申请日2005.09.12
公开(公告)日2006.05.03
IPC分类号C02F9/02; B09B3/00; C02F1/28
摘要
一种过滤吸附处理工业废水、城市污水的方法，滤料以煤化工企业、焦化企业的副产品为原料制备而成;将原水进行过滤、沉降预处理后排入装有煤质过滤料的过滤和吸附机组进行一级或多级处理。在多级处理工艺中，通过切换进水转换阀和出水转换阀的工作状态，改变废水、污水的流向，将新更换滤料的过滤和吸附机组转换为末级过滤和吸附机组，同时将其余过滤和吸附机组分别转换成前一级过滤和吸附机组;以废煤质过滤料、预处理过滤设施和沉降池排出的污泥和煤粉为原料制备燃煤锅炉的混合燃料或型煤。本发明方法可以广泛地用于工业废水和城市生活污水的处理，对水质和水量变化适应性强，对含有难降解有机物的工业废水可以进行有效处理。
权利要求书
1、一种过滤吸附处理工业废水、城市污水的方法，其特征在于工艺步骤为：
(1)采用过滤料上料设备将煤质过滤料加入到废水、污水过滤和吸附机组中;
(2)对废水、污水进行预处理，采用过滤罐、格栅、滚筒栅或斜网对废水、污水进行过 滤，将出水排入沉降池进行沉降处理，将经过沉降池处理后的水排入一级集水池;
(3)将经过预处理的废水、污水输送进入废水、污水过滤和吸附机组，对废水、污水进 行1～6级或更多级过滤和吸附处理，使处理后的水达到回用或排放标准;
(4)对废水、污水过滤和吸附机组排出的废煤质过滤料、预处理过滤设施和沉降池排 出的污泥进行处理，以废煤质过滤料、污泥和煤粉为原料制备燃煤锅炉的混合燃料或型煤。
2、按照权利要求1所述的过滤吸附处理工业废水、城市污水的方法，其特征在于对废 水、污水进行1～6级或更多级过滤和吸附处理的流程为：以一级污水泵将一级集水池中的废 水、污水经由一级进水管道、一级进水阀输送进入一级废水、污水过滤和吸附机组，进行一 级过滤和吸附处理，经一级过滤和吸附机组处理后的出水，若达到回用或排放标准，则打开 废水、污水过滤和吸附机组连接的出水分水器上与末级出水管道相连的出水阀，将水排入蓄 水池，回用或排放;如没有达到回用或排放标准，则打开废水、污水过滤和吸附机组连接的 出水分水器上与一级出水管道相连的出水阀，将水通过一级出水管道排入二级集水池，对废 水、污进行二级或更多级处理，每级的处理流程、方法与一级处理流程、方法相同。
3、按照权利要求1所述的过滤吸附处理工业废水、城市污水的方法，其特征在于在多级 过滤和吸附处理工艺中，每次将新更换过滤料的一级废水、污水过滤和吸附机组的进水分水 器上与系统末级进水管道相连的进水阀打开，同时将该级出水分水器上与末级出水管道相连 的出水阀打开，将该级机组处理后的水通过末级出水管道排入蓄水池，回用或排放，同时将 其余废水、污水过滤和吸附机组通过切换该级进水分水器上的进水阀和出水分水器上的出水 阀，分别将该级机组转换成前级废水、污水过滤和吸附机组。
4、按照权利要求1所述的过滤吸附处理工业废水、城市污水的方法，其特征在于所采 用的煤质过滤料的制备方法包括以下两种：
(1)将煤化工企业加工无烟煤、烟煤、褐煤，提取煤焦油、甲醇、精苯、粗苯、硫氨、 煤气产品产生的副产品——半焦物质送入筛分设备中进行筛分，将粒径≤0.8mm的半焦物质 直接作为过滤料使用;将粒径>0.8mm的半焦物质送入过滤料加工设备中，制成粒径≤0.8mm 的煤质过滤料，其中粒径≤0.4mm的煤质过滤料大于或等于40%;
(2)将焦化企业生产过程中产生的焦碳粉、焦碳粒、焦碳末送入筛分设备中进行筛分， 将粒径≤0.8mm的焦碳直接作为过滤料使用;将粒径>0.8mm的焦碳粉、焦碳粒、焦碳末送入 过滤料加工设备中，制成粒径≤0.8mm的煤质过滤料，其中粒径≤0.4mm的煤质过滤料大于 或等于40%;
以上两种方法制备的煤质过滤料单独使用或混合使用。
5、按照权利要求1所述的过滤吸附处理工业废水、城市污水的方法，其特征在于以废 煤质过滤料、污泥和煤粉为原料制备燃煤锅炉的燃料或型煤的方法为：在废煤质过滤料、污 泥中加入煤粉，以重量百分比计，按废煤质过滤料和污泥30～70%、煤粉30～70%的比例配 料，将配好的原料加入到搅拌设备中，制成燃煤锅炉的混合燃料;或以废煤质过滤料和无烟 煤煤粉为原料制备型煤，以重量百分比计，按废煤质过滤料30～50%、无烟煤煤粉50～70% 的比例配料，将配好的原料加入到搅拌设备中搅拌混合，再经挤压设备压制成型，制作成型 煤，或将废煤质过滤料加入到燃料煤中，以重量百分比计，按废煤质过滤料10～20%、燃料 煤80～90%的比例配料，将配好的原料加入到磨粉设备中，制成煤粉锅炉的燃料。
6、按照权利要求1或4所述的过滤吸附处理工业废水、城市污水的方法，其特征在于 煤质过滤料的组成以重量百分比计为：固定碳80～85%，灰份12～16%，挥发份2～4%，硫 份0.4～0.7%，性能参数为：低位发热值：22.14MJ/Kg，真密度1.83g/cm3，堆积密度0.6g/cm3， 孔隙率67.21%，比表面积2.86m2/g，平均孔径：0.77μm，对水的吸附率0.5g/g。
说明书
一种过滤吸附处理工业废水、城市污水的方法
技术领域
本发明属于工业废水、城市污水处理技术领域，具体涉及一种采用煤质过滤料处理工 业废水、城市污水的方法。
背景技术
目前企业或城市的污水处理厂广泛采用生化处理工艺为主要方法处理工业废水、城市污 水，其不足之处是：
(1)设施占地面积大，耗能高，运行费用高。
(2)对工业废水、城市污水的水质和水量变化适应性差。
(3)对有机物成分复杂、可生化性差又含有难降解有机物的工业废水难以处理。
采用一种新的工业废水、城市污水处理方法，占用土地少，耗能低，处理成本低，对工 业废水、城市污水的成分和数量的波动变化适应性强，处理有机物成分复杂、可生化性差又 含有难降解有机物的工业废水时，能达到国家要求的排放标准，是具有现实意义的课题， 而这样的方法至今尚未见报导。
发明内容
针对现有的工业废水、城市污水处理方法存在的问题，本发明提供一种过滤吸附处理工 业废水、城市污水的方法。
本发明采用的过滤和吸附材料为煤质过滤料，其制备原料是将无烟煤、烟煤、褐煤加工 提炼多种化工原料后产生的半焦物质，以及焦炭生产过程中产生的焦碳粉、焦碳粒、焦碳末; 进行工业废水、城市污水处理时，将煤质过滤料加入废水、污水过滤和吸附机组(为本发明 人开发并投入工业生产的工业废水、城市污水处理设备，已申请发明专利，申请号 200410050470.5)中，利用煤质过滤料良好的过滤性、吸附性处理工业废水和城市生活污水。
采用过滤吸附方法处理工业废水、城市污水，进行系统设计、规划、建设时，首先要根 据处理的工业废水、城市污水水质以及处理后的水水质指标的要求，以工业废水、城市污水 为原水进行中试，然后根据中试结果确定对工业废水、城市污水进行1～6级或更多级的处理; 并根据所需处理的水量选择每级废水、污水过滤和吸附机组的型号和数量。为了保证工业废 水、城市污水处理过程中废水、污水与煤质过滤料的接触时间，每级污水泵的流量和扬程必 须符合废水、污水过滤和吸附机组的技术要求。
在处理系统的级数确定后，要配置与处理系统级数相同级数的进水管道、出水管道、集 水池、污水泵，以满足系统运行需要;如图2所示，处理系统所包括的每台机组的进水主管 与进水分水器相连，进水分水器通过连接管道、进水阀与处理系统的每级进水管道连接;处 理系统所包括的每台机组的出水主管与出水分水器相连，出水分水器由连接管道、出水阀与 处理系统的每级出水管道连接。
首先对工业废水、城市污水进行预处理，包括过滤、沉降处理，工业废水、城市污水经 过滤设施处理后流入沉降池，过滤设施采用过滤罐、格栅、滚筒栅或斜网。将经过沉降池处 理后的工业废水、城市污水排入一级集水池。
一级集水池中的废水由一级污水泵、经一级进水管道输送，经一级进水阀，进入一级废 水、污水过滤和吸附机组进行处理。经一级废水、污水过滤和吸附机组处理后的水若达到回 用或排放标准，则打开与一级废水、污水过滤和吸附机组连接的出水分水器上与末级出水管 道相连的出水阀，将水排入蓄水池，回用或排放;如没有达到回用或排放标准，则打开一级 废水、污水过滤和吸附机组连接的出水分水器上与一级出水管道连接的出水阀(一级出水阀)， 将水通过一级出水管道排入二级集水池，对废水、污水进行二级或更多级处理，每级的处理 流程与方法与一级处理流程、方法相同。
在工业废水、城市污水处理系统运行过程中，根据进入污水处理厂的工业废水、城市污 水水质变化，通过切换与各台废水、污水过滤和吸附机组连接的进水分水器上的进水阀和出 水分水器上的出水阀，将处理系统进行重新组合，增加或减少处理系统的级数，使处理后的 水达到回用或排放标准。
当煤质过滤料达到吸附饱和状态时即对其进行更换，更换煤质过滤料时，废煤质过滤料 由废水、污水过滤和吸附机组下部安装的出料设备排出，装入运输车或输送到指定地点;或 将多台废水、污水过滤和吸附机组的出料设备排出的废煤质过滤料输送到联合出料设备中， 再由联合出料设备输送装入运输车或输送到指定地点。出料设备和联合出料设备可以是刮板输 送机、螺旋输送机、皮带输送机或水力输送设备等。
工业废水、城市污水处理系统由两级以上构成时，在处理系统运行过程中，如图2所示， 通过切换进水阀和出水阀的工作状态，每次将新更换过滤料的一级废水、污水过滤和吸附机 组的进水分水器上与系统末级进水管道相连的进水阀打开，同时将该级出水分水器上与末级 出水管道相连的出水阀打开，将该级机组处理后的水通过末级出水管道排入蓄水池，回用或 排放，充分发挥新更换的过滤料脱色性强的特点，对工业废水、城市污水进行末级过滤、吸 附处理，使出水达到预定的水质。同时将其余废水、污水过滤和吸附机组通过切换该级进水 分水器上的进水阀和出水分水器上的出水阀，分别将该级机组转换成前级废水、污水过滤和 吸附机组，即将更换过滤料的废水、污水过滤和吸附机组转换成末级废水、污水过滤和吸附 机组，然后将原来的二级废水、污水过滤和吸附机组转换成一级废水、污水过滤和吸附机组， 将原来的三级废水、污水过滤和吸附机组转换成二级废水、污水过滤和吸附机组……，以此 类推。
对废水、污水过滤和吸附机组排出的废煤质过滤料、预处理过滤设施和沉降池排出的污 泥进行处理。以废煤质过滤料、污泥和煤粉为原料制备燃煤锅炉的燃料或型煤。在废煤质过 滤料、污泥中加入煤粉，以重量百分比计，按废煤质过滤料和污泥30～70%、煤粉30～70% 的比例配料，将配好的原料加入到搅拌设备中，制成燃煤锅炉的混合燃料。废煤质过滤料、 污泥与煤粉的配比根据燃煤锅炉对燃料含水率的要求及废煤质过滤料、污泥的含水率确定， 使制成的混合燃料含水率符合燃煤锅炉燃烧工艺的要求。也可以不含有害物质的废煤质过滤 料和无烟煤煤粉为原料制备型煤，以重量百分比计，按废煤质过滤料30～50%、无烟煤煤粉 50～70%的比例配料，将配好的原料加入到搅拌设备中搅拌混合，再经挤压设备压制成型， 制作成型煤。废煤质过滤料与无烟煤煤粉的配比根据废煤质过滤料的含水率确定，使制成的 型煤含水率符合规定的标准。也可以将废煤质过滤料加入燃料煤中，以重量百分比计，按废 煤质过滤料10～20%、燃料煤80～90%的比例配料，将配好的原料加入到磨粉设备中，制成 煤粉锅炉的燃料。废煤质过滤料与燃料煤的配比根据废煤质过滤料的含水率确定，使制成的 燃料含水率符合锅炉燃烧工艺的要求。
本发明采用煤质过滤料为处理工业废水、城市污水的介质，其制备方法如下：
将无烟煤、烟煤、褐煤先由煤化工企业设施提取煤焦油、甲醇、精苯、粗苯、硫氨、煤 气等煤化工产品，然后将提取上述化工产品后产生的大量副产品——半焦物质送入筛分设备 中进行筛分，将粒径≤0.8mm的半焦物质直接作为过滤料使用;将粒径>0.8mm的半焦物质 送入过滤料加工设备中，制成粒径≤0.8mm的煤质过滤料，其中粒径≤0.4mm的煤质过滤料 不少于40%。
将焦化企业生产过程中产生的焦碳粉、焦碳粒、焦碳末送入筛分设备中进行筛分，将粒 径≤0.8mm的焦碳直接作为过滤料使用;将粒径>0.8mm的焦碳粉、焦碳粒、焦碳末送入过滤 料加工设备中，制成粒径≤0.8mm的煤质过滤料，其中粒径≤0.4mm的煤质过滤料不少于40%。
煤质过滤料的成分及参数：
固定碳80～85%，灰份12～16%，挥发份2～4%，硫份0.4～0.7%，低位发热值： 22.14MJ/Kg，真密度1.83g/cm3，堆积密度0.6g/cm3，孔隙率67.21%，比表面积2.86m2/g， 平均孔径：0.77μm，对水的吸附率0.5g/g。
以半焦物质、焦炭为原料制备的煤质过滤料可以单独使用，也可以混合使用。过滤料加 工设备可以采用高效强制破碎精磨机、雷蒙磨、球磨机、高压磨粉机等磨粉设备。
本发明方法可以广泛地用于工业废水和城市生活污水的处理，包括用于造纸、化工、制 药、制革、印染、食品加工、酿造、屠宰等行业生产过程中产生的废水的处理，采用的煤质 过滤料原料来源广泛，加工成本低;工业废水、城市污水处理工艺简单，设施占地面积小， 运行费用低;对工业废水、城市污水的水质和水量变化适应性强，原水化学需氧量(COD) 可以为100～30,000mg/L或更宽的范围，水量可以为几十～几万吨/天或更宽的范围;对有机 物成分复杂、可生化性差又含有难降解有机物的工业废水可以进行有效处理，使其化学需氧 量、悬浮物、色度等指标达到回用或排放标准。