CN105712587A - 一种煤化工废水处理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种煤化工废水处理系统,在处理流程上依次包括以下装置:油水分离气浮处理装置,萃取装置,生物反应器,纳米微气臭氧处理装置,反渗透装置,以及后续处理装置。本发明的煤化工废水处理系统,可以实现对煤化工废水的净化处理,在得到各种产物的同时,经过处理的废水还可以用来工业使用。该煤化工废水处理系统具有良好的经济价值和市场前景,应用本发明的煤化工废水处理系统处理每吨煤化工废水花费在30元左右;而废水处理得到的产物中石油类、苯类物质、酚类物质等产物价值60元,可再利用的经过处理的净水价值10元。

Description

一种煤化工废水处理系统
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域,特别涉及一种煤化工废水处理系统。
背景技术
传统的煤化工是以低技术含量和低附加值产品为主导的高能耗、高排放、高污染、低效益、即“三高一低”行业,这种对资源过度消耗、严重污染环境、粗放的不可持续的发展方式己难以为继。为此,必需适时加速转变煤化工的发展方式,着力推进现代煤化工的发展。
煤化工企业排放废水以高浓度煤气洗涤废水为主,含有大量酚、氰、油、氨氮等有毒、有害物质。综合废水中CODcr一般在50000mg/L左右、氨氮在4000mg/L,废水所含有机污染物包括酚类、多环芳香族化合物及含氮、氧、硫的杂环化合物等,是一种典型的含有难降解的有机化合物的工业废水。废水中的易降解有机物主要是酚类化合物和苯类化合物;砒咯、萘、呋喃、眯唑类属于可降解类有机物;难降解的有机物主要有砒啶、咔唑、联苯、三联苯等。
目前国内煤化工废水处理方法主要采用生化法,生化法对废水中的苯酚类及苯类物质有较好的去除作用,但对喹啉类、吲哚类、吡啶类、咔唑类等一些难降解有机物处理效果较差,使得煤化工行业外排水CODcr难以达到一级标准。
同时煤化工废水经生化处理后又存在色度和浊度很高的特点(因含各种生色团和助色团的有机物,如3-甲基-1,3,6庚三烯、5-降冰片烯-2-羧酸、2-氯-2-降冰片烯、2-羟基-苯并呋喃、苯酚、1-甲磺酰基-4-甲基苯、3-甲基苯并噻吩、萘-1,8-二胺等)。
另外,目前煤化工废水的处理成本很高。处理煤化工废水时,需要掺生活用水后再进行处理,处理每吨煤化工废水的花费大概在40元左右。
发明内容
本发明要解决现有技术中的技术问题,提供一种煤化工废水处理系统。
为了解决上述技术问题,本发明的技术方案具体如下:
一种煤化工废水处理系统,在处理流程上依次包括以下装置:
油水分离气浮处理装置,萃取装置,生物反应器,纳米微气臭氧处理装置,反渗透装置,以及后续处理装置;
所述油水分离气浮处理装置用来分离煤化工废水中的油类物质,其包括:
第一循环水箱,其用来承装待处理煤化工废水;
第一水泵,其通过第一进水管与所述第一循环水箱的下端的第一喷头相连;
导油槽,其设置在所述第一循环水箱的外部,用来将所述第一循环水箱顶部溢出的油类物质导入与所述第一水泵相连的第一循环水管;所述第一循环水管上设有用来进入空气的第一进气口和用来添加净水的第一进水口;
由所述第一喷头溢出的气泡可带动待处理含油废水中的油类物质上浮,溢出后经导油槽进入所述第一循环水管;添加了空气和净水以后,所述第一水泵将水和空气通过所述第一进水管输送至所述第一循环水箱的下端的第一喷头进行循环;
所述萃取装置用来萃取煤化工废水中的苯类和酚类物质,所述萃取装置中采用的萃取剂包括:
50~80份的煤油,10~50份的磷酸三丁酯,5~20份的癸二酸二辛酯,以及10~40份的N503萃取剂(N,N-二(1-甲基庚基)己酰胺);
所述生物反应器用来对煤化工废水中的有机污染物进行分解,所述生物反应器内设有功能菌,功能菌的浓度为102亿~108亿个每毫升;
所述纳米微气臭氧处理装置用来对煤化工废水进行脱色,其包括:
第二循环水箱,其用来承装待处理废水;
第二水泵,其通过第二进水管与所述第二循环水箱的下端的第二喷头相连;
水槽,其设置在所述第二循环水箱的外部,用来将所述第二循环水箱顶部溢出的水导入与所述第二水泵相连的第二循环水管;所述第二循环水管上设有用来进入臭氧的第二进气口和用来添加净水的第二进水口;
由所述第二喷头溢出的气泡可氧化待处理废水中的有色物质;添加了臭氧和净水以后,所述第二水泵将水和臭氧通过所述第二进水管输送至所述第二循环水箱的下端的第二喷头进行循环;
所述反渗透装置用来对废水进行处理,得到浓盐和浓氨氮的废水以及净水;
所述后续处理装置用来对所述反渗透装置得到的浓盐和浓氨氮的废水进行处理,分别得到盐类物质和浓氨水。
在上述技术方案中,所述导油槽的上端设有沿着所述导油槽上下移动的第一竖推板。
在上述技术方案中,所述第一循环水箱的上端设有可将顶部溢出的油类物质推入所述导油槽的水平往复移动的第一横推板。
在上述技术方案中,所述水槽的上端设有沿着所述水槽上下移动的第二竖推板。
在上述技术方案中,所述第二循环水箱的上端设有可将顶部溢出的水推入所述水槽的水平往复移动的第二横推板。
在上述技术方案中,所述萃取装置中采用的萃取剂包括:65份的煤油,30份的磷酸三丁酯,13份的癸二酸二辛酯,以及25份的N503萃取剂。
在上述技术方案中,所述萃取装置中采用的萃取剂包括:68份的煤油,25份的磷酸三丁酯,15份的癸二酸二辛酯,以及28份的N503萃取剂。
在上述技术方案中,所述生物反应器内设有塑料材料的固菌块,其包括长度为3~60cm,宽度为3~120cm,高度为3~60cm的长方本体;所述长方本体内设有多个贯穿的水道;每个所述水道上设有多个适于生物体生长的接触面;每个所述水道上设有多个用来支撑水道的支撑条;所述接触面通过支撑柱与所述支撑条连接;所述支撑柱可支撑所述接触面。
在上述技术方案中,所述水道孔径的大小为0.5~20cm;所述接触面的宽度为0.5~20cm。
本发明具有以下的有益效果:
本发明的煤化工废水处理系统,可以实现对煤化工废水的净化处理,在得到各种产物的同时,经过处理的废水还可以用来工业使用。该煤化工废水处理系统具有良好的经济价值和市场前景,应用本发明的煤化工废水处理系统处理每吨煤化工废水花费在30元左右;而废水处理得到的产物中石油类、苯类物质、酚类物质等产物价值60元,可再利用的经过处理的净水价值10元。
本发明的煤化工废水处理系统,处理过程可以实现自动控制,适合于工业化实施。
本发明的煤化工废水处理系统,在回收盐类物质和氨氮物质时,相较现有技术中的回收方法可以节省大量的热能,从而避免的煤、电等资源的浪费或过度使用。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1为本发明的煤化工废水处理系统的装置结构示意图。
图2为图1所示的煤化工废水处理系统中的油水分离气浮处理装置的结构示意图。
图3为图1所示的煤化工废水处理系统中的纳米微气臭氧处理装置的结构示意图。
图中的附图标记表示为:
1-油水分离气浮处理装置;2-萃取装置;3-生物反应器;4-纳米微气臭氧处理装置;5-反渗透装置;6-后续处理装置;
11-第一循环水箱;12-导油槽;13-第一喷头;14-第一进水阀;15-第一排水口;16-第一水泵;17-第一进水管;18-第一循环水管;19-第一进气口;110-第一进水口;121-第一竖推板;122-第一横推板;
41-第二循环水箱;42-水槽;43-第二喷头;44-第二进水阀;45-第二排水口;46-第二水泵;47-第二进水管;48-第二循环水管;49-第二进气口;410-第二进水口;421-第二竖推板;422-第二横推板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做以详细说明。
实施例1
一种煤化工废水处理系统,在处理流程上依次包括:油水分离气浮处理装置1,萃取装置2,生物反应器3,纳米微气臭氧处理装置4,反渗透装置5,以及后续处理装置6;其中:
所述油水分离气浮处理装置1用来分离煤化工废水中的油类物质,其包括:
第一循环水箱11,其用来承装待处理煤化工废水;
第一水泵16,其通过第一进水管17与所述第一循环水箱11的下端的第一喷头13相连;
导油槽12,其设置在所述第一循环水箱11的外部,用来将所述第一循环水箱11顶部溢出的油类物质导入与所述第一水泵16相连的第一循环水管18;所述第一循环水管18上设有用来进入空气的第一进气口19和用来添加净水的第一进水口110;
由所述第一喷头13溢出的气泡可带动待处理含油废水中的油类物质上浮,溢出后经导油槽12进入所述第一循环水管18;添加了空气和净水以后,所述第一水泵16将水和空气通过所述第一进水管17输送至所述第一循环水箱11的下端的第一喷头13进行循环;
所述导油槽12的上端设有沿着所述导油槽12上下移动的第一竖推板121。所述第一循环水箱11的上端设有可将顶部溢出的油类物质推入所述导油槽22的水平往复移动的第一横推板122。
所述油水分离气浮处理装置的工作过程为:
向第一循环水箱11内添加200L的煤化工废水,即原水;
通过第一进气口19和第一进水口110向第一循环水管18内通入空气和净水,然后通过第一水泵16将水和空气输送至第一循环水箱11下端的第一喷头13;
大量的微小气泡由第一喷头13喷出并上浮,带动原水中的油类物质上浮至第一循环水箱11的上端;
随着第一竖推板121和第一横推板122的往复运动,被气泡带上来的油类物质就被推入了导油槽12,并经导油槽12进入第一循环水管18;
不断向第一循环水管18中添加空气和净水,实现油水分离气浮处理装置的循环工作;
一小时以后,第一循环水箱11内的上部为油类物质,下部为经过油水分离净化的废水,这时可以通过排水口5排出经过油水分离处理的煤化工废水至萃取装置2中进行萃取处理;
再次向第一循环水箱11添加煤化工废水开始新的油水分离过程。
所述萃取装置2用来萃取煤化工废水中的苯类和酚类物质,所述萃取装置2中采用的萃取剂包括:65份的煤油,30份的磷酸三丁酯,13份的癸二酸二辛酯,以及25份的N503萃取剂(N,N-二(1-甲基庚基)己酰胺)。萃取前后,煤化工废水中苯类和酚类物质可由5500mg/L降至5mg/L。萃取过程中,萃取剂需要进行循环利用,尽可能做到节能环保。
所述生物反应器3用来对煤化工废水中的有机污染物进行分解,所述生物反应器3内设有功能菌,功能菌的浓度为102亿~108亿个每毫升;所述生物反应器3内设有塑料材料的固菌块,其包括长度为3cm,宽度为3cm,高度为3cm的长方本体;所述长方本体内设有2个贯穿的水道;每个所述水道上设有3个适于生物体生长的接触面;每个所述水道上设有2个用来支撑水道的支撑条;所述接触面通过支撑柱与所述支撑条连接;所述支撑柱可支撑所述接触面。所述水道孔径的大小为0.5cm;所述接触面的宽度为0.5cm。
所述纳米微气臭氧处理装置4用来对煤化工废水进行脱色,其包括:
第二循环水箱41,其用来承装待处理废水;
第二水泵46,其通过第二进水管47与所述第二循环水箱41的下端的第二喷头43相连;
水槽42,其设置在所述第二循环水箱41的外部,用来将所述第二循环水箱41顶部溢出的水导入与所述第二水泵46相连的第二循环水管48;所述第二循环水管48上设有用来进入臭氧的第二进气口49和用来添加净水的第二进水口410;
由所述第二喷头43溢出的气泡可氧化待处理废水中的有色物质;添加了臭氧和净水以后,所述第二水泵46将水和臭氧通过所述第二进水管47输送至所述第二循环水箱41的下端的第二喷头43进行循环;
所述水槽42的上端设有沿着所述水槽42上下移动的第二竖推板421。所述第二循环水箱41的上端设有可将顶部溢出的水推入所述水槽42的水平往复移动的第二横推板422。
所述纳米微气臭氧处理装置的工作过程为:
向第二循环水箱41内添加废水;
通过第二进气口49和第二进水口410向第二循环水管48内通入臭氧和净水,然后通过第二水泵46将水和臭氧输送至第二循环水箱41下端的第二喷头43;
大量的微小气泡由第二喷头43喷出并上浮,上浮过程中将废水中的有色物质氧化;
随着第二竖推板421和第二横推板422的往复运动,第二循环水箱41的上端的水被推入了水槽42,并经水槽42进入第二循环水管48;
不断向第二循环水管48中添加臭氧和净水,实现臭氧处理的循环工作;
一小时以后,第二循环水箱41内的有色物质都被氧化,氧化率超过99%,原水被净化为净水,这时可以通过第二排水口45排出净水;
再次向第二循环水箱41添加含酚废水开始新的处理过程。
所述纳米微气臭氧处理装置中臭氧的添加是通过臭氧发生器产生臭氧,然后再将其通入第二循环水管48的,这里不再赘述。
所述反渗透装置5用来对废水进行处理,得到浓盐和浓氨氮的废水以及净水;其中,得到的浓盐和浓氨氮的废水与净水的体积比为1:9。每吨煤化工废水经过处理后可得到的净水大约价值10元。
所述后续处理装置6用来对所述反渗透装置5得到的浓盐和浓氨氮的废水进行处理,分别得到盐类物质和浓氨水。首先对浓盐和浓氨氮的废水进行加热处理,然后对蒸汽进行冷凝。冷凝过程中不断得到浓氨水。废水中的氨氮蒸发掉以后,从剩下的部分物质即可得到盐类物质。废水处理得到的产物合计大约价值60元。
本发明的煤化工废水处理系统,可以实现对煤化工废水的净化处理,在得到各种产物的同时,经过处理的废水还可以用来工业使用。该煤化工废水处理系统具有良好的经济价值和市场前景,应用本发明的煤化工废水处理系统处理每吨煤化工废水花费在30元左右;而废水处理得到的产物中石油类、苯类物质、酚类物质等产物价值60元,可再利用的经过处理的净水价值10元。
本发明的煤化工废水处理系统,处理过程可以实现自动控制,适合于工业化实施。
本发明的煤化工废水处理系统,在回收盐类物质和氨氮物质时,相较现有技术中的回收方法可以节省大量的热能,从而避免的煤、电等资源的浪费或过度使用。
实施例2
本实施例与实施例1的不同之处在于:所述萃取装置中采用的萃取剂包括:68份的煤油,25份的磷酸三丁酯,15份的癸二酸二辛酯,以及28份的N503萃取剂。
所述固菌块包括长度为60cm,宽度为120cm,高度为60cm的长方本体;所述长方本体内设有20个贯穿的水道;每个所述水道上设有30个适于生物体生长的接触面;每个所述水道上设有6个用来支撑水道的支撑条。所述水道孔径的大小为20cm;所述接触面的宽度为20cm。
实施例3
本实施例与实施例1的不同之处在于:所述萃取装置中采用的萃取剂包括:50份的煤油,10份的磷酸三丁酯,5份的癸二酸二辛酯,以及10份的N503萃取剂。
所述固菌块包括长度为30cm,宽度为60cm,高度为30cm的长方本体;所述长方本体内设有10个贯穿的水道;每个所述水道上设有10个适于生物体生长的接触面;每个所述水道上设有3个用来支撑水道的支撑条。所述水道孔径的大小为10cm;所述接触面的宽度为10cm。
在其他具体实施方式中,生物反应器中设置的用来供生物体生长的固菌块,也可以采用其他结构和材料的固菌块,只要可以满足浓度为102亿~108亿个每毫升的功能菌生长即可,这里不再赘述。
显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种煤化工废水处理系统,其特征在于,在处理流程上依次包括以下装置:
油水分离气浮处理装置(1),萃取装置(2),生物反应器(3),纳米微气臭氧处理装置(4),反渗透装置(5),以及后续处理装置(6);
所述油水分离气浮处理装置(1)用来分离煤化工废水中的油类物质,其包括:
第一循环水箱(11),其用来承装待处理煤化工废水;
第一水泵(16),其通过第一进水管(17)与所述第一循环水箱(11)的下端的第一喷头(13)相连;
导油槽(12),其设置在所述第一循环水箱(11)的外部,用来将所述第一循环水箱(11)顶部溢出的油类物质导入与所述第一水泵(16)相连的第一循环水管(18);所述第一循环水管(18)上设有用来进入空气的第一进气口(19)和用来添加净水的第一进水口(110);
由所述第一喷头(13)溢出的气泡可带动待处理含油废水中的油类物质上浮,溢出后经导油槽(12)进入所述第一循环水管(18);添加了空气和净水以后,所述第一水泵(16)将水和空气通过所述第一进水管(17)输送至所述第一循环水箱(11)的下端的第一喷头(13)进行循环;
所述萃取装置(2)用来萃取煤化工废水中的苯类和酚类物质,所述萃取装置(2)中采用的萃取剂包括:
50~80份的煤油,10~50份的磷酸三丁酯,5~20份的癸二酸二辛酯,以及10~40份的N503萃取剂;
所述生物反应器(3)用来对煤化工废水中的有机污染物进行分解,所述生物反应器(3)内设有肺炎克雷伯氏菌,肺炎克雷伯氏菌的浓度为102亿~108亿个每毫升;
所述纳米微气臭氧处理装置(4)用来对煤化工废水进行脱色,其包括:
第二循环水箱(41),其用来承装待处理废水;
第二水泵(46),其通过第二进水管(47)与所述第二循环水箱(41)的下端的第二喷头(43)相连;
水槽(42),其设置在所述第二循环水箱(41)的外部,用来将所述第二循环水箱(41)顶部溢出的水导入与所述第二水泵(46)相连的第二循环水管(48);所述第二循环水管(48)上设有用来进入臭氧的第二进气口(49)和用来添加净水的第二进水口(410);
由所述第二喷头(43)溢出的气泡可氧化待处理废水中的有色物质;添加了臭氧和净水以后,所述第二水泵(46)将水和臭氧通过所述第二进水管(47)输送至所述第二循环水箱(41)的下端的第二喷头(43)进行循环;
所述反渗透装置(5)用来对废水进行处理,得到浓盐和浓氨氮的废水以及净水;
所述后续处理装置(6)用来对所述反渗透装置(5)得到的浓盐和浓氨氮的废水进行处理,分别得到盐类物质和浓氨水。
2.根据权利要求1所述的煤化工废水处理系统,其特征在于,所述导油槽(12)的上端设有沿着所述导油槽(12)上下移动的第一竖推板(121)。
3.根据权利要求1所述的煤化工废水处理系统,其特征在于,所述第一循环水箱(21)的上端设有可将顶部溢出的油类物质推入所述导油槽(22)的水平往复移动的第一横推板(122)。
4.根据权利要求1所述的煤化工废水处理系统,其特征在于,所述水槽(42)的上端设有沿着所述水槽(42)上下移动的第二竖推板(421)。
5.根据权利要求1所述的煤化工废水处理系统,其特征在于,所述第二循环水箱(41)的上端设有可将顶部溢出的水推入所述水槽(42)的水平往复移动的第二横推板(422)。
6.根据权利要求1所述的煤化工废水处理系统,其特征在于,所述萃取装置(2)中采用的萃取剂包括:65份的煤油,30份的磷酸三丁酯,13份的癸二酸二辛酯,以及25份的N503萃取剂。
7.根据权利要求1所述的煤化工废水处理系统,其特征在于,所述萃取装置(2)中采用的萃取剂包括:68份的煤油,25份的磷酸三丁酯,15份的癸二酸二辛酯,以及28份的N503萃取剂。
8.根据权利要求1所述的煤化工废水处理系统,其特征在于,所述生物反应器(3)内设有塑料材料的固菌块,其包括长度为3~60cm,宽度为3~120cm,高度为3~60cm的长方本体;所述长方本体内设有多个贯穿的水道;每个所述水道上设有多个适于生物体生长的接触面;每个所述水道上设有多个用来支撑水道的支撑条;所述接触面通过支撑柱与所述支撑条连接;所述支撑柱可支撑所述接触面。
9.根据权利要求8所述的煤化工废水处理系统,其特征在于,所述水道孔径的大小为0.5~20cm;所述接触面的宽度为0.5~20cm。
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