤灰吸收池A进行吸附处理，吸附处理后的焦化废水进入悬液分离器B得到上清液和底部出水，上清液经过微孔过滤器C过滤后外排。
作为优选，本发明采用的焦化废水联合处理系统还包括沉淀池D；沉淀池D分别与悬液分离器B和微孔过滤装置C相连；悬液分离器B的底部出水经过沉淀池D沉淀；悬液分离器底部出水中主要为粒径较大的固体物质，经过沉淀池D短时间沉淀后，泥浆(渣)可用作烧制水泥、砖，铸造工路及水坝原料，上层清液与悬液分离器B顶部出水混合进入微孔过滤装置进行下一步的处理。
作为优选，本发明采用的焦化废水联合处理系统还包括纳滤反渗透装置E，纳滤反渗透装置E与微孔过滤装置C相连；混合废水经过微孔过滤器B除油效率高，并且可以除去水中的固体悬浮物，可以外排，作为优选，也可以进入纳滤反渗透装置E进一步处理后回用。
本发明提供的微孔过滤装置包括筒状壳体以及安装在筒状壳体内部的过滤管7、过滤膜4及开有若干个通孔的机械刮膜板8；过滤管7竖直安装在筒状壳体上方，过滤膜4倾斜安装在过滤管7的下方。
本发明提供的微孔过滤装置C还包括链式传动装置12，链式传动装置12与机械刮膜板8相连。
本发明提供的微孔过滤装置C还包括气液反洗系统，该系统包括第一清水冲洗口1、第二清水冲洗口9、第一气体反冲口2、第二气体反冲口11、第一过滤出水口3、第二过滤出水口10、排渣口5、压力表6和放空口13；排渣口5与过滤膜4相连，放空口13位于筒状壳体的中上部，压力表6位于筒状壳体的中下部，第一清水冲洗口1、第一气体反冲口2和第一过滤出水口3位于筒状壳体的底部，第二清水冲洗口9、第二气体反冲口11和第二过滤出水口10位于筒状壳体的顶部。
作为优选，本发明提供的微孔过滤装置的过滤管为PE微孔过滤管。
作为优选，本发明提供的微孔过滤装置的过滤膜的倾斜角度为30-60°，过滤膜为陶瓷类粉末烧结微孔过滤膜、金属类粉末烧结微孔过滤膜或高分子类粉末烧结微孔过滤膜中的一种，过滤膜底部安装有网状钢制板材。
作为优选，本发明提供的微孔过滤装置的机械刮膜板的通孔14周围覆盖有一层橡胶15，保护过滤管不受机械损坏。
本发明提供的微孔过滤装置在使用时，采用机械刮膜法与气液反洗法相结合的过滤清洗方式，两次相邻气液反洗过程中进行一次机械刮膜，在过滤过程中当过滤管达到刮膜压力0.18MPa时，进行机械刮膜，将附着在过滤管表面的滤渣刮除，而后继续过滤，当过滤管达到反洗压力0.18MPa时，启动气液反洗，反洗结束后再次进行过滤，依次循环。
其中，气液反洗方法包括如下步骤：
1)气吹：将过滤管内充满水，然后用气压将水吹出；气吹压力为0.48MPa，气吹次数为7次，每次持续2秒。
2)水洗：气吹结束后用水冲洗残留在过滤管表面的滤渣，滤渣被冲洗到过滤膜上；水洗压力为0.095MPa，水洗时间为16秒。
3)再次气吹：对过滤膜进行气吹，将滤渣利用气吹方法脱水，而后将滤渣通过排渣口排出；气吹压力为0.25MPa，气吹时间为1分钟。
利用本发明的提供的微孔过滤装置对固体悬浮物含量为15g/L的废水进行过滤处理，废水中固体悬浮物粒径分布情况如下表1所示：
表1：固体悬浮物粒径分布表
| 颗粒直径/μm | 粒径分布/％ | 颗粒直径/μm | 粒径分布/％ | 颗粒直径/μm | 粒径分布/％ |
| 0.1-1.0 | 11.69 | 5.0-6.0 | 3.67 | 10.0-15.0 | 12.52 |
| 1.0-2.0 | 14.31 | 6.0-7.0 | 4.09 | 15.0-20.0 | 12.93 |
| 2.0-3.0 | 6.14 | 7.0-8.0 | 4.88 | 20.0-25.0 | 5.77 |
| 3.0-4.0 | 3.41 | 8.0-9.0 | 5.69 | 25.0-30.0 | 2.31 |
| 4.0-5.0 | 3.6 | 9.0-10.0 | 5.4 | 30.0-36.0 | 3.59 |
将利用本发明的用于焦化废水处理的微孔过滤装置过滤处理后的废水利用激光粒度分析仪进行检测，结果发现过滤处理后1μm以上固体悬浮物的去除率达到100％，0.5μm以上固体悬浮物的去除率达到98％。本发明的微孔过滤装置利用本发明的过滤清洗方法清洗之后的再生率在99％以上，该微孔过滤装置用于焦化废水处理，连续运行2个月之后，处理效率仍维持在90％以上。
以上对本发明所提供的一种焦化废水联合处理系统及方法进行了详细的介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法和中心思想。应当指出，对于本技术领域的一般技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种焦化废水联合处理系统，其特征在于：该处理系统包括粉煤灰吸附池、悬液分离器及微孔过滤装置，粉煤灰吸附池、悬液分离器及微孔过滤装置依次相连；微孔过滤装置包括筒状壳体以及安装在筒状壳体内部的过滤管、过滤膜及开有若干个通孔的机械刮膜板；过滤管竖直安装在筒状壳体上方，过滤膜倾斜安装于过滤管下方。
2.如权利要求1所述的联合处理系统，其特征在于：该处理系统还包括沉淀池；沉淀池分别与悬液分离器和微孔过滤装置相连。
3.如权利要求1所述的联合处理系统，其特征在于：该处理系统还包括纳滤反渗透装置，纳滤反渗透装置与微孔过滤装置相连。
4.如权利要求1所述的联合处理系统，其特征在于：微孔过滤装置还包括链式传动装置，链式传动装置与机械刮膜板相连。
5.如权利要求1所述的联合处理系统，其特征在于：微孔过滤装置还包括气液反洗系统，该系统包括第一清水冲洗口、第二清水冲洗口、第一气体反冲口、第二气体反冲口、第一过滤出水口、第二过滤出水口、排渣口、压力表和放空口；排渣口与过滤膜相连，放空口位于筒状壳体的中上部，压力表位于筒状壳体的中下部，第一清水冲洗口、第一气体反冲口和第一过滤出水口位于筒状壳体的底部，第二清水冲洗口、第二气体反冲口和第二过滤出水口位于筒状壳体的顶部。
6.如权利要求1所述的联合处理系统，其特征在于：过滤管为PE微孔过滤管；过滤膜的倾斜角度为30-60°，过滤膜为陶瓷类粉末烧结微孔过滤膜、金属类粉末烧结微孔过滤膜或高分子类粉末烧结微孔过滤膜中的一种，过滤膜底部安装有网状钢制板材；机械刮膜板的通孔周围覆盖有一层橡胶。
7.一种焦化废水联合处理方法，其特征在于：经过生化处理后的焦化废水进入粉煤灰吸收池进行吸附处理，吸附处理后的焦化废水进入悬液分离器得到上清液和底部出水，上清液经过微孔过滤器过滤后外排。
8.如权利要求7所述的联合处理方法，其特征在于：上清液经过微孔过滤器之后还可进入纳滤反渗透装置处理后回用；悬液分离器的底部出水经过沉淀池沉淀。
9.如权利要求7所述的联合处理方法，其特征在于：当吸附处理后的焦化废水进入悬液分离器过滤清洗时，采用机械刮膜方法与气液反洗方法相结合的方式；在过滤过程中，当过滤管达到刮膜压力0.12-0.2MPa时，采用机械刮膜板进行机械刮膜，将附着在过滤管表面的滤渣刮除，而后继续过滤，当过滤管达到反洗压力0.12-0.2MPa时，启动气液反洗，反洗结束后再次进行过滤，依次循环。
10.如权利要求9所述的联合处理方法，其特征在于：所述气液反洗方法包括如下步骤：
1)气吹：将过滤管内充满水，然后用气压将水吹出；
2)水洗：气吹结束后用水冲洗残留在过滤管表面的滤渣，滤渣被冲洗到过滤膜上；
3)再次气吹：对过滤膜进行气吹，将滤渣利用气吹方法脱水，而后将滤渣通过排渣口排出。
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