CN203715404U - 采用氮气气浮处理煤化工废水的除油装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种采用氮气气浮处理煤化工废水的除油装置，综合各种气浮除油技术，提出一种除油装置。本实用新型结构紧凑，设计新颖合理，工作可靠性高，有效的将混合、絮凝、气浮、沉淀技术结合在一起，达到在煤化工废水处理中既可以充分发挥气浮技术的效能，又可以避免以空气作为气源对煤化工废水水质产生负面影响的目的，实现了煤化工废水的高效除油处理，减小了后续生化处理的负荷，为后续的生化处理创造了良好的条件。

Description

采用氮气气浮处理煤化工废水的除油装置

技术领域

本实用新型涉及一种应用于煤化工废水处理的除油装置，属于工业废水处理领域。 

背景技术

煤化工行业的生产工艺流程多而且复杂，会产生大量水质复杂的废水，其中以高浓度的煤气洗涤废水为主。目前，煤化工废水的处理技术都遵循“预处理+生化处理+物化深度处理”的工艺路线。煤化工废水中既有酚类化合物和苯类化合物等易降解有机物和砒咯、萘、呋喃、咪唑类等可降解类有机物，还含有吡啶、咔唑、联苯、油等难降解有机物，同时含有氰化物、硫化物、氨氮等无机污染物，是一种典型的高浓度有毒有害、难生物降解的工业废水。因此煤化工废水首先常采用萃取脱酚和蒸氨等技术回收废水中的绝大部分污染物。然而，经过酚、氨回收处理后的煤化工废水中油类等污染物浓度依然较高，不仅会增加生物处理工艺的负荷，而且在生物降解过程中油类污染物首先会被水解为长链脂肪酸对微生物产生抑制作用，并会造成好氧工艺产生大量的泡沫，对废水的后续处理造成严重的影响。因此，在生化处理前将煤化工废水中油类污染物从污水中去除是非常必要的。常用的除油方法有重力法、絮凝法、电化学法和气浮法等。 

目前，气浮法在水处理中得到了广泛的应用。气浮法包括加压气浮法、变压气浮法、叶轮气浮法和扩散板气浮法等。该方法分离效果好，富集速度快，比沉淀分离效率高，富集倍数大，工艺成熟，设备和流程较简单，维护 管理方便。但是常规气浮法在煤化工废水除油过程中仍存在重大缺陷，由于气浮工艺的气源多为空气，而煤化工废水中含有较多酚类等易氧化物质，与空气中氧气接触反应后，会导致部分易氧化物质被氧化，不仅造成废水的颜色加深，而且氧化后的物质对微生物有更强的毒性，容易造成生物处理效能的下降。为此，本实用新型针对气浮法处理煤化工废水的缺陷，并结合煤化工企业氮气富余的特点，提出各种气浮工艺以氮气为气源对煤化工废水进行除油。 

发明内容

本实用新型的目的在于煤化工废水处理中既可以充分发挥气浮技术的效能，又可以避免以空气作为气源对煤化工废水水质产生负面影响的问题，实现了煤化工废水的高效除油处理，减小了后续生化处理的负荷，为后续的生化处理创造了良好的条件。 

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：综合各种气浮除油技术，一种应用于煤化工废水处理的氮气气浮装置针对气浮法处理煤化工废水的缺陷，并结合煤化工企业氮气富余的特点，提出各种气浮工艺以氮气为气源对煤化工废水进行除油。 

本实用新型的煤化工废水处理的除油装置，其特征在于包括快速混合区和混凝反应区、溶气释放区、除油浮沉区、稳流区和出水区四大功能区；快速混合区设置水泥盖封顶、一台可调速叶桨搅拌机；混凝反应区设置水泥盖封顶、一台可调速叶桨搅拌机；溶气释放区设置氮气压力溶气释放装置；除油浮沉区设置有刮油刮渣机、防风罩、排渣槽堰板、排渣槽、高空排气管、污泥斗；稳流区设置有防风罩、废气收集系统、污泥斗。快速混合区、混凝反应区、溶气释放区、除油浮沉区、稳流区、出水区依次相连通，其中快速 混合区与混凝反应区由半墙隔开，通过池体上部相连通，废水由混凝反应区中部进入溶气释放区，自溶气释放区上部进入除油浮沉区，除油浮沉区与稳流区相连通，废水通过除油浮沉区上部刮油刮渣机区域，进入稳流区，由稳流区上部进入出水区，出水区下部设置有出水管，连接到下一个系统中。 

废水由进水管进入到管道混合器中，聚合氯化铝与聚丙烯酰胺由各自的加药管进入到管道混合器中，三者通过管道混合器简单混合后进入快速混合区。 

所述快速混合区中央设有可调速叶桨搅拌机，将进水与聚合氯化铝和聚丙烯酰胺充分快速混合，快速混合区水力停留时间为5-10min，废水由快速混合区半隔墙上部进入絮凝反应区。所述絮凝反应区中央设有可调速叶桨搅拌机，在搅拌机作用下药剂与水进行充分的絮凝反应，絮凝反应区水力停留时间为10-15min。废水通过池中部出水口由絮凝反应区进入溶气释放区。 

所述溶气释放区设置氮气压力溶气装置，氮气首先进入氮气稳压罐，稳压后进入溶气罐，二沉池回流液通过溶气进水管进入溶气罐，二者通过溶气水管进入溶气释放区，通过微小的氮气气泡将油带到液面形成泡沫层，由溶气释放区上部进入除油浮沉区，溢出的氮气通过防风罩上部的高空排气管排出。 

所述除油浮沉区设置有刮油刮渣机、污泥斗、排泥管，将泡沫层通过排渣槽堰板排入排渣渠中，废水中部分可沉降物质在重力作用下沉降至污泥斗中，由排泥管排向污泥处理系统，所述排渣槽堰板下部呈向里收拢状，与竖直方向的夹角为45°。排渣后水从排渣渠下方进入稳流区，除油沉淀区的停留时间为1h。 

所述稳流区包括污泥斗、排泥管、堰板，水中可沉降物质在重力作用下 进一步沉降至污泥斗中，由排泥管排向污泥处理系统，废水通过稳流区沉淀后经过堰板进入出水区，最终由出水管引至下一处理系统。 

所述快速混合区、絮凝反应区及出水区均有由水泥盖板封顶，防止溢出的氮气外溢；所述除油沉淀区及稳流区由防风罩封顶，并由高空排放管高空排放。进一步，所述防风罩上设置有两扇检修时排气的天窗，所述排气的天窗采用排风扇将防风罩内的氮气外排，以至于检修时避免氮气对检修人员造成危害。 

本实用新型与现有技术相比具有以下优点： 

本实用新型采用一体化构造，将快速混合区、絮凝反应区、溶气释放区、除油沉淀区、出水区有机结合在一起。 

本实用新型采用氮气作为气浮法处理煤化工废水的气源，这既能充分发挥气浮除油的效能，降低废水的COD，减小了后续生化工艺的处理负荷；又避免了空气气浮导致废水颜色加深的问题，为后续生化处理创造了良好的条件。 

本实用新型采用的氮气气源为煤化工生产过程的副产物。一方面气源充足、易得；同时产生的氮气气源具有一定的压力，可以减少氮气形成微气泡过程中的能耗，实现了能源的充分利用。 

由于煤化工废水中含有较多酚类等易氧化物质，与空气中氧气接触反应后，会导致部分易氧化物质被氧化，而且氧化后的物质如苯醌等对微生物有更强的毒性，容易造成后续生物工艺处理效能的下降。本发明采用氮气作为气浮法处理煤化工废水的气源，避免了易氧化物质接触氧气发生氧化的过程。 

本试验步骤一中所述的待除油污水中油浓度100mg/L、色度1275。 

采用国家环境保护总局《水和废水监测分析方法(第四版)》中标准测 样方法测定本试验步骤六的出水各项指标，可知本试验步骤六的出水中油浓度≤7mg/L，色度≤960，通过计算可知对油类物质的去除率为93％，色度去除率25％。 

综上所述，本实用新型结构紧凑，设计新颖合理，工作可靠性高，该装置应用于煤化工废水处理的除油装置既充分发挥气浮技术的效能又避免了以空气作为气源对煤化工废水水质产生负面影响，实现了煤化工废水的高效除油处理，减小了后续生化处理的负荷，为后续的生化处理创造了良好的条件。 

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。 

附图说明

图1为本实用新型实施例一的平面布置图； 

图2为本实用新型实施例一图1的1-1剖面图； 

图3为本实用新型实施例二的平面布置图； 

图4为本实用新型实施例二图3的1-1剖面图； 

实施例一附图标记说明： 

该装置有 

A-快速混合区  B-絮凝反应区  C-氮气溶气释放区 

D-除油浮沉区  E-稳流区      F-出水区 

管线有 

a-进水管      b-聚合氯化铝加药管 c-聚丙烯酰胺加药管 

d-氮气管      e-溶气罐进水管     f-溶气水管 

g-排泥管      h-气体收集系统     i-出水管 

设备有 

1-管道混合器  2-可调速叶桨搅拌机 3-氮气稳压罐     4-阀门 

5-压力泵      6-止回阀           7-溶气罐         8-压力表 

9-液位计      10-溶气释放头      11-污泥斗        12-防风罩 

13-除油刮渣机 14-排渣槽堰板      15-排渣槽        16-堰板 

17-检修气体交换天窗 

实施例二附图标记说明： 

该装置有 

A-快速混合区    B-絮凝反应区   C-氮气溶气释放区 

D-除油浮沉区    E-稳流区       F-出水区 

管线有 

a-进水管    b-聚合氯化铝加药管    c-聚丙烯酰胺加药管 

d-氮气管    e-溶气罐进水管        f-溶气水管 

g-排泥管    h-气体收集系统        i-出水管 

设备有 

1-管道混合器  2-可调速叶桨搅拌机 3-氮气稳压罐   4-阀门 

5-压力泵      6-止回阀           7-溶气水泵     8-压力表 

9-液位计      10-溶气释放头      11-污泥斗      12-防风罩 

13-除油刮渣机 14-排渣槽堰板      15-排渣槽      16-堰板 

17-检修气体交换天窗 

具体实施方式

实施例一： 

本实用新型的系统包括快速反应区A，混凝反应区B、氮气溶气释放区C、除油浮沉区D、稳流区E、出水区F用于对废水进行混合、絮凝反应、气浮反 应、沉淀处理，即通过对混凝剂与废水的混合后，再经絮凝反应区B进行絮凝反应，通过溶气释放区C进行气浮反应，进一步通过除油浮沉区D去除泡沫层，最后经稳流区E的沉淀作用达到去除颗粒。 

废水由进水管a进入管道混合器1，聚合氯化铝由聚合氯化铝加药管b，聚丙烯酰胺由聚丙烯酰胺加药管c进入管道混合器1，三者通过管道混合器简单混合后进入快速混合区A。 

所述快速混合区A中央设有可调速叶桨搅拌机2，将进水与聚合氯化铝和聚丙烯酰胺充分混合，快速混合区A水力停留时间5-10min。废水由快速混合区A半隔墙上部进入絮凝反应区B。 

所述絮凝反应区B中央设有可调速叶桨搅拌机2，在搅拌机作用下药剂与水进行充分的絮凝反应，絮凝反应区B水力停留时间10-15min。废水通过池中部出水口由絮凝反应区B进入溶气释放区C。 

所述氮气溶气释放区C设置氮气压力溶气装置，氮气通过氮气管d，经过氮气稳压罐3和阀门4，进入氮气溶气罐7，二沉池回流液通过溶气进水管e进入氮气溶气罐7，氮气溶解于溶气罐7内的二沉池回流液，气水混合液通过溶气水管f进入氮气溶气释放区C，通过氮气微小气泡作用将油带到液面形成泡沫层，由溶气释放区上部进入除油浮沉区D。 

所述除油浮沉区D设置有刮油刮渣机13、污泥斗11、排泥管g，将泡沫层通过排渣槽堰板14排入排渣渠15中，废水中部分可沉降物质在重力作用下沉降至污泥斗11中，由排泥管g排向污泥处理系统，排渣后水从排渣渠15下方进入稳流区E，除油沉淀区D的停留时间为1h。 

所述稳流区E包括污泥斗11、排泥管g、堰板15，水中可沉降物质在重力作用下进一步沉降至污泥斗11中，由排泥管g排向污泥处理系统，废水通 过稳流区沉淀后经过堰板15进入出水区F。 

所述出水区F中水由出水管i引至下一处理系统。 

所述快速混合区A、絮凝反应区B及出水区F均有由水泥盖板封顶，防止氮气外溢； 

所述除油沉淀区D及稳流区E由防风罩12封顶，将溢出的氮气收集并由高空排放管h高空排放。进一步，所述防风罩12上设置有两扇检修时排气的天窗17，所述排气的天窗17采用排风扇将防风罩内的氮气外排，以至于检修时避免氮气对检修人员造成危害。 

实施例二： 

本实用新型的实施例二是用溶气水泵7替代实施例一溶气罐7，其他流程与实施例一相同。 

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。 

Claims (13)

1.采用氮气气浮处理煤化工废水的除油装置，其特征在于：包括快速混合区、混凝反应区、氮气溶气释放区、除油浮沉区、稳流区、出水区五大功能区，煤化工废水依次通过上述功能区，快速混合区进行完全快速加药混合，废水进入混凝反应区，在混凝反应区完成絮凝反应过程后进入溶气释放区，废水中油类物质与氮气溶气释放区释放的氮气气泡结合，形成泡沫层，进一步，在除油浮沉区除去泡沫层，且在重力作用下将一部分水中物质沉到排泥斗中，废水通过除油浮沉区进入到稳流区，废水中的杂质在稳流区进一步沉降至排泥斗，通过排泥管进入污泥处理系统，废水最终经过出水区的出水口排出该应用于煤化工废水处理的除油装置。 

2.如权利要求1所述的快速混合区，其特征在于：包括废水通过进水管进入到管道混合器，聚合氯化铝与聚丙烯酰胺由各自的加药管进入到管道混合器中，三者通过管道混合器简单混合后进入快速混合区。 

3.如权利要求1所述的快速混合区，其特征在于：包括可调速叶桨搅拌机，将进水与聚合氯化铝和聚丙烯酰胺充分快速混合，快速混合区水力停留时间为5-10min。 

4.如权利要求2所述快速混合区，其特征在于：由水泥盖板封顶，防止含酚废水废气外溢。 

5.如权利要求1所述的絮凝反应区，其特征在于：包括所述中央设有可调速叶桨搅拌机，在搅拌机作用下药剂与水进行充分的絮凝反应，絮凝反应区水力停留时间为10-15min。 

6.如权利要求5所述絮凝反应区，其特征在于：由水泥盖板封顶，防止含酚废水废气外溢。 

7.如权利要求1所述的氮气溶气释放区，其特征在于：包括氮气压力溶 气装置，氮气首先进入氮气稳压罐，后通过阀门进入氮气溶气罐，二沉池回流液通过溶气进水管进入氮气溶气罐，二者通过溶气水管进入氮气溶气释放区，通过氮气微小气泡作用将油带到液面形成泡沫层。 

8.如权利要求1所述的除油浮沉区，其特征在于：包括刮油刮渣机、污泥斗、排泥管。泡沫层通过排渣槽堰板排入排渣渠中，废水中部分可沉降物质在重力作用下沉降至污泥斗中，由排泥管排向污泥处理系统，所述排渣槽堰板下部呈向里收拢状，与竖直方向的夹角为45°,排渣后水从排渣渠下方进入稳流区，除油沉淀区的停留时间为1h。 

9.如权利要求8所述的除油浮沉区，其特征在于：包括防风罩封顶、高空排放管。由防风罩封顶收集气体，并送高空排放，进一步，所述防风罩上设置有两扇检修气体交换天窗，所述检修气体交换天窗允许氮气单方向扩散，以至于检修时避免氮气对检修人员造成危害。 

10.如权利要求1所述的稳流区，其特征在于：包括污泥斗、排泥管、堰板，水中可沉降物质在重力作用下进一步沉降至污泥斗中，由排泥管排向污泥处理系统，废水通过稳流区沉淀后经过堰板进入出水区。 

11.如权利要求10所述的稳流区，其特征在于：包括防风罩封顶、高空排放管,由防风罩封顶收集气体，并由高空排放管高空排放，进一步，所述防风罩上设置有两扇检修时排气的天窗，所述排气的天窗采用排风扇将防风罩内的氮气外排，以至于检修时避免氮气对检修人员造成危害。 

12.如权利要求1所述的出水区，其特征在于：包括出水管，废水最终由出水管引至下一处理系统。 

13.如权利要求12所述出水区，其特征在于：由水泥盖板封顶，防止氮气外溢。