CN106745397B - 一种煤化工废水中油类污染物高效去除装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种煤化工废水中油类污染物高效去除装置及方法，该装置包括煤化工废水中悬浮状油高效去除罐和煤化工废水中乳化油的高效分离罐，煤化工废水中悬浮状油高效去除罐的处理水排放口与煤化工废水中乳化油的高效分离罐的处理水进水口通过管道连通。本发明的装置可高效去除悬浮状油类，对乳化油也有良好的去除能力。悬浮状油高效去除罐集合破乳和乳化油去除在一个反应器内实现，解决了传统的处理技术破乳与乳化油去除需要两种或者两种以上的方法同时使用才可以去除的缺点。且乳化油的高效分离罐中无复杂的内部结构，三级过滤机构每级过滤区均采用亲油性的滤料，且滤料粒径依次减小，对废水中油类污染物的去除率高。

Description

一种煤化工废水中油类污染物高效去除装置及方法
技术领域
本发明属于煤化工废水处理领域，涉及煤化工废水中油类污染物，具体涉及一种煤化工废水中油类污染物高效去除装置及方法。
背景技术
目前煤化工的发展主要有煤炭焦化、煤气化和煤液化3条产业链，煤化工废水也据此分为3大类，煤化工废水水质复杂，难降解有机物及氨氮含量高，这样给废水处理带来很大难度，而煤化工废水中的油类污染物特别是乳化油类难于从废水中去除，且对后续的处理工艺有一定的影响，因此煤化工废水中油类污染物分离去除是科研人员研究的一个重点。
悬浮状油特别是粒径较小的悬浮状油，因其粒径较小，不能通过密度差而全部悬浮于水面之上，因此用普通的重力除油方式已经不能满足对悬浮状油去除的需要。乳化含油废水是兰炭工业排放的一种较难处理的含油废水。因其中含有表面活性剂使油成为乳化液,油滴粒径极微小，在动力学上具有较强的稳定性，通常较难处理。目前常使用的乳化油废水除油方法有多种(如隔油、离心、破乳、浮选、电解等),但这些方法都有其局限性,实际应用中通常是二三种方法联合使用,如盐析—气浮—吸附、破乳—混凝—气浮、隔油—微絮凝等，但这些工艺不能满足排放标准的要求。通常物化处理出水还需进行后续处理,如吸附、膜分离、纳滤等手段。这样的工艺技术存在处理工艺繁琐复杂，效率低，设备占地面积大，基建费用高，对废水中乳化油去除率低等的缺点。
综上所述，如何在工艺简单易行，去除效率高、占地面积小、基建费用低的条件下，解决煤化工废水中油类污染物的去除问题，是本领域技术人员研究的重点之一。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于，提供一种煤化工废水中油类污染物高效去除装置，解决煤化工废水中悬浮状油和乳化油的去除效率低，难以去除的技术问题。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现：
一种煤化工废水中油类污染物高效去除装置，该装置包括煤化工废水中悬浮状油高效去除罐和煤化工废水中乳化油的高效分离罐，煤化工废水中悬浮状油高效去除罐的处理水排放口与煤化工废水中乳化油的高效分离罐的处理水进水口通过管道连通。
本申请还保护一种煤化工废水中悬浮状油高效去除罐。
本申请还保护一种煤化工废水中乳化油的高效分离罐。
具体的，所述的煤化工废水中悬浮状油高效去除罐包括第一罐体，第一罐体顶部安装有顶盖，第一罐体底部安装有底封板，底封板和顶盖之间的第一罐体内部从底部到顶部依次设置有进水室、布水室、滤料室、去油沉降室和内循环反冲洗集水室；
所述的第一罐体内还安装有与内循环反冲洗集水室相配合的内循环反冲洗机构；
所述的进水室内设置有废水布水管，废水布水管与设置在进水室外壁的废水进水口连通；进水室顶部通过第一滤头安装板与布水室隔离开；
所述的布水室通过均匀安装在第一滤头安装板上的多个第一滤头与进水室连通，废水通过第一滤头进入布水室中，布水室顶部安装有多孔滤料支撑板，废水通过多孔滤料支撑板进入滤料室；
所述的滤料室内放置有滤料，滤料室的外壁上设置有滤料进口和滤料出口，滤料室的顶部安装有凸盖，凸盖将滤料室与去油沉降室隔离开，所述的凸盖底部开放，凸盖开放的底部外侧设置有与第一罐体内壁密封相连的环形底沿，凸盖的外径小于第一罐体的内径，凸盖顶部设置有与去油沉降室连通的第一滤网；
所述的去油沉降室为凸盖和顶盖之间的部分，去油沉降室上部的侧壁上设置有浮油排放口，去油沉降室中部的侧壁上设置有处理水排放口，去油沉降室底部的侧壁上设置有排砂阀门；
所述的内循环反冲洗集水室安装在去油沉降室内，内循环反冲洗集水室的底端固定在凸盖上，内循环反冲洗集水室的顶端固定在顶盖上；所述的内循环反冲洗集水室为封闭的腔体，内循环反冲洗集水室的底面向内凹陷形成一个底端开放的溢流腔，溢流腔与滤料室连通，溢流腔顶部的内循环反冲洗集水室上设置有第二滤网；内循环反冲洗集水室底部与设置在第一罐体外壁上的反冲洗排水口连通；
所述的内循环反冲洗机构包括安装在布水室侧壁上的反冲洗进水口，反冲洗进水口与反冲洗管的一端连通，反冲洗管的另一端安装在多孔滤料支撑板上与滤料室连通，滤料室内通过支撑杆沿着轴向安装有提升管，提升管的底端与反冲洗管安装在多孔滤料支撑板上的端部同轴正对设置，提升管的底端与反冲洗管的端部之间形成滤料吸入通道，提升管的顶端伸入溢流腔内，提升管的顶端与溢流腔之间形成滤料溢出通道。
具体的，所述的煤化工废水中乳化油的高效分离罐包括第二罐体，第二罐体内部从底部到顶部依次设置有管道室、进水布水室、过滤室和排气室；
所述的管道室与进水布水室之间通过底部隔板隔开，管道室内设置有反冲洗水干管，反冲洗水干管与安装在管道室外壁的反冲洗进水口相连通，反冲洗水干管上设置有穿过底部隔板伸入进水布水室中的反冲洗水支管，反冲洗水支管上设置有电磁阀；
所述的管道室内还设置有反冲洗气干管，反冲洗气干管与安装在管道室外壁的反冲洗进气口相连通，反冲洗气干管上设置有穿过底部隔板伸入进水布水室中的反冲洗气支管，反冲洗气支管上设置有电磁阀；
所述的进水布水室与过滤室之间通过第二滤头安装板隔开，所述的进水布水室内分为相互独立的一级进水布水室、二级进水布水室和三级进水布水室，三级进水布水室位于进水布水室的中间位置，三级进水布水室和第二罐体内壁之间形成环状空腔，环状空腔内通过一对进水布水室隔板将环状空腔分割为一对对称的一级进水布水室和二级进水布水室，一级进水布水室内安装有处理水多孔布水管，处理水多孔布水管与设置在一级进水布水室外壁的处理水进水口相连通；一级进水布水室、二级进水布水室和三级进水布水室中分别安装有与反冲洗水支管相连的反冲洗多孔布水管，一级进水布水室、二级进水布水室和三级进水布水室中分别安装有与反冲洗气支管相连的反冲洗多孔布气管；所述的一级进水布水室、二级进水布水室和三级进水布水室顶部的第二滤头安装板上分别安装有多个第二滤头；
所述的过滤室与排气室之间通过过滤室顶盖隔开，过滤室分为一级过滤室、二级过滤室和三级过滤室，一级过滤室、二级过滤室和三级过滤室中分别放置有滤料；三级过滤室位于过滤室的中间位置，三级过滤室和第二罐体内壁之间形成环状空腔，环状空腔内通过一对过滤室隔板将环状空腔分割为一对对称的一级过滤室和二级过滤室，过滤室隔板的底端封闭，过滤室隔板的顶端开放，使得过滤室隔板能够隔离开一级过滤室和二级过滤室内的滤料，但水能够从过滤室隔板顶端流通，三级过滤室的靠近底部的外壁上设置有通过过滤罩保护的进水阀门，进水阀门控制二级过滤室和三级过滤室的连通；
所述的一级过滤室与一级进水布水室对应并通过第二滤头连通，待处理水通过第二滤头进入一级过滤室；二级过滤室与二级进水布水室对应并通过第二滤头连通，三级过滤室与三级进水布水室对应并通过第二滤头连通；一级过滤室的外壁上连接有一级滤料进口和一级滤料出口，二级过滤室的外壁上连接有二级滤料进口和二级滤料出口，三级过滤室的外壁上连接有伸出第二罐体外壁的三级滤料进口和三级滤料出口；一级过滤室的外壁上安装有一级反冲洗水出口，二级过滤室的外壁上安装有二级反冲洗水出口；二级过滤室和三级过滤室顶部的过滤室顶盖上均设置有排气阀，三级过滤室上部与设置在第二罐体外壁上的排水口和三级反冲洗水出口相连通；
所述的排气室顶部与排气管相连通。
本发明还具有如下区别技术特征：
进一步的，所述的多孔滤料支撑板为倒锥台状，多孔滤料支撑板收缩的端面靠近第一滤头安装板。
进一步的，所述的提升管的外壁上还设置有滤料导流板，所述的滤料导流板的顶面为向下倾斜的伞状，用于导流分散从提升管顶端溢流出的滤料。
进一步的，所述的进水室内还设置有整体反冲洗布水管，整体反冲洗布水管与设置在进水室外壁的整体反冲洗水进水口连通；所述的去油沉降室的侧壁上还设置有整体反冲洗水排水口。
进一步的，所述的滤料室内还安装有搅拌桨，搅拌桨通过安装在顶盖顶面上的电机带动。
进一步的，所述的一级反冲洗水出口和二级反冲洗水出口的高度均低于过滤室隔板的顶部高度。
更进一步的，所述的一级反冲洗水出口和二级反冲洗水出口为合并在一起的一个出水口，通过出水口内的隔板隔开，出水口内的隔板与过滤室隔板相连。
进一步的，所述的三级过滤室的顶部高于一级过滤室和二级过滤室的顶部。
进一步的，所述的第一罐体底部设置有底座；所述的第二罐体底部设置有支座。
进一步的，所述的第一滤头为短柄滤头；所述的第二滤头为长柄滤头。
进一步的，所述的进水室和布水室通过法兰实现可拆卸式连接；所述的进水布水室和过滤室之间通过法兰实现可拆卸式连接。
一种煤化工废水中油类污染物高效去除方法，该方法采用如上所述的煤化工废水中油类污染物高效去除装置。
本发明与现有技术相比，具有如下技术效果：
(Ⅰ)本发明的装置可高效去除悬浮状油类，对乳化油也有良好的去除能力。悬浮状油高效去除罐集合破乳和乳化油去除在一个反应器内实现，解决了传统的处理技术破乳与乳化油去除需要两种或者两种以上的方法同时使用才可以去除的缺点。且乳化油的高效分离罐中无复杂的内部结构，三级过滤机构每级过滤区均采用亲油性的滤料，且滤料粒径依次减小，对废水中油类污染物的去除率高。煤化工废水中的油类污染物经联合装置的联合去除，使得煤化工废水中油类污染物去除率极高。联合去除率可达95％以上，可以实现煤化工废水中油类污染物的达标排放。联合设备简单易行。罐体体积大大减小，建设费用大大减小。
(Ⅱ)悬浮状油高效去除罐，对悬浮状油去除率高，可同步去除固体颗粒性污染物，装置简单，生产方便，占地面积小，基建费用低。去油沉降室可同时分离油类，废水和砂砾等固体颗粒。对砂砾等固体颗粒也有较高的去除率。
(Ⅲ)悬浮状油高效去除罐，通过内循环反冲洗机构实现不停机反冲洗，可与废水处理同步进行，使去除效率大大增加。还具有整体反冲洗进行停机反冲洗，两种反冲洗方式结合，反冲洗效果好，同时两台搅拌机在反冲洗时开启，大大增加了反冲洗效果。
(Ⅳ)乳化油的高效分离罐采用三级过滤的方式，每级均采用亲油性的均质滤料过滤，且每级过滤滤料粒径不同，从一级过滤区到三级过滤区，罐体中的滤料粒径依次减小，可以更加高效的去除煤化工废水中的乳化油和颗粒性污染物，且经三级过滤过滤之后的滤过水水质好。
(Ⅴ)乳化油的高效分离罐采用圆柱形的罐体设计，一二级过滤区在罐体的两侧，一二级过滤之间采用隔板隔开，三级过滤区处于罐体的中间，且废水流向即有上向流也有下向流，与传统的过滤技术相比，罐体体积大大减小，建设费用也同步减小。
(Ⅵ)乳化油的高效分离罐的反冲洗方式采用水冲加气冲联合气水反冲洗，反冲洗进水管及进气管采用环形布水管及布气管，布水管及布气管上开孔，以达到均匀布水布气的目的。每级反冲洗均有单独的布水区域，即可同时对整个罐体滤料进行反冲洗，也可对每级罐体滤料进行单独的反冲洗，这样就大大增加反冲洗效率。反冲洗效果也显著提升。
附图说明
图1是本发明的整体连接关系示意图。
图2是煤化工废水中悬浮状油高效去除罐的内部结构示意图。
图3是煤化工废水中悬浮状油高效去除罐的正视结构示意图。
图4是内循环反冲洗机构的结构示意图。
图5是煤化工废水中乳化油的高效分离罐的内部结构示意图。
图6是滤料进口和出口的相对位置示意图。
图7是煤化工废水中悬浮状油高效去除罐的进水油类污染物浓度和出水油类污染物浓度折线图。
图8是煤化工废水中乳化油的高效分离罐的进水油类污染物浓度和出水油类污染物浓度折线图。
图9是煤化工废水中悬浮状油高效去除罐(即新型除油装置)、煤化工废水中乳化油的高效分离罐(即精细过滤装置)和二者的联合装置对煤化工废水的油类污染物的去除率折线图。
图中各个标号的含义为：1-煤化工废水中悬浮状油高效去除罐，2-煤化工废水中乳化油的高效分离罐，3-管道；
(1-1)-罐体，(1-2)-顶盖，(1-3)-底封板，(1-4)-进水室，(1-5)-布水室，(1-6)-滤料室，(1-7)-去油沉降室，(1-8)-内循环反冲洗集水室，(1-9)-内循环反冲洗机构，(1-10)-废水布水管，(1-11)-废水进水口，(1-12)-第一滤头安装板，(1-13)-第一滤头，(1-14)-多孔滤料支撑板，(1-15)-滤料，(1-16)-滤料进口，(1-17)-滤料出口，(1-18)-凸盖，(1-19)-环形底沿，(1-20)-第一滤网，(1-21)-浮油排放口，(1-22)-处理水排放口，(1-23)-排砂阀门，(1-24)-溢流腔，(1-25)-第二滤网，(1-26)-反冲洗排水口，(1-27)-整体反冲洗布水管，(1-28)-整体反冲洗水进水口，(1-29)-搅拌桨，(1-30)-电机，(1-31)-底座，(1-32)-整体反冲洗水排水口；
(1-9-1)-反冲洗进水口，(1-9-2)-反冲洗管，(1-9-3)-支撑杆，(1-9-4)-提升管，(1-9-5)-滤料吸入通道，(1-9-6)-滤料溢出通道，(1-9-7)-滤料导流板。
(2-1)-第二罐体，(2-2)-管道室，(2-3)-进水布水室，(2-4)-过滤室，(2-5)-排气室，(2-6)-底部隔板，(2-7)-反冲洗水干管，(2-8)-反冲洗进水口，(2-9)-反冲洗水支管，(2-10)-电磁阀，(2-11)-反冲洗气干管，(2-12)-反冲洗进气口，(2-13)-第二滤头安装板，(2-14)-进水布水室隔板，(2-15)-处理水多孔布水管，(2-16)-处理水进水口，(2-17)-反冲洗多孔布水管，(2-18)-第二滤头，(2-19)-过滤室顶盖，(2-20)-滤料，(2-21)-过滤室隔板，(2-22)-过滤罩，(2-23)-进水阀门，(2-24)-一级滤料进口，(2-25)-一级滤料出口，(2-26)-二级滤料进口，(2-27)-二级滤料出口，(2-28)-三级滤料进口，(2-29)-三级滤料出口，(2-30)-一级反冲洗水出口，(2-31)-二级反冲洗水出口，(2-32)-排气阀，(2-33)-排水口，(2-34)-排气管，(2-35)-支座，(2-36)-反冲洗气支管，(2-37)-反冲洗多孔布气管，(2-38)-三级反冲洗水出口；
(2-3-1)-一级进水布水室，(2-3-2)-二级进水布水室，(2-3-3)-三级进水布水室，(2-4-1)-一级过滤室、(2-4-2)-二级过滤室，(2-4-3)-三级过滤室。
以下结合实施例对本发明的具体内容作进一步详细解释说明。
具体实施方式
以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。
实施例1：
遵从上述技术方案，如图2至图4所示，本实施例给出一种煤化工废水中悬浮状油高效去除罐，包括第一罐体1-1，第一罐体1-1顶部安装有顶盖1-2，第一罐体1-1底部安装有底封板1-3，底封板1-3和顶盖1-2之间的第一罐体1-1内部从底部到顶部依次设置有进水室1-4、布水室1-5、滤料室1-6、去油沉降室1-7和内循环反冲洗集水室1-8；
所述的第一罐体1-1内还安装有与内循环反冲洗集水室1-8相配合的内循环反冲洗机构1-9；
所述的进水室1-4内设置有废水布水管1-10，废水布水管1-10与设置在进水室1-4外壁的废水进水口1-11连通；进水室1-4顶部通过第一滤头安装板1-12与布水室1-5隔离开；
所述的布水室1-5通过均匀安装在第一滤头安装板1-12上的多个第一滤头1-13与进水室1-4连通，废水通过第一滤头1-13进入布水室1-5中，布水室1-5顶部安装有多孔滤料支撑板1-14，废水通过多孔滤料支撑板1-14进入滤料室1-6；
所述的滤料室1-6内放置有滤料1-15，滤料室1-6的外壁上设置有滤料进口1-16和滤料出口1-17，滤料室1-6的顶部安装有凸盖1-18，凸盖1-18将滤料室1-6与去油沉降室1-7隔离开，所述的凸盖1-18底部开放，凸盖1-18开放的底部外侧设置有与第一罐体1-1内壁密封相连的环形底沿1-19，凸盖1-18的外径小于第一罐体1-1的内径，凸盖1-18顶部设置有与去油沉降室1-7连通的第一滤网1-20；
所述的去油沉降室1-7为凸盖1-18和顶盖1-2之间的部分，去油沉降室1-7上部的侧壁上设置有浮油排放口1-21，去油沉降室1-7中部的侧壁上设置有处理水排放口1-22，去油沉降室1-7底部的侧壁上设置有排砂阀门1-23；
所述的内循环反冲洗集水室1-8安装在去油沉降室1-7内，内循环反冲洗集水室1-8的底端固定在凸盖1-18上，内循环反冲洗集水室1-8的顶端固定在顶盖1-2上；所述的内循环反冲洗集水室1-8为封闭的腔体，内循环反冲洗集水室1-8的底面向内凹陷形成一个底端开放的溢流腔1-24，溢流腔1-24与滤料室1-6连通，溢流腔1-24顶部的内循环反冲洗集水室1-8上设置有第二滤网1-25；内循环反冲洗集水室1-8底部与设置在第一罐体1-1外壁上的反冲洗排水口1-26连通；
所述的内循环反冲洗机构1-9包括安装在布水室1-5侧壁上的反冲洗进水口1-9-1，反冲洗进水口1-9-1与反冲洗管1-9-2的一端连通，反冲洗管1-9-2的另一端安装在多孔滤料支撑板1-14上与滤料室1-6连通，滤料室1-6内通过支撑杆1-9-3沿着轴向安装有提升管1-9-4，提升管1-9-4的底端与反冲洗管1-9-2安装在多孔滤料支撑板1-14上的端部同轴正对设置，提升管1-9-4的底端与反冲洗管1-9-2的端部之间形成滤料吸入通道1-9-5，提升管1-9-4的顶端伸入溢流腔1-24内，提升管1-9-4的顶端与溢流腔1-24之间形成滤料溢出通道1-9-6。
滤料1-15采用表面疏油性的陶瓷滤料，滤料粒径为3～4mm。含油废水中的悬浮状油经表面疏油性的陶瓷滤料的碰撞聚结和润湿聚结作用使小油滴变为大油滴，漂浮至废水上层，定期开启浮油排放口1-21排放浮油。
多孔滤料支撑板1-14为倒锥台状，多孔滤料支撑板1-14收缩的端面靠近第一滤头安装板1-12，多孔滤料支撑板1-14的孔径为2～3mm，倾斜角度为与水平方向呈30°，便于滤料1-15下落时滑动至提升管1-9-4的正下方。
提升管1-9-4的外壁上还设置有滤料导流板1-9-7，所述的滤料导流板1-9-7的顶面为向下倾斜的伞状，倾斜角度与水平方向呈现17°夹角，用于导流分散从提升管1-9-4顶端溢流出的滤料1-15。
进水室1-4内还设置有整体反冲洗布水管1-27，整体反冲洗布水管1-27与设置在进水室1-4外壁的整体反冲洗水进水口1-28连通，去油沉降室1-7的侧壁上还设置有整体反冲洗水排水口1-32。整体反冲洗是在内循环反冲洗达不到效果时或者定期进行停机反冲洗。
滤料室1-6内还安装有搅拌桨1-29，搅拌桨1-29通过安装在顶盖1-2顶面上的电机1-30带动。
第一罐体1-1底部设置有底座1-31。装置主体由不锈钢制成，
第一滤头1-13为短柄滤头。
进水室1-4和布水室1-5之间通过法兰实现可拆卸式连接，便于维护。
第一滤网1-20和第二滤网1-25的孔径均小于滤料1-15粒径，孔径在1～2mm。滤料1-15不可通过滤网。
实施例2：
遵从上述技术方案，如图5至图6所示，本实施例给出一种煤化工废水中乳化油的高效分离罐，包括第二罐体2-1，第二罐体2-1内部从底部到顶部依次设置有管道室2-2、进水布水室2-3、过滤室2-4和排气室2-5；
所述的管道室2-2与进水布水室2-3之间通过底部隔板2-6隔开，管道室2-2内设置有反冲洗水干管2-7，反冲洗水干管2-7与安装在管道室2-2外壁的反冲洗进水口2-8相连通，反冲洗水干管2-7上设置有穿过底部隔板2-6进入进水布水室2-3中的反冲洗水支管2-9，反冲洗水支管2-9上设置有电磁阀2-10；
所述的管道室2-2内还设置有反冲洗气干管2-11，反冲洗气干管2-11与安装在管道室2-2外壁的反冲洗进气口2-12相连通，反冲洗气干管2-11上设置有穿过底部隔板2-6伸入进水布水室2-3中的反冲洗气支管2-36，反冲洗气支管2-36上设置有电磁阀2-10；
所述的进水布水室2-3与过滤室2-4之间通过第二滤头安装板2-13隔开，所述的进水布水室2-2内分为相互独立的一级进水布水室2-3-1、二级进水布水室2-3-2和三级进水布水室2-3-3，三级进水布水室2-3-3位于进水布水室2-3的中间位置，三级进水布水室2-3-3和第二罐体2-1内壁之间形成环状空腔，环状空腔内通过一对进水布水室隔板2-14将环状空腔分割为一对对称的一级进水布水室2-3-1和二级进水布水室2-3-2，一级进水布水室2-3-1内安装有处理水多孔布水管2-15，处理水多孔布水管2-15与设置在一级进水布水室2-3-1外壁的处理水进水口2-16相连通；一级进水布水室2-3-1、二级进水布水室2-3-2和三级进水布水室2-3-3中分别安装有与反冲洗水支管2-9相连的反冲洗多孔布水管2-17，一级进水布水室2-3-1、二级进水布水室2-3-2和三级进水布水室2-3-3中分别安装有与反冲洗气支管2-36相连的反冲洗多孔布气管2-37；所述的一级进水布水室2-3-1、二级进水布水室2-3-2和三级进水布水室2-3-3顶部的第二滤头安装板2-13上分别安装有多个第二滤头2-18；
所述的过滤室2-4与排气室2-5之间通过过滤室顶盖2-19隔开，过滤室2-4分为一级过滤室2-4-1、二级过滤室2-4-2和三级过滤室2-4-3，一级过滤室2-4-1、二级过滤室2-4-2和三级过滤室2-4-3中分别放置有滤料2-20；三级过滤室2-4-3位于过滤室2-4的中间位置，三级过滤室2-4-3和第二罐体2-1内壁之间形成环状空腔，环状空腔内通过一对过滤室隔板2-21将环状空腔分割为一对对称的一级过滤室2-4-1和二级过滤室2-4-2，过滤室隔板2-21的底端封闭，过滤室隔板2-21的顶端开放，使得过滤室隔板2-21能够隔离开一级过滤室2-4-1和二级过滤室2-4-2内的滤料2-20，但水能够从过滤室隔板2-21顶端流通，三级过滤室2-4-3的靠近底部的外壁上设置有通过过滤罩2-22保护的进水阀门2-23，进水阀门2-23控制二级过滤室2-4-2和三级过滤室2-4-3的连通；
所述的一级过滤室2-4-1与一级进水布水室2-3-1对应并通过第二滤头2-18连通，待处理水通过第二滤头2-18进入一级过滤室2-4-1，二级过滤室2-4-2与二级进水布水室2-3-2对应并通过第二滤头2-18连通，三级过滤室2-4-3与三级进水布水室2-3-3对应并通过第二滤头2-18连通；一级过滤室2-4-1的外壁上连接有一级滤料进口2-24和一级滤料出口2-25，二级过滤室2-4-2的外壁上连接有二级滤料进口2-26和二级滤料出口2-27，三级过滤室2-4-3的外壁上连接有伸出第二罐体2-1外壁的三级滤料进口2-28和三级滤料出口2-29；一级过滤室2-4-1的外壁上安装有一级反冲洗水出口2-30，二级过滤室2-4-2的外壁上安装有二级反冲洗水出口2-31；二级过滤室2-4-2和三级过滤室2-4-3顶部的过滤室顶盖2-19上均设置有排气阀2-32，三级过滤室2-4-3上部与设置在第二罐体2-1外壁上的排水口2-33和三级反冲洗水出口2-38相连通；
所述的排气室2-5顶部与排气管2-34相连通。
一级反冲洗水出口2-30和二级反冲洗水出口2-31的高度均低于过滤室隔板2-21的顶端的高度。
作为一种优选，一级反冲洗水出口2-30和二级反冲洗水出口2-31为合并在一起的一个出水口，通过出水口内的隔板隔开，出口内的隔板与过滤室隔板2-21相连。
三级过滤室2-4-3的顶部高于一级过滤室2-4-1和二级过滤室2-1-2的顶部，便于出水。
装置主体由不锈钢制成，第二罐体2-1底部设置有支座2-35。
第二滤头2-18为长柄滤头。
进水布水室2-3和过滤室2-4之间通过法兰实现可拆卸式连接，便于安装维护。
每级均采用均质滤料压力过滤，每级过滤的滤料2-20均为亲油性的陶瓷颗粒球形滤料，且每级过滤的滤料2-20的粒径可以根据需要选择不同，一级过滤室2-4-1、二级过滤室2-4-2，三级过滤室2-4-3中的滤料2-20粒径依次减小。待处理水经滤料2-20的截留作用将待处理水中的颗粒性污染物和乳化油污染物截留到滤料2-20层中，使待处理水得到净化，滤料2-20上的污染物通过反冲洗得以去除。
实施例3：
遵从上述技术方案，如图1至图6所示，本实施例给出一种煤化工废水中油类污染物高效去除装置，该装置包括煤化工废水中悬浮状油高效去除罐1和煤化工废水中乳化油的高效分离罐2，煤化工废水中悬浮状油高效去除罐1的处理水排放口1-22与煤化工废水中乳化油的高效分离罐2的处理水进水口2-16通过管道3连通；
所述的煤化工废水中悬浮状油高效去除罐1采用实施例1中的煤化工废水中悬浮状油高效去除罐；
所述的煤化工废水中乳化油的高效分离罐2采用实施例2中的煤化工废水中乳化油的高效分离罐。
本发明的工作过程如下所述：
煤化工废水中悬浮状油高效去除罐1的工作过程：
废水经废水进水口1-11和废水布水管1-10进入进水室1-4，再通过第一滤头1-13进入到滤料室1-6，经滤料1-15的碰撞聚结和润湿聚结作用使小油滴悬浮状油变为大油滴悬浮状油，大油滴悬浮状油漂浮至废水上层，定期经浮油排放口1-21排出第一罐体1-1，处理后得到的水经处理水排放口1-22排出。去油沉降室1-7底部还设置有排砂阀门1-23，当废水中有砂砾时沉降至去油沉降室1-7底部，定期排砂。
当滤料1-15污染严重时开启内循环反冲洗机构1-9，内循环反冲洗机构1-9可以和废水处理同步进行，提高了效率。进入提升管1-9-4内的滤料1-15在管内相互磨擦碰撞，将颗粒表面附着的杂质磨擦下来,滤,1-15随反洗水上提，经第二滤网1-25阻挡回落，经滤料导流板1-9-7均匀导向落回，反洗水穿过第二滤网1-25进入内循环反冲洗集水室1-8，从反冲洗排水口1-26排出。
当处理后得到的水的水质变差时，关闭废水进水口1-11，开启整体反冲洗，同时开启电机1-30带动搅拌桨1-29进行搅拌，整体反冲洗水经第一滤头1-13对滤料1-15进行反冲洗，反冲洗水经整体反冲洗水排水口1-32排出。
煤化工废水中乳化油的高效分离罐2的工作过程：
废水经化工废水中悬浮状油高效去除罐1处理后得到的水经过管道3输送至煤化工废水中乳化油的高效分离罐2中作为待处理水进行处理，具体的工作过程如下所述。
待处理水从处理水进水口2-16进入一级进水布水室2-3-1，然后从一级进水布水室2-3-1进入一级过滤室2-4-1，在一级过滤室2-4-1中与滤料2-20接触，经亲油性滤料的截留作用将污染物截留到滤料2-20中，一级过滤室2-4-1后待处理水从过滤室隔板2-21顶部溢流至二级过滤室2-4-2，待处理水在二级过滤室2-4-2中过滤后通过过滤罩2-22和进水阀门2-23进入三级过滤室2-4-3，经过三级过滤后的水从排水口2-33排出，完成对污水的处理。
当从排水口2-33排出的水的水质变差时，关闭处理水进水口2-16和排水口2-33，开启反冲洗进水口2-8、反洗进气口2-12、一级反冲洗水出口2-30、二级反冲洗水出口2-31、三级反冲洗水出口2-38和排气阀2-32，进行水和气联合的反冲洗，反冲洗水和气经第二滤头2-18对滤料进行反冲洗，反冲洗时可三级同时反冲洗，每级也可单独进行反冲洗。反冲洗时，各级反冲洗水及反冲洗气在压力泵及风机的压力作用下经反冲洗多孔布水管2-17和反冲洗多孔布气管2-37布设，并经过第二滤头2-18进入罐体，对各级滤料2-20进行反冲洗，这种设置即可满足整体反冲洗的要求，同时也可以满足各级单独反冲洗的要求。一二级反冲洗水经一级反冲洗水出口2-30和二级反冲洗水出口2-31，三级反冲洗水经三级反冲洗水出口2-38排出。反冲洗气经排气阀2-32进入排气室2-5，通过排气管2-34排出。
实施例4：
本实施例给出一种煤化工废水中油类污染物高效去除方法，该方法采用如实施例3所述的煤化工废水中油类污染物高效去除装置。
本实施例中，处理的废水为煤化工废水，煤化工废水中含有大量的油类污染物，含油废水经实施例3的联合装置进行联合处理，最后得到的滤过水中油类污染物很低，达到了排放标准。
本实施例中，装置的处理的水量为1m3/h。煤化工废水中悬浮状油高效去除罐中的滤料采用疏油性的陶瓷颗粒球形滤料，滤料粒径为3mm-4mm。滤层厚度700mm，垫层厚度200mm。滤料层上方自由水层高度为800mm。进水室高度为300mm。煤化工废水中乳化油的高效分离罐中滤料采用经硅油改性的亲油性的陶瓷型陶瓷颗粒球形滤料，吸附在滤球表面上的油膜改变了滤球的表面性质，进一步增强了滤球表面的湿润性，使滤料更加容易聚结油类污染物。各级过滤均采用均质滤料过滤，一级过滤至三级过滤的滤料粒径依次为2mm～3mm，1mm～2mm，0.5mm～1mm。。各级滤层厚度为600mm，垫层厚度为200mm。取滤料层上方自由水层高度为900mm。进水布水室高度取400mm。
本实施例中，内循环反冲洗集水室的总高为550mm，去油沉降室高为300mm，水面至罐顶高为300m。中心的提升管直径为80mm。内循环反冲洗进水管距离提升管底部40mm。三级过滤室2-4-3的顶部高于一级过滤室2-4-1和二级过滤室2-1-2的顶部150mm。
(A)煤化工废水中悬浮状油高效去除罐直径计算
煤化工废水中悬浮状油高效去除罐滤速按不大于5m/h设计计算，
则
Figure BDA0001195409270000191
则新型除油装置直径为：
Figure BDA0001195409270000192
(B)煤化工废水中乳化油的高效分离罐直径计算
控制三级过滤区滤速为8m/h，
则
Figure BDA0001195409270000193
则三级过滤区直径为：
Figure BDA0001195409270000194
则精细过滤罐直径为：
Figure BDA0001195409270000195
(C)反冲洗计算：
a)新型除油装置反冲洗采用水反冲洗和搅拌机搅拌的方法。
水冲强度为：q水＝6L/(m2·s)＝0.006m3/(m2·s)
反冲洗需水量为：
Q水＝Aq水＝0.2×0.006＝0.0012m3/s＝4.32m3/h
反冲洗时间为10分钟，反洗时根据滤料污染程度选择反冲洗时间。
b)精细过滤反冲洗采用气水同时反冲洗的方法。
水冲强度为：q′水＝12L/(m2·s)＝0.012m3/(m2·s)
气冲强度为：q气＝16L/(m2·s)＝0.016m3/(m2·s)
反冲洗需水量为：
Q′水＝3A3q水＝3×0.13×0.012＝0.00468m3/s＝16.848m3/h
反冲洗需水量为：
Q气＝3A3q气＝3×0.13×0.016＝0.00624m3/s＝22.464m3/h
反洗时间为10分钟。反洗时根据不同级滤料污染程度不同分开逐级分步进行反冲洗，若污染程度相差不大，且污染程度严重，则也可进行三级同时反冲洗。
(D)联合装置效率
本实施例中，联合装置进出水油浓度以及每单个装置效率如图7至图9所示。由图7至图9的折线图可以看出，本实施例的煤化工废水中悬浮状油高效去除罐和煤化工废水中乳化油的高效分离罐单个对油的去除率基本上均可达到80％以上。联合装置对油的去除率可以达到95％以上，可以很好地保证出水油的浓度。
由该实施例得，本发明比普通的过滤装置占地面积小，对煤化工废水中油类污染物处理效率高，反冲洗效果好。解决了普通装置效率低，对煤化工废水中油类污染物去除效率极低，占地面积大，基建费用高等的缺点。可以很好地解决煤化工废水中油类污染物的去除问题。

Claims (7)

1.一种煤化工废水中油类污染物高效去除装置，其特征在于，该装置包括煤化工废水中悬浮状油高效去除罐（1）和煤化工废水中乳化油的高效分离罐（2），煤化工废水中悬浮状油高效去除罐（1）的处理水排放口（1-22）与煤化工废水中乳化油的高效分离罐（2）的处理水进水口（2-16）通过管道（3）连通；
所述的煤化工废水中悬浮状油高效去除罐包括第一罐体（1-1），第一罐体（1-1）顶部安装有顶盖（1-2），第一罐体（1-1）底部安装有底封板（1-3），底封板（1-3）和顶盖（1-2）之间的第一罐体（1-1）内部从底部到顶部依次设置有进水室（1-4）、布水室（1-5）、滤料室（1-6）、去油沉降室（1-7）和内循环反冲洗集水室（1-8）；
所述的第一罐体（1-1）内还安装有与内循环反冲洗集水室（1-8）相配合的内循环反冲洗机构（1-9）；
所述的进水室（1-4）内设置有废水布水管（1-10），废水布水管（1-10）与设置在进水室（1-4）外壁的废水进水口（1-11）连通；进水室（1-4）顶部通过第一滤头安装板（1-12）与布水室（1-5）隔离开；
所述的布水室（1-5）通过均匀安装在第一滤头安装板（1-12）上的多个第一滤头（1-13）与进水室（1-4）连通，废水通过第一滤头（1-13）进入布水室（1-5）中，布水室（1-5）顶部安装有多孔滤料支撑板（1-14），废水通过多孔滤料支撑板（1-14）进入滤料室（1-6）；
所述的滤料室（1-6）内放置有滤料（1-15），滤料室（1-6）的外壁上设置有滤料进口（1-16）和滤料出口（1-17），滤料室（1-6）的顶部安装有凸盖（1-18），凸盖（1-18）将滤料室（1-6）与去油沉降室（1-7）隔离开，所述的凸盖（1-18）底部开放，凸盖（1-18）开放的底部外侧设置有与第一罐体（1-1）内壁密封相连的环形底沿（1-19），凸盖（1-18）的外径小于第一罐体（1-1）的内径，凸盖（1-18）顶部设置有与去油沉降室（1-7）连通的第一滤网（1-20）；
所述的去油沉降室（1-7）为凸盖（1-18）和顶盖（1-2）之间的部分，去油沉降室（1-7）上部的侧壁上设置有浮油排放口（1-21），去油沉降室（1-7）中部的侧壁上设置有处理水排放口（1-22），去油沉降室（1-7）底部的侧壁上设置有排砂阀门（1-23）；
所述的内循环反冲洗集水室（1-8）安装在去油沉降室（1-7）内，内循环反冲洗集水室（1-8）的底端固定在凸盖（1-18）上，内循环反冲洗集水室（1-8）的顶端固定在顶盖（1-2）上；所述的内循环反冲洗集水室（1-8）为封闭的腔体，内循环反冲洗集水室（1-8）的底面向内凹陷形成一个底端开放的溢流腔（1-24），溢流腔（1-24）与滤料室（1-6）连通，溢流腔（1-24）顶部的内循环反冲洗集水室（1-8）上设置有第二滤网（1-25）；内循环反冲洗集水室（1-8）底部与设置在第一罐体（1-1）外壁上的反冲洗排水口（1-26）连通；
所述的内循环反冲洗机构（1-9）包括安装在布水室（1-5）侧壁上的反冲洗进水口（1-9-1），反冲洗进水口（1-9-1）与反冲洗管（1-9-2）的一端连通，反冲洗管（1-9-2）的另一端安装在多孔滤料支撑板（1-14）上与滤料室（1-6）连通，滤料室（1-6）内通过支撑杆（1-9-3）沿着轴向安装有提升管（1-9-4），提升管（1-9-4）的底端与反冲洗管（1-9-2）安装在多孔滤料支撑板（1-14）上的端部同轴正对设置，提升管（1-9-4）的底端与反冲洗管（1-9-2）的端部之间形成滤料吸入通道（1-9-5），提升管（1-9-4）的顶端伸入溢流腔（1-24）内，提升管（1-9-4）的顶端与溢流腔（1-24）之间形成滤料溢出通道（1-9-6）；
所述的煤化工废水中乳化油的高效分离装置包括第二罐体（2-1），第二罐体（2-1）内部从底部到顶部依次设置有管道室（2-2）、进水布水室（2-3）、过滤室（2-4）和排气室（2-5）；
所述的管道室（2-2）与进水布水室（2-3）之间通过底部隔板（2-6）隔开，管道室（2-2）内设置有反冲洗水干管（2-7），反冲洗水干管（2-7）与安装在管道室（2-2）外壁的反冲洗进水口（2-8）相连通，反冲洗水干管（2-7）上设置有穿过底部隔板（2-6）进入进水布水室（2-3）中的反冲洗水支管（2-9），反冲洗水支管（2-9）上设置有电磁阀（2-10）；
所述的管道室（2-2）内还设置有反冲洗气干管（2-11），反冲洗气干管（2-11）与安装在管道室（2-2）外壁的反冲洗进气口（2-12）相连通，反冲洗气干管（2-11）上设置有穿过底部隔板（2-6）伸入进水布水室（2-3）中的反冲洗气支管（2-36），反冲洗气支管（2-36）上设置有电磁阀（2-10）；
所述的进水布水室（2-3）与过滤室（2-4）之间通过第二滤头安装板（2-13）隔开，所述的进水布水室（2-3 ）内分为相互独立的一级进水布水室（2-3-1）、二级进水布水室（2-3-2）和三级进水布水室（2-3-3），三级进水布水室（2-3-3）位于进水布水室（2-3）的中间位置，三级进水布水室（2-3-3）和第二罐体（2-1）内壁之间形成环状空腔，环状空腔内通过一对进水布水室隔板（2-14）将环状空腔分割为一对对称的一级进水布水室（2-3-1）和二级进水布水室（2-3-2），一级进水布水室（2-3-1）内安装有处理水多孔布水管（2-15），处理水多孔布水管（2-15）与设置在一级进水布水室（2-3-1）外壁的处理水进水口（2-16）相连通；一级进水布水室（2-3-1）、二级进水布水室（2-3-2）和三级进水布水室（2-3-3）中分别安装有与反冲洗水支管（2-9）相连的反冲洗多孔布水管（2-17），一级进水布水室（2-3-1）、二级进水布水室（2-3-2）和三级进水布水室（2-3-3）中分别安装有与反冲洗气支管（2-36）相连的反冲洗多孔布气管（2-37）；所述的一级进水布水室（2-3-1）、二级进水布水室（2-3-2）和三级进水布水室（2-3-3）顶部的第二滤头安装板（2-13）上分别安装有多个第二滤头（2-18）；
所述的过滤室（2-4）与排气室（2-5）之间通过过滤室顶盖（2-19）隔开，过滤室（2-4）分为一级过滤室（2-4-1）、二级过滤室（2-4-2）和三级过滤室（2-4-3），一级过滤室（2-4-1）、二级过滤室（2-4-2）和三级过滤室（2-4-3）中分别放置有滤料（2-20）；三级过滤室（2-4-3）位于过滤室（2-4）的中间位置，三级过滤室（2-4-3）和第二罐体（2-1）内壁之间形成环状空腔，环状空腔内通过一对过滤室隔板（2-21）将环状空腔分割为一对对称的一级过滤室（2-4-1）和二级过滤室（2-4-2），过滤室隔板（2-21）的底端封闭，过滤室隔板（2-21）的顶端开放，使得过滤室隔板（2-21）能够隔离开一级过滤室（2-4-1）和二级过滤室（2-4-2）内的滤料（2-20），但水能够从过滤室隔板（2-21）顶端流通，三级过滤室（2-4-3）的靠近底部的外壁上设置有通过过滤罩（2-22）保护的进水阀门（2-23），进水阀门（2-23）控制二级过滤室（2-4-2）和三级过滤室（2-4-3）的连通；
所述的一级过滤室（2-4-1）与一级进水布水室（2-3-1）对应并通过第二滤头（2-18）连通，待处理水通过第二滤头（2-18）进入一级过滤室（2-4-1），二级过滤室（2-4-2）与二级进水布水室（2-3-2）对应并通过第二滤头（2-18）连通，三级过滤室（2-4-3）与三级进水布水室（2-3-3）对应并通过第二滤头（2-18）连通；一级过滤室（2-4-1）的外壁上连接有一级滤料进口（2-24）和一级滤料出口（2-25），二级过滤室（2-4-2）的外壁上连接有二级滤料进口（2-26）和二级滤料出口（2-27），三级过滤室（2-4-3）的外壁上连接有伸出第二罐体（2-1）外壁的三级滤料进口（2-28）和三级滤料出口（2-29）；一级过滤室（2-4-1）的外壁上安装有一级反冲洗水出口（2-30），二级过滤室（2-4-2）的外壁上安装有二级反冲洗水出口（2-31）；二级过滤室（2-4-2）和三级过滤室（2-4-3）顶部的过滤室顶盖（2-19）上均设置有排气阀（2-32），三级过滤室（2-4-3）上部与设置在第二罐体（2-1）外壁上的排水口（2-33）和三级反冲洗水出口（2-38）相连通；
所述的排气室（2-5）顶部与排气管（2-34）相连通。
2.如权利要求1所述的煤化工废水中油类污染物高效去除装置，其特征在于，所述的多孔滤料支撑板（1-14）为倒锥台状，多孔滤料支撑板（1-14）收缩的端面靠近第一滤头安装板（1-12）。
3.如权利要求1所述的煤化工废水中油类污染物高效去除装置，其特征在于，所述的提升管（1-9-4）的外壁上还设置有滤料导流板（1-9-7），所述的滤料导流板（1-9-7）的顶面为向下倾斜的伞状，用于导流分散从提升管（1-9-4）顶端溢流出的滤料（1-15）。
4.如权利要求1所述的煤化工废水中油类污染物高效去除装置，其特征在于，所述的进水室（1-4）内还设置有整体反冲洗布水管（1-27），整体反冲洗布水管（1-27）与设置在进水室（1-4）外壁的整体反冲洗水进水口（1-28）连通；所述的去油沉降室（1-7）的侧壁上还设置有整体反冲洗水排水口（1-32）。
5.如权利要求1所述的煤化工废水中油类污染物高效去除装置，其特征在于，所述的滤料室（1-6）内还安装有搅拌桨（1-29），搅拌桨（1-29）通过安装在顶盖（1-2）顶面上的电机（1-30）带动。
6.如权利要求1所述的煤化工废水中油类污染物高效去除装置，其特征在于，所述的一级反冲洗水出口（2-30）和二级反冲洗水出口（2-31）的高度均低于过滤室隔板（2-21）的顶端的高度。
7.一种煤化工废水中油类污染物高效去除方法，其特征在于，该方法采用如权利要求1至6任一权利要求所述的煤化工废水中油类污染物高效去除装置。
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