申请日 20200806
公开（公告）日 20201103
IPC分类号 C02F9/14; C01D3/04; C01D3/14; C01D5/00; C01D5/16; C02F101/10; C02F101/16;C02F101/18; C02F101/30; C02F101/32; C02F101/34; C02F103/34
摘要
本发明公开了一种煤化工废水零排放集成处理系统包括依次连接的除油单元、气浮除浊单元、酚氨回收单元、生化单元、臭氧催化氧化单元、除硬除硅单元、超滤除浊单元、膜法浓缩单元及分盐结晶单元。本发明公开了一种采用该处理系统的煤化工废水零排放集成处理方法。
权利要求书
1.一种煤化工废水零排放集成处理系统，其特征在于，包括依次连接的除油单元、气浮除浊单元、酚氨回收单元、生化单元、臭氧催化氧化单元、除硬除硅单元、超滤除浊单元、膜法浓缩单元及分盐结晶单元；
所述除油单元用于去除煤化工废水中的油类；
所述气浮除浊单元用于曝气去除煤化工废水中的悬浮物及胶体颗粒物质；
所述酚氨回收单元用于将H2S、NH3和酚类从煤化工废水中的去除并回收；
所述生化单元和所述臭氧催化氧化单元用于去除煤化工废水中的有机物；
所述除硬除硅单元用于降低煤化工废水中的硬度和去除溶解性硅；
所述超滤除浊单元用于通过超滤膜降低煤化工废水中的浊度；
所述膜法浓缩单元用于对所述超滤除浊单元的产水进行浓缩得到回用水和浓缩水；
所述分盐结晶单元用于将所述浓缩水中的氯化钠和硫酸钠分离得到氯化钠水溶液和硫酸钠水溶液，并结晶，得到氯化钠晶体、硫酸钠晶体和回用水。
2.根据权利要求1所述的煤化工废水零排放集成处理系统，其特征在于，所述除油单元包括依次连接的隔油池、破乳器和油水分离器。
3.根据权利要求1所述的煤化工废水零排放集成处理系统，其特征在于，所述酚氨回收单元包括汽提塔和酚萃取装置，所述汽提塔包括顶部进料口、中部进料口和出料口，所述出料口与所述酚萃取装置连接。
4.根据权利要求1所述的煤化工废水零排放集成处理系统，其特征在于，所述生化单元依次包括均质均量调节池、厌氧酸化池和移动床生物膜反应器。
5.根据权利要求1所述的煤化工废水零排放集成处理系统，其特征在于，所述煤化工废水零排放集成处理系统包括二沉池，用于进行泥水分离，所述二沉池设置于所述除硬除硅单元和所述超滤除浊单元之间。
6.根据权利要求1所述的煤化工废水零排放集成处理系统，其特征在于，所述分盐结晶单元包括纳滤膜分盐装置、第一电渗析装置、第一结晶装置、第二电渗析装置和第二结晶装置，所述纳滤膜分盐装置具有纳滤产水出口和纳滤浓水出口，所述纳滤产水出口依次与所述第一电渗析装置及所述第一结晶装置连接，用于对所述氯化钠水溶液进行分离和结晶；所述纳滤浓水出口依次与所述第二电渗析装置及所述第二结晶装置连接，用于对所述硫酸钠水溶液进行分离和结晶。
7.根据权利要求6所述的煤化工废水零排放集成处理系统，其特征在于，所述第二电渗析装置的进口与所述纳滤膜分盐装置相连，所述第二电渗析装置的出口包括第二电渗浓水出口和第二电渗产水出口，所述第二电渗产水出口与所述膜法浓缩单元相连，所述第二电渗浓水出口与所述第二结晶装置相连。
8.根据权利要求6所述的煤化工废水零排放集成处理系统，其特征在于，所述第一电渗析装置的进口与所述纳滤膜分盐装置相连，所述第一电渗析装置的出口包括第一电渗浓水出口和第一电渗产水出口，所述第一电渗产水出口与所述膜法浓缩单元相连，所述第一电渗浓水出口与所述第一结晶装置相连。
9.根据权利要求6所述的煤化工废水零排放集成处理系统，其特征在于，所述煤化工废水零排放集成处理系统包括回用水池，所述膜法浓缩单元具有浓缩水出口和产水出口，所述第一结晶装置具有第一结晶产水出口，所述第二结晶装置具有第二结晶产水出口，所述产水出口、所述第一结晶产水出口及所述第二结晶产水出口分别与所述回用水池相连。
10.一种煤化工废水零排放集成处理方法，其特征在于，采用如权利要求1-9任一项所述的煤化工废水零排放集成处理系统，所述处理方法依次包括：除油过程、气浮除浊过程、除H2S、NH3和酚类过程、生化除有机物过程、臭氧催化氧化过程、除硬除硅过程、超滤除浊过程、膜法浓缩过程和分盐结晶过程。
11.根据权利要求10所述的煤化工废水零排放集成处理方法，其特征在于，包括在进行除油过程之前调节煤化工废水的pH至5.5-6.5的步骤。
12.根据权利要求10所述的煤化工废水零排放集成处理方法，其特征在于，除H2S、NH3和酚类过程的步骤包括：
将煤化工废水分两股进料，分别从汽提塔的顶部和中部进料，使得H2S和NH3分别从所述汽提塔中逐级脱出；
使用萃取剂对脱除H2S和NH3的煤化工废水进行萃取，使得酚类从所述煤化工废水中脱出到萃取相中。
说明书
煤化工废水零排放集成处理系统及方法
技术领域
本发明涉及煤化工废水处理技术领域，具体涉及一种煤化工废水零排放集成处理系统及方法。
背景技术
煤化工生产在消耗大量新鲜水的同时，每年也产生了大量的废水。对于水资源严重不足地区，煤化工生产的现状不容乐观。煤化工废水主要来源于煤气化、煤液化和煤焦化等过程，该类废水水量大、水质复杂、含有大量的有机污染物、酚、硫和氨等，并且还有大量的联苯、吡啶、吲哚和喹啉等有毒污染物，毒性大。随着环境问题的日益突出和能源短缺越来越严重，煤化工企业的污水处理成为整治的重点，所以煤化工企业必须要优化废水排放技术，解决其耗水量、废水排放量大、污染物浓度含量高的问题。在这样的背景下，煤化工废水零排放技术得以发展。
煤化工废水零排放，即将煤化工生产过程中所产生的废水、污水、清净下水等经过处理后全部回用，对外界不排放废水。废水“零排放”，既解决了一部分水资源短缺问题，又不对当地的环境和生态造成污染和破坏，对于在建和拟建的煤化工项目，具有极为重要的现实意义和深远的历史意义。
煤化工废水零排放现状与面临的突出问题有工艺运行成本高、难以达标排放及回用，膜系统有机物污堵与结垢严重，浓盐水逐级浓缩处于多工艺试用阶段，出现系统运行不正常、达不到既定的浓缩含盐量，蒸发结晶结垢影响系统出盐等。以上问题造成了水污染的潜在风险，严重影响了煤化工行业的健康快速发展。
发明内容
基于此，有必要针对煤化工处理后的废水存在污染问题，提供一种煤化工废水零排放集成处理系统及方法。
一种煤化工废水零排放集成处理系统，包括依次连接的除油单元、气浮除浊单元、酚氨回收单元、生化单元、臭氧催化氧化单元、除硬除硅单元、超滤除浊单元、膜法浓缩单元及分盐结晶单元；
所述除油单元用于去除煤化工废水中的油类；
所述气浮除浊单元用于曝气去除煤化工废水中的悬浮物及胶体颗粒物质；
所述酚氨回收单元用于将H2S、NH3和酚类从煤化工废水中的去除并回收；
所述生化单元和所述臭氧催化氧化单元用于去除煤化工废水中的有机物；
所述除硬除硅单元用于降低煤化工废水中的硬度和去除溶解性硅；
所述超滤除浊单元用于通过超滤膜降低煤化工废水中的浊度；
所述膜法浓缩单元用于对所述超滤除浊单元的产水进行浓缩得到回用水和浓缩水；
所述分盐结晶单元用于将所述浓缩水中的氯化钠和硫酸钠分离得到氯化钠水溶液和硫酸钠水溶液，并结晶，得到氯化钠晶体、硫酸钠晶体和回用水。
在其中一个实施例中，所述除油单元包括依次连接的隔油池、破乳器和油水分离器。
在其中一个实施例中，所述酚氨回收单元包括汽提塔和酚萃取装置，所述汽提塔包括顶部进料口、中部进料口和出料口，所述出料口与所述酚萃取装置连接。
在其中一个实施例中，所述生化单元依次包括均质均量调节池、厌氧酸化池和移动床生物膜反应器。
在其中一个实施例中，所述煤化工废水零排放集成处理系统包括二沉池，用于进行泥水分离，所述二沉池设置于所述除硬除硅单元和所述超滤除浊单元之间。
在其中一个实施例中，所述分盐结晶单元包括纳滤膜分盐装置、第一电渗析装置、第一结晶装置、第二电渗析装置和第二结晶装置，所述纳滤膜分盐装置具有纳滤产水出口和纳滤浓水出口，所述纳滤产水出口依次与所述第一电渗析装置及所述第一结晶装置连接，用于对所述氯化钠水溶液进行分离和结晶；所述纳滤浓水出口依次与所述第二电渗析装置及所述第二结晶装置连接，用于对所述硫酸钠水溶液进行分离和结晶。
在其中一个实施例中，所述第二电渗析装置的进口与所述纳滤膜分盐装置相连，所述第二电渗析装置的出口包括第二电渗浓水出口和第二电渗产水出口，所述第二电渗产水出口与所述膜法浓缩单元相连，所述第二电渗浓水出口与所述第二结晶装置相连。
在其中一个实施例中，所述第一电渗析装置的进口与所述纳滤膜分盐装置相连，所述第一电渗析装置的出口包括第一电渗浓水出口和第一电渗产水出口，所述第一电渗产水出口与所述膜法浓缩单元相连，所述第一电渗浓水出口与所述第一结晶装置相连。
在其中一个实施例中，所述煤化工废水零排放集成处理系统包括回用水池，所述膜法浓缩单元具有浓缩水出口和产水出口，所述第一结晶装置具有第一结晶产水出口，所述第二结晶装置具有第二结晶产水出口，所述产水出口、所述第一结晶产水出口及所述第二结晶产水出口分别与所述回用水池相连。
一种煤化工废水零排放集成处理方法，采用所述的煤化工废水零排放集成处理系统，所述处理方法依次包括：除油过程、气浮除浊过程、除H2S、NH3和酚类过程、生化除有机物过程、臭氧催化氧化过程、除硬除硅过程、超滤除浊过程、膜法浓缩过程和分盐结晶过程。
在其中一个实施例中，包括在进行除油过程之前调节煤化工废的pH至5.5-6.5的步骤。
在其中一个实施例中，除H2S、NH3和酚类过程的步骤包括：
将煤化工废水分两股进料，分别从汽提塔的顶部和中部进料，使得H2S和NH3分别从所述汽提塔中逐级脱出；
使用萃取剂对脱除H2S和NH3的煤化工废水进行萃取，使得酚类从所述煤化工废水中脱出到萃取相中。
本发明就煤化工末端废水，通过除油单元、气浮除浊单元、酚氨回收单元、生化单元、臭氧催化氧化单元、除硬除硅单元、超滤除浊单元、膜法浓缩单元及分盐结晶单元各工艺段的结合，提出一种技术可靠、经济稳定的煤化工废水零排放集成处理系统及工艺，废水经处理后全部循环回用，处理过程中可以回收一定量的油、硫磺、酚、氨、甲烷以及结晶盐，得到的氯化钠和硫酸钠均可满足行业回用标准，处理后得到的回用水能够全部回用于生产系统，真正实现了煤化工废水零排放，同时能够保证系统安全稳定长周期运行。
发明人 （左剑恶;曾凡付;）