CN203284286U - 一种煤化工污水回用与零排放的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种煤化工污水回用与零排放的装置，包括：隔油池；超微气浮装置，与隔油池连通；多级A/O系统，包括：厌氧区，与超微气浮装置连通；好氧区，与厌氧区连通；沉淀区，与厌氧区连通；稳定区，与沉淀区连通；膜过滤系统，与稳定区和厌氧区连通；超效反渗透系统，包括：硬度去除装置，与膜过滤系统连通；溶解性气体脱除装置，与硬度去除装置连通；膜过滤装置，与溶解性气体脱除装置连通；膜过滤产水储罐，与膜过滤装置连通；膜过滤浓水储罐，与膜过滤装置连通；蒸发结晶装置，与反渗透浓水储罐连通。本实用新型有益效果：保证出水水质，无外排水，真正实现零排放。

Description

一种煤化工污水回用与零排放的装置

技术领域

本实用新型涉及工业水处理领域，特别是指一种煤化工污水回用与零排放的装置。

背景技术

煤化工过程是将煤炭转换为气体、液体和固体产品或半产品，而后进一步加工成化工、能源产品的工业。新一代煤化工，以煤气化为龙头，合成各种燃料油和化工产品的煤炭洁净利用技术。我国煤炭资源相对丰富，能源消费以煤为主，随着世界石油资源不断减少，煤化工有着广阔的前景。

煤化工项目是高耗水、高污染型项目，废水排放量大，是一种典型含有较难降解有机化合物的工业废水。很多地方煤资源丰富，水资源却短缺，中国北方和沿海大部分地区都属于这种情况。随着环境承载能力开始减弱，或环境容量较小、生态环境脆弱，环境保护的呼声越来越高，未来煤化工发展也将是以低投入、高产出、少污染、可循环的机制发展。零排放是废水排放无限减少直至为零的活动，使实现水资源利用最大化。目前国内大多数煤化工企业所采用的常规“物化预处理+生化处理”方法，处理后排水都不能达到国家或地方排放标准。

近年来，不断有新的方法和技术用于处理煤化工废水，但各有利弊。单纯的生物氧化法出水中含有一定量的难降解有机物，COD值偏高，不能完全达到排放标准。吸附法虽能较好地除去COD，但存在吸附剂的再生和二次污染的问题。催化氧化法虽能降解难以生物降解的有机物，但实际的工业应用中存在运行费用高等问题。厌氧－好氧联合处理煤化工废水可以获得理想的处理效果，运行管理和成本相对较低，该工艺是煤化工废水的主要选用工艺，但当在来水浓度较高和含有较多难降解有机物时出水难以稳定达标。

发明内容

本实用新型提出一种煤化工污水回用与零排放的装置，解决了现有技术中生物氧化法、吸附法、催化氧化法、厌氧－好氧联合等方法处理煤化工废水时存在弊端，处理后排水都不能达到国家或地方排放标准的问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种煤化工污水回用与零排放的装置，包括：

隔油池，用于去除污水中的悬浮油；

超微气浮装置，用于去除所述隔油池排出的污水中的悬浮污染物，与所述隔油池连通；

多级A/O系统，用于对所述超微气浮装置排出的污水进行生物降解、脱氮除磷、去除COD，包括：厌氧区，与所述超微气浮装置连通；好氧区，与所述厌氧区连通；沉淀区，与所述厌氧区连通；稳定区，与所述沉淀区连通；

膜过滤系统，用于对所述稳定区排出的污水进行过滤，与所述稳定区和所述厌氧区连通；

超效反渗透系统，用于对所述膜过滤系统排出的污水进行硬度去除和进行脱盐，包括：硬度去除装置，与所述膜过滤系统连通；溶解性气体脱除装置，与所述硬度去除装置连通；膜过滤装置，与所述溶解性气体脱除装置连通；

膜过滤产水储罐，用于储存所述超效反渗透系统排出的产水，与所述膜过滤装置连通；

膜过滤浓水储罐，用于储存所述超效反渗透系统排出的浓水，与所述膜过滤装置连通；

蒸发结晶装置，用于将所述膜过滤浓水储罐中的浓水蒸发结晶，与所述反渗透浓水储罐连通。

进一步地，本实用新型所述的煤化工污水回用与零排放的装置，还包括：

高级氧化装置，用于氧化所述超微气浮装置排出的污水中的难降解污染物，以提高所述超微气浮装置排出的污水的可生化性，设置于所述超微气浮装置与所述厌氧区之间，所述超微气浮装置、所述高级氧化装置和所述厌氧区依次连通。

进一步地，本实用新型所述的煤化工污水回用与零排放的装置，还包括：

调节池，用于调节所述隔油池出水，设置于所述隔油池与所述超微气浮装置之间，所述隔油池、所述调节池和所述超微气浮装置依次连通。

进一步地，本实用新型所述的煤化工污水回用与零排放的装置，还包括：

加药系统，用于通过投加药剂加强悬浮污染物的去除效果，与所述超微气浮装置连通。

进一步地，本实用新型所述的煤化工污水回用与零排放的装置，还包括：

中间水池，用于存放膜过滤系统产水，设置于所述膜过滤系统与所述硬度去除装置之间，所述膜过滤系统、所述中间水池和所述硬度去除装置依次连通。

进一步地，本实用新型所述的煤化工污水回用与零排放的装置，

所述超微气浮装置包括：

射流装置，设置于所述超微气浮装置内；

所述膜过滤装置包括：

自动反清洗系统，设置于所述膜过滤装置内。

进一步地，本实用新型所述的使用上述的煤化工污水回用与零排放的装置进行水处理，在进行超微气浮时投加药剂以加强悬浮污染物的去除效果。

进一步地，本实用新型所述的使用上述的煤化工污水回用与零排放的装置进行水处理，在进行超微气浮时进行射流处理，以产生均匀、微小的气泡，增强气浮效果。

进一步地，本实用新型所述的使用上述的煤化工污水回用与零排放的装置进行水处理， 

当超微气浮出水中难生物降解物质含量较高时，所述超微气浮出水先进行高级氧化处理，以提高废水可生化性，然后再进行A/O处理。

本实用新型的有益效果为：

1. 本实用新型所述的煤化工污水回用与零排放的装置，工艺步骤简单，操作方便，抗冲击负荷能力强，采用物化预处理、生化处理和深度处理的工艺流程处理煤化工废水并达到零排放，即通过采用超微气浮加强预处理效果，使水质波动大、难降解物质含量高的煤化工废水经预处理后满足生化进水要求；采用膜法进行煤化工废水的深度处理，保证煤化工废水的出水水质，多处出水可回用；最后进行蒸发结晶处理，结晶产物外运，整个工艺中无外排水，真正实现零排放。

2. 本实用新型所述的煤化工污水回用与零排放的装置，当煤化工废水难降解污染物含量过高时，经高级氧化处理，可大大降低废水中影响微生物生长以及对微生物产生毒性的难降解污染物，降低生化处理难度，提高生化处理效果，从而使得本实用新型所述的煤化工污水回用与零排放的装置能够适用于任何情况。

3. 本实用新型所述的煤化工污水回用与零排放的装置，膜过滤系统和超效反渗透系统的产水可直接回用于生产，根据设计的出水水质，将部分膜过滤系统的产水回用于水质要求不高的生产工艺中，减小了超效反渗透系统的处理量，相应减小了超效反渗透系统的设备量，节约投资成本；超效反渗透系统中膜过滤装置排出的浓水的一部分也可回用于生产工艺中，相应减小了蒸发结晶装置的处理量，大大降低了蒸发结晶的能耗，减小运营成本。

4. 本实用新型所述的煤化工污水回用与零排放的装置，整体工艺中有四处废水可回用，包括膜过滤系统出水、超效反渗透系统中的产水、超效反渗透系统中膜过滤装置排出的浓水和蒸发结晶生成的蒸馏水，根据水质的不同可分别回用于水质要求不高的生产工艺中、新鲜水或补给循环冷却水，本实用新型所述的煤化工污水回用与零排放的装置处理效果好，真正实现煤化工废水的零排放，尤其适用于煤炭资源丰富、水资源短缺地区的煤化工生产企业。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一种煤化工污水回用与零排放的装置的结构示意图。

图中：

1. 隔油池；2. 调节池；3. 超微气浮装置；4. 高级氧化装置；5. 厌氧区；6. 好氧区；7. 沉淀区；8. 稳定区；9. 膜过滤系统；10. 中间水池；11. 硬度去除装置；12. 溶解性气体脱除装置；13. 膜过滤装置；14. 膜过滤产水储罐；15. 膜过滤浓水储罐；16. 蒸发结晶装置；17. 加药系统；18、三通阀门。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，在本实用新型所述的一种煤化工污水回用与零排放的装置的第一实施例中，包括：

隔油池1，用于去除污水中的悬浮油；

超微气浮装置3，用于去除隔油池1排出的污水中的悬浮污染物，与隔油池1连通；

多级A/O系统，用于对超微气浮装置3排出的污水进行生物降解、脱氮除磷、去除COD，包括：厌氧区5，与超微气浮装置3连通；好氧区6，与厌氧区5连通；沉淀区7，与厌氧区5连通；稳定区8，与沉淀区7连通；

膜过滤系统9，用于对稳定区8排出的污水进行过滤，与稳定区8和厌氧区5连通；

超效反渗透系统，用于对膜过滤系统9排出的污水进行硬度去除和进行脱盐，包括：硬度去除装置11，与膜过滤系统9连通；溶解性气体脱除装置12，与硬度去除装置11连通；膜过滤装置13，与溶解性气体脱除装置12连通；

膜过滤产水储罐14，用于储存超效反渗透系统排出的产水，与膜过滤装置13连通；

膜过滤浓水储罐15，用于储存超效反渗透系统排出的浓水，与膜过滤装置13连通；

蒸发结晶装置16，用于将膜过滤浓水储罐15中的浓水蒸发结晶，与反渗透浓水储罐15连通。

其中，多级A/O系统即为多级厌氧/好氧（Anacrobic/Oxic）系统，膜过滤系统9排出的浓水回流至多级A/O系统的厌氧区5再次进行A/O处理。

其中，优选地，所述膜过滤系统9和膜过滤装置13中膜的构型，即按照膜的孔径划分，为微滤、超滤、纳滤、反渗透中的任意一种。

其中，优选地，所述膜过滤系统9中的膜结构，即按照膜的结构划分，为平板膜、中空纤维膜、管式膜、卷式膜中的任意一种。

其中，优选地，所述硬度去除装置11为石灰软化装置或/和离子交换装置。

其中，所述离子交换装置可以包括：

离子交换器；

再生塔，与离子交换器连通；

清洗塔，与再生塔和离子交换器连通。

其中，优选地，所述离子交换器为强酸性离子交换器、弱酸性离子交换器、强碱性离子交换器、弱碱性离子交换器中的任意一种或多种。

在本实用新型所述的煤化工污水回用与零排放的装置另一实施例中，还可以包括：

高级氧化装置4，用于氧化超微气浮装置3排出的污水中的难降解污染物，以提高超微气浮装置3排出的污水的可生化性，设置于超微气浮装置3与厌氧区5之间，超微气浮装置3、高级氧化装置4和厌氧区5依次连通。

所述高级氧化装置4的进水管路上配有三通阀门18，分别与超微气浮装置3和厌氧区5连通。

其中，优选地，所述高级氧化装置4为高级微电解氧化装置、高级电絮凝氧化装置、高级电催化氧化装置、高级电催化氧化装置、高级芬顿氧化装置、高级臭氧氧化装置中的任意一种或几种。

在本实用新型所述的煤化工污水回用与零排放的装置另一实施例中，还可以包括：

调节池2，用于调节隔油池1出水，设置于隔油池1与超微气浮装置3之间，隔油池1、调节池2和超微气浮装置3依次连通。

在本实用新型所述的煤化工污水回用与零排放的装置另一实施例中，还可以包括：

加药系统17，用于通过投加药剂加强悬浮污染物的去除效果，与超微气浮装置3连通。

在本实用新型所述的煤化工污水回用与零排放的装置另一实施例中，还可以包括：

中间水池10，用于存放膜过滤系统9产水，设置于膜过滤系统9与硬度去除装置11之间，膜过滤系统9、中间水池10和硬度去除装置11依次连通。

在本实用新型所述的煤化工污水回用与零排放的装置另一实施例中，

所述超微气浮装置3可以包括：

射流装置，设置于超微气浮装置3内；

所述膜过滤装置13可以包括：

自动反清洗系统，设置于膜过滤装置13内。

其中，上述溶解性气体主要为溶解性CO₂。

在本实用新型提出的一种使用上述的煤化工污水回用与零排放的装置进行水处理的另一实施例中，在进行超微气浮时投加药剂以加强悬浮污染物的去除效果。

在本实用新型提出的一种使用上述的煤化工污水回用与零排放的装置进行水处理的另一实施例中，在进行超微气浮时进行射流处理，以产生均匀、微小的气泡，增强气浮效果。

在本实用新型提出的一种使用上述的煤化工污水回用与零排放的装置进行水处理的另一实施例中， 

当超微气浮出水中难生物降解物质含量较高时，超微气浮出水先进行高级氧化处理，以提高废水可生化性，然后再进行A/O处理。

其中，本实用新型所述的煤化工污水回用与零排放的装置，所述的多级A/O系统，或A/O处理时，其水停留时间为优选为15小时以上，污泥浓度优选为2000~8000mg/L，污泥回流比优选为50~200%

本实用新型所述的煤化工污水回用与零排放的装置，主要有以下优点：

1. 本实用新型所述的煤化工污水回用与零排放的装置，工艺步骤简单，操作方便，抗冲击负荷能力强，采用物化预处理、生化处理和深度处理的工艺流程处理煤化工废水并达到零排放，即通过采用超微气浮加强预处理效果，使水质波动大、难降解物质含量高的煤化工废水经预处理后满足生化进水要求；采用膜法进行煤化工废水的深度处理，保证煤化工废水的出水水质，多处出水可回用；最后进行蒸发结晶处理，结晶产物外运，整个工艺中无外排水，真正实现零排放。

2. 本实用新型所述的煤化工污水回用与零排放的装置，当煤化工废水难降解污染物含量过高时，经高级氧化处理，可大大降低废水中影响微生物生长以及对微生物产生毒性的难降解污染物，降低生化处理难度，提高生化处理效果，从而使得本实用新型所述的煤化工污水回用与零排放的装置能够适用于任何情况。

3. 本实用新型所述的煤化工污水回用与零排放的装置，膜过滤系统9和超效反渗透系统的产水可直接回用于生产，根据设计的出水水质，将部分膜过滤系统9的产水回用于水质要求不高的生产工艺中，减小了超效反渗透系统的处理量，相应减小了超效反渗透系统的设备量，节约投资成本；超效反渗透系统中膜过滤装置排出的浓水的一部分也可回用于生产工艺中，相应减小了蒸发结晶装置的处理量，大大降低了蒸发结晶的能耗，减小运营成本。

4. 本实用新型所述的煤化工污水回用与零排放的装置，整体工艺中有四处废水可回用，包括膜过滤系统9出水、超效反渗透系统中的产水、超效反渗透系统中膜过滤装置排出的浓水和蒸发结晶生成的蒸馏水，根据水质的不同可分别回用于水质要求不高的生产工艺中、新鲜水或补给循环冷却水，本实用新型所述的煤化工污水回用与零排放的装置处理效果好，真正实现煤化工废水的零排放，尤其适用于煤炭资源丰富、水资源短缺地区的煤化工生产企业。

以下列举几个实例来说明本实用新型的效果，但本实用新型的保护范围并非仅限于此。

实施例1：

某煤制甲醇废水，原水COD_Cr为1000mg/L~1500mg/L，经煤化工污水回用与零排放的装置进行处理，其中未使用高级氧化处理工艺段，多级A/O系统污泥浓度3500mg/L~4000mg/L，系统停留时间20小时，污泥回流比为100%。膜过滤系统9产水COD_Cr≤50mg/L，超效反渗透系统产水COD_Cr≤10mg/L。膜过滤系统9产水无色、澄清、无臭味，可用于对水质要求不高的生产中；超效反渗透系统产水水质高，可作为循环冷却水或锅炉补给水；超效反渗透系统浓水澄清、无色、无气味，水量相对较少，可直接回用到生产中，也可与膜过滤系统9产水混合使用，若生产中某个时段不需要此回用水，该段废水也可全部进行蒸发结晶；蒸发结晶产生的蒸馏水可单独回用，也可与膜过滤系统9混合回用。整个工艺过程中无排放水。

实施例2：

某煤气化废水，原水COD_Cr为2000mg/L~2500mg/L，NH₃-N为300mg/L~350mg/L，经煤化工污水回用与零排放的装置进行处理，其中未使用高级氧化工艺段，多级A/O系统污泥浓度3000mg/L~3500 mg/L，系统停留时间24小时，污泥回流比为100%。膜过滤系统9产水COD_Cr≤60mg/L，NH₃-N≤5mg/L，超效反渗透系统产水COD_Cr≤10mg/L，NH₃-N≤0.5mg/L。膜过滤系统9产水无色、澄清、无臭味，可用于对水质要求不高的生产中；超效反渗透系统产水水质高，可作为循环冷却水或锅炉补给水；超效反渗透系统浓水澄清、无色、无气味，水量相对较少，可直接回用到生产中，也可与膜过滤系统9产水混合使用，若生产中某个时段不需要此回用水，该段废水也可全部进行蒸发结晶装置；蒸发结晶产生的蒸馏水可单独回用，也可与膜过滤出水混合回用。整个工艺过程中，无排放水。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1. 一种煤化工污水回用与零排放的装置，其特征在于，包括：

隔油池（1），用于去除污水中的悬浮油；

超微气浮装置（3），用于去除所述隔油池（1）排出的污水中的悬浮污染物，与所述隔油池（1）连通；

多级A/O系统，用于对所述超微气浮装置（3）排出的污水进行生物降解、脱氮除磷、去除COD，包括：厌氧区（5），与所述超微气浮装置（3）连通；好氧区（6），与所述厌氧区（5）连通；沉淀区（7），与所述厌氧区（5）连通；稳定区（8），与所述沉淀区（7）连通；

膜过滤系统（9），用于对所述稳定区（8）排出的污水进行过滤，与所述稳定区（8）和所述厌氧区（5）连通；

超效反渗透系统，用于对所述膜过滤系统（9）排出的污水进行硬度去除和进行脱盐，包括：硬度去除装置（11），与所述膜过滤系统（9）连通；溶解性气体脱除装置（12），与所述硬度去除装置（11）连通；膜过滤装置（13），与所述溶解性气体脱除装置（12）连通；

膜过滤产水储罐（14），用于储存所述超效反渗透系统排出的产水，与所述膜过滤装置（13）连通；

膜过滤浓水储罐（15），用于储存所述超效反渗透系统排出的浓水，与所述膜过滤装置（13）连通；

蒸发结晶装置（16），用于将所述膜过滤浓水储罐（15）中的浓水蒸发结晶，与所述反渗透浓水储罐（15）连通。

2. 根据权利要求1所述的煤化工污水回用与零排放的装置，其特征在于，还包括：

高级氧化装置（4），用于氧化所述超微气浮装置（3）排出的污水中的难降解污染物，以提高所述超微气浮装置（3）排出的污水的可生化性，设置于所述超微气浮装置（3）与所述厌氧区（5）之间，所述超微气浮装置（3）、所述高级氧化装置（4）和所述厌氧区（5）依次连通。

3. 根据权利要求2所述的煤化工污水回用与零排放的装置，其特征在于，还包括：

调节池（2），用于调节所述隔油池（1）出水，设置于所述隔油池（1）与所述超微气浮装置（3）之间，所述隔油池（1）、所述调节池（2）和所述超微气浮装置（3）依次连通。

4. 根据权利要求3所述的煤化工污水回用与零排放的装置，其特征在于，还包括：

加药系统（17），用于通过投加药剂加强悬浮污染物的去除效果，与所述超微气浮装置（3）连通。

5. 根据权利要求4所述的煤化工污水回用与零排放的装置，其特征在于，还包括：

中间水池（10），用于存放膜过滤系统（9）产水，设置于所述膜过滤系统（9）与所述硬度去除装置（11）之间，所述膜过滤系统（9）、所述中间水池（10）和所述硬度去除装置（11）依次连通。

6. 根据权利要求5所述的煤化工污水回用与零排放的装置，其特征在于，

所述超微气浮装置（3）包括：

射流装置，设置于所述超微气浮装置（3）内；

所述膜过滤装置（13）包括：

自动反清洗系统，设置于所述膜过滤装置（13）内。

7. 根据权利要求6所述的煤化工污水回用与零排放的装置，其特征在于，在进行超微气浮时投加药剂以加强悬浮污染物的去除效果。

8. 根据权利要求7所述的煤化工污水回用与零排放的装置，其特征在于，在进行超微气浮时进行射流处理，以产生均匀、微小的气泡，增强气浮效果。

9. 根据权利要求8所述的煤化工污水回用与零排放的装置，其特征在于， 

当超微气浮出水中难生物降解物质含量较高时，所述超微气浮出水先进行高级氧化处理，以提高废水可生化性，然后再进行A/O处理。

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