申请日2014.04.28
公开(公告)日2014.07.30
IPC分类号C02F11/12; C02F9/04
摘要
本发明公开一种工业有机废水处理装置及方法，具体地说是一种焦化废水生化后的深度处理装置及方法。本发明的处理装置包括混合反应池、辐流沉淀池、底泥泵房、板框压滤间、活性焦制浆装置和药剂投加装置;废水到达混合反应池依次进行吸附、混凝、絮凝反应，深度处理完成后进入辐流沉淀池。本发明的特点是利用烧结机头烟气煤基活性焦脱硫脱硝系统的副产物即煤基活性焦粉末作为吸附剂深度处理焦化废水生化后出水，达到以废治废的目的。本发明具有处理效果好、无二次污染、投资少、占地面积小、运行成本低、经济效益好的优点。
权利要求书
1.一种处理焦化废水的装置，其特征在于：包括混合反应池、辐流沉淀池、底泥泵房、板框压滤间、活性焦制浆装置和药剂投加装置;所述混合反应池设有两座，其中一座备用;混合反应池包括配水池，且每座混合反应池通过混凝土隔板分为三格空间，每格空间内设有一套搅拌装置;辐流沉淀池设有两座，沉淀池内设有刮泥机;底泥泵房中设有泥浆泵;板框压滤间设有两套板框压滤机，活性焦制浆装置包括制浆罐和投加泵，药剂投加装置包括混凝剂投加装置和絮凝剂投加装置。
2.根据权利要求1所述的处理焦化废水的装置，其特征在于：所述泥浆泵设有三台，两台正常使用，一台备用，泥浆泵的流量为15m3/h，扬程为65m。
3.根据权利要求1所述的处理焦化废水的装置，其特征在于：所述板框压滤机的过滤面积为150m2，滤室容积为2.49m3。
4.根据权利要求1所述的处理焦化废水的装置，其特征在于：所述活性焦制浆罐的尺寸为φ5m×5m，投加泵流量为12.5m3/h，扬程为20m。
5.一种采用权利要求1~4任一项所述的装置处理焦化废水的方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)来自焦化废水生化系统二沉池的出水经混合反应池配水池自流入混合反应池;
(2)每座混合反应池内的三格空间内分别设有活性焦浆液池、混凝剂池、絮凝剂池，混合反应池的废水依次进行吸附、混凝、絮凝反应，进入辐流沉淀池;
(3)辐流沉淀池沉淀后，出水自流入清水池回用，底泥进入底泥泵房;
(4)底泥泵房中的底泥经泥浆泵，一部分返回活性焦制浆罐再利用，另一部分进入板框压滤机脱水;
(5)板框压滤机滤液回流至混合反应池，泥饼替代焦煤用于焦炉生产。
6.根据权利要求5所述的处理焦化废水的方法，其特征在于：所述活性焦浆液为：将活性焦粉末配置成15%-25%的浓度，投加浓度为1-3ppm，消耗量为15-20吨/日。
7.根据权利要求5所述的处理焦化废水的方法，其特征在于：所述混凝剂为聚合氯化铝，浓度为5%-10%，投加浓度为20-100ppm;所述絮凝剂为聚丙烯酰胺，浓度为0.1%-0.5%，投加浓度为0.5-2ppm。
8.根据权利要求5所述的处理焦化废水的方法，其特征在于：所述废水在混合反应器中的总共停留时间为20-40分钟。
9.根据权利要求5所述的处理焦化废水的方法，其特征在于：所述混合反应池内的三个池的搅拌速度分别为：活性焦浆液池为120-150rpm，混凝剂池为120-150rpm，絮凝剂池为20-40rpm。
10.根据权利要求5所述的处理焦化废水的方法，其特征在于：所述废水在辐流沉淀池中的停留时间为1.5-3.5小时，表面负荷为0.6-1.5m3/(m2·h)。
说明书
一种处理焦化废水的装置及方法
技术领域
本发明涉及一种工业有机废水处理装置及方法，特别涉及焦化废水生化后的深度处理装置及方法。
背景技术
焦化废水主要来源于煤干馏及煤气冷却和净化过程，含有高浓度的酚、氰化物、硫氰化物和氨氮，同时还含有难以生物降解的油类、吡啶等杂环化合物和联苯等多环芳香化合物，毒性大，处理难度大，一直是炼焦行业废水处理的难点。
现有处理技术主要采用生物脱氮和后混凝沉淀处理集成工艺，处理水质无法达到2012年颁布的炼焦化学工业污染物国家排放标准表2要求。传统处理技术中，生物处理技术主要采用A/O或A2/O生物脱氮工艺来同时脱碳和脱氮，基于焦化废水毒性大以及难降解成分高，传统生物脱氮工艺的抗冲击能力较差，稀释水量大，处理成本高，而且对难降解有机物的强化去除不够，造成COD和色度无法达标。
由于生物处理出水超标严重，必须进行深度处理，目前研究的深度处理工艺有混凝沉淀、活性炭吸附、高级氧化、膜分离等。由于混凝沉淀成本相对较低，在焦化废水深度处理中广泛应用，但是剩余有机物极性较强，含发色基团多，COD和色度去除效率较低，出水仍难以达标。大部分高级氧化技术(如电化学氧化法、光催化等)处理成本高，而且工程化难度大;fenton和臭氧氧化等高级氧化技术成熟度高，技术风险低，投资小，处理效果好，但是加入过氧化氢的成本较高，加入大量酸碱引入很多盐类不利于废水回用;直接臭氧氧化基于臭氧氧化能力不够，臭氧利用率低，成本高，处理效果不理想。膜分离技术中，纳滤和反渗透对盐和有机物去除率较高，能制备得到脱盐水，但是直接应用于焦化废水膜污染严重，膜寿命低，投资和处理成本高，必须进行膜前预处理，同时浓水出路成为难题。
常规植物活性炭用于焦化废水后处理吸附效果较好，但吸附饱和后不易再生，造成废水处理成本过高。
上述处理方法存在二次污染、投资高、运行成本高等问题。
发明内容
本发明提供了一种利用烧结机头烟气煤基活性焦脱硫脱硝系统的副产物，即煤基活性焦粉末，作为吸附剂深度处理焦化酚氰废水生化系统出水的装置及方法，达到以废治废的目的。具有处理效果好、无二次污染、占地面积小、投资少、运行成本低的特点，使水污染物排放浓度限值稳定达到《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171-2012)表2直接排放标准。
本发明是采用以下技术方案来实现的：
一种处理焦化废水的装置为：包括混合反应池、辐流沉淀池、底泥泵房、板框压滤间、活性焦制浆装置和药剂投加装置;所述混合反应池设有两座，其中一座备用;混合反应池包括配水池，且每座混合反应池通过混凝土隔板分为三格空间，每格空间内设有一套搅拌装置;辐流沉淀池设有两座，沉淀池内设有刮泥机;底泥泵房中设有泥浆泵;板框压滤间设有两套板框压滤机，活性焦制浆装置包括制浆罐和投加泵，药剂投加装置包括混凝剂投加装置和絮凝剂投加装置。
进一步地，所述泥浆泵设有三台，两台正常使用，一台备用，泥浆泵的流量为15m3/h，扬程为65m;所述板框压滤机的过滤面积为150m2，滤室容积为2.49m3;所述活性焦制浆罐的尺寸为φ5m×5m，投加泵流量为12.5m3/h，扬程为20m。
本发明提供的处理焦化废水的方法，采用上述装置处理焦化废水，包括以下步骤：
(1)来自焦化废水生化系统二沉池的出水经混合反应池配水池自流入混合反应池;
(2)每座混合反应池内的三格空间内分别设有活性焦浆液池、混凝剂池、絮凝剂池，混合反应池的废水依次进行吸附、混凝、絮凝反应，进入辐流沉淀池;
(3)辐流沉淀池沉淀后，出水自流入清水池回用，底泥进入底泥泵房;
(4)底泥泵房中的底泥经泥浆泵，一部分返回活性焦制浆罐再利用，另一部分进入板框压滤机脱水;
(5)板框压滤机滤液回流至混合反应池，泥饼替代焦煤用于焦炉生产。
进一步地，所述活性焦浆液，其有效成分是烧结活性焦脱硫脱硝系统的副产物活性焦粉末，将活性焦粉末配置成15%-25%的浓度进行投加，投加浓度为1-3ppm，消耗量为20吨/日。
所述混凝剂为聚合氯化铝，浓度为5%-10%，投加浓度为20-100ppm;所述絮凝剂为聚丙烯酰胺，浓度为0.1%-0.5%，投加浓度为0.5-2ppm。
所述废水在混合反应器中的停留时间为：总共停留时间为20-40分钟，在活性焦浆液池、混凝剂池、絮凝剂池内的停留时间基本相等;所述混合反应池内的三个池的搅拌速度分别为：活性焦浆液池为120-150rpm，混凝剂池为120-150rpm，絮凝剂池为20-40rpm。
所述废水在辐流沉淀池中的停留时间为1.5-3.5小时，表面负荷为0.6-1.5m3/(m2·h)。
与现有深度处理工艺相比，本发明的特点是利用煤基活性焦粉末作为吸附剂，深度处理焦化废水生化后出水，达到以废治废的目的。本发明具有以下有益效果：
1、处理效果好——该工艺对焦化生化处理系统出水的色度、异味有很好的脱除效果，COD浓度可由150mg/L左右降低到80mg/L以下，氨氮、氰化物等均有不同程度下降，水质稳定达到《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171-2012)表2直接排放标准。
2、无二次污染——与其他工艺相比，工艺整个过程不产生反渗透浓盐水、吸附洗脱液等更难以处理的尾水。
3、投资少、占地面积小——该工艺仅需增加污泥板框压滤间、活性焦投加系统，混凝絮凝药剂投加系统，底泥泵房，总投资不到200万。与其他工艺相比，节约总投资3000多万元。
4、运行成本低——成本消耗主要为混凝、絮凝药剂，泵、搅拌机等用电，吨水处理成本大约0.3元左右，而现有其他工艺吨水运行成本均在2-4元。
5、经济效益好——泥饼替代部分焦煤返焦炉利用，按每日利用20吨废活性焦粉末计算，每年替代焦煤(单价1400元/吨)7300吨，效益1241万元/年。
本发明工艺也可在现有焦化废水生化处理系统后混凝段进行改造。不需再新建混合反应池、辐流沉淀池、药剂投加系统等。