申请日2013.03.11
公开(公告)日2013.09.25
IPC分类号C02F9/14
摘要
本实用新型提供了一种煤焦油污水处理成套设备，属于环保技术领域。本实用新型根据重油、轻油、乳化油不同的理化性质，采用不同的去除原理，科学有序地通过多级隔油池、油水分离器和气浮池三个环保设备逐步去除重油、轻油和乳化油;将微电解反应器和五段一体化氧化装置进行组合，先通过微电解破坏苯环，然后再通过氧化剂进一步强氧化各类有机物，使得COD、色度大大下降;脱氮系统可高效去除氨氮，对pH值和温度要求不高，且运行成本低，将脱氮系统放在五段一体化氧化装置后面，充分考虑了酸碱度的反应变化，顺应科学原理，减少酸碱投加，降低运行成本。
权利要求书
1.煤焦油污水处理成套设备，其特征在于，多级隔油池、油水分离器和气浮池依次连接，在油水分离器和气浮池之间设有提升泵;所述气浮池与综合调节池、微电解反应器、氧化装置、脱氮系统、絮凝沉淀池、中间水池、水解酸化池、A/O工艺池、二次絮凝沉淀池、石英砂过滤罐、活性炭吸附罐和出水监控池依次连接，在综合调节池和微电解反应器之间、脱氮系统和絮凝沉淀池之间、A/O工艺池和二次絮凝沉淀池之间、二次絮凝沉淀池和石英砂过滤罐之间设有提升泵，在活性炭吸附罐和出水监控池之间设有反冲洗泵;所述氧化装置、脱氮系统、絮凝沉淀池、中间水池和二次絮凝沉淀池均连接到污泥浓缩池，所述污泥浓缩池通过泵与污泥压滤机连接。
2.根据权利要求1所述的煤焦油污水处理成套设备，其特征在于，所述氧化装置采用五段一体化氧化装置，具体结构为：装置内部设有搅拌系统及pH值自动监测系统，其外部连接有加酸加碱系统、加药系统和风机;所述装置下部均匀布置曝气管网，曝气管网和外部的所述风机相连;所述装置上部通过槽钢悬挂减速电机和搅拌桨;所述pH值自动监测系统的探头放在装置的内部中间处，并与PLC电控系统连接。
说明书
一种煤焦油污水处理成套设备
技术领域
本实用新型涉及一种煤焦油污水处理成套设备，属于环保技术领域。
背景技术
煤焦油污水有六个显著特征：1.含有大量的重油、轻油和乳化油。2.有机物含量高。3.污染物成分极其复杂。4.污染物大都是不可生化处理的物质。5.色度深。6.氨氮含量高。
目前煤焦油污水处理方法也是比较多，最常用的处理工艺就是“蒸氨+A/O”，即先用汽提法进行蒸氨，使氨氮浓度4000-6000mg/l左右的剩余氨水降到300mg/l左右(如果达不到300mg/l，便要用成倍的清水稀释)，然后再续接A/O工艺进行生化处理。这种处理工艺的缺点是：
1、必须将高浓度的氨氮废水先用蒸汽进行汽提(俗称蒸氨)，使原水的氨氮浓度降低。而蒸氨所用的蒸氨塔不但投资大(少则几十万，多则数百万)，而且运行成本高，仅蒸汽成本处理每吨废水便要200元左右(一吨废水的蒸汽耗量约为200-300kg。即便现有最新实用新型的蒸氨技术，每吨剩余氨水消耗的蒸汽依然高达120-150kg，而且浓度也只能从4000-6000mg/l下降到300mg/l)。
2、A/O法对进水条件要求苛刻。它不仅要求进水氨氮值在300mg/l以下，其实真正要保证生化出水稳定达标，实际进水氨氮值还得必须在100mg/l左右，COD也必须在1000mg/l以下。焦化废水是一种高氨氮和高COD的废水，在完成焦油、粗苯和酚、萘等焦化产品回收之后，原水COD仍高达5000-10000mg/l，要达到1000mg/l以下的要求，往往需用数倍的清水进行稀释，其后果是：(1)投资成本成倍增加;(2)占地面积成倍扩大;(3)建设周期成倍延长;(4)运行成本成倍提高。
另外，由于A/O法对操作条件(碳、氮、磷比例和水温)的要求也很严格，对自然条件(如气温)的变化敏感，尤其是北方地区。所以用A/O法处理焦化蒸氨废水，出水不可能做到稳定达标。
工业化处理高浓度氨氮废水的方法还有以下几种：
(1)吹脱法
包括蒸汽吹脱法和空气吹脱法，其机理是高浓度氨氮在碱性条件下转变为游离氨，被气体由液相吹到气相而分离的方法。无论是蒸汽吹脱(汽提法)还是空 气吹脱(吹脱法)，相对而言其氨氮去除效率都比较低，尤其是对高浓度和超高浓度的氨氮废水来说，其处理后的出水都远远达不到业主提出的要求。而且这两种形式的吹脱成本都非常高。
(2)离子交换法
离子交换是指在固体颗粒和液体的界面上发生离子交换过程。离子交换法一般多采用沸石或其他树脂作为无机离子交换剂，它们对NH4+有很强的选择。但离子交换法仅适用于中低浓度的氨氮废水，对于高浓度和超高浓度的氨氮废水根本无能为力。
(3)折点氯化法
折点氯化法除氨的机理为氯气与氨反应生成氮气，整个反应如下：
NH4++1.5HOCl→0.5N2↑+1.5H2O+2.5H++1.5Cl-
氯化法处理效果稳定，不受水温影响，投资较少，但运行费用高，副产物氯胺和氯代有机物会造成二次污染。氯化法只适用于处理低浓度氨氮废水。
发明内容
针对上述现有处理技术的缺点，本实用新型根据煤焦油污水的特点，找出该污水难以处理的症结所在，提供一整套科学有序的组合成套处理设备，既可以保证达标排放，且运行成本相对低廉。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
煤焦油污水处理成套设备，多级隔油池、油水分离器和气浮池依次连接，在油水分离器和气浮池之间设有提升泵;所述气浮池与综合调节池、微电解反应器、氧化装置、脱氮系统、絮凝沉淀池、中间水池、水解酸化池、A/O工艺池、二次絮凝沉淀池、石英砂过滤罐、活性炭吸附罐和出水监控池依次连接，在综合调节池和微电解反应器之间、脱氮系统和絮凝沉淀池之间、A/O工艺池和二次絮凝沉淀池之间、二次絮凝沉淀池和石英砂过滤罐之间设有提升泵，在活性炭吸附罐和出水监控池之间设有反冲洗泵;所述氧化装置、脱氮系统、絮凝沉淀池、中间水池和二次絮凝沉淀池均连接到污泥浓缩池，所述污泥浓缩池通过泵与污泥压滤机连接。
由于化工污水处理难度大，在生化处理后加了石英砂和活性炭过滤器，以进一步提高污水处理效果。
其中，所用的氧化装置为五段一体化氧化装置，具体结构为：内部设有搅拌 系统及pH值自动监测系统，其外部连接有加酸加碱系统、加药系统和风机;装置下部均匀布置曝气管网，曝气管网和外部的所述风机相连;装置上部通过槽钢悬挂减速电机和搅拌桨;pH值自动监测系统的探头放在装置的内部中间处，并与PLC电控系统连接。
本实用新型利用上述煤焦油污水处理成套设备的工艺，包括如下步骤：
(1)煤焦油污水通过专设管网首先进入多级隔油池，利用物理隔油方式隔离去除轻油、重油和乳化油的成份，利用撇油机械去除油脂，多级隔油池的出水进入收集水池，经曝气搅拌均匀后通过一级提升泵至油水分离器，油水分离器的出水自流进入气浮池，通过投加辅助药剂，在气浮池里进一步去除污水的乳化油和其它油污成份，避免对后续处理单元造成过重负荷，气浮池的出水自流至综合调节池;(2)经过多级隔油池预处理的煤焦油污水和其他冲洗水在综合调节池汇合后，经曝气搅拌均匀后通过一级提升泵至微电解反应器，污水中的长链和环链有机物质断链成短链有机物质，部分物质被还原，经过上述处理后的出水自流至氧化装置，氧化反应所需的步骤均在此池中逐步完成：首先进行加酸调节pH值，为后续催化氧化处理创造条件，调好pH后的污水通过投加氧化剂并在催化剂的作用下，大量去除污水的污染物，在空气搅拌的作用下，污水中的长链和环链有机物质断链成短链有机物质，或者达到矿化，在降低废水中有机物含量的同时大幅度提高废水的生化性;(3)由于污水中的氨氮含量较高，需要对氨氮进行单独去除，污水经二级提升泵提升至脱氮系统，在该系统中，通过投加去除氨氮的专用药剂，以及在一定温度范围内，以吹脱方式去除污水中的氨氮成份，经过处理后的出水自流至中间水池一，通过四级提升泵提升至絮凝沉淀池，再通过投加硫酸与絮凝混凝剂调节pH至7～8，然后通过自然沉淀方式实现固液分离，沉淀后的上清液自流至中间水池二，等待后续生化处理;(4)经过脱氮系统处理的污水进入中间水池二，通过提升泵将综合污水提升至水解酸化池，在厌氧条件下，利用厌氧污泥中的微生物进一步降解废水中的各种污染物质;水解酸化池出水进入A/O工艺池，污水在A/O工艺池中继续进行好氧生化处理，对剩余有机污染物进行较为彻底的去除;(5)A/O工艺处理后的出水自流至二次絮凝沉淀池，在投加适量的反应药剂后，对污水进行混凝反应，反应完成的出水自流进入沉淀池，沉淀的上清液自流至中间水池三，再通过出水提升泵依次进入石英砂过滤器与活性炭吸附器，进行过滤与吸附处理，处理后出水即可达标排放。
上述工艺根据重油、轻油、乳化油不同的理化性质，采用不同的去除原理，科学有序地通过多级隔油池、油水分离器和气浮池三个环保设备逐步去除重油、轻油和乳化油，最大程度地做到油脂回收利用。油脂有效去除与否决定了污水处理的可能性。将微电解反应器和五段一体化氧化装置进行组合，最大程度地对难以降解的苯类物质进行分解，基本原理是，先通过微电解破坏苯环，然后再通过氧化剂进一步强氧化各类有机物，使得COD、色度大大下降，而且特别考虑到了酸碱度的变化，精准控制pH的变化，使得pH符合每个单元的最佳反应范围，无需反复调酸调碱，既减少工作量，又减少污泥的产生，从而减少污泥处置费用。脱氮系统可高效去除氨氮，对pH值和温度要求不高，且运行成本低，将脱氮系统放在五段一体化氧化装置后面，也充分考虑了酸碱度的反应变化，顺应科学原理，减少酸碱投加，降低运行成本。
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
1、整体工艺采用强有力的物化(多次隔油+微电解+催化氧化+脱氮)和生化(水解酸化+A/O)进行成套组合，可确保煤焦油污水稳定达标。这一点是现有其他技术无法达到的。
2、优先考虑油脂的回收，符合循环经济的理念，油脂回收彻底不仅有利于后续的污水处理，更为企业最大程度地创造经济价值。
3、氨氮去除效果确切，且对碱度和温度的要求不高，因此运行成本很低，这是其他任何工艺所无法媲美的。另外，氨氮去除过程中产生的氨气也可以回收，继续创造经济价值。
4、充分考虑酸碱度的变化和最佳反应范围，有序地将微电解反应器、五段一体化氧化装置和脱氮系统三者进行组合，优势互补，去除效果高，减轻劳动量，同时减少污泥的产生，减少污泥处置费。
5、成套技术相比其他工艺，管理简单。