公布日：2024.12.24
申请日：2024.10.22
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/36(2023.01)N;C02F1/72(2023.01)N;C02F1/00(2023.01)N;C02F1/44(2023.01)N;C02F1/66(2023.01)N;C02F1/52(2023.01)N;C02F1/
28(2023.01)N;C02F1/42(2023.01)N;C02F1/469(2023.01)N;C02F103/34(2006.01)N;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本发明提供一种实现焦化废水零排放及资源化利用的系统，其首先通过一级处理模块对焦化废水后处理出水进行一级处理后得到一级产水和一级浓水，之后通过二级处理模块对一级浓水进行二级处理后得到二级产水和二级浓水，再之后通过三级处理模块对二级浓水进行三级处理后得到低浓盐水、碱性溶液和酸性溶液；上述实现焦化废水零排放及资源化利用的系统经废水处理工序处理得到的一级产水和二级产水均可回用于工业水系统，低浓盐水可回用于二级处理模块中的二级反渗透装置，碱性溶液和酸性溶液可回用于废水处理工序以及钢厂的炼钢和轧钢主工序，从而使整体回收率高达100%，进而有效地使钢焦联产企业实现焦化废水的零排放和资源化。
权利要求书
1.一种实现焦化废水零排放及资源化利用的系统，其特征在于，包括依次连接的一级处理模块、二级处理模块和三级处理模块；其中，所述一级处理模块用于对焦化废水后处理出水进行一级处理后得到一级产水和一级浓水；所述二级处理模块用于分别对所述一级浓水进行二级处理后得到二级产水和二级浓水；所述三级处理模块用于对所述二级浓水进行三级处理后得到低浓盐水、碱性溶液和酸性溶液；所述一级产水和所述二级产水均可回用于工业水系统。
2.根据权利要求1所述的实现焦化废水零排放及资源化利用的系统，其特征在于，所述一级处理模块包括依次连接的一级超声波催化氧化池、一级多介质过滤器、一级自清洗过滤器、一级超滤装置以及一级反渗透装置；其中，所述一级超声波催化氧化池用于对所述焦化废水后处理出水进行一次催化氧化和一次紊流化后形成第一废水；所述一级多介质过滤器用于对所述第一废水进行一次过滤处理；所述一级自清洗过滤器用于对所述第一废水进行二次过滤处理；所述一级超滤装置用于对所述第一废水进行超滤处理；所述一级反渗透装置用于对所述第一废水进行反渗透处理后得到所述一级产水和所述一级浓水，并将所述一级产水输送至产水回用池。
3.根据权利要求2所述的实现焦化废水零排放及资源化利用的系统，其特征在于，所述一级超声波催化氧化池中：超声波装置的频率为50~500kHz，TiO2催化剂投加量为100～300mg/L，pH设置在5~7；所述一级自清洗过滤器的过滤精度为50μm，所述一级超滤装置的设计通量为35~45LMH，所述一级反渗透装置的设计通量为14~18LMH。
4.根据权利要求2所述的实现焦化废水零排放及资源化利用的系统，其特征在于，所述二级处理模块包括依次连接的二级超声波催化氧化池、一级高效沉淀池、二级多介质过滤器、二级自清洗过滤器、二级超滤装置、纳滤装置以及二级反渗透装置；其中，所述二级超声波催化氧化池用于对所述一级浓水进行二次催化氧化和二次紊流化后形成第二废水；所述一级高效沉淀池用于对所述第二废水中的悬浮物、有机物和硬度进行去除；所述二级多介质过滤器用于对所述第二废水进行一次过滤处理；所述二级自清洗过滤器用于对所述第二废水进行二次过滤处理；所述二级超滤装置用于对所述第二废水进行超滤处理；所述纳滤装置用于对所述第二废水进行纳滤处理后形成第三废水和所述二级浓水；所述二级反渗透装置用于对所述第三废水进行反渗透处理后得到所述二级产水和所述二级浓水，并将所述二级产水输送至所述产水回用池。
5.根据权利要求4所述的实现焦化废水零排放及资源化利用的系统，其特征在于，所述二级超声波催化氧化池中：超声波装置的频率为300~600kHz，TiO2催化剂投加量为200～400mg/L，pH设置在4~6；所述二级多介质过滤器的过滤流速为8～10m/h，所述二级超滤装置的设计通量为35~40LMH，所述纳滤装置的设计通量为10~13LMH，所述二级反渗透装置的设计通量为13~16LMH。
6.根据权利要求4所述的实现焦化废水零排放及资源化利用的系统，其特征在于，所述三级处理模块包括依次连接的二级高效沉淀池、吸附氧化池、树脂除硬除碳罐以及双极膜装置；其中，所述二级高效沉淀池用于对所述二级废水中的悬浮物、有机物和硬度进行去除后形成第四废水；所述吸附氧化池用于对所述第四废水中难生物降解的有机物进行氧化去除；所述树脂除硬除碳罐用于对所述第四废水中的硬度和有机物进行完全去除；所述双极膜装置用于将所述第四废水制备成含氢氧化钠的所述碱性溶液、含盐酸和硫酸的所述酸性溶液以及所述低浓盐水。
7.根据权利要求6所述的实现焦化废水零排放及资源化利用的系统，其特征在于，所述一级高效沉淀池以及所述二级高效沉淀池均包括pH调整池、混凝池、絮凝池和浓缩沉淀池。
8.根据权利要求6所述的实现焦化废水零排放及资源化利用的系统，其特征在于，所述吸附氧化池内依次设置调酸池、活性炭接触池、反应池、调碱池以及沉淀池，所述活性炭接触池中的活性炭采用碘值500~800，亚甲基蓝值为10~16，所述调酸池的pH为2~4；所述树脂除硬除碳罐的罐内设置除硬专用树脂和除有机物专用树脂，出水硬度控制在1mg/L以下，有机物控制在30mg/L以下。
9.根据权利要求6所述的实现焦化废水零排放及资源化利用的系统，其特征在于，所述双极膜装置用于将所述第四废水制备成质量浓度为8%~10%的所述碱性溶液的质量浓度为8%~10%，所述酸性溶液的质量浓度为8%~11%。
10.根据权利要求9所述的实现焦化废水零排放及资源化利用的系统，其特征在于，所述碱性溶液分别回用于所述一级高效沉淀池、所述二级高效沉淀池、所述吸附氧化池和钢厂的炼钢工序；所述酸性溶液分别回用于所述一级超声波催化氧化池、所述二级超声波催化氧化池、所述吸附氧化池和钢厂的轧钢工序；所述低浓盐水回用于所述二级反渗透装置中。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种实现焦化废水零排放及资源化利用的系统，以解决现有的焦化废水处理技术中，仅生物处理和后处理无法达到工业循环冷却水补充水的水质要求而无法实现焦化废水有效回用的问题，以及零排放的盐分无合理出路的问题。
本发明目的是通过如下技术方案实现的：为达到上述技术目的，本申请采用以下技术方案：本发明提供一种实现焦化废水零排放及资源化利用的系统，包括依次连接的一级处理模块、二级处理模块和三级处理模块；其中，一级处理模块用于对焦化废水后处理出水进行一级处理后得到一级产水和一级浓水；二级处理模块用于分别对一级浓水进行二级处理后得到二级产水和二级浓水；三级处理模块用于对二级浓水进行三级处理后得到低浓盐水、碱性溶液和酸性溶液；一级产水和二级产水均可回用于工业水系统。
优选地，一级处理模块包括依次连接的一级超声波催化氧化池、一级多介质过滤器、一级自清洗过滤器、一级超滤装置以及一级反渗透装置；其中，一级超声波催化氧化池用于对焦化废水后处理出水进行一次催化氧化和一次紊流化后形成第一废水；一级多介质过滤器用于对第一废水进行一次过滤处理；一级自清洗过滤器用于对第一废水进行二次过滤处理；一级超滤装置用于对第一废水进行超滤处理；一级反渗透装置用于对第一废水进行反渗透处理后得到一级产水和一级浓水，并将一级产水输送至产水回用池。
优选地，一级超声波催化氧化池中：超声波装置的频率为50~500kHz，TiO2催化剂投加量为100～300mg/L，pH设置在5~7；一级自清洗过滤器的过滤精度为50μm，一级超滤装置的设计通量为35~45LMH，一级反渗透装置的设计通量为14~18LMH。
优选地，二级处理模块包括依次连接的二级超声波催化氧化池、一级高效沉淀池、二级多介质过滤器、二级自清洗过滤器、二级超滤装置、纳滤装置以及二级反渗透装置；其中，二级超声波催化氧化池用于对一级浓水进行二次催化氧化和二次紊流化后形成第二废水；一级高效沉淀池用于对第二废水中的悬浮物、有机物和硬度进行去除；二级多介质过滤器用于对第二废水进行一次过滤处理；二级自清洗过滤器用于对第二废水进行二次过滤处理；二级超滤装置用于对第二废水进行超滤处理；纳滤装置用于对第二废水进行纳滤处理后形成第三废水和二级浓水；二级反渗透装置用于对第三废水进行反渗透处理后得到二级产水和二级浓水，并将二级产水输送至产水回用池。
优选地，二级超声波催化氧化池中：超声波装置的频率为300~600kHz，TiO2催化剂投加量为200～400mg/L，pH设置在4~6；二级多介质过滤器的过滤流速为8～10m/h，二级超滤装置的设计通量为35~40LMH，纳滤装置的设计通量为10~13LMH，二级反渗透装置的设计通量为13~16LMH。
优选地，三级处理模块包括依次连接的二级高效沉淀池、吸附氧化池、树脂除硬除碳罐以及双极膜装置；其中，二级高效沉淀池用于对二级废水中的悬浮物、有机物和硬度进行去除后形成第四废水；吸附氧化池用于对第四废水中难生物降解的有机物进行氧化去除；树脂除硬除碳罐用于对第四废水中的硬度和有机物进行完全去除；双极膜装置用于将第四废水制备成含氢氧化钠的碱性溶液、含盐酸和硫酸的酸性溶液以及低浓盐水。
优选地，一级高效沉淀池以及二级高效沉淀池均包括pH调整池、混凝池、絮凝池和浓缩沉淀池。
优选地，吸附氧化池内依次设置调酸池、活性炭接触池、反应池、调碱池以及沉淀池，活性炭接触池中的活性炭采用碘值500~800，亚甲基蓝值为10~16，调酸池的pH为2~4；树脂除硬除碳罐的罐内设置除硬专用树脂和除有机物专用树脂，出水硬度控制在1mg/L以下，有机物控制在30mg/L以下。
优选地，双极膜装置用于将第四废水制备成质量浓度为8%~10%的碱性溶液的质量浓度为8%~10%，酸性溶液的质量浓度为8%~11%。优选地，碱性溶液分别回用于一级高效沉淀池、二级高效沉淀池、吸附氧化池和钢厂的炼钢工序；酸性溶液分别回用于一级超声波催化氧化池、二级超声波催化氧化池、吸附氧化池和钢厂的轧钢工序；低浓盐水回用于二级反渗透装置中。
有益效果：本发明提供一种实现焦化废水零排放及资源化利用的系统，其首先通过一级处理模块对焦化废水后处理出水进行一级处理后得到一级产水和一级浓水，之后通过二级处理模块对一级浓水进行二级处理后得到二级产水和二级浓水，再之后通过三级处理模块对二级浓水进行三级处理后得到低浓盐水、碱性溶液和酸性溶液；上述实现焦化废水零排放及资源化利用的系统经废水处理工序处理得到的一级产水和二级产水均可回用于工业水系统，低浓盐水可回用于二级处理模块中的二级反渗透装置，碱性溶液和酸性溶液可回用于废水处理工序以及钢厂的炼钢和轧钢主工序，从而使整体回收率高达100%，进而有效地使钢焦联产企业实现焦化废水的零排放和资源化。
（发明人：龚浩;吴朝阳;孙勇;陈丽娜;谢裕畴;陈涛;冯驰;胡正茂;陈国志;孟凡凡）