CN210764821U - 一种煤焦化高盐高cod废水深度处理及资源化系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种煤焦化高盐高COD废水深度处理及资源化系统，其结构包括通过管道依次连接的预处理系统、中间水池和膜集成装置，膜集成装置的纳滤浓水口和反渗透浓水口分别通过管道连接硫酸钠浓液槽和氯化钠浓液槽，硫酸钠浓液槽、A臭氧反应塔、A树脂吸附罐和硫酸钠蒸发器通过管道依次连接，氯化钠浓液槽、B臭氧反应塔和氯化钠蒸发器通过管道依次连接。本实用新型的优点：减少了后续需要进行深度处理的水量。减少了臭氧投加量。降低了系统运行能耗，减少了运行费用。对于色度较深的硫酸钠浓液，臭氧催化氧化出水经大孔树脂吸附后其色度进一步降低，保证了后续蒸发结晶的硫酸钠纯盐的白度达标。

Description

一种煤焦化高盐高COD废水深度处理及资源化系统

技术领域

本实用新型涉及的是一种煤焦化高盐高COD废水深度处理及资源化系统，属于水处理技术领域。

背景技术

焦化废水是一种典型的有毒有机废水，主要来自原煤的高温蒸馏、煤气净化过程，成分复杂多变，含有氨、氰、硫氰根、酚类、脂肪类等化合物，还有难降解的吡啶、咔唑、联苯、三联苯等有机物。现有焦化厂大多设有生化系统和中水回用系统，目前中水回用系统的RO浓水经过厂区内耗实现零排放，由于环保政策日趋严格，该部反渗透浓水需要进行进一步深度处理，真正意义上实现废水的零排放或者资源化利用。

该部分反渗透浓水具有含盐量高、COD含量较高等特点，现有技术的常用处理工艺是预处理+膜浓缩+蒸发结晶的方式实现零排放，废水中的COD往往在前端预处理时就采用传统的高级氧化方法进行深度处理。这种在膜浓缩前的预处理就进行深度降解COD的工艺相对于膜浓缩后再降解COD的工艺，前者所需要处理的水量较大，后者只需要处理少部分的浓缩液。另外，前者废水中的COD未经过富集提浓，COD含量不高，降解效率会更低，所以降解相当量的COD前者所需要的能耗要远高于后者。还有，目前工程上采用传统的高级氧化方法要将难降解废水中的COD降至50mg/L以下具有一定的技术难度且所需要的药剂量和消耗的能耗较高。

实用新型内容

本实用新型提出的是一种煤焦化高盐高COD废水深度处理及资源化系统，其目的旨在克服现有技术存在的上述不足，采用膜集成化装置将废水中的COD进行浓缩，形成水量较少且COD浓度较高的硫酸钠、氯化浓液，高COD的硫酸钠浓液采用臭氧加催化填料氧化的方式高效降解废水中的COD，硫酸钠浓液臭氧出水经大孔树脂吸附脱色，COD也会进一步降低，高COD的氯化钠溶液同样采用臭氧催化氧化来降低其COD和色度，去除COD后的硫酸钠、氯化钠浓液分别进入到蒸发器中蒸发结晶形成纯度、TOC和白度等均符合行业标准的纯盐，实现真正意义上的废水资源化利用。

本实用新型的技术解决方案：一种煤焦化高盐高COD废水深度处理及资源化系统，其结构包括通过管道依次连接的预处理系统、中间水池和膜集成装置，膜集成装置的纳滤浓水口和反渗透浓水口分别通过管道连接硫酸钠浓液槽和氯化钠浓液槽，硫酸钠浓液槽、A臭氧反应塔、A树脂吸附罐和硫酸钠蒸发器通过管道依次连接，氯化钠浓液槽、B臭氧反应塔和氯化钠蒸发器通过管道依次连接。

优选的，所述的中间水池和膜集成装置之间管道上设中间水池提升泵，硫酸钠浓液槽和A臭氧反应塔之间管道上设硫酸钠浓液提升泵，A臭氧反应塔和A树脂吸附罐之间管道上设A臭氧出水提升泵，A树脂吸附罐和硫酸钠蒸发器之间管道上设树脂出水提升泵，氯化钠浓液槽和B臭氧反应塔之间管道上设氯化钠浓液提升泵，B臭氧反应塔和氯化钠蒸发器之间管道上设B臭氧出水提升泵。

优选的，所述的预处理系统包括依次连接的三级混凝反应单元和一过滤单元，预处理系统配有排泥系统，过滤单元配有反洗和清洗系统，膜集成装置包括超滤系统、纳滤系统和反渗透系统，超滤系统配有反洗和清洗装置，纳滤系统和反渗透系统均配有清洗装置，A臭氧反应塔连接A臭氧发生器和A双氧水加药泵，B臭氧反应塔连接B臭氧发生器和B双氧水加药泵。

本实用新型的优点：相比于传统的浓缩工艺，本实用新型的系统可采用“预处理+膜集成装置+臭氧催化氧化+树脂吸附”的工艺处理废水，采用的膜集成技术能得到浓度较高的硫酸钠和氯化钠溶液，减少了后续需要进行深度处理的水量。经过膜系统的浓缩，废水中的COD主要富集在纳滤浓液和反渗透浓液中。后续臭氧催化氧化对浓度较高的COD降解效率更高，减少了臭氧投加量。该系统中的臭氧氧化反应塔中添加催化填料和双氧水在一定程度上提高了氧化效率，进一步降低了臭氧的投加量，降低了系统运行能耗，减少了运行费用。对于色度较深的硫酸钠浓液，臭氧催化氧化出水经大孔树脂吸附后其色度进一步降低，保证了后续蒸发结晶的硫酸钠纯盐的白度达标。

附图说明

图1是本实用新型煤焦化高盐高COD废水深度处理及资源化系统的结构框图。

图2是本实用新型煤焦化高盐高COD废水深度处理及资源化系统的流程图。

图中的1是预处理系统、2是中间水池、3是中间水池提升泵、4是膜集成装置、5是硫酸钠浓液槽、6是硫酸钠浓液提升泵、7是A臭氧反应塔、8是A臭氧发生器、9是A双氧水加药泵、10是A臭氧出水提升泵、11是A树脂吸附罐、12是树脂出水提升泵、13是硫酸钠蒸发器、14是氯化钠浓液槽、15是氯化钠浓液提升泵、16是B臭氧反应塔、17是B臭氧发生器、18是B双氧水加药泵、19是B臭氧出水提升泵、20是氯化钠蒸发器。

具体实施方式

下面结合实施例和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1所示，一种煤焦化高盐高COD废水深度处理及资源化系统，其结构包括通过管道依次连接的预处理系统1、中间水池2和膜集成装置4，膜集成装置4的纳滤浓水口和反渗透浓水口分别通过管道连接硫酸钠浓液槽5和氯化钠浓液槽14，硫酸钠浓液槽5、A臭氧反应塔7、A树脂吸附罐11和硫酸钠蒸发器13通过管道依次连接，氯化钠浓液槽14、B臭氧反应塔16和氯化钠蒸发器20通过管道依次连接。

所述的中间水池2和膜集成装置4之间管道上设中间水池提升泵3，硫酸钠浓液槽5和A臭氧反应塔7之间管道上设硫酸钠浓液提升泵6，A臭氧反应塔7和A树脂吸附罐11之间管道上设A臭氧出水提升泵10，A树脂吸附罐11和硫酸钠蒸发器13之间管道上设树脂出水提升泵12，氯化钠浓液槽14和B臭氧反应塔16之间管道上设氯化钠浓液提升泵15，B臭氧反应塔16和氯化钠蒸发器20之间管道上设B臭氧出水提升泵19。

所述的预处理系统1包括依次连接的三级混凝反应单元和一过滤单元，预处理系统1配有排泥系统，过滤单元配有反洗和清洗系统，膜集成装置4包括超滤系统、纳滤系统和反渗透系统，超滤系统配有反洗和清洗装置，纳滤系统和反渗透系统均配有清洗装置，A臭氧反应塔7连接A臭氧发生器8和A双氧水加药泵9，B臭氧反应塔16连接B臭氧发生器17和B双氧水加药泵18。

如图2所示，根据以上结构，工作时，

焦化蒸氨废水经前端处理产生的反渗透浓水，经预处理系统1(多级化混、过滤系统)后的出水进入到中间水池2。预处理系统1配有排泥系统，过滤系统配有反洗和清洗系统。中间水池2出水经中间水池提升泵3进入膜集成装置4(超滤系统、纳滤系统、反渗透系统)，膜集成装置4的纳滤浓水进入硫酸钠浓液槽5，反渗透浓水进入氯化钠浓液槽14。膜集成装置14配有化学清洗和冲洗系统。

硫酸钠浓液经过硫酸钠浓液提升泵6进入A臭氧反应塔7，A臭氧反应塔7里面填充有催化填料(系现有技术，以高强度硅铝复合物为载体，负载多种贵金属及过渡金属，辅以稀有金属为分散剂制备而成)，该填料表面负载复合材料的催化剂。A臭氧反应塔7底部设有微孔曝气装置，微孔曝气装置连接A臭氧发生器8。在臭氧进水管道上设有加药管路，通过A双氧水加药泵9向进水管路中加入一定浓度的双氧水，在双氧水和催化填料、臭氧的协同作用下，产生更多羟基自由基，加快氧化作用的进程。

A臭氧反应塔7出水经过A臭氧出水提升泵10进入A树脂吸附罐11，A树脂吸附罐11里填有高吸附量的大孔吸附树脂，能对废水COD和色度更深度的去除作用，控制进水流速在10～20BV/h。A树脂吸附罐11出水经树脂出水提升泵12进入硫酸钠蒸发器13，硫酸钠蒸馏水回用，硫酸钠纯盐打包封装，硫酸钠母液收集。

氯化钠浓液经过氯化钠浓液提升泵15进入B臭氧反应塔16，B臭氧反应塔16里填有与A臭氧反应塔7里一样的催化填料。B臭氧反应塔16底部同样设有微孔曝气装置，微孔曝气装置连接B臭氧发生器17。同样在臭氧进水管道上设有加药管路，通过B双氧水加药泵18向进水管路中加入一定浓度的双氧水。B臭氧反应塔16出水经B臭氧出水提升泵19进入氯化钠蒸发器20，蒸发结晶产生的蒸馏水回用，固体氯化钠纯盐打包封装，氯化钠母液收集。

通过膜集成装置4得到的NF浓水和RO浓水分别为浓度较高的硫酸钠和氯化钠溶液，NF浓水(硫酸钠溶液)的TDS在65000～80000mg/L，COD在1500～2000mg/L，RO浓水(氯化钠溶液)的TDS在60000～72000mg/L，COD在1000～1500mg/L之间，硫酸钠溶液通过臭氧催化氧化系统，并投加500～1000mg/L的双氧水和3～6g/L的臭氧能将TOC降至50～80mg/L，再经过大孔吸附树脂吸附后TOC降至50mg/L以下且硫酸钠颜色由黄色变为透明无色。氯化钠溶液通过臭氧氧化系统并投加500～1000mg/L双氧水和3～5g/L的臭氧，其TOC降至50mg/L以下。两者分别经过后续的蒸发结晶系统可以形成纯度、白度均符合工业标准的硫酸钠和氯化钠纯盐，变废为保，减轻了企业的负担，实现了废水资源化利用。

综上所述，本实用新型提供的煤焦化高盐高COD废水深度处理及资源化系统采用了预处理和集成化的装置可以有效的分离硫酸钠和氯化钠且形成浓度较高的硫酸钠、氯化钠溶液，减少了后续需处理的水量并富集了废水中的COD，提高了后续处理COD的效率。通过“臭氧催化氧化+树脂吸附”的工艺处理高COD的硫酸钠废水，高效降解了硫酸钠废水中的有机物，降低了硫酸钠废水的色度。通过臭氧催化氧化的方法高效降解了氯化钠废水的COD，保证了后续蒸发结晶出来的硫酸钠纯盐和氯化钠纯盐的白度和TOC在行业标准范围之内。

实施例

(1)焦化蒸氨废水经前端处理产生的反渗透浓水，经收集后进入废水调节池，此时废水的pH为7.0～8.0之间，进水氟离子浓度在100～300mg/L之间，总硅含量在15～50mg/L，总硬度(以碳酸钙计)在150～300mg/L，TDS在11000～15000mg/L，废水中的TDS主要来源于氯化钠和硫酸钠。此种废水经过预处理系统1(多级混凝沉淀)、过滤系统后出水至中间水池2，此时高盐废水中的氟离子已经降至3ppm以下，硅含量已经降至5mg/L以下。

(2)中间水池2出水经过中间水池提升泵3进入膜集成装置4膜集成装置4包含超滤系统、纳滤系统、反渗透系统。超滤系统主要去除废水中的大粒径的颗粒，防止后续的膜系统被损伤，超滤系统配有反洗和清洗装置。纳滤系统主要是对硫酸钠和氯化钠的分离，反渗透主要是对纳滤产水的浓缩，纳滤系统和反渗透系统均配有清洗装置。纳滤浓水的COD在1500～2000mg/L之间，其中的TDS主要来源于硫酸钠，纳滤浓水进入硫酸钠浓液槽5，反渗透浓水的COD在1000～1500mg/L之间，其中TDS主要来源于氯化钠，反渗透浓水进入氯化钠浓液槽14。

(3)硫酸钠浓液经过硫酸钠浓液提升泵6进入A臭氧反应塔7，A臭氧反应塔7底部设有微孔曝气装置，A臭氧发生器8产生的臭氧接入A臭氧反应塔7微孔曝气装置，A臭氧反应塔7中填充催化剂填料。在进水管路中设有双氧水投加管路，通过A双氧水加药泵9向进水管路中投加双氧水，双氧水的投加量在500～1000mg/L。经过臭氧氧化后的出水COD在1000～1500mg/L。臭氧出水进入A树脂吸附罐11大孔吸附树脂，进水流量设为10～20BV/h，经过臭氧催化氧化和树脂吸附后，树脂出水TOC在50mg/L以下，色度由黄色变为无色。A树脂吸附罐11出水进入硫酸钠蒸发器13，硫酸钠蒸发器13产生的蒸馏水回用，产出的固体纯盐硫酸钠打包封装，母液硫酸钠收集。

(4)反渗透浓水氯化钠进入氯化钠浓液槽14，氯化钠浓液经氯化钠浓液提升泵15进入B臭氧反应塔16，同样在B臭氧反应塔16中装有催化填料，填料的装填为体积为整个反应塔体积的一半。在B臭氧反应塔16底部设有微孔曝气装置，曝气装置连接B臭氧发生器17。在臭氧进水管路上设有双氧水加药管路，双氧水通过B双氧水加药泵18加入，投加量为1000～15000mg/L。经臭氧催化氧化后的氯化钠溶液TOC降至50mg/L以下。该臭氧催化氧化出水进入氯化钠蒸发器20，氯化钠蒸发器20产生的蒸馏水回用，产出的固体纯盐氯化钠打包封装，母液氯化钠收集带后面处理。

以上所述各部件均为现有技术，本领域技术人员可使用任意可实现其对应功能的型号和现有设计。

以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种煤焦化高盐高COD废水深度处理及资源化系统，其特征包括通过管道依次连接的预处理系统、中间水池和膜集成装置，膜集成装置的纳滤浓水口和反渗透浓水口分别通过管道连接硫酸钠浓液槽和氯化钠浓液槽，硫酸钠浓液槽、A臭氧反应塔、A树脂吸附罐和硫酸钠蒸发器通过管道依次连接，氯化钠浓液槽、B臭氧反应塔和氯化钠蒸发器通过管道依次连接。

2.如权利要求1所述的一种煤焦化高盐高COD废水深度处理及资源化系统，其特征是所述的中间水池和膜集成装置之间管道上设中间水池提升泵，硫酸钠浓液槽和A臭氧反应塔之间管道上设硫酸钠浓液提升泵，A臭氧反应塔和A树脂吸附罐之间管道上设A臭氧出水提升泵，A树脂吸附罐和硫酸钠蒸发器之间管道上设树脂出水提升泵，氯化钠浓液槽和B臭氧反应塔之间管道上设氯化钠浓液提升泵，B臭氧反应塔和氯化钠蒸发器之间管道上设B臭氧出水提升泵。

3.如权利要求1所述的一种煤焦化高盐高COD废水深度处理及资源化系统，其特征是所述的预处理系统包括依次连接的三级混凝反应单元和一过滤单元，预处理系统配有排泥系统，过滤单元配有反洗和清洗系统，膜集成装置包括超滤系统、纳滤系统和反渗透系统，超滤系统配有反洗和清洗装置，纳滤系统和反渗透系统均配有清洗装置，A臭氧反应塔连接A臭氧发生器和A双氧水加药泵，B臭氧反应塔连接B臭氧发生器和B双氧水加药泵。

Images