申请日2015.12.01
公开(公告)日2016.04.06
IPC分类号C02F9/04
摘要
一种焦化废水生化出水回收水资源工艺，包括如下步骤：对废水进行软化;采用催化氧化法进行COD降解;进行多介质和活性炭过滤器分离;产水采用超滤进行截留，对粒径大于0.05um物质进行截留;液体进行纳滤膜分离，产水进行反渗透盐水分离。本发明没有增加盐分对膜系统分离压力，不会增加浓盐水的排量，相对焦化行业零排放要求的节能减排意义重大。
权利要求书
1.一种焦化废水生化出水回收水资源工艺，其特征在于：包括如下步骤：
(1)对废水进行软化;
(2)采用催化氧化法对步骤(1)得到的液体进行COD降解，将COD降低到50mg/L以下;
(3)对步骤(2)得到的液体进行多介质和活性炭过滤器分离，将悬浮物粒径大于5um物质进行截留;
(4)对步骤(3)得到的产水采用超滤进行截留，对粒径大于0.05um物质进行截留;
(5)对步骤(4)得到的液体进行纳滤膜分离，将氟离子与钙镁离子分离，纳滤产水钙镁离子低于20mg/L以下，很难形成CaF2结晶结垢;
(6)对步骤(5)得到的产水进行反渗透盐水分离，废水水资源回收85%以上。
2.如权利要求1所述的一种焦化废水生化出水回收水资源工艺，其特征在于：步骤(1)中，采用石灰-碳酸钠软化工艺对废水中的硬度、氟离子充分去除，使出水总硬度低于120mg/L，氟离子低于到15mg/L。
3.如权利要求2所述的一种焦化废水生化出水回收水资源工艺，其特征在于：石灰-碳酸钠软化工艺步骤为：在反应池中投加石灰和碳酸钠，利用其中的Ca2+和CO32-、OH-去除水体中的氟离子、硫酸根离子、钙离子和镁离子，同时去除少量有机物，降低水体中的硬度，降低膜系统的无机污染;反应池出水进入去混凝沉淀装置，将固液进行分离，降低氟离子和硬度浓度。
4.如权利要求3所述的一种焦化废水生化出水回收水资源工艺，其特征在于：在反应池中同时加入混凝剂，所述混凝剂为含氯化铝10wt%、阴离子聚丙烯酰胺0.1wt%的水溶液。
5.如权利要求1所述的一种焦化废水生化出水回收水资源工艺，其特征在于：步骤(2)的催化氧化法采用的氧化剂为双氧水和臭氧，催化剂为活性炭。
6.如权利要求5所述的一种焦化废水生化出水回收水资源工艺，其特征在于：所述预处理废水中双氧水的加入量为2-5mg/L。
7.如权利要求6所述的一种焦化废水生化出水回收水资源工艺，其特征在于：所述臭氧气体含量为15mg/L的氧化性微气泡。
8.如权利要求1所述的一种焦化废水生化出水回收水资源工艺，其特征在于：步骤(6)中，采用两级纳滤和两级反渗透处理。
说明书
一种焦化废水生化出水回收水资源工艺
技术领域
本发明属于环境工程技术领域，具体涉及一种用于焦化废水生化出水回收水资源工艺，是焦化行业焦化废水回收资源零排放节能关键技术。
背景技术
焦化废水生化出水回收水资源处理工艺，是世界性课题，包含焦化废水生化出水深度预处理技术和水资源回用技术。焦化废水生化处理通过硝化-反硝化污水生化处理系统对焦化废水中苯酚、氰化物和氨氮等毒害物质的较高除去率，生化处理后的出水中的酚、氰、氨氮等污染物指标能达到或优于综合废水排放标准中二级排放标准，但系统出水水质受管理和时节变化约束，波动性较大，时有超标现象，对焦化污水的回收水资源系统稳定运行造成一定影响，从节能减排、实现焦化生产用水内循环角度考虑，系统污水水质亦不能满足生产回收水资源的要求。国内很多焦化废水生化出水直接用全膜法回收水资源的工程案例，稳定运行案例不多，水回收水资源率不高，主要是焦化废水生化出水中含有生化降解物质芳香烃和生化菌胞外分泌酶，若将生化出水经混凝沉淀直接进入膜系统回收水资源，废水中难降解的芳香烃化合物和胞外酶与芳香烃有机膜物化反应，很难化学清洗，导致不可再生性堵膜，导致系统运行不正常，其次是生化系统波动时，出水油类含量较高，堵超滤膜，导致系统运行能力低。同类技术只采用软化系统做为预处理，系统容易污堵，运行不稳定，系统回收率低，采用本技术利于提高膜系统稳定运行，提高系统水资源回收率，以及降低焦化废水零排放能耗。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种焦化废水生化出水回收水资源工艺，以保证系统运行平稳，有效的将COD、SS、油类和色度等污染物的去除，处理后的焦化废水生化出水的满足回收水资源系统进水、提高回收水资源系统回收率，从而解决上述背景技术中的问题。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种焦化废水生化出水回收水资源工艺，包括如下步骤：
(1)对废水进行软化;
(2)采用催化氧化法对步骤(1)得到的液体进行COD降解，将COD降低到50mg/L以下;
(3)对步骤(2)得到的液体进行多介质和活性炭过滤器分离，将悬浮物粒径大于5um物质进行截留;
(4)对步骤(3)得到的产水采用超滤进行截留，对粒径大于0.05um物质进行截留;
(5)对步骤(4)得到的液体进行纳滤膜分离，将氟离子与钙镁离子分离，纳滤产水钙镁离子低于20mg/L以下，很难形成CaF2结晶结垢;
(6)对步骤(5)得到的产水进行反渗透盐水分离，废水水资源回收85%以上。
本发明中，作为一种优选的技术方案，步骤(1)中，采用石灰-碳酸钠软化工艺对废水中的硬度、氟离子充分去除，使出水总硬度低于120mg/L，氟离子低于到15mg/L。
本发明中，作为一种优选的技术方案，石灰-碳酸钠软化工艺步骤为：在反应池中投加石灰和碳酸钠，利用其中的Ca2+和CO32-、OH-去除水体中的氟离子、硫酸根离子、钙离子和镁离子，同时去除少量有机物，降低水体中的硬度，降低膜系统的无机污染;反应池出水进入去混凝沉淀装置，将固液进行分离，降低氟离子和硬度浓度。
本发明中，作为一种进一步优选的技术方案，在反应池中同时加入混凝剂，所述混凝剂为含氯化铝10wt%、阴离子聚丙烯酰胺0.1wt%的水溶液。
本发明中，作为一种优选的技术方案，步骤(2)的催化氧化法采用的氧化剂为双氧水和臭氧，催化剂为活性炭。
本发明中，作为一种优选的技术方案，所述预处理废水中双氧水的加入量为2-5mg/L，该数据是发明人经过反复的研究和无数次的实验发现，当双氧水的加入量为2-5mg/L时，能够配合加入含有臭氧气体的氧化性微气泡将废水的处理效果达到最优化。
本发明中，作为一种优选的技术方案，所述臭氧气体含量为15mg/L的氧化性微气泡。采用氧化性微气泡氧化装置加入，所述氧化性微气泡氧化装置设置分离结构，将氧化性微气泡与废水中有机物反应，并与絮凝剂絮凝反应固液气三相分离。能将焦化废水进行氧化并进行固液分离，很好的除去水质的有机质、色度、悬浮物和油类。
采用双氧水和臭氧气体两种氧化剂，在催化剂的作用下充分混合降解有机物，提高有机的降解率，达到最终降低废水COD浓度的目的。
本发明中，步骤(6)中，采用两级纳滤和两级反渗透处理。
反渗透盐水分离采用的反渗透膜装置采用内循环式，将纳滤产水中盐分与水资源进行分离，水资源进行生产回用。反渗透浓水与纳滤浓水混合去熄焦或冲渣。
由于采用了以上技术方案，本发明具有以下有益效果：
从本发明的技术方案可知，本发明的工艺是一种综合处理装置，发明人从各个角度充分考虑和设计本发明的整体装置，且实现及达到了良好的运行效果。即发明人在处理焦化废水生化出水的同时，最大限度减低了系统无机盐的增加，为了降低膜处理负荷与运行成本、提高系统回收率。焦化废水生化出水通过投加氧化剂在氧化性微气泡氧化处理装置中强化氧化降解水中污染物质，强化氧化降解废水中难降解污染物及色度物质，降低出水COD值;絮凝处理则采用本发明特别选用的有机与无机复合絮凝剂，强化絮凝效果、提高固液分离效率。氧化性微气泡氧化处理装置处理后的清水送入膜回收系统，通过本发明的装置相对其他氧化预处理装置减少20-50%的系统盐分增加量。
通过本发明的工艺处理，并采用本发明所选用的复合氧化剂为含双氧水和臭氧气体。而本发明所选用的絮凝剂为含氯化铝10%和阴离子聚丙烯酰胺0.1%重量份的水溶液。本发明通过配合加入无机的氯化铝可以强化絮凝效果、提高絮凝效率，而且可有利生成的污泥进行脱水等后续处理。
因此，正是由于本发明采用了以上技术方案因而可以达到以下良好处理效果，即，①本发明采用投加双氧水和生成氧化性臭氧氧化性气泡共同处理焦化废水生化出水的深度氧化装置做膜回收系统的预处理，防止膜系统不会被生化废水中有机物、油类堵塞污染，保证系统的稳定运行。
②采用本发明，氧化性微气泡氧化装置可将焦化废水生化出水COD从200mg/l降至80mg/l以下，COD去除率≥60%，SS(水质中的悬浮物)去除率≥90%，油类去除率≥90%，降低有机物污堵。
③采用本发明，氧化性微气泡氧化处理装置增加盐分<5%，相对芬顿法氧化预处理基本上没有增加盐分对膜系统分离压力，不会增加浓盐水的排量，相对焦化行业零排放要求的节能减排意义重大。