三膜法焦化廢水深度處理工藝及其設備制造技術

一種三膜法焦化廢水深度處理工藝及其設備。該工藝先將廢水引入混沉池降低其中的COD和懸浮物，其次將廢水引入多介質過濾器中進一步過濾，然后引入流化床三維電極反應器進行電催化氧化，再引入MBR膜生物反應器，從MBR膜生物反應器出來的廢水可以直接用作低等級用水，也可以繼續深度處理進入保安過濾器除去廢水中的懸浮物和活性污泥，最后進入超濾裝置和反滲透裝置，處理后的產水可以用作高等級用水。其設備主要由混沉池、多介質過濾器、流化床三維電極反應器、MBR膜生物反應器、保安過濾器、超濾裝置和反滲透裝置組成。該工藝及設備設計合理，解決了焦化廢水深度處理及回用中的難題，具有很強的工程應用價值，產水可以滿足不同等級用水的要求。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及環保
，具體地指一種三膜法焦化廢水深度處理工藝及其設備。
技術介紹
焦化廢水是一種公認難生物降解的工業廢水，其難度在于廢水的可生化性差，除氨、氰及硫氰根等無機污染物外，還含有酚類、萘、吡啶、喹啉等雜環及多環芳香族化合物(PAHS)等很難生物降解的物資，這些物質能夠對環境產生長期影響，且部分已被研究證實為致癌物質，另外高濃度氨氮對微生物活性有很強的抑制作用，生物脫氮效果不佳。目前，焦化廢水處理系統通常包括常規的兩級處理。一級處理是指從高濃度污水中回收利用污染物，其工藝包括氨氣蒸餾、氨水脫酚、終冷水脫氰等，是預處理過程。二級處理則是指酚氰污水無害化處理，以活性污泥法為主，還包括強化生物處理技術等。由于進一步深度處理費用 昂貴，令國內許多焦化廠望而卻步，所以多數焦化廢水只經過常規兩級處理就直接排放了。但是廢水經過上述處理后其中某些有毒、有害物質(氰化物、COD及雜環化合物等)仍達不到國家允許的排放標準。目前，焦化廢水深度處理工藝存在的突出問題如下其一、通過化學藥劑深度處理廢水，該方法可能會引入二次污染，或者造成增加后續脫鹽費用；其二、將焦化廢水用于濕法熄焦或高爐沖渣，但廢水中污染物發生了轉移，同時操作環境差，存在管網及設備腐蝕等問題；其三、膜法除鹽深度處理后的濃水去向也是亟需解決的問題。為了推動產業結構升級、規范行業健康發展、促進節能減排和技術進步，我國工信部于2008年12月19日頒布了《焦化行業準入條件(2008修訂)》的15號文件，并明確界定酚氰廢水處理合格后要循環使用，不得外排。因此，對焦化廢水進行深度處理和回用是提高廢水循環率、減少污水外排、降低新水消耗量的最佳選擇，而尋求一種高效、低成本的深度處理與回用技術是目前焦化廢水深度處理過程迫切需求。
技術實現思路
本專利技術的目的就是要改變傳統焦化廢水處理工藝，提供一種經濟、實用、高效的三膜法焦化廢水深度處理工藝及其設備。其集電催化氧化技術、膜生物反應技術、超濾和反滲透技術為一體，可有效避免采用其他化學藥劑等處理廢水造成的二次污染，降低焦化廢水的處理成本，節約大量生產用水。為實現上述目的，本專利技術提供的三膜法焦化廢水深度處理工藝，是對經過常規兩級生化處理后的焦化廢水進行再處理的過程，該工藝包括如下步驟I)將經過兩級生化處理的焦化廢水輸送至混沉池中，使其在絮凝劑和助凝劑的作用下進行沉淀處理，獲得沉淀后的廢水；2)將沉淀后的廢水輸送至多介質過濾器中進行過濾處理，以進一步降低廢水中的污泥、懸浮物濃度，得到過濾后廢水；3)將過濾后廢水輸送至流化床三維電極反應器中進行電催化氧化反應，促使廢水中生物難降解的有機物質通過羥基自由基氧化、并將大分子有機物及芳香烴化合物降解成小分子或CO2，得到氧化后的廢水；4)將氧化后的廢水輸送至MBR膜生物反應器中進行連續曝氣處理，以使其中的小分子進一步生化降解，同時也截留部分污泥、懸浮物；5)將經過連續曝氣處理后的廢水直接作為生化過程中消泡劑用水、煤場抑塵用水、生活雜用水或其它低等級用水；或者6)將經過連續曝氣處理后的廢水輸送至保安過濾器中進一步過濾處理，以濾除其中絕大部分的活性污泥和懸浮物；7)將經過保安過濾后的廢水輸送至超濾裝置中進行精濾，以除去廢水中的膠體、大分子化合物； 8)將經過精濾后的廢水輸送至反滲透裝置中進行除鹽處理，所得除鹽廢水回用作工藝循環冷卻水或其它高等級用水，而反滲透出來的濃水可以作為高爐爐渣冷卻沖渣用水、煤場抑塵用水、道路清掃用水或其他低等級用水。作為優選方案，所述步驟I)中，絮凝劑采用聚合硫酸鐵溶液和/或聚合氯化鋁溶液，其添加后在廢水中的濃度均為20(T800mg/L，助凝劑采用聚丙烯酰胺，其添加后在廢水中的濃度為O. 5 10mg/L。作為優選方案，所述步驟2)中，多介質過濾器中的濾料采用粒徑為O. 5^2mm的無煙煤、3 6mm的陶粒和4 IOmm的石英砂三層組合。作為優選方案，所述步驟3)中，流化床三維電極反應器的粒子電極采用涂敷金屬化合物的焦炭顆粒，其電流密度為2(Tl00mA/Cm2、廢水在其中的停留時間為3(T60min。作為優選方案，所述步驟4)中，MBR膜生物反應器中的曝氣強度控制在O. 15^0. 5m3/h、溶解氧濃度為I. 5 8mg/L、膜清洗周期為l(Tl5d。為實現上述工藝而設計的三膜法焦化廢水深度處理設備，包括混沉池、多介質過濾器、流化床三維電極反應器、MBR膜生物反應器、保安過濾器、超濾裝置和反滲透裝置，其特殊之處在于所述混沉池的焦化廢水出口與多介質過濾器的進口相連，所述多介質過濾器的出口與流化床三維電極反應器的廢水輸入端相連，所述流化床三維電極反應器的空氣輸入端與鼓風機相連，所述流化床三維電極反應器的廢水輸出端與MBR膜生物反應器的進水口相連，所述MBR膜生物反應器的曝氣口與曝氣泵相連，所述MBR膜生物反應器的出水口通過吸入泵與保安過濾器的進口相連，所述保安過濾器的出口與超濾裝置的輸入口相連，所述超濾裝置的輸出口與反滲透裝置的原水輸入端相連。作為優選方案，所述流化床三維電極反應器包括電解槽體，所述電解槽體內設置有密封支撐骨架，所述密封支撐骨架中部設置有布氣板，所述布氣板下方的電解槽體中設置有曝氣器，所述曝氣器的空氣輸入端與鼓風機相連；所述曝氣器下方的電解槽體中設置有布水器，所述布水器的廢水輸入端與多介質過濾器的出口相連；所述密封支撐骨架上方設置有陰電極和陽電極，所述陰電極和陽電極周圍的電解槽體中散布有流態化的粒子電極，所述電解槽體的上部廢水輸出端設置有用于防止粒子電極逃逸的孔隙板，所述孔隙板與MBR膜生物反應器的進水口相通。進一步地，所述布氣板與曝氣器的間距為5 25mm，所述布氣板上的布氣孔直徑為r2mm ;所述曝氣器上的通氣孔直徑為2 5mm ;所述布水器上的出水孔直徑為2 5mm。更進一步地，所述陰電極和陽電極呈平板狀或圓筒狀結構，或是與上述形狀對應的網狀結構；所述粒子電極采用粒徑為2 10_的涂敷有金屬化合物的焦炭顆粒。再進一步地，所述MBR膜生物反應器包括反應池體，所述反應池體的進水口與流化床三維電極反應器的廢水輸出端相連，所述反應池體中并列設置有浸沒式MBR膜組件，所述浸沒式MBR膜組件的曝氣口與曝氣泵相連，所述MBR膜組件的出水口與吸入泵相連，所述反應池體的排污口與排污泵相連。與現有技術相比，本專利技術具有如下優點其一，該工藝及其設備設計合理，能對焦化生化系統中的難降解有機物進一步降解，滿足后續MBR膜生物反應器生化處理的需要。同時，多介質過濾器、MBR膜生物反應器、保安過濾器大幅降低了廢水中的懸浮物，無論是對流化床三維電極反應器降解效率，還是對延長超濾裝置、反滲透裝置的使用壽命，都得到了大幅度提高，保證了運行成本低廉，解 決了焦化廢水深度處理及回用中的難題，具有很強的工程應用價值。其二，該工藝及其設備操作簡單，運行成本較低，出水水質可以滿足不同等級用水要求。其三，該工藝及其設備已經在冶金廢水循環利用實驗室進行了 25L/h的小試試驗，實驗效果證明其能夠滿足焦化廢水深度處理與回用的要求，COD去除率可達到80%以上，針對電導率在30(Γ1500 μ s/cm之間的廢水，其除鹽率可以達到90%，得水率在40 70%左右，每噸廢水處理成本在4飛本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種三膜法焦化廢水深度處理工藝，是對經過常規兩級生化處理后的焦化廢水進行再處理的過程，該工藝包括如下步驟：1）將經過兩級生化處理的焦化廢水輸送至混沉池中，使其在絮凝劑和助凝劑的作用下進行沉淀處理，獲得沉淀后的廢水；2）將沉淀后的廢水輸送至多介質過濾器中進行過濾處理，以進一步降低廢水中的污泥、懸浮物濃度，得到過濾后廢水；3）將過濾后廢水輸送至流化床三維電極反應器中進行電催化氧化反應，促使廢水中生物難降解的有機物質通過羥基自由基氧化、并將大分子有機物及芳香烴化合物降解成小分子或CO2，得到氧化后的廢水；4）將氧化后的廢水輸送至MBR膜生物反應器中進行連續曝氣處理，以使其中的小分子進一步生化降解，同時也截留部分污泥、懸浮物；5）將經過連續曝氣處理后的廢水直接作為生化過程中消泡劑用水、煤場抑塵用水、生活雜用水或其它低等級用水；或者：6）將經過連續曝氣處理后的廢水輸送至保安過濾器中進一步過濾處理，以濾除其中絕大部分的活性污泥和懸浮物；7）將經過保安過濾后的廢水輸送至超濾裝置中進行精濾，以除去廢水中的膠體、大分子化合物；8）將經過精濾后的廢水輸送至反滲透裝置中進行除鹽處理，所得除鹽廢水回用作工藝循環冷卻水或其它高等級用水，而反滲透出來的濃水可以作為高爐爐渣冷卻沖渣用水、煤場抑塵用水、道路清掃用水或其他低等級用水。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：張壘，薛改鳳，王麗娜，劉璞，段愛民，付本全，張楠，劉尚超，劉剛，
申請(專利權)人：武漢鋼鐵集團公司，
類型：發明
國別省市：