CN114656071A - 一种焦化废水零排放回用的处理方法及处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于废水处理领域，具体公开了一种焦化废水零排放回用的处理方法，包括将废水预处理；将预处理后的废水通入通入铁碳微电解池进行处理，对处理后的水通入絮凝池中，絮凝处理得到上清液和絮凝物；将絮凝物通入辐流沉淀设备内进行处理，得到沉淀和废水；将S3的上清液和S4中的辐流沉淀设备处理后的废水通入氧化反应池内进行氧化反应；将剩余溶液通入离子交换池内进行分离，得到的阴离子溶液和阳离子溶液混合后蒸发得到盐和剩余溶液；将剩余溶液过滤得到回用水。本发明通过预处理能够将焦化废水中的固体颗粒过滤掉，另外絮凝处理能够将废水中的胶体转变为絮凝状态，从而可以避免焦化废水造成管道或者膜堵塞的问题。

Description

一种焦化废水零排放回用的处理方法及处理装置

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，尤其是一种焦化废水零排放回用的处理方法及处理装置。

背景技术

焦化废水主要来自焦炉煤气初冷和焦化生产过程中的生产废水以及蒸汽冷凝废水，由于其来源广泛、成分复杂、特性多变、危害巨大而成为公认的最难处理的工业废水之一，既难以达标排放，回用率又普遍偏低。焦化废水所含的污染物包括酚类、多环芳香族化合物及含氮、氧、硫的杂环化合物等，是一种典型的难降解有机工业废水，存在水质复杂、含盐量高等特点，一直是行业内公认的最难处理的废水之一。目前，处理焦化废水行之有效的方法仍然是生化处理和物理化学方法，但是处理后的出水往往不能达到排放标准的要求。

随着我国水资源的紧缺和排放要求的日益严格，类似焦化行业这种用水量大、排放量也大的行业，绝大多数企业会选择进行深度处理回收部分水作为成品水回用，而余下部分浓缩后形成浓水进行企业内部消耗或者经过处理后达标排放。

经调查，焦化行业废水深度处理一般只进行一次浓缩，回收率一般在70％左右，产生的30％左右的浓盐水多进行企业内部消化，主要用于配煤、冲渣、熄焦等。由于浓水中含有大量的有机物和无机盐，且种类繁多、成分复杂，因此存在较大的环境隐患、生产隐患和安全隐患。若选择对浓水进行再处理使之达到排放标准，则需要企业付出较大的代价，但是所取得的效果均依然不是很明显，仍然很难达标排放。为了消除各个行业废水对自然环境的影响，实现废水的零排放已然成为必经之路。此外，如果能将废水处理后进行回收利用，可以大大减少新鲜水的用量，这将给企业带来较大的经济效益。

目前，在常规焦化废水深度处理工艺运行过程中，由于预处理不完善、工艺衔接设计或运行不合理等因素影响，经常发生胶体污堵、无机盐结垢等现象，难以保证工艺系统长期稳定运行。

针对现有技术的缺点，目前尚没有解决方案。

发明内容

发明目的：提供一种焦化废水零排放回用的处理方法，以解决现有技术存在的上述问题。

技术方案：一种焦化废水零排放回用的处理方法，包括如下步骤：

S1：将废水进行预处理；

S2：将预处理后的废水通入铁碳微电解池进行处理；

S3：将预处理后的废水通入絮凝池中，絮凝处理得到上清液和絮凝物；

S4：将絮凝物通入辐流沉淀设备内进行处理，得到沉淀和废水；

S5：将S3的上清液和S4中的辐流沉淀设备处理后的废水通入氧化反应池内进行氧化反应；

S6：将剩余溶液通入离子交换池内进行分离，得到的阴离子溶液和阳离子溶液混合后蒸发得到盐和剩余溶液；

S6：将剩余溶液通入过滤装置内过滤，得到回用水。

进一步的：步骤S2中，铁碳微电解池中的电解材料为铸铁屑、活性炭或者焦炭。

进一步的：步骤S1中对废水的预处理是指将废水通入微纳米气浮除油污设备中，除去废水中的悬浮物。

进一步的：步骤S3具体包括：

S3.1：将预处理后的废水通入絮凝池中，并向絮凝池中通入絮凝剂和促凝剂，搅拌10-18分钟；

S3.2：将搅拌后的溶液静置20-30分钟使溶液出现明显的分层现象，得到上清液和絮凝物。

进一步的：步骤S5具体包括：

S5.1：将S3的上清液和辐流沉淀设备处理后的废水通入氧化反应池内，向氧化反应池内加入硝酸，调节溶液的pH至酸性；

S5.2：向酸性溶液中加入臭氧，搅拌25-35分钟，然后静置5分钟。

另外根据上述处理方法，本发明还公开了一种焦化废水零排放回用的处理装置，微纳米气浮除油污设备，所述微纳米气浮除油污设备的进水口与焦油废水连接，所述微纳米气浮除油污设备的出水口连接有铁碳微电解池的入水口，所述铁碳微电解池的出水口通过水泵一连接有絮凝池，所述絮凝池内设有出水管，所述出水管能够在絮凝池内上下移动，所述出水管通过水泵二连接有氧化反应池的入口，所述絮凝池的下部与辐流沉淀设备连接，所述辐流沉淀设备的出水口和絮凝池均与氧化反应池连接，所述氧化反应池连接有离子交换池，所述离子交换池连接有过滤装置，所述过滤装置的出水口连接有回用水罐。

进一步的，所述絮凝池包括絮凝池体，所述絮凝池体内滑动连接有上下搅拌的搅拌网，所述搅拌网的上端连接有调节绳，所述絮凝池体的侧壁上连接有支撑杆，所述支撑杆上连接有转向定滑轮，所述调节绳绕过定滑轮后连接在收线轴上，所述絮凝池体的侧壁一侧固定连接有收线电机，所述收线电机与所述收线轴连接，所述搅拌网上连接有出水管，所述出水管通过水泵二与所述的氧化反应池连接，所述絮凝池体和所述辐流沉淀设备之间连接有水管；

所述收线电机连接有控制系统和采集模块，所述采集模块用于采集絮凝池体内的浊度信息，并将浊度信息传递至控制系统，所述控制系统控制搅拌网的上下移动。

进一步的，所述离子交换池包括离子交换池体，所述离子交换池体内设有阳离子交换膜和阴离子交换膜，所述阳离子交换膜和阴离子交换膜将所述离子交换池体分为阳极室、阴极室和溶液室，所述阳极室和阴极室均通过水泵三与盐溶液收集池连接，所述溶液室通过水泵四与所述过滤装置连接。

进一步的：所述的过滤装置包括过滤装置壳体，所述过滤装置壳体内设有PP棉过滤单元、活性炭过滤单元和反渗透膜过滤单元，且溶液室内的溶液通过水泵四后依次通过PP棉过滤单元、活性炭过滤单元和反渗透膜过滤单元后进入回用水罐内；

所述反渗透膜过滤单元和所述回用水罐之间连接有反渗透膜冲洗管，所述反渗透膜冲洗管上连接有冲洗水泵，所述反渗透膜冲洗管用于对所述反渗透过滤单元进行反向冲洗；

所述冲洗水泵和所述水泵四互为相斥控制，所述过滤装置壳体上设有反向冲洗水出口。

本发明具有如下有益效果：

1、通过预处理降低了废水中有生物毒性的硫化物和氰化物；

2、另外本发明将金属阳离子和阴离子通过离子交换膜后收集起来能够得到盐溶液，从而可以对盐进行分离回收利用。

附图说明

图1是本发明的一种焦化废水零排放回用的处理方法的方法流程图；

图2是本发明的一种焦化废水零排放回用的处理装置的连接示意图；

附图标记为：微纳米气浮除油污设备1、铁碳微电解池2、水泵一3、絮凝池体4、搅拌网5、调节绳6、转向定滑轮7、支撑杆8、出水管9、水泵二10、辐流沉淀设备11、氧化反应池12、离子交换池体13、阴极室14、阴离子交换膜15、溶液室16、阳离子交换膜17、水泵三18、盐溶液收集池19、水泵四20、过滤装置壳体21、PP棉过滤单元22、活性炭过滤单元23、反渗透膜过滤单元24、冲洗水泵25、回用水罐26、阳极室27。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种焦化废水零排放回用的处理方法，包括如下步骤：

将焦化废水通入将废水通入微纳米气浮除油污设备中进行预处理，微纳米气浮除油污设备通过高速涡旋加速气液混合液体，在加速过程中液体内部构成高压，将较大粒径的气泡紧缩后构成的、粒径在30微米到0.5纳米之间的气泡，这种气泡具有十分高的能量，在射入水中之后能对水发作部分电离作用，气泡周围产生一层正负离子，使气泡界面带电，有助于悬浮物粘附去除；

将预处理后的废水通入铁碳微电解池进行处理，铁碳微电解池的电解材料为铸铁屑和活性炭或者焦炭，当电解材料浸没在废水中时，发生内部和外部两方面的电解反应，一方面铸铁中含有微量的碳化铁，碳化铁和纯铁存在明显的氧化还原电势差，这样在铸铁屑内部就形成了许多细微的原电池，纯铁作为原电池的阳极，碳化铁作为原电池的阴极；此外，铸铁屑和其周围的炭粉又形成了较大的原电池，电极反应生成的产物(如新生态的H+)具有很高的活性，能够跟废水中多种组分发生氧化还原反应，包括许多难生物降解和有毒的物质都能够被有效的降解；使有机大分子发生断链降解,从而降低有机物和色度,提高废水可生化性，同时，金属铁能够和废水中金属活动顺序排在铁之后的重金属离子发生置换反应；其次，经铁碳微电解处理后的废水中含有大量的Fe²⁺，将废水调制中性经曝气之后则生成絮凝性极强的Fe(OH)₃，能够有效的吸附废水中的悬浮物及氰化物，其吸附性能远远高于一般的絮凝剂；

将处理后的水通入絮凝池中，同时向絮凝池中加入促凝剂和絮凝剂进行搅拌，搅拌时间为10-18分钟，使其充分反应，然后静置20-30分钟使溶液出现明显的分层现象，上层为上清液，下部为絮凝状物质，将下部的絮凝状物质移至辐流沉淀设备内进行辐流沉淀处理，通过辐流沉淀设备处理后得到沉淀和废水；絮凝剂用于使废水中的胶体和悬浮物发生絮凝反应，促凝剂用于促进絮凝反应的顺利进行；

将辐流沉淀后的废水和上层的上清液分别通入至氧化反应池内，通过向氧化反应池内加入硝酸将氧化反应池内溶液调整为酸性环境，向氧化反应池内通入臭氧搅拌25-35分钟，然后静置5分钟；通过加入硝酸调节溶液的pH；臭氧能与废水中大多数有机物，微生物迅速反应，可除去废水中的酚、氰等污染物，并降低其COD、BOD值，同时还可起到脱色、除臭和杀菌的作用；其中臭氧在酸性环境中能够和水中的氰化物发生反应，臭氧和氰化物反应首先生成氰酸盐，氰酸盐被臭氧继续氧化分解为氮气和碳酸氢根；臭氧和硫氰酸盐反应时，生成氢氰酸和硫酸根，然后氢氰酸继续和臭氧反应生成氰酸盐，氰酸盐同样被氧化为氮气，从而可以将废水的氰化物除去；

最后将剩余的溶液通入离子交换池内，离子交换池内设有阳离子交换膜和阴离子交换膜，阳离子交换膜仅能使阳离子通过，阴离子交换膜仅能使阴离子通过，将收集到的阴离子溶液和阳离子溶液混合后蒸发得到盐，一方面可以除去了水中的硫酸根离子、硝酸根离子及钠离子等，另外一方面还可以对硫酸钠、硝酸钠等回收利用；通过离子交换池后得到剩余的滤液；

经过上述处理，剩余的滤液中只含有少量的有机物和微小的固体颗粒等，将剩余的滤液通入过滤设备中，通过过滤设备对溶液中的有机物和微小的固体颗粒进行过滤，从而得到回用水。

另外，本发明还公开了一种焦化废水零排放回用的处理装置，如图2所示，包括微纳米气浮除油污设备1，所述微纳米气浮除油污设备1的进水口与焦油废水连接，所述微纳米气浮除油污设备1的出水口连接有铁碳微电解池2的入水口，所述铁碳微电解池2的出水口通过水泵一3连接有絮凝池，水泵一3用于将被过滤后的废水泵至絮凝池内，所述絮凝池内设有出水管，所述出水管能够在絮凝池内上下移动，所述出水管通过水泵二10连接有氧化反应池12的入口，从而便于将絮凝后的上清液全部泵至氧化反应池12内进行下一步的反应，所述絮凝池的下部与辐流沉淀设备11连接，辐流沉淀设备11用于对絮凝状的物质进行处理，将絮凝状的物质处理为沉淀和废水水，所述辐流沉淀设备11的出水口和絮凝池均与氧化反应池12连接，氧化反应池12用于对絮凝池产生的上清液和辐流沉淀设备11的废水进行氧化，所述氧化反应池12连接有离子交换池，离子交换池用于使某一特点的离子通过，例如使阳离子和阴离子通过，从而将水中的阳离子和阴离子收集起来，剩余的溶液进入过滤装置内，通过过滤装置对水再次进行过滤，所述过滤装置的出水口连接有回用水罐26，过滤后的水进入回用水罐26内。

在具体的实施例中，所述絮凝池包括絮凝池体4，所述絮凝池体4内滑动连接有搅拌网5，搅拌网5能够沿着絮凝池体4的侧壁上下滑动，从而起到搅拌作用，便于絮凝剂、促凝剂和废水充分反应，所述搅拌网5的上端连接有调节绳6，所述絮凝池体4的侧壁上连接有支撑杆8，所述支撑杆8上连接有转向定滑轮7，所述调节绳6绕过转向定滑轮7后连接在收线轴上，所述絮凝池体4的侧壁一侧固定连接有收线电机，所述收线电机与所述收线轴连接，搅拌网5沿着絮凝池体4的侧壁上下滑动是通过收线电机的驱动实现的，当驱动收线电机正反转时，收线电机带动收线轴正反转，从而使调节绳6通过定滑轮后被缠绕在收线轴上或者从收线轴上放线，所述搅拌网5上连接有出水管9，搅拌网5的上下移动还可以带动出水管9的上下移动，从而便于将絮凝池内的上清液全部通过水泵二10泵至氧化反应池12内，所述出水管9通过水泵二10与所述的氧化反应池12连接，所述絮凝池体4和所述辐流沉淀设备11之间连接有水管，通过水管将絮凝池体4内的絮凝状物质移入辐流沉淀设备11内；所述收线电机连接有控制系统和采集模块，所述采集模块用于采集絮凝池体4内的浊度信息，浊度信息通过浊度计采集，浊度计采集后将浊度信息传递至采集模块，当采集模块采集到浊度信息后将浊度信息传递至控制系统，控制系统根据浊度的信息，控制系统根据浊度的信息控制搅拌网5的上下移动；在具体控制时，当废水进行絮凝池体4内后，控制系统控制收线电机上下移动对废水进行搅拌，当搅拌18分钟后，控制系统控制收线电机收线至搅拌网5离开水体，水体开始静置，当静置30分钟后，控制系统控制收线电机放线将搅拌网5放置在分层处的上方，然后通过启动水泵二10即可将上清液抽出。

在具体的实施例中，所述离子交换池包括离子交换池体13，所述离子交换池体13内设有阳离子交换膜17和阴离子交换膜15，其中阳离子交换膜17只能使阳离子通过，阴离子交换膜15只能使阴离子通过，所述阳离子交换膜17和阴离子交换膜15将所述离子交换池体13分为阳极室27、阴极室14和溶液室16，所述阳极室27和阴极室14均通过水泵三18与盐溶液收集池19连接，通过阳离子交换膜17和阴离子交换膜15能够将水中的阳离子和阴离子收集至盐溶液收集池19对盐溶液收集池19内的盐进行提纯分离可以得到盐，所述溶液室16通过水泵四20与所述过滤装置连接，剩余溶液室16内的水通过水泵四20被泵至过滤装置进行过滤。

在具体的实施例中，所述的过滤装置包括过滤装置壳体21，所述过滤装置壳体21内设有PP棉过滤单元22、活性炭过滤单元23和反渗透膜过滤单元24，且溶液室16内的溶液通过水泵四20后依次通过PP棉过滤单元22、活性炭过滤单元23和反渗透膜过滤单元24后进入回用水罐26内，通过PP棉过滤单元22、活性炭过滤单元23和反渗透膜过滤单元24依次对水进行过滤，可以将少量的有机物和微小的固体颗粒过滤掉，从而得到回用水；所述反渗透膜过滤单元24和所述回用水罐26之间连接有反渗透膜冲洗管，所述反渗透膜冲洗管上连接有冲洗水泵25，冲洗水泵25用于将回用水泵至反渗透膜冲洗管内，水从反渗透膜冲洗管进入反渗透膜过滤单元24可以实现对反渗透膜的反向冲洗；所述冲洗水泵25和所述水泵四20互为相斥控制，通过互斥控制可以实现当水泵四20在工作时，冲洗水泵25停止泵水，当冲洗水泵25开始泵水进行反向冲洗时，水泵四20停止泵水，所述过滤装置壳体21上设有反向冲洗水出口，冲洗后的废水从反向冲洗水出口流出，本发明中反向冲洗水出口设置在过滤装置壳体21上PP棉过滤单元22远离活性炭过滤单元23的一侧，从而可以同时实现对PP棉过滤单元22和活性炭过滤单元23实现冲洗。

在具体的实施例中，所述过滤池1的底面为从过滤池1的进水口向出水口方向逐渐上升的倾斜平面，且过滤池1内设有滤网2。该实施例中，过滤池1采用倾斜平面设置能够使被过滤池1内的滤网2拦截的固体颗粒在重力的作用下落在滤网2的下方，避免滤网2被堵塞的情况。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种焦化废水零排放回用的处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：将废水通入进行预处理；

S2：将预处理后的废水通入铁碳微电解池进行处理；

S3：将处理后的废水通入絮凝池中，絮凝处理得到上清液和絮凝物；

S4：将絮凝物通入辐流沉淀设备内进行处理，得到沉淀和废水；

S5：将S3的上清液和S4的废水通入氧化反应池内进行氧化反应；

S6：将剩余溶液通入离子交换池内进行分离，得到的阴离子溶液和阳离子溶液混合后蒸发得到盐和剩余溶液；

S7：将剩余溶液通入过滤装置内过滤，得到回用水。

2.根据权利要求1所述的一种焦化废水零排放回用的处理方法，其特征在于：步骤S3具体包括：

S3.1：将预处理后的废水通入絮凝池中，并向絮凝池中通入絮凝剂和促凝剂，搅拌10-18分钟；

S3.2：将搅拌后的溶液静置20-30分钟使溶液出现明显的分层现象，得到上清液和絮凝物。

3.根据权利要求2所述的一种焦化废水零排放回用的处理方法，其特征在于：步骤S5具体包括：

S5.1：将S3的上清液和辐流沉淀设备处理后的废水通入氧化反应池内，向氧化反应池内加入硝酸，调节溶液的pH至酸性；

S5.2：向酸性溶液中加入臭氧，搅拌25-35分钟，然后静置5分钟。

4.根据权利要求3所述的一种焦化废水零排放回用的处理方法，其特征在于：步骤S2中，铁碳微电解池中的电解材料为铸铁屑、活性炭或者焦炭。

5.根据权利要求3所述的一种焦化废水零排放回用的处理方法，其特征在于：步骤S1中对废水的预处理是指将废水通入微纳米气浮除油污设备中，除去废水中的悬浮物。

6.一种焦化废水零排放回用的处理装置，其特征在于，包括微纳米气浮除油污设备，所述微纳米气浮除油污设备的进水口与焦油废水连接，所述微纳米气浮除油污设备的出水口连接有铁碳微电解池的入水口，所述铁碳微电解池的出水口通过水泵一连接有絮凝池，所述絮凝池内设有出水管，所述出水管能够在絮凝池内上下移动，所述出水管通过水泵二连接有氧化反应池的入口，所述絮凝池的下部与辐流沉淀设备连接，所述辐流沉淀设备的出水口和絮凝池均与氧化反应池连接，所述氧化反应池连接有离子交换池，所述离子交换池连接有过滤装置，所述过滤装置的出水口连接有回用水罐。

7.根据权利要求4所述的一种焦化废水零排放回用的处理装置，其特征在于，所述絮凝池包括絮凝池体，所述絮凝池体内滑动连接有上下搅拌的搅拌网，所述搅拌网的上端连接有调节绳，所述絮凝池体的侧壁上连接有支撑杆，所述支撑杆上连接有转向定滑轮，所述调节绳绕过定滑轮后连接在收线轴上，所述絮凝池体的侧壁一侧固定连接有收线电机，所述收线电机与所述收线轴连接，所述搅拌网上连接有出水管，所述出水管通过水泵二与所述的氧化反应池连接，所述絮凝池体和所述辐流沉淀设备之间连接有水管；

所述收线电机连接有控制系统和采集模块，所述采集模块用于采集絮凝池体内的浊度信息，并将浊度信息传递至控制系统，所述控制系统控制搅拌网的上下移动。

8.根据权利要求5所述的一种焦化废水零排放回用的处理装置，其特征在于：

所述离子交换池包括离子交换池体，所述离子交换池体内设有阳离子交换膜和阴离子交换膜，所述阳离子交换膜和阴离子交换膜将所述离子交换池体分为阳极室、阴极室和溶液室，所述阳极室和阴极室均通过水泵三与盐溶液收集池连接，所述溶液室通过水泵四与所述过滤装置连接。

9.根据权利要求6所述的一种焦化废水零排放回用的处理装置，其特征在于：所述的过滤装置包括过滤装置壳体，所述过滤装置壳体内设有PP棉过滤单元、活性炭过滤单元和反渗透膜过滤单元，且溶液室内的溶液通过水泵四后依次通过PP棉过滤单元、活性炭过滤单元和反渗透膜过滤单元后进入回用水罐内；

所述反渗透膜过滤单元和所述回用水罐之间连接有反渗透膜冲洗管，所述反渗透膜冲洗管上连接有冲洗水泵，所述反渗透膜冲洗管用于对所述反渗透过滤单元进行反向冲洗；

所述冲洗水泵和所述水泵四互为相斥控制，所述过滤装置壳体上设有反向冲洗水出口。

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