CN203781978U - 一种煤化工工艺废水深度处理设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种煤化工工艺废水深度处理设备，包括依次连接的除油池、脱酸脱氨调节池、蒸氨塔、高速离心机、催化湿式氧化调节池、催化湿式氧化塔、生化调节池、A/O生化系统。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：经过科学合理配置，实现了将煤化工工艺废水中的COD、油类、氨氮、酚类等主要污染物经处理后达到国家《炼焦化学工业污染物排放标准》（GB16171-2012）中的间接排放标准要求，满足洗煤、熄焦和高炉冲渣等回收利用，实现煤热解生产过程中的水平衡；所用脱酸脱氨装置可以回收10～20%浓度的氨水，用于后续的煤气脱硫或电厂烟囱废气的脱硝；采用高速离心机对污水进行离心萃取脱酚，可以回收煤化工污水中的酚类物质。
Description
技术领域
本实用新型涉及煤化工领域，尤其涉及一种对半焦（兰炭）、煤热解、煤气化、煤炭分级利用、褐煤提质、煤炭清洁转化应用等煤化工生产过程中产生的工艺废水进行深度处理的装置。
背景技术
我国煤炭消费量占世界煤炭消费量的27%，是煤炭能源消费大国，而煤炭的综合利用率却处于较低水平。发展新型煤化工，实施煤炭清洁转化，应用低阶煤（褐煤、不粘煤、弱粘结煤等）的热解、褐煤提质、生产半焦等技术是提高煤炭利用效率，改善能源消费结构，降低污染物排放的重要措施。
褐煤是一种高挥发分、高水分、高灰分、低热值、低灰熔点的劣质燃料，我国褐煤资源丰富,已探明的保有储量达1303亿吨,占全国煤炭储量的13%左右,褐煤的工业利用一段时间内以燃烧为主，燃烧产物中含有粉尘、硫氧化物、氮氧化物、烃和一氧化碳等有害气体，这些物质排放到大气中会造成粉尘污染和气体污染，对褐煤进行热解提质可以有效的解决这一问题。同时利用低灰、低硫的长焰煤、不粘煤和弱粘煤可制取优质半焦，该焦炭可广泛应用于铁合金、电石、合成氨等行业和高炉喷吹、民用等领域。
煤热解（提质、干馏、半焦）生产是以不粘结或弱粘结性块煤为原料，通过干馏方法生产出半焦（固态产品）、焦油、煤气的技术。我国相关煤化工煤热解生产主要生产装备为直立型干馏炉，块煤在干馏炉内被部分回炉燃烧后产生的的热废气干馏生成半焦（兰炭）外排，干馏产生煤气，煤气冷却后进行气体和液体分离，煤气后续加工合成利用，液体分为焦油和污水，焦油作产品销售；由于煤热解生产过程是中低温干馏过程，挥发分以轻组分为主，导致产生的污水中含有大量的酚类物质，以及杂环芳烃类有机物、氨氮等对环境有害的物质，并且其污染物含量很高。
目前，许多半焦（兰炭）生产企业采用包括密闭隔油、脱酚、蒸氨工艺进行预处理的装置，但废水通过这些物化预处理手段后仍然很难达到熄焦标准或生化进水要求。现阶段对于半焦（兰炭）废水的有效处理技术是以煤气为热源的污水焚烧技术，但是该技术需要消耗大量的煤气（吨水消耗煤气量为1700m3左右，所用煤气热值为2000-2200kcal），处理后的出水以气态形式排放，不能实现水资源循环利用。为了煤化工行业的健康可持续发展，急需研发一种经济可靠、资源化回收污水中可利用物质（酚类和氨水都是附加值较高的化工原料），并实现对该类污水再生利用的处理装置。
发明内容
本实用新型提供了一种煤化工工艺废水深度处理设备，该装置结合煤化工生产工艺特点进行科学合理配置，实现了对煤化工工艺产生的污水进行有针对性的处理，使其达到间接排放标准要求，并对污水中的可利用资源进行回收。
为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：
一种煤化工工艺废水深度处理设备，包括依次连接的除油池、脱酸脱氨调节池、蒸氨塔、高速离心机、催化湿式氧化调节池、催化湿式氧化塔、生化调节池、A/O生化系统；所述重力除油池另外连接重油储油罐、集油槽及油水分离池；所述蒸氨塔另外连接预热器和由冷凝器、气液分离器、氨水中间罐和吸收塔组成的氨水回收系统；所述高速离心机另外连接萃取剂储槽和溶剂回收塔；所述催化湿式氧化塔另外连接气液分离器和固-液离心机。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1）经过科学合理配置，实现了将煤化工（提质、干馏、半焦、气化等）工艺废水中的COD、油类、氨氮、酚类等主要污染物经处理后达到国家《炼焦化学工业污染物排放标准》（GB16171-2012）中的间接排放标准要求，满足洗煤、熄焦和高炉冲渣等回收利用，实现煤热解生产过程中的水平衡；
2）本实用新型中的脱酸脱氨装置可以回收10～20%浓度的氨水，用于后续的煤气脱硫或电厂烟囱废气的脱硝；
3）本实用新型采用高速离心机对污水进行离心萃取脱酚，可以回收煤化工污水中的酚类物质。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是本实用新型所述高速离心机结构示意图。
图中：1.除油池2.脱酸脱氨调节池3.蒸氨塔4.高速离心机5.湿式催化氧化调节池6.催化湿式氧化塔7.生化调节池8.缺氧池和好氧池9.二沉池10.储油罐11.氨水回收系统12.萃取剂储槽13.萃取剂回收系统
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：
见图1，是本实用新型一种煤化工工艺废水深度处理设备的结构示意图，包括除油池1、脱酸脱氨调节池2、蒸氨塔3、高速离心机4、湿式催化氧化调节池5、湿式催化氧化塔6、生化调节池7、缺氧池和好氧池8、二沉池9、储油罐10、氨水回收系统11、萃取剂储槽12、萃取剂回收系统13；所述除油池1、脱酸脱氨调节池2、蒸氨塔3、高速离心机4、催化湿式氧化调节池5、催化湿式氧化塔6、生化调节池7、A/O生化系统（缺氧池和好氧池8）依次连接，所述除油池1另外连接重油储油罐10、集油槽及油水分离池，用于将油水进行分离的除油预处理；所述蒸氨塔3另外连接预热器和由冷凝器、气液分离器、氨水中间罐和吸收塔组成的氨水回收系统11，用于回收浓氨水，去除大部分氨氮；所述高速离心机4另外连接萃取剂储槽12和溶剂回收塔13，用于污水脱酚并回收粗酚；所述催化湿式氧化塔5另外连接气液分离器和固-液离心机，用于降低污水毒性和COD，提高污水的可生化性；所述A/O生化系统包括缺氧池、好氧池8和二沉池9，好氧池设鼓风曝气系统和消泡设施，二沉池设泥水回流系统，用于通过生物的新陈代谢来降解焦化工艺废水中的有毒有害物质，降低废水中的COD，NH3-N等的含量；各调节池用于调节污水水质均衡水量，并去除污水中的氨氮化合物和部分酚类化合物。
见图2，是本实用新型所述高速离心机4结构示意图，所述高速离心机在一台离心机内实现连续送入萃取剂和废水，连续输出萃取后的废水和含酚萃取剂。
以下实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。
[实施例1]应用本实用新型所述设备对一种煤化工工艺废水进行深度处理，污水类型：半焦生产污水，总酚含量：8605.6mg/L，挥发酚含量：4615.8mg/L，COD含量：25130mg/L，pH值：8.5，氨氮含量：3566mg/L，具体操作步骤如下：
由煤化工工艺产生的剩余废水进入除油池1，在重力作用下重油沉淀到除油池1底部，由重油泵抽送至重油储油罐10储存；轻油通过破乳及化学除油浮至除油池表面，由除油池撇油机收集到集油槽中，并通过管道进到油水分离池。
除油后的污水经管道收集进入脱酸脱氨调节池2，均质均量后送往管道混合器，加碱调节pH值后进入预热器，在预热器内污水与蒸氨塔3塔底高温出水换热升温后进入蒸氨塔3；送入塔内的含氨污水向下流动，与直接通入塔底的高温蒸汽逆流接触，在碱性、高温条件和动力作用下使水中氨含量逐渐降低，在蒸氨塔3底部得到氨含量低于100mg/L的脱氨水；从蒸氨塔3顶部逸出的含氨气体进入冷凝器，在冷凝器中，大部分含氨气体被冷凝后进入气液分离器，少部分冷凝器逸出的含氨气体和气液分离器逸出的含氨气体一同收集后也进入冷凝器，气液分离器中分离出的氨水进入氨水中间罐，分离出的含氨气体进入吸收塔，采用工艺水或纯水对含氨气体进行循环喷淋吸收得到浓度为10～20%的氨水，也送入氨水中间罐，吸收塔塔顶逸出的不凝气达标后高空排放；蒸氨塔3塔釜出水与进水换热降温后进入出水池。
采用两级液-液离心机作为萃取装置，，除油及脱酸脱氨后的含酚污水与萃取剂同时连续逆流泵入高速离心机4进行离心萃取分离；分离后生成萃取相含酚溶剂和萃余相污水，萃余相污水流入催化湿式氧化调节池5，萃取相含酚溶剂进入溶剂回收塔进行精馏分离，塔顶采出的萃取剂重新进入高速离心机4循环使用，粗酚从塔底回收。
脱酚后的污水调pH值后，与催化剂充分混合，氧化剂与污水在催化湿式氧化塔6内反应，反应后进入气液分离器，热交换后调节pH值后排入生化调节池7。
生化调节池出水与二沉池9回流水混合，经泵加压通过布水器进入缺氧池，缺氧池中设有组合填料，该填料上挂有经过培养驯化的厌氧生物膜，反硝化菌以废水中的有机物为碳源，以回流水中的硝态氮为氧源，进行反硝化反应，使回流水中的硝态氮还原成氮气逸出，同时废水中的COD也得到一定程度的降解；缺氧池的污水流入好氧池与经污泥泵提升后送回到好氧池的二沉池9分离出来的活性污泥组成泥水混合液，由微生物降解废水中的有害物质，同时废水中的NH3-N被亚硝化菌氧化成NO2-，再由硝化菌将NO2-氧化成NO3-；当好氧池内泡沫多时，打开消泡水管进行消泡；曝气池的泥水混合液进入二沉池9进行分离，分离后的出水进入二沉池9出水配水井，配水井出水分两部分：一部分为缺氧池提供硝态氮回流水，这部分自流到前端布水器室内的回流水泵吸水井内，经泵提升通过旋转布水器和布水管进入缺氧池中；另一部分水溢流到处理后水井回用。
经过本实用新型所述装置处理，最终出水水质COD含量：116mg/L，挥发酚含量：0.2mg/L，pH值：7.5，氨氮含量：3mg/L。
Claims (1)
1.一种煤化工工艺废水深度处理设备，其特征在于，包括依次连接的除油池、脱酸脱氨调节池、蒸氨塔、高速离心机、催化湿式氧化调节池、催化湿式氧化塔、生化调节池、A/O生化系统；所述重力除油池另外连接重油储油罐、集油槽及油水分离池；所述蒸氨塔另外连接预热器和由冷凝器、气液分离器、氨水中间罐和吸收塔组成的氨水回收系统；所述高速离心机另外连接萃取剂储槽和溶剂回收塔；所述催化湿式氧化塔另外连接气液分离器和固-液离心机。
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