CN111807540A - 一种焦化废水除油处理装置及处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种焦化废水除油处理装置，包括焦化废水预过滤器和油水分离器；焦化废水预过滤器包括，筒体、安装在筒体内的滤芯，套设在滤芯外的滤布，与滤芯连接的出液管、反吹管和循环管，与筒体连接的进液管；所述筒体上设有正吹口，底部设有排渣口，循环管的另一端与筒体连接；所述油水分离器包括罐体、设在罐体内的旋流聚集过滤腔、一级粗过滤聚集腔、W形波纹板腔室、二级精过滤吸附腔和出水过渡腔，罐体上设有与旋流聚集过滤腔连接的进水管，与出水过渡腔连接的出水管；罐体顶部设有收油包，收油包连接有出油管；出液管与进水管连接。本发明还涉及一种利用焦化废水除油处理装置对焦化废水进行处理的方法，本发明解决了焦化废水难处理的问题。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理领域，尤其是一种焦化废水除油处理装置及处理方法。
背景技术
焦化废水是含芳香族化合物与杂环化合物的典型废水，有机污染物以酚类化合物为主，占有机污染物的一半以上，另外还有多环芳香族化合物和含氮、氧、硫的杂环化合物等；无机污染物主要以氢化物、硫氢化物、硫化物、氨盐等为主，另外还有多环芳香族化合物和含氮、氧、硫的杂环化合物等；焦化废水属有毒有害高浓度废水，处理难度很大，尤其是未经脱酚蒸氨除油处理的废水，酚、NH3一N、油含量都很高，处理工艺复杂，运行费用高，而且最终出水COD、NH3一N、油难以达标排放。因此，焦化废水的大量排放，不仅对环境造成严重污染，而且会直接威胁到人类的健康。许多物质不但难以生物降解，通常还是直接或间接的致癌物质。
对于未经脱酚蒸氨除油处理的焦化废水，酚、NH3一N、油含量都很高，除油处理尤为重要，现焦化行业中焦化废水的除油处理主要为沉降隔油或加破乳剂破乳后沉降隔油，既耗药费点，又产生浮渣等固废，处理后的焦化废水效果还满足不了后续脱酚蒸氨处理含油量指标要求，影响后续脱酚蒸氨等工序正常运行。
鉴于此提出本发明。
发明内容
本发明的一个目的在于克服现有技术的不足，提供一种焦化废水除油处理装置，可以对焦化废水进行有效处理，满足环保要求，解决焦化废水的污染问题。
本发明的另一目的在于提供利用一种利用焦化废水除油处理装置对焦化废水进行处理的方法，通过该方法可以以实现高效率的除油。
为了实现第一发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种焦化废水除油处理装置，包括焦化废水预过滤器和油水分离器；
所述焦化废水预过滤器包括，筒体、安装在筒体内的多根多孔滤芯，套设在滤芯外围的滤布，与滤芯连接的出液管、反吹管和循环管，以及与筒体连接的进液管；所述筒体上还设有正吹口，在筒体的底部设有排渣口，所述循环管的另一端与筒体连接；
所述油水分离器包括，罐体、设在罐体内的旋流聚集过滤腔、一级粗过滤聚集腔、W形波纹板腔室、二级精过滤吸附腔和出水过渡腔，所述罐体上还设有，与旋流聚集过滤腔连接的进水管，与出水过渡腔连接的出水管；所述罐体顶部设有收油包，所述收油包连接有出油管；
所述焦化废水预过滤器的出液管与油水分离器的进水管连接。
进一步，所述筒体的上端设有一可打开的顶盖，筒体的下端为圆锥形结构，所述排渣口处安装有一控制阀门，该控制阀门用于控制排渣口的打开和关闭。
进一步，所述滤芯与筒体平行设置，滤芯底部为封闭式结构，滤芯上端通过连接管与出液管、反吹管和循环管连接，所述滤布基材为芳纶纸，在芳纶纸的表面均匀涂覆有聚四氟乙烯纳米颗粒。
进一步，所述旋流聚集过滤腔内设有旋流分离器，旋流聚集过滤腔的顶部与收油包连通，底部设有排污口，所述旋流分离器利用液体的密度差，在离心力的作用下，使密度不同的物质分离，并使轻相物向收油包移动，重相物向排污口移动。
进一步，所述一级粗过滤聚集腔通过罐体外的布水管与旋流聚集过滤腔连通，在一级粗过滤聚集腔内设有一级滤芯，所述一级滤芯由涂覆有亲油憎水涂层的多孔聚集材料制成。
进一步，所述W形波纹板腔室与一级粗过滤聚集腔连通，在W形波纹板腔室内设有W形波纹板，所述W形波纹板的表面喷涂石墨烯类超亲油憎水聚合材料涂层。
进一步，所述二级精过滤吸附腔与W形波纹板腔室连通，在二级精过滤吸附腔内设有二级滤芯，所述二级滤芯由石墨烯类亲油疏水多孔材料制成。
进一步，所述收油包至少为三个，并分别设置在旋流聚集过滤腔、一级粗过滤聚集腔、二级精过滤吸附腔的顶部。
为了实现第二发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种利用上述的焦化废水除油处理装置对焦化废水进行处理的方法，包括以下步骤：
步骤S1、打开进液管，将焦化废水泵入焦化废水预过滤器内；
步骤S2、检测焦化废水预过滤器内是否生成了滤饼，
若未生成滤饼，或生成了滤饼，但滤饼厚度未达到第一预设值，则执行步骤S3；
若生成了滤饼，并且滤饼厚度达到第一预设值，但小于第二预设值，则执行步骤S4；
若生成了滤饼，并且滤饼厚度达到第二预设值，则执行步骤S5；
步骤S3、打开循环管，使废水穿过滤布进入滤芯内，并汇总到循环管后再返回至焦化废水预过滤器内，该过程用于生成滤饼；
步骤S4、打开出液管，并关闭循环管，使经滤布过滤后的焦化废水沿着出液管流入油水分离器内，过滤后的焦化废水在油水分离器内进行油水分离，且分离后的油液从出油管排出，分离出的水从出水管排出；
步骤S5、关闭进液管，然后打开反吹管，并通过反吹管向筒体内供气，进行反吹，使滤饼脱落，反吹一定时间后，关闭反吹管，并打开排渣口进行排渣，排渣结束后关闭排渣口，返回执行步骤步骤S1；
所述第一预设值小于第二预设值，两预设值的大小可以根据需要设置。
进一步，所述步骤S3和步骤S4在执行过程中，当滤饼的检测结果发生变化时，自动按步骤S2的判断结果切换执行步骤。
采用本发明所述的技术方案后，带来以下有益效果：
1.本发明的应用填补了焦化行业中焦化废水除油预处理工艺的空白，采用纯物理的处理手段，最大程度上维持焦化废水的成分状态，分离回收的废油可以直接回炼或回收成本。
2.发明通过将两种不同的污水处理设备进行有机结合，充分利用焦化废水预过滤器来处理焦化废水中的焦油、焦粉等物质，利用油水分离器处理去除焦化废水中大部分的乳化油，两种工艺设备相互结合，有效解决了焦化废水容易堵塞、除油困难的问题，又保证了除油效果，具有工作效率高，污水处理效果好的优点。
附图说明
图1：本发明的焦化废水预过滤器的内部结构图；
图2：本发明的焦化废水预过滤器的俯视图；
图3：本发明的油水分离器的主视图；
图4：本发明的油水分离器的俯视图；
图5：本发明的油水分离器的左视图；
图6：本发明的油水分离器的一级滤芯或二级滤芯的主视图；
图7：本发明的油水分离器的W形波纹板的结构示意图；
其中：1、焦化废水预过滤器2、油水分离器100、筒体101、滤芯102、进液管103、出液管104、反吹管105、循环管106、排气口107、正吹口108、排渣口109、备用口110、连接管111、控制阀门112、顶盖201、罐体202、旋流聚集过滤腔203、一级粗过滤聚集腔204、W形波纹板腔室205、二级精过滤吸附腔206、出水过渡腔207、旋流分离器208、一级滤芯209、W形波纹板210、二级滤芯211、收油包212、出油管213、出水管214、蒸汽伴热管215、布水管216、进水管。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。
如图1和图3所示，一种焦化废水除油处理装置，包括焦化废水预过滤器1和油水分离器2，焦化废水先经过焦化废水预过滤器1进行过滤处理，然后再进入油水分离器2进行油水分离。
下文中将先分别介绍焦化废水预过滤器1和油水分离器2的结构和工作原理。
结合图1和图2所示，所述焦化废水预过滤器1为立式容器，配有整套控制系统，主要处理焦化废水中的焦油、焦粉等杂物，本设备包括，筒体100、安装在筒体100内的多根多孔滤芯101，套设在滤芯101外围的滤布，与滤芯101连接的出液管103、反吹管104和循环管105，与筒体100连接的进液管102，设置在筒体100上的正吹口107、排渣口108，以及多个备用口109和一排气口106。
所述筒体100的主体为圆筒形结构，下端为一圆锥形结构，在筒体100上端设有一可打开的顶盖112，所述进液管102连接在圆锥形结构上，所述排渣口108设置在圆锥形结构的底部，在排渣口108处安装有一控制阀门111，该控制阀门111用于控制排渣口108的打开和关闭。所述滤芯101在筒体100内均匀分布，滤芯101底部为密封结构，上端通过连接管110分别与出液管103、反吹管104和循环管105连接，在出液管103、反吹管104和循环管105上分别设有相应的截止阀(图中未示出，可以采用常规安装方法)。所述循环管105的另一端与筒体100连接，用于引导焦化废水回流至筒体100内，所述反吹管104的另一端与一外接的供气装置(图中未示出)连接，所述供气装置可以空压机或者高压气瓶或者其他可以产生高压气体的装置，供气装置通过反吹管104向滤芯101供气，以吹落附着在滤芯101或滤布上的结块(后文将统称为滤饼)，所述出液管103的另一端与油水分离器2连接。所述筒体100上的正吹口107设置在滤芯101上方，正吹口107也与供气装置连接，用于向筒体100内供气，以提供一定的正压力。所述排气口106用于为筒体100泄压，备用口109用于在排气口106或者其他功能口出问题时启用。
优选地，所述滤布基材为芳纶纸，具有耐高温、耐酸碱的特点，在芳纶纸的表面均匀涂覆有聚四氟乙烯纳米颗粒，使芳纶纸表面形成纳米级粗糙结构，具备亲油疏水功能，当焦化废水经过滤布时，会在滤布表面逐步集聚液体中的固体物质，当这些固体物质达到一定厚度时，就形成了所谓的“滤饼”，由于滤饼微粒之间的空隙很小，阻留了液体中颗粒杂质的逃逸，这样就使滤液变清，并过滤掉了焦化废水中的焦油、焦粉混合颗粒，达到预处理的目的，可以满足后续油水分离器2的进水指标要求。
所述焦化废水预过滤器1的工作原理为：
焦化废水预过滤器1在开始过滤时，先用泵将焦化废水送入筒体100内，焦化废水穿过滤布进入多孔滤芯101的中心，然后汇总到连接管110，在焦化废水预过滤器1内未形成滤饼前，汇总到连接管110内的焦化废水通过循环管105再回到筒体100内，并不断循环，直至焦化废水预过滤器1内形成滤饼(能达到过滤要求)，然后循环管105关闭，并打开出液管103，经过过滤后的焦化废水通过出液管103送至下道工序使用。
正常过滤一段时间后，当滤芯101上的滤饼达到一定厚度时，提供一信号控制进液管102关闭，然后排净筒体100内的残液，排净后提供一信号控制反吹管104打开，压缩空气、氮气或饱和蒸汽通过反吹管104进入滤芯101内，进行反吹，使滤饼脱落，反吹一定时间后，停止反吹，提供一信号打开排渣口108进行排渣，排渣结束后关闭排渣口108，回到过滤前初始状态，准备进行下一轮过滤。
如图3至图7所示(图7中箭头代表水流方向)，所述油水分离器2为卧式多腔容器，主要分离焦化废水中的乳化油部分，本设备包括，罐体201、设在罐体201内的旋流聚集过滤腔202、一级粗过滤聚集腔203、W形波纹板腔室204、二级精过滤吸附腔205和出水过渡腔206，所述罐体201上还设有，与旋流聚集过滤腔202连接的进水管216，与出水过渡腔206连接的出水管213，在罐体201顶部设有多个收油包211，所述收油包211连接有出油管212。
所述焦化废水预过滤器1的出液管103与油水分离器2的进水管216连接。
具体地，油水分离器中的旋流聚集过滤腔202的顶部与收油包211连通，底部设有排污口，旋流聚集过滤腔202内设有旋流分离器207，所述旋流分离器207主要对焦化废水中的残留焦粉、焦油等进一步旋流聚集分离，其工作原理为：利用液体的密度差，在离心力的作用下，使密度不同的物质分离，并使轻相物向收油包211移动，重相物向排污口移动。
所述油水分离器中的一级粗过滤聚集腔203通过罐体201外的布水管215与旋流聚集过滤腔202连通，经过旋流分离器207处理后的液体通过布水管215进入至一级粗过滤聚集腔203内，在一级粗过滤聚集腔203内设有一级滤芯208，所述一级滤芯208由涂覆有亲油憎水涂层的多孔聚集材料制成，可以对10-20微米的细小油粒进行聚集分离。
如图7所示，所述W形波纹板腔室204与一级粗过滤聚集腔203连通，经过一级滤芯208过滤后的液体进入W形波纹板腔室204内，在W形波纹板腔室204内设有多层W形波纹板209，所述W形波纹板209的表面喷涂石墨烯类超亲油憎水聚合材料涂层，当液体沿着W形波纹板209流动时，将进一步聚集一级滤芯208聚合长大还未与水分离的油珠，使其的聚集效果更强大，降低了下文中二级滤芯210的负担，延长了二级滤芯210的更换周期。
所述油水分离器中的二级精过滤吸附腔205与W形波纹板腔室204相连通，经过W形波纹板腔室204后的液体进入二级精过滤吸附腔205，在二级精过滤吸附腔205内设有二级滤芯210，所述二级滤芯210由石墨烯类亲油疏水多孔材料制成，主要吸附含油污水中大部分的乳化油(0.1-10微米)和部分溶解油(0.1微米左右)。
优选地，所述油水分离器中的收油包211至少为三个，并分别设置在旋流聚集过滤腔202、一级粗过滤聚集腔203、二级精过滤吸附腔205的顶部，分离后的油滴汇总至收油包211内，并通过出油管212排出，分离后的水进入出水过渡腔206，并最终通过出水管213排出。
优选地，所述油水分离器2还包括蒸汽伴热装置，所述蒸汽伴热装置包括，设置在罐体201内的蒸汽伴热管214，所述蒸汽伴热管214沿着罐体201的长度方向延伸，并贯穿罐体201，分别形成蒸汽入口和蒸汽出口，所述蒸汽入口用于与蒸汽发生装置连接，所述蒸汽伴热装置可以对罐体201内的液体进行加热和对W形波纹板腔室204中的W形波纹板209进行反冲。
本发明还涉及一种利用上述焦化废水除油处理装置对焦化废水进行处理的方法，包括以下步骤：
步骤S1、打开进液管102，将焦化废水泵入焦化废水预过滤器1内；
步骤S2、检测焦化废水预过滤器1内是否生成了滤饼，
若未生成滤饼，或生成了滤饼，但滤饼厚度未达到第一预设值，则执行步骤S3；
若生成了滤饼，并且滤饼厚度达到第一预设值，但小于第二预设值，则执行步骤S4；
若生成了滤饼，并且滤饼厚度达到第二预设值，则执行步骤S5；
步骤S3、打开循环管105，使废水穿过滤布进入滤芯101内，并汇总到循环管105后再返回至焦化废水预过滤器1内，该过程用于生成滤饼；
步骤S4、打开出液管103，并关闭循环管105，使经滤布过滤后的焦化废水沿着出液管103流入油水分离器2内，过滤后的焦化废水在油水分离器2内进行油水分离，且分离后的油液从出油管212排出，分离出的水从出水管213排出；
步骤S5、关闭进液管102，然后打开反吹管104，并通过反吹管104向筒体100内供气，进行反吹，使滤饼脱落，反吹一定时间后，关闭反吹管104，并打开排渣口108进行排渣，排渣结束后关闭排渣口108，返回执行步骤步骤S1；
所述第一预设值小于第二预设值，两预设值的大小可以根据需要设置，如其中一种实施方式中，第一预设值可以设置为2mm，第二预设值可以设置为5mm。
所述步骤S3和步骤S4在执行过程中，当滤饼的检测结果发生变化时，自动按步骤S2的判断结果切换执行步骤，如在步骤S4中，随着废水不断穿过滤布进入滤芯101内，滤饼的厚度也会不断增长，当滤饼厚度到达第二预设值时，步骤S4停止执行，改为执行步骤S5。
以上所述为本发明的实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本发明原理前提下，还可以做出多种变形和改进，这也应该视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种焦化废水除油处理装置，其特征在于：包括焦化废水预过滤器和油水分离器；
所述焦化废水预过滤器包括，筒体、安装在筒体内的多根多孔滤芯，套设在滤芯外围的滤布，与滤芯连接的出液管、反吹管和循环管，以及与筒体连接的进液管；所述筒体上还设有正吹口，在筒体的底部设有排渣口，所述循环管的另一端与筒体连接；
所述油水分离器包括，罐体、设在罐体内的旋流聚集过滤腔、一级粗过滤聚集腔、W形波纹板腔室、二级精过滤吸附腔和出水过渡腔，所述罐体上还设有，与旋流聚集过滤腔连接的进水管，与出水过渡腔连接的出水管；所述罐体顶部设有收油包，所述收油包连接有出油管；
所述焦化废水预过滤器的出液管与油水分离器的进水管连接。
2.根据权利要求1所述的一种焦化废水除油处理装置，其特征在于：所述筒体的上端设有一可打开的顶盖，筒体的下端为圆锥形结构，所述排渣口处安装有一控制阀门，该控制阀门用于控制排渣口的打开和关闭。
3.根据权利要求1所述的一种焦化废水除油处理装置，其特征在于：所述滤芯与筒体平行设置，滤芯底部为封闭式结构，滤芯上端通过连接管与出液管、反吹管和循环管连接，所述滤布基材为芳纶纸，在芳纶纸的表面均匀涂覆有聚四氟乙烯纳米颗粒。
4.根据权利要求1所述的一种焦化废水除油处理装置，其特征在于：所述旋流聚集过滤腔内设有旋流分离器，旋流聚集过滤腔的顶部与收油包连通，底部设有排污口。
5.根据权利要求1所述的一种焦化废水除油处理装置，其特征在于：所述一级粗过滤聚集腔通过罐体外的布水管与旋流聚集过滤腔连通，在一级粗过滤聚集腔内设有一级滤芯，所述一级滤芯由涂覆有亲油憎水涂层的多孔聚集材料制成。
6.根据权利要求1所述的一种焦化废水除油处理装置，其特征在于：所述W形波纹板腔室与一级粗过滤聚集腔连通，在W形波纹板腔室内设有W形波纹板，所述W形波纹板的表面喷涂石墨烯类超亲油憎水聚合材料涂层。
7.根据权利要求1所述的一种焦化废水除油处理装置，其特征在于：所述二级精过滤吸附腔与W形波纹板腔室连通，在二级精过滤吸附腔内设有二级滤芯，所述二级滤芯由石墨烯类亲油疏水多孔材料制成。
8.根据权利要求1所述的一种焦化废水除油处理装置，其特征在于：所述收油包至少为三个，并分别设置在旋流聚集过滤腔、一级粗过滤聚集腔、二级精过滤吸附腔的顶部。
9.一种利用如权利要求1-8任一项所述的焦化废水除油处理装置对焦化废水进行处理的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1、打开进液管，将焦化废水泵入焦化废水预过滤器内；
步骤S2、检测焦化废水预过滤器内是否生成了滤饼，
若未生成滤饼，或生成了滤饼，但滤饼厚度未达到第一预设值，则执行步骤S3；
若生成了滤饼，并且滤饼厚度达到第一预设值，但小于第二预设值，则执行步骤S4；
若生成了滤饼，并且滤饼厚度达到第二预设值，则执行步骤S5；
步骤S3、打开循环管，使废水穿过滤布进入滤芯内，并汇总到循环管后再返回至焦化废水预过滤器内，该过程用于生成滤饼；
步骤S4、打开出液管，并关闭循环管，使经滤布过滤后的焦化废水沿着出液管流入油水分离器内，过滤后的焦化废水在油水分离器内进行油水分离，且分离后的油液从出油管排出，分离出的水从出水管排出；
步骤S5、关闭进液管，然后打开反吹管，并通过反吹管向筒体内供气，进行反吹，使滤饼脱落，反吹一定时间后，关闭反吹管，并打开排渣口进行排渣，排渣结束后关闭排渣口，返回执行步骤步骤S1；
所述第一预设值小于第二预设值，两预设值的大小可以根据需要设置。
10.根据权利要求9所述的处理方法，其特征在于：所述步骤S3和步骤S4在执行过程中，当滤饼的检测结果发生变化时，自动按步骤S2的判断结果切换执行步骤。
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