公布日：2022.04.12
申请日：2021.12.01
分类号：C02F9/14(2006.01)I;C02F11/125(2019.01)I
摘要
本发明提供一种焦化废水处理系统，包括预处理及生化处理单元、回用处理单元、浓盐水处理单元、蒸发结晶处理单元以及污泥处理单元；以及一种焦化废水处理包括以下步骤：S1：预处理及生化处理；S2：回用处理；S3：浓盐水处理；S4：蒸发结晶处理；S5：污泥处理，本发明处理设施工艺优化组合，占地面积少、处理效率高，产出清洁水能够循环使用，实现废水处理后的零排放；能有效处理所有的焦化废水；无二次污染，抗冲击能力强，工艺简洁，能长期稳定运行，满足国家环保水处理要求，具有较高的环境效益和社会效益。
权利要求书
1.一种焦化废水处理系统，其特征在于：包括预处理及生化处理单元、回用处理单元、浓盐水处理单元、蒸发结晶处理单元以及污泥处理单元；所述预处理及生化处理单元是由依次连通的隔油池、调节池、气浮设备、高负荷好氧池、两级A/O生化反应池、二沉池、混凝反应池、混凝沉淀池以及臭氧催化氧化池构成；所述回用处理单元包括第一调节池、第一高密度沉淀池、过滤器、第一超滤系统、反渗透系统以及产水池，所述第一调节池的前端与所述臭氧催化氧化池，所述第一调节池、第一高密度沉淀池、过滤器、第一超滤系统、反渗透系统以及产水池依次相连；所述浓盐水处理单元由依次连通的浓水收集池、第二高密度沉淀池、多介质过滤器、高级氧化系统、第二超滤系统、纳滤系统、高压反渗透系统构成，所述高压反渗透系统通过管道连接所述产水池，产水输送入所述产水池，所述浓水收集池的前端与反渗透系统连接；所述蒸发结晶处理单元包括除氟装置、多效蒸发结晶装置，所述除氟装置与纳滤系统或高压反渗透系统相连接，所述除氟装置的后端与所述多效蒸发结晶装置连接，所述多效蒸发结晶装置通过管道与所述产水池连接；所述污泥处理单元包括污泥浓缩池、叠螺脱水机以及污泥低温干化设备，所述高负荷好氧池和所述混凝沉淀池的底部都通过管道连接所述污泥浓缩池，所述污泥浓缩池的底部通过管道连接所述叠螺脱水机脱水，经所述叠螺脱水机处理后的污泥转入所述污泥低温干化设备干化。
2.如权利要求1所述的焦化废水处理系统，其特征在于：所述两级A/O生化反应池包括一段缺氧池、一段好氧池、二段缺氧池、二段好氧池，所述一段缺氧池的前端与高负荷好氧池连接，所述一段缺氧池的后端依次连接一段好氧池、二段缺氧池以及二段好氧池，所述二段好氧池的后端连接所述二沉池，所述一段缺氧池和所述一段好氧池之间连接有第一硝化液回流管，所述二段缺氧池和所述二段好氧池之间连接有第二硝化液回流管。
3.如权利要求2所述的焦化废水处理系统，其特征在于：所述二沉池上还连接有污泥回流管和污泥转移管，所述污泥回流管远离所述二沉池的一端连接所述一段缺氧池，所述污泥转移管远离所述二沉池的一端连接所述高负荷好氧池。
4.如权利要求1所述的焦化废水处理系统，其特征在于：所述多介质过滤器的滤料包括轻质滤料层和重质滤料层，所述轻质滤料层设置在上层，所述轻质滤料层的填充颗粒的比重小于所述重质滤料层的填充颗粒的比重，所述轻质滤料层的填充颗粒大于所述重质滤料层的填充颗粒的大小；所述纳滤系统包括一级纳滤系统和二级纳滤系统，所述一级纳滤系统的与所述二级纳滤系统连通，所述一级纳滤系统的前端连接所述第二超滤系统，所述二级纳滤系统的后端连接所述高压反渗透系统，所述一级纳滤系统和所述二级纳滤系统之间还连接有浓水回流管，所述一级纳滤系统上还连接有浓水排出管的一端，所述浓水排出管的另一端连接所述除氟装置。
5.如权利要求1所述的焦化废水处理系统，其特征在于：所述高级氧化系统包括第一臭氧催化氧化池和软化器，所述第一臭氧催化氧化池的前端与所述多介质过滤器连接，所述第一臭氧催化氧化池连接所述软化器，所述软化器的后端连接所述第二超滤系统。
6.如权利要求1所述的焦化废水处理系统，其特征在于：所述预处理及生化处理单元和污泥处理单元集中布置，所述与处理生化处理单元和所述污泥处理单元外设置密封棚，所述密封棚通过出风管道连接生物除臭系统。
7.一种焦化废水处理方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：预处理及生化处理：废水进入隔油池中分离重油后，上层清液与生活污水一同进入到调节池内，调节池废水经提升泵提升至气浮设备，去除水中的轻油及乳化油，处理后的液体进入到高负荷好氧池进行脱酚处理，减轻酚类物质的毒害作用后，进入到两级A/O生化反应池去除污水中的COD、氨氮、总氮等污染物质，出水经二沉池沉淀后抽入混凝反应池内，通过投加高效吸附混凝剂去除污水中的剩余酚氰等污染物后，送至臭氧催化氧化系统进一步去除COD，出水的COD达到45-55mg/L；S2：回用处理：S1中产生的清净废水送至调节池经提升泵提升至第一高密度沉淀池，通过加入混凝药剂、絮凝药剂、除硬药剂反应后，去除硬度、悬浮物、油类等，然后经过滤器过滤掉颗粒物和悬浮物后进入第一超滤系统，经反渗透系统处理后的产水进入产水池后提升至回用点回用；S3：浓盐水处理：S2中形成的反渗透浓水经过第二高密度沉淀池除去水中的硬度、氟化物、二氧化硅，出水再经过多介质过滤器过滤去除浓水中的颗粒物后，进入高级氧化系统，在此通过臭氧催化氧化作用去除水中的部分COD，臭氧出水经过软化器进一步软化，然后通过第二超滤系统进行精过滤后，出水通过两级纳滤浓缩后，出水送至高压反渗透进一步浓缩，产水输送至产水池；S4：蒸发结晶处理：S3中经过高压反渗透浓缩后的氯化钠浓盐水经除氟装置除氟后，进入多效蒸发结晶装置中结晶，多效蒸发结晶装置的结晶产水输送至产水池；S5：污泥处理：抽取二沉池和混凝沉淀池的污泥送至污泥浓缩池，经污泥脱水机脱水后干化，脱水液送至S1中的调节池。
8.如权利要求7所述的一种焦化废水处理方法，其特征在于：S3中的两级纳滤是超滤系统出水经一级纳滤系统处理后，出水送至二级纳滤系统，所述二级纳滤系统浓缩的浓水重新送至一级纳滤系统处理，一级纳滤系统浓缩的浓水经除氟装置除氟后，再经过多效蒸发结晶和冷冻熔融结晶。
9.如权利要求7所述的一种焦化废水处理方法，其特征在于：S3中经多介质过滤器过滤的水体流速为8m3/h-8.5m3/h。
10.如权利要求7所述的一种焦化废水处理方法，其特征在于：S1中二沉池投放高效复合混凝剂，二沉池和混凝反应池之间还连接有高效复合混凝流化床，所述高效复合混凝剂中包括氧化铁、生物酶、高分子纳米螯合吸附剂、硅酸镁以及硫酸钙，所述氧化铁≥2%，所述生物酶≥5%，所述高分子纳米螯合吸附剂≥20%，所述硅酸镁≥3%，所述硫酸钙≥2%，所述高效复合混凝剂的1%水溶液的PH值≥3。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种焦化废水处理系统及焦化废水处理方法。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种焦化废水处理系统，包括预处理及生化处理单元、回用处理单元、浓盐水处理单元、蒸发结晶处理单元以及污泥处理单元；所述预处理及生化处理单元是由依次连通的隔油池、调节池、气浮设备、高负荷好氧池、两级A/O生化反应池、二沉池、混凝反应池、混凝沉淀池以及臭氧催化氧化池构成；所述回用处理单元包括第一调节池、第一高密度沉淀池、过滤器、第一超滤系统、反渗透系统以及产水池，所述第一调节池的前端与所述臭氧催化氧化池，所述第一调节池、第一高密度沉淀池、过滤器、第一超滤系统、反渗透系统以及产水池依次相连；所述浓盐水处理单元由依次连通的浓水收集池、第二高密度沉淀池、多介质过滤器、高级氧化系统、第二超滤系统、纳滤系统、高压反渗透系统构成，所述高压反渗透系统通过管道连接所述产水池，产水输送入所述产水池，所述浓水收集池的前端与反渗透系统连接；所述蒸发结晶处理单元包括除氟装置、多效蒸发结晶装置，所述除氟装置与纳滤系统或高压反渗透系统相连接，所述除氟装置的后端与所述多效蒸发结晶装置连接，所述多效蒸发结晶装置通过管道与所述产水池连接；所述污泥处理单元包括污泥浓缩池、叠螺脱水机以及污泥低温干化设备，所述高负荷好氧池和所述混凝沉淀池的底部都通过管道连接所述污泥浓缩池，所述污泥浓缩池的底部通过管道连接所述叠螺脱水机脱水，经所述叠螺脱水机处理后的污泥转入所述污泥低温干化设备干化。
优选地，所述两级A/O生化反应池包括一段缺氧池、一段好氧池、二段缺氧池、二段好氧池，所述一段缺氧池的前端与高负荷好氧池连接，所述一段缺氧池的后端依次连接一段好氧池、二段缺氧池以及二段好氧池，所述二段好氧池的后端连接所述二沉池，所述一段缺氧池和所述一段好氧池之间连接有第一硝化液回流管，所述二段缺氧池和所述二段好氧池之间连接有第二硝化液回流管。
优选地，所述二沉池上还连接有污泥回流管和污泥转移管，所述污泥回流管远离所述二沉池的一端连接所述一段缺氧池，所述污泥转移管远离所述二沉池的一端连接所述高负荷好氧池。
优选地，所述多介质过滤器的滤料包括轻质滤料层和重质滤料层，所述轻质滤料层设置在上层，所述轻质滤料层的填充颗粒的比重小于所述重质滤料层的填充颗粒的比重，所述轻质滤料层的填充颗粒大于所述重质滤料层的填充颗粒的大小；所述纳滤系统包括一级纳滤系统和二级纳滤系统，所述一级纳滤系统的与所述二级纳滤系统连通，所述一级纳滤系统的前端连接所述第二超滤系统，所述二级纳滤系统的后端连接所述高压反渗透系统，所述一级纳滤系统和所述二级纳滤系统之间还连接有浓水回流管，所述一级纳滤系统上还连接有浓水排出管的一端，所述浓水排出管的另一端连接所述除氟装置。
优选地，所述高级氧化系统包括第一臭氧催化氧化池和软化器，所述第一臭氧催化氧化池的前端与所述多介质过滤器连接，所述第一臭氧催化氧化池连接所述软化器，所述软化器的后端连接所述第二超滤系统。
优选地，所述预处理及生化处理单元和污泥处理单元集中布置，所述与处理生化处理单元和所述污泥处理单元外设置密封棚，所述密封棚通过出风管道连接生物除臭系统。
一种焦化废水处理方法，包括以下步骤：S1：预处理及生化处理：废水进入隔油池中分离重油后，上层清液与生活污水一同进入到调节池内，调节池废水经提升泵提升至气浮设备，去除水中的轻油及乳化油，处理后的液体进入到高负荷好氧池进行脱酚处理，减轻酚类物质的毒害作用后，进入到两级A/O生化反应池去除污水中的COD、氨氮、总氮等污染物质，出水经二沉池沉淀后抽入混凝反应池内，通过投加高效吸附混凝剂去除污水中的剩余酚氰等污染物后，送至臭氧催化氧化系统进一步去除COD，出水的COD达到45-55mg/L；S2：回用处理：S1中产生的清净废水送至调节池经提升泵提升至第一高密度沉淀池，通过加入混凝药剂、絮凝药剂、除硬药剂反应后，去除硬度、悬浮物、油类等，然后经过滤器过滤掉颗粒物和悬浮物后进入第一超滤系统，经反渗透系统处理后的产水进入产水池后提升至回用点回用；S3：浓盐水处理：S2中形成的反渗透浓水经过第二高密度沉淀池除去水中的硬度、氟化物、二氧化硅，出水再经过多介质过滤器过滤去除浓水中的颗粒物后，进入高级氧化系统，在此通过臭氧催化氧化作用去除水中的部分COD，臭氧出水经过软化器进一步软化，然后通过第二超滤系统进行精过滤后，出水通过两级纳滤浓缩后，出水送至高压反渗透进一步浓缩，产水输送至产水池；S4：蒸发结晶处理：S3中经过高压反渗透浓缩后的氯化钠浓盐水经除氟装置除氟后，进入多效蒸发结晶装置中结晶，多效蒸发结晶装置的结晶产水输送至产水池；S5：污泥处理：抽取二沉池和混凝沉淀池的污泥送至污泥浓缩池，经污泥脱水机脱水后干化，脱水液送至S1中的调节池。
优选地，S3中的两级纳滤是超滤系统出水经一级纳滤系统处理后，出水送至二级纳滤系统，所述二级纳滤系统浓缩的浓水重新送至一级纳滤系统处理，一级纳滤系统浓缩的浓水经除氟装置除氟后，再经过多效蒸发结晶和冷冻熔融结晶。
优选地，S3中经多介质过滤器过滤的水体流速为8m3/h-8.5m3/h。
优选地，S1中二沉池投放高效复合混凝剂，二沉池和混凝反应池之间还连接有高效复合混凝流化床，所述高效复合混凝剂中包括氧化铁、生物酶、高分子纳米螯合吸附剂、硅酸镁以及硫酸钙，所述氧化铁≥2%，所述生物酶≥5%，所述高分子纳米螯合吸附剂≥20%，所述硅酸镁≥3%，所述硫酸钙≥2%，所述高效复合混凝剂的1%水溶液的PH值≥3。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：（1）本发明通过高负荷好氧预处理+两级级A/O工艺处理，在高负荷好氧预处理+一段A/O工艺后面增加了二段A/O工艺，通过补充少量碳源的方式，提高系统的脱氮性能，确保出水水质中的总氮能够稳定满足排放要求。（2）本发明设置污泥干化处理系统，该系统中的叠螺脱水机脱水以及干化产水转入调节池中，对产生的污泥进行处理干化，将污泥处理产生的水分转入到调节池中，在进行污水的后续处理，减少污泥中水资源的浪费，实现污水零排放的目标。（3）本发明预处理及生化处理单元和污泥处理单元集中布置，方便集中清除其产生的臭味，避免臭味影响周围的办公环境，处理设施工艺优化组合，达到占地面积少、处理效率高要求。（4）本发明的产水池中接收有经反渗透系统处理后的产水、浓盐水处理单元的高压反渗透产水以及蒸发结晶处理的结晶产水，保证各单元产出的清洁水都能输送至产水池中，同时产水区的水能够提升至回用点回用，本系统产出清洁水能够循环使用，实现废水处理后的零排放。（5）本系统通过两级纳滤系统进一步浓缩，具有高抗污染性及其对有机物的高截留率，拦截反渗透处理后浓水中的有机物，其出水COD含量低，充分保障后续高压反渗透的稳定运行，提高系统回收率；利用纳滤膜对一二价离子的分离作用，实现氯化钠及硫酸钠分离，纳滤产水主要为氯化钠，纳滤浓水主要为硫酸钠（同时含部分氯化钠），提高后续蒸发结晶单元分盐效果。（6）本发明的污水处理系统能有效处理所有的焦化废水；无二次污染，抗冲击能力强，工艺简洁，能长期稳定运行，满足国家环保水处理要求，具有较高的环境效益和社会效益。
（发明人：蔡思泉）