CN104803565B - 焦化企业综合废水处理系统及处理回用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种焦化企业综合废水处理系统，该系统通过主管依次连接有粗格栅、细格栅、曝气沉砂池、多介质过滤器、曝气生物滤池、保安过滤器、电吸附模块和换热装置；曝气生物滤池包括池体，池体底部一侧连接有进水管口，进水管口与主管连通，池体外的主管并排连接有反洗进水管；池体另一侧并联设置有曝气管和反冲进气管；池体上端的侧壁上并联设置有出水管和反冲出水管；池体内由下至上依次设置有进水分布板、进气分布板、鹅卵石承托层和焦粒层。本发明的系统设计合理，运行成本低廉，处理后出水可以满足《炼焦化学工业污染物排放标准》对现有焦化企业的标准要求，解决了焦化企业单位产品基准排放量较高的问题，具有很强的工程应用价值。

Description

焦化企业综合废水处理系统及处理回用方法

技术领域

本发明涉及废水处理领域，具体地指一种焦化企业综合废水处理系统及处理回用方法。

背景技术

焦化企业在运营过程中会产生两种废水，一种是焦炭在煤高温干馏、化产品回收精制过程中产生的高浓度废水，即焦化废水，其中含有很高的氨氮、酚、氰、吡啶、喹啉等有毒有害污染物，该废水目前主要是通过强化生物法进行处理达标后排放；另一种废水是辅助系统所产生的综合废水，主要包括循环水系统排污水、泵冷却水和厂区生活污水等，该部分水水量较大、污染物浓度较低，主要含有浊度、COD、碱度、硬度、盐类等物质，相较于焦化废水来说，其水质较好，但由于焦化企业在运营过程中不可避免存在设备串漏、跑冒滴漏等状况，该综合废水中也可能含有少量酚、氰等物质，该废水若不经处理直接排放，依然可能会对周边环境产生一定的危害。此外，2012年国家颁布实施的《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171-2012)要求焦化企业自2015年1月1日起执行单位产品基准排放量不大于0.4(m3/吨)的标准，目前，部分焦化企业将该部分综合废水直接外排并入钢铁企业排水管网或市政排水管网，但此举并未做到真正意义上的满足国标要求。为此，对于焦化企业的综合废水来说，对其进行处理并回用是满足国标的唯一途径，也是提高废水循环率、减少污水外排、降低新水消耗量的最佳选择，而寻求一种高效、低成本的深度处理与回用技术是目前焦化企业综合废水治理的迫切需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种焦化企业综合废水处理系统及处理回用方法。该系统针对焦化企业单位产品基准排放量普遍大于0.4m³/吨的现象，拟采用合适的处理工艺对焦化综合废水进行处理后回用，不仅可以大幅降低吨焦排水量，还可以减少企业新水用量。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种焦化企业综合废水处理系统，该系统通过主管依次连接有粗格栅、细格栅、曝气沉砂池、多介质过滤器、曝气生物滤池、保安过滤器、电吸附模块和换热装置；所述曝气生物滤池包括池体，所述池体底部一侧连接有进水管口，所述进水管口与主管连通，所述池体外的主管并排连接有反洗进水管；所述池体另一侧并联设置有曝气管和反冲进气管；所述池体上端的侧壁上并联设置有出水管和反冲出水管；所述池体内由下至上依次设置有进水分布板、进气分布板、鹅卵石承托层和焦粒层。

进一步地，所述鹅卵石承托层的厚度为200～300mm；所述焦粒层中焦粒的粒径为2～3mm。

再进一步地，所述粗格栅和细格栅底部并联设置有栅渣排污管。

再进一步地，所述曝气沉砂池呈长方形平流式，所述曝气沉砂池侧壁底部水平设置有曝气管，所述曝气管上垂直连通有曝气支管，所述曝气支管垂直穿出曝气沉砂池侧壁。

再进一步地，所述多介质过滤器底部开设有进水口，所述多介质过滤器5侧壁上部开设有出水口。

再进一步地，所述保安过滤器与电吸附模块之间与主管并排设置的再生进水管，所述电吸附模块另一端侧壁上还设置有再生出水管。

本发明还提供了一种利用焦化企业综合废水处理系统进行的处理回收方法，包括以下步骤：

1)将汇集后的焦化综合废水通过主管先经过粗格栅去除大尺寸的悬浮物和漂浮物，然后再经过细格栅进一步去除污水中较小颗粒的悬浮物和漂浮物；

2)将处理过悬浮物和漂浮物的废水进入曝气沉砂池，经曝气沉砂池的作用，除去污水中粒度大于0.2mm的砂粒和部分有机物；

3)将曝气沉砂池出水经多介质过滤器过滤去除粒度小于0.2mm的悬浮物；

4)多介质过滤器出水流至曝气生物滤池，曝气生物滤池出水流至保安过滤器后进入电吸附除盐装置，去除废水中盐类物质；

5)经电吸附除盐装置处理的出水通过主管进入换热系统达到合适的温度后回用于焦化企业作为工业新水使用；经电吸附除盐装置产生的浓水通过再生出水管用于高炉炉渣冷却、冲渣用水和煤场抑尘。

进一步地，所述保安过滤器进出口水压差大于0.15MPa。

再进一步地，所述电吸附除盐装置可采用模块化设备，其模块化设备的电极材料采用焦炭电极材料和石墨-活性炭电极材料，极板间电压可选择1.5v，极板间距可选择1～3mm，水力停留时间为10～30min。

本发明各部件的作用和用途：

1)粗格栅的作用是去除大尺寸漂浮物和悬浮物，

2)细格栅的作用是进一步去除污水中较小颗粒的悬浮物及漂浮物；

3)曝气沉砂池的作用是去除污水中粒度大于0.2mm的砂粒，以保护管道及阀门等设施免受磨损和阻塞，且通过曝气作用可去除部分有机物；曝气沉砂池呈矩形，池底有污泥收集渠，在沿长度方向一侧设置曝气装置，气源为空气，原水经进水口进入，利用曝气管进行曝气，曝气作用可使污水沿池旋转前进，从而产生与主流方向垂直的横向恒速环流，砂粒间产生摩擦作用，可使砂粒上的悬浮性有机物得有有效分离，且不使细小悬浮物沉淀，便于砂粒和有机物的分别处理和处置，经曝气沉砂池作用，污水中粒度大于0.2mm的砂粒和部分有机物被去除；

4)多介质过滤器作用是进一步减少悬浮物的含量，减少对后续曝气生物滤池影响；

5)曝气生物滤池的作用是依靠高浓度活性污泥对小分子化合物进一步生化降解，同时也截留部分悬浮物；

6)保安过滤器作用是对大于5μm的残留固体悬浮物或沉淀物进行截流；

7)电吸附装置作用是对保安过滤器处理后废水进行脱盐处理，利用通电电极表面带电特性对水中盐离子进行静电吸附，从而去除水中盐类，还能进一步去除部分有机物含量；电吸附装置的再生出水管排出的浓水直接用于高炉炉渣冷却、冲渣用水、煤场抑尘等。其模块化设备的电极材料可采用焦炭电极材料和石墨-活性炭电极材料，极板间电压可选择1.5v，极板间距可选择1～3mm，水力停留时间为～30min，可根据模块处理水量选择多组模块并联运行。

8)处理后的水经换热系统达到合适的温度后回用于焦化企业作为工业新水使用。

本发明的有益效果在于：

1、本发明采用“粗格栅+细格栅+曝气沉砂池+多介质过滤器+调节池+曝气生物滤池+保安过滤器+电吸附系统+换热系统”的处理及回用方案对焦化企业综合废水进行处理和回用。该工艺及装置系统设计合理，运行成本低廉，处理后出水可以满足《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171-2012)对现有焦化企业的标准要求，解决了焦化企业单位产品基准排放量较高的问题，具有很强的工程应用价值。

2、本发明可根据环境温度和处理后废水温度及时调整换热系统运行，经处理后废水作为焦化企业工业新水使用。在所查文献中，未见与所述焦化企业综合废水处理及回用方法内容相同的报道。该工艺及装置系统操作简单，运行成本低，出水水质可以满足不同用水要求。

附图说明

图1为本发明焦化企业综合废水处理系统的示意图；

图2为曝气生物滤池的细节图；

图3为电吸附模块运行示意图；

图4为曝气沉砂池装置示意图；

图5为本发明实施过程中，废水处理前后的紫外扫描曲线图；

图中，主管1、粗格栅2、细格栅3、曝气沉砂池4、曝气管4.1、曝气支管4.2、多介质过滤器5、进水口5.1、出水口5.2、曝气生物滤池6、池体6.1、进水管口6.2、反洗进水管6.3、曝气管6.4、反冲进气管6.5、出水管6.6、反冲出水管6.7、进水分布板6.8、进气分布板6.9、鹅卵石承托层6.10、焦粒层6.11、保安过滤器7、再生进水管7.1、电吸附模块8、再生出水管8.1、换热装置9、栅渣排污管10。

具体实施方式

为了更好地解释本发明，以下结合具体实施例进一步阐明本发明的主要内容，但本发明的内容不仅仅局限于以下实施例。

如图1～3所示：一种焦化企业综合废水处理系统，该系统通过主管1依次连接有粗格栅2、细格栅3、曝气沉砂池4、多介质过滤器5、曝气生物滤池6、保安过滤器7、电吸附模块8和换热装置9；所述曝气生物滤池6包括池体6.1，所述池体6.1底部一侧连接有进水管口6.2，所述进水管口6.2与主管1连通，所述池体6.1外的主管1并排连接有反洗进水管6.3；所述池体6.1另一侧并联设置有曝气管6.4和反冲进气管6.5；所述池体6.1上端的侧壁上并联设置有出水管6.6和反冲出水管6.7；所述池体6.1内由下至上依次设置有进水分布板6.8、进气分布板6.9、鹅卵石承托层6.10和焦粒层6.11。鹅卵石承托层6.10的厚度为200～300mm；所述焦粒层6.11中焦粒的粒径为2～3mm。粗格栅2和细格栅3底部并联设置有栅渣排污管10。

曝气沉砂池4呈长方形平流式，所述曝气沉砂池4侧壁底部水平设置有曝气管4.1，所述曝气管4.1上垂直连通有曝气支管4.2，所述曝气支管4.2垂直穿出曝气沉砂池4侧壁。多介质过滤器5底部开设有进水口5.1，所述多介质过滤器5侧壁上部开设有出水口5.2。

保安过滤器7与电吸附模块8之间与主管1并排设置的再生进水管7.1，所述电吸附模块8另一端侧壁上还设置有再生出水管8.1。

焦化企业综合废水处理系统进行的处理回收方法，包括以下步骤：

1)将汇集后的焦化综合废水通过主管1先经过粗格栅2去除大尺寸的悬浮物和漂浮物，然后再经过细格栅3进一步去除污水中较小颗粒的悬浮物和漂浮物；

2)将处理过悬浮物和漂浮物的废水进入曝气沉砂池4，经曝气沉砂池3的作用，除去污水中粒度大于0.2mm的砂粒和部分有机物被去除；

3)将曝气沉砂池4出水经多介质过滤器5过滤去除粒度小于0.2mm的悬浮物；

4)多介质过滤器5出水流至曝气生物滤池6，曝气生物滤池6出水流至保安过滤器7后进入电吸附除盐装置8，去除废水中盐类物质；其中，保安过滤器7进出口水压差大于0.15MPa；电吸附除盐装置8可采用模块化设备，其模块化设备的电极材料采用焦炭电极材料和石墨-活性炭电极材料，极板间电压可选择1.5v，极板间距可选择1～3mm，水力停留时间为10～30min；

5)经电吸附除盐装置处理的出水通过主管1进入换热系统9达到合适的温度后回用于焦化企业作为工业新水使用；经电吸附除盐装置产生的浓水通过再生出水管8.1用于高炉炉渣冷却、冲渣用水和煤场抑尘。

从图4曲线中可以看出，经处理后废水吸光度大幅降低，说明废水中的大部分有机物得以降解或矿化。

表1为本发明实施过程中，废水处理前后的水质情况。从表1中可以看出，经处理后废水中各种盐类物质都有不同程度下降，废水电导率也大幅下降。

表1废水处理前后水质分析

本实施例中的细格栅、粗格栅、多介质过滤器、保安过滤器等可参考实际工程运行方式，在此不再一一实施说明。

其它未详细说明的部分均为现有技术。尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。

Claims (5)

1.一种焦化企业综合废水处理系统，其特征在于：该系统通过主管(1)依次连接有粗格栅(2)、细格栅(3)、曝气沉砂池(4)、多介质过滤器(5)、曝气生物滤池(6)、保安过滤器(7)、电吸附模块(8)和换热装置(9)；所述曝气生物滤池(6)包括池体(6.1)，所述池体(6.1)底部一侧连接有进水管口(6.2)，所述进水管口(6.2)与主管(1)连通，所述池体(6.1)外的主管(1)并排连接有反洗进水管(6.3)；所述池体(6.1)另一侧并联设置有曝气管(6.4)和反冲进气管(6.5)；所述池体(6.1)上端的侧壁上并联设置有出水管(6.6)和反冲出水管(6.7)；所述池体(6.1)内由下至上依次设置有进水分布板(6.8)、进气分布板(6.9)、鹅卵石承托层(6.10)和焦粒层(6.11)，

所述鹅卵石承托层(6.10)的厚度为200～300mm；所述焦粒层(6.11)中焦粒的粒径为2～3mm，所述粗格栅(2)和细格栅(3)底部并联设置有栅渣排污管(10)；所述曝气沉砂池(4)呈长方形平流式，所述曝气沉砂池(4)侧壁底部水平设置有曝气管(4.1)，所述曝气管(4.1)上垂直连通有曝气支管(4.2)，所述曝气支管(4.2)垂直穿出曝气沉砂池(4)侧壁。

2.根据权利要求1所述的焦化企业综合废水处理系统，其特征在于：所述多介质过滤器(5)底部开设有进水口(5.1)，所述多介质过滤器(5)侧壁上部开设有出水口(5.2)。

3.根据权利要求1所述的焦化企业综合废水处理系统，其特征在于：所述保安过滤器(7)与电吸附模块(8)之间与主管(1)并排设置的再生进水管(7.1)，所述电吸附模块(8)另一端侧壁上还设置有再生出水管(8.1)。

4.一种利用权利要求1所述焦化企业综合废水处理系统进行的处理回收方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)将汇集后的焦化综合废水通过主管(1)先经过粗格栅(2)去除大尺寸的悬浮物和漂浮物，然后再经过细格栅(3)进一步去除污水中较小颗粒的悬浮物和漂浮物；

2)将处理过悬浮物和漂浮物的废水进入曝气沉砂池(4)，经曝气沉砂池(4)的作用，除去污水中粒度大于(0.2)mm的砂粒和部分有机物；

3)将曝气沉砂池(4)出水经多介质过滤器(5)过滤去除粒度小于(0.2)mm的悬浮物；

4)多介质过滤器(5)出水流至曝气生物滤池(6)，曝气生物滤池(6)出水流至保安过滤器(7)后进入电吸附除盐装置(8)，去除废水中盐类物质；其中，保安过滤器(7)进出口水压差大于0.15MPa；

5)经电吸附除盐装置处理的出水通过主管(1)进入换热装置(9)达到合适的温度后回用于焦化企业作为工业新水使用；经电吸附除盐装置产生的浓水通过再生出水管(8.1)用于高炉炉渣冷却、冲渣用水和煤场抑尘。

5.根据权利要求4所述焦化企业综合废水处理系统进行的处理回收方法，其特征在于：所述电吸附除盐装置(8)采用模块化设备，其模块化设备的电极材料采用焦炭电极材料和石墨-活性炭电极材料，极板间电压可选择1.5v，极板间距可选择1～3mm，水力停留时间为10～30min。