CN216073388U - 一种去除煤化工废水回用反渗透浓水中cod的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种去除煤化工废水回用反渗透浓水中COD的系统。该系统包括依次连通设置的五个区：Ⅰ区是Fe(OH)₃溶胶形成区、Ⅱ区是Fe(OH)₃絮体回流区、Ⅲ区是粉末炭吸附区、Ⅳ区是絮凝反应区、Ⅴ区是沉淀区。Ⅰ区设置有进水口、FeCl₃药剂投加装置；Ⅱ区与Ⅰ区之间还设置有回流通道；Ⅲ区设置有粉末活性炭投加装置；Ⅳ区设置有聚丙烯酰胺絮凝剂投加装置；Ⅴ区设置有出水口和排污口。该系统采用Fe(OH)₃溶胶吸附与粉末活性吸附炭协同去除煤化工废水回用反渗透浓水中的COD，充分结合两者的优点，不仅实现了反渗透浓水可以达标排放，同时与现阶段其他技术相比，减少了建设费用、药剂消耗和能耗。

Description

一种去除煤化工废水回用反渗透浓水中COD的系统

技术领域

本实用新型涉及污水处理领域，具体涉及一种去除煤化工废水回用反渗透浓水中COD的系统。

背景技术

煤化工废水回用处理单元，产生高含盐的反渗透浓水，由于反渗透浓水含盐量高，COD多以难降解长链有机物组成，故传统生物膜法(BAF)很难将COD处理到污水综合排放一级A标准，造成最终排水指标超标，现有项目措施是降低反渗透回收率，来实现反渗透浓水的达标排放，这样造成污水排水量增大，回用水量减少，厂区循环水补水不足，需补充生产水满足循环水需求量，造成厂区生产水用水量增加，增加全厂运行费用。同时采用降低反渗透回收率的形式实现达标排放的措施，COD排放总量没有变，对于环保要求采用瞬时值和排放总量双重考核的地区，不符合排放要求，造成工厂采用降低生产符合，减少排污量来实现污水达标排放。

基于传统生物膜法(BAF)无法实现达标排放的问题，现阶段采用高级氧化+传统生物膜法(BAF)工艺可以解决反渗透浓水达标排放的问题。常用高级氧化+传统生物膜法(BAF)工艺存在问题如下：

臭氧催化氧化+传统生物膜法(BAF)技术，存在造价昂贵、能耗高、臭氧制备设备事故率高等问题；芬顿+传统生物膜法(BAF)技术，存在铁泥产生量大、药剂消耗高、现场环境差等问题。

鉴于以上问题，本实用新型设计了一种去除煤化工废水回用反渗透浓水中COD的系统，能够解决现有臭氧催化氧化+BAF技术和芬顿+BAF技术存在的问题，同时根据2021版危废名录，煤化工废水不含超过规范要求浓度的有毒、腐蚀、重金属物质，故该系统产生的污泥是一般固废。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种去除煤化工废水回用反渗透浓水中COD的系统，该系统采用物理Fe(OH)₃溶胶吸附与粉末活性吸附炭协同去除煤化工废水回用反渗透浓水中COD。

为了实现以上目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种去除煤化工废水回用反渗透浓水中COD的系统，该系统包括依次连通设置的Fe(OH)₃溶胶形成区、Fe(OH)₃絮体回流区、粉末炭吸附区、絮凝反应区和沉淀区；

所述Fe(OH)₃溶胶形成区设置有进水口、FeCl₃药剂投加装置；

所述Fe(OH)₃絮体回流区与Fe(OH)₃溶胶形成区之间还设置有回流通道；

所述粉末炭吸附区设置有粉末活性炭投加装置；

所述絮凝反应区设置有聚丙烯酰胺絮凝剂(PAM)投加装置；

所述沉淀区设置有出水口和排污口。

煤化工废水回用反渗透浓水作为该系统的原料，自所述Fe(OH)₃溶胶形成区的进水口进入系统。所述Fe(OH)₃溶胶形成区投加FeCl₃溶液，与回流的Fe(OH)₃絮体反应4-6分钟形成带正电荷的Fe(OH)₃溶胶；Fe(OH)₃絮体回流区沉淀下来的Fe(OH)₃絮体通过回流通道回流至Fe(OH)₃溶胶形成区，与加入的FeCl₃形成带正电荷的溶胶，与水中带负电荷的有机物吸附，达到部分去除COD的功能；所述粉末炭吸附区投加粉末活性炭，反应时间20-30分钟，达到进一步吸附去除COD的功能；所述絮凝反应区投加PAM絮凝剂，反应约10分钟；所述沉淀区将吸附反应形成的污泥，沉淀到反应器底部后，定期从排污口排放，上清液自沉淀区的出水口输出。

在该技术中，所投加的FeCl₃溶液的浓度为10wt.％；PAM絮凝剂的浓度为1mg/L。所述Fe(OH)₃溶胶形成区投加FeCl₃溶液达到30-60ppm；所述粉末炭吸附区投加粉末活性炭达到200-400ppm。

根据本实用新型的系统，优选地，所述Fe(OH)₃溶胶形成区设置有搅拌装置用以搅拌混合，优选搅拌速度为150r/min。

根据本实用新型的系统，优选地，所述粉末炭吸附区设置有搅拌装置用以搅拌混合，优选搅拌速度为150r/min。

根据本实用新型的系统，优选地，所述絮凝反应区设置有搅拌装置，其为慢速搅拌装置，优选搅拌速度为60r/min。

根据本实用新型的系统，优选地，所述沉淀区的底部为锥形。更优选地，所述沉淀区的底部还设置刮泥机。

根据本实用新型的系统，优选地，所述回流通道自所述Fe(OH)₃絮体回流区的底部连通至所述Fe(OH)₃溶胶形成区顶部。

根据本实用新型的系统，优选地，所述Fe(OH)₃溶胶形成区和Fe(OH)₃絮体回流区的水平截面均为正方形。

根据本实用新型的系统，优选地，所述Fe(OH)₃溶胶形成区和Fe(OH)₃絮体回流区的液位深与所述正方形的边长相等。

根据本实用新型的系统，优选地，所述粉末炭吸附区、絮凝反应区和沉淀区的深度相等。

本实用新型的系统实现了煤化工废水回用反渗透浓水中COD的去除，使得出水COD含量可由90mg/L降至50mg/L以下，出水COD达到污水综合排放标准一级A要求；且根据2021版危废名录，煤化工废水不含超过规范要求浓度的有毒、腐蚀、重金属物质，故该系统产生的污泥是一般固废。

本实用新型的系统采用Fe(OH)₃溶胶吸附与粉末活性吸附炭协同去除煤化工废水回用反渗透浓水中的COD，充分结合Fe(OH)₃溶胶吸附和粉末活性吸附COD的优点，不仅实现了反渗透浓水可以达标排放，同时与现阶段其他技术相比，减少了建设费用、药剂消耗和能耗。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本实用新型公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本实用新型的理解，并不是具体限定本实用新型各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本实用新型的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本实用新型。

图1为本实用新型一优选实施例中去除煤化工废水回用反渗透浓水中COD的系统示意图。

附图标记说明：

Ⅰ区：Fe(OH)₃溶胶形成区；

Ⅱ区：Fe(OH)₃絮体回流区；

Ⅲ区：粉末炭吸附区；

Ⅳ区：絮凝反应区；

Ⅴ区：沉淀区。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型，下面结合优选实施例和附图对本实用新型做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本实用新型的保护范围。

本实用新型在此提供一优选实施例，如图1所示，一种去除煤化工废水回用反渗透浓水中COD的系统，该系统包括依次连通设置的五个区：Ⅰ区是Fe(OH)₃溶胶形成区、Ⅱ区是Fe(OH)₃絮体回流区、Ⅲ区是粉末炭吸附区、Ⅳ区是絮凝反应区、Ⅴ区是沉淀区。

Ⅰ区设置有进水口、FeCl₃药剂投加装置和搅拌装置；Ⅱ区与Ⅰ区之间还设置有回流通道；Ⅲ区设置有粉末活性炭投加装置和搅拌装置；Ⅳ区设置有聚丙烯酰胺絮凝剂(PAM)投加装置和搅拌装置；Ⅴ区设置有出水口和排污口。

在使用该套系统处理去除煤化工废水回用反渗透浓水中的COD时，煤化工废水回用反渗透浓水作为该系统的原料自Ⅰ区的进水口进入系统。Ⅰ区投加FeCl₃溶液到达30-60ppm，搅拌装置150r/min搅拌，与回流的Fe(OH)₃絮体反应4-6分钟形成带正电荷的Fe(OH)₃溶胶；Ⅱ区沉淀下来的Fe(OH)₃絮体通过回流通道回流至Ⅰ区，与加入的FeCl₃形成带正电荷的溶胶，与水中带负电荷的有机物吸附，达到部分去除COD的功能；Ⅲ区投加粉末活性炭达到200-400ppm，搅拌装置150r/min搅拌，反应时间20-30分钟，达到进一步吸附去除COD的功能；Ⅳ区投加PAM絮凝剂，搅拌装置60r/min搅拌，反应约10分钟；Ⅴ区将吸附反应形成的污泥，沉淀到反应器底部后，定期从排污口排放，上清液自沉淀区的出水口输出并测定COD。

以下应用例和对比例中所用煤化工废水回用反渗透浓水的水质如下：TDS＝9000-10000mg/L(主要为氯化钠)；COD值为90-100mg/L；颜色：微黄。

应用例1：

使用图1系统，按照浓度50ppm加FeCl₃溶液，反应5min后，按照浓度200ppm回流Fe(OH)₃絮体，反应吸附5min，然后按照浓度200ppm加活性炭粉末，反应30min后；再加入1mg/L聚丙烯酰胺(PAM)进行絮凝，慢速搅拌10min(搅拌速度60r/min)，沉淀出水检测出水COD含量为48mg/L。

应用例2：

使用图1系统，按照浓度50ppm加FeCl₃溶液，反应5min后，按照浓度200ppm回流Fe(OH)₃絮体，反应吸附5min，然后按照浓度300ppm加活性炭粉末，反应30min后；再加入1mg/L聚丙烯酰胺(PAM)进行絮凝，慢速搅拌10min(搅拌速度60r/min)，沉淀出水检测出水COD含量为42mg/L。

对比例1：

使用图1系统，按照浓度50ppm加FeCl₃溶液，反应5min后，按照浓度200ppm回流Fe(OH)₃絮体，反应吸附5min，然后按照浓度100ppm加活性炭粉末，反应30min后；再加入1mg/L聚丙烯酰胺(PAM)进行絮凝，慢速搅拌10min(搅拌速度60r/min)，沉淀出水检测出水COD含量为55mg/L。

对比例1说明粉末活性炭投加量≥200ppm时，沉淀池出水可达到≤50ppm的要求。

对比例2：

使用图1系统，按照浓度50ppm加FeCl₃溶液，反应5min后，按照浓度200ppm回流Fe(OH)₃絮体，反应吸附5min，然后按照浓度400ppm加活性炭粉末，反应30min后；再加入1mg/L聚丙烯酰胺(PAM)进行絮凝，慢速搅拌10min(搅拌速度60r/min)，沉淀出水检测出水COD含量为41mg/L。

对比例2说明粉末活性炭投加量≥400ppm时，沉淀区出生COD与投加量300ppm时对比，去除效果不明显。

对比例3：

使用图1系统，按照浓度40ppm加FeCl₃，反应5min后，按照浓度200ppm回流Fe(OH)₃絮体，反应吸附5min，然后按照浓度300ppm加活性炭粉末，反应30min后；再加入1mg/L聚丙烯酰胺(PAM)进行絮凝，慢速搅拌10min(搅拌速度60r/min)，沉淀出水检测出水COD含量为50mg/L。

对比例3说明FeCl₃投加量40ppm时，沉淀区出生COD可满足50ppm的要求，FeCl₃投加量＜40ppm时，将不能满足沉淀区出生COD≤50ppm的要求。

对比例4：

使用图1系统，不同之处在于，在I区投加PAC(聚合氯化铝絮凝剂)。

按照浓度50ppm加PAC(与FeCl₃对比效果)，反应5min后，按照浓度200ppm加预先反应沉淀的泥，反应吸附5min，然后按照浓度300ppm加活性炭粉末，反应30min后；再加入1mg/L聚丙烯酰胺(PAM)进行絮凝，慢速搅拌10min(搅拌速度60r/min)，沉淀出水检测出水COD含量为55mg/L。

对比例5：

使用图1系统，不同之处在于，在I区投加PAC(聚合氯化铝絮凝剂)。

按照浓度60ppm加PAC，反应5min后，按照浓度200ppm回流反应沉淀的泥，反应吸附5min，然后按照浓度300ppm加活性炭粉末，反应30min后；再加入1mg/L聚丙烯酰胺(PAM)进行絮凝，慢速搅拌10min(搅拌速度60r/min)，沉淀出水检测出水COD含量为54mg/L。

对比例4和5说明，PAC混凝剂不适用于本工艺。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本实用新型的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。

Claims (10)

1.一种去除煤化工废水回用反渗透浓水中COD的系统，其特征在于，该系统包括依次连通设置的Fe(OH)₃溶胶形成区、Fe(OH)₃絮体回流区、粉末炭吸附区、絮凝反应区和沉淀区；

所述Fe(OH)₃溶胶形成区设置有进水口、FeCl₃药剂投加装置；

所述Fe(OH)₃絮体回流区与Fe(OH)₃溶胶形成区之间还设置有回流通道；

所述粉末炭吸附区设置有粉末活性炭投加装置；

所述絮凝反应区设置有聚丙烯酰胺絮凝剂投加装置；

所述沉淀区设置有出水口和排污口。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述Fe(OH)₃溶胶形成区设置有搅拌装置。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述粉末炭吸附区设置有搅拌装置。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述絮凝反应区设置有搅拌装置。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述沉淀区的底部为锥形。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述沉淀区的底部设置刮泥机。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述回流通道自所述Fe(OH)₃絮体回流区的底部连通至所述Fe(OH)₃溶胶形成区顶部。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述Fe(OH)₃溶胶形成区和Fe(OH)₃絮体回流区的水平截面均为正方形。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述Fe(OH)₃溶胶形成区和Fe(OH)₃絮体回流区的液位深与所述正方形的边长相等。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述粉末炭吸附区、絮凝反应区和沉淀区的深度相等。

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