三膜法焦化废水深度处理工艺及其设备制造技术

一种三膜法焦化废水深度处理工艺及其设备。该工艺先将废水引入混沉池降低其中的COD和悬浮物，其次将废水引入多介质过滤器中进一步过滤，然后引入流化床三维电极反应器进行电催化氧化，再引入MBR膜生物反应器，从MBR膜生物反应器出来的废水可以直接用作低等级用水，也可以继续深度处理进入保安过滤器除去废水中的悬浮物和活性污泥，最后进入超滤装置和反渗透装置，处理后的产水可以用作高等级用水。其设备主要由混沉池、多介质过滤器、流化床三维电极反应器、MBR膜生物反应器、保安过滤器、超滤装置和反渗透装置组成。该工艺及设备设计合理，解决了焦化废水深度处理及回用中的难题，具有很强的工程应用价值，产水可以满足不同等级用水的要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及环保
，具体地指一种三膜法焦化废水深度处理工艺及其设备。
技术介绍
焦化废水是一种公认难生物降解的工业废水，其难度在于废水的可生化性差，除氨、氰及硫氰根等无机污染物外，还含有酚类、萘、吡啶、喹啉等杂环及多环芳香族化合物(PAHS)等很难生物降解的物资，这些物质能够对环境产生长期影响，且部分已被研究证实为致癌物质，另外高浓度氨氮对微生物活性有很强的抑制作用，生物脱氮效果不佳。目前，焦化废水处理系统通常包括常规的两级处理。一级处理是指从高浓度污水中回收利用污染物，其工艺包括氨气蒸馏、氨水脱酚、终冷水脱氰等，是预处理过程。二级处理则是指酚氰污水无害化处理，以活性污泥法为主，还包括强化生物处理技术等。由于进一步深度处理费用 昂贵，令国内许多焦化厂望而却步，所以多数焦化废水只经过常规两级处理就直接排放了。但是废水经过上述处理后其中某些有毒、有害物质(氰化物、COD及杂环化合物等)仍达不到国家允许的排放标准。目前，焦化废水深度处理工艺存在的突出问题如下其一、通过化学药剂深度处理废水，该方法可能会引入二次污染，或者造成增加后续脱盐费用；其二、将焦化废水用于湿法熄焦或高炉冲渣，但废水中污染物发生了转移，同时操作环境差，存在管网及设备腐蚀等问题；其三、膜法除盐深度处理后的浓水去向也是亟需解决的问题。为了推动产业结构升级、规范行业健康发展、促进节能减排和技术进步，我国工信部于2008年12月19日颁布了《焦化行业准入条件(2008修订)》的15号文件，并明确界定酚氰废水处理合格后要循环使用，不得外排。因此，对焦化废水进行深度处理和回用是提高废水循环率、减少污水外排、降低新水消耗量的最佳选择，而寻求一种高效、低成本的深度处理与回用技术是目前焦化废水深度处理过程迫切需求。
技术实现思路
本专利技术的目的就是要改变传统焦化废水处理工艺，提供一种经济、实用、高效的三膜法焦化废水深度处理工艺及其设备。其集电催化氧化技术、膜生物反应技术、超滤和反渗透技术为一体，可有效避免采用其他化学药剂等处理废水造成的二次污染，降低焦化废水的处理成本，节约大量生产用水。为实现上述目的，本专利技术提供的三膜法焦化废水深度处理工艺，是对经过常规两级生化处理后的焦化废水进行再处理的过程，该工艺包括如下步骤I)将经过两级生化处理的焦化废水输送至混沉池中，使其在絮凝剂和助凝剂的作用下进行沉淀处理，获得沉淀后的废水；2)将沉淀后的废水输送至多介质过滤器中进行过滤处理，以进一步降低废水中的污泥、悬浮物浓度，得到过滤后废水；3)将过滤后废水输送至流化床三维电极反应器中进行电催化氧化反应，促使废水中生物难降解的有机物质通过羟基自由基氧化、并将大分子有机物及芳香烃化合物降解成小分子或CO2，得到氧化后的废水；4)将氧化后的废水输送至MBR膜生物反应器中进行连续曝气处理，以使其中的小分子进一步生化降解，同时也截留部分污泥、悬浮物；5)将经过连续曝气处理后的废水直接作为生化过程中消泡剂用水、煤场抑尘用水、生活杂用水或其它低等级用水；或者6)将经过连续曝气处理后的废水输送至保安过滤器中进一步过滤处理，以滤除其中绝大部分的活性污泥和悬浮物；7)将经过保安过滤后的废水输送至超滤装置中进行精滤，以除去废水中的胶体、大分子化合物； 8)将经过精滤后的废水输送至反渗透装置中进行除盐处理，所得除盐废水回用作工艺循环冷却水或其它高等级用水，而反渗透出来的浓水可以作为高炉炉渣冷却冲渣用水、煤场抑尘用水、道路清扫用水或其他低等级用水。作为优选方案，所述步骤I)中，絮凝剂采用聚合硫酸铁溶液和/或聚合氯化铝溶液，其添加后在废水中的浓度均为20(T800mg/L，助凝剂采用聚丙烯酰胺，其添加后在废水中的浓度为O. 5 10mg/L。作为优选方案，所述步骤2)中，多介质过滤器中的滤料采用粒径为O. 5^2mm的无烟煤、3 6mm的陶粒和4 IOmm的石英砂三层组合。作为优选方案，所述步骤3)中，流化床三维电极反应器的粒子电极采用涂敷金属化合物的焦炭颗粒，其电流密度为2(Tl00mA/Cm2、废水在其中的停留时间为3(T60min。作为优选方案，所述步骤4)中，MBR膜生物反应器中的曝气强度控制在O. 15^0. 5m3/h、溶解氧浓度为I. 5 8mg/L、膜清洗周期为l(Tl5d。为实现上述工艺而设计的三膜法焦化废水深度处理设备，包括混沉池、多介质过滤器、流化床三维电极反应器、MBR膜生物反应器、保安过滤器、超滤装置和反渗透装置，其特殊之处在于所述混沉池的焦化废水出口与多介质过滤器的进口相连，所述多介质过滤器的出口与流化床三维电极反应器的废水输入端相连，所述流化床三维电极反应器的空气输入端与鼓风机相连，所述流化床三维电极反应器的废水输出端与MBR膜生物反应器的进水口相连，所述MBR膜生物反应器的曝气口与曝气泵相连，所述MBR膜生物反应器的出水口通过吸入泵与保安过滤器的进口相连，所述保安过滤器的出口与超滤装置的输入口相连，所述超滤装置的输出口与反渗透装置的原水输入端相连。作为优选方案，所述流化床三维电极反应器包括电解槽体，所述电解槽体内设置有密封支撑骨架，所述密封支撑骨架中部设置有布气板，所述布气板下方的电解槽体中设置有曝气器，所述曝气器的空气输入端与鼓风机相连；所述曝气器下方的电解槽体中设置有布水器，所述布水器的废水输入端与多介质过滤器的出口相连；所述密封支撑骨架上方设置有阴电极和阳电极，所述阴电极和阳电极周围的电解槽体中散布有流态化的粒子电极，所述电解槽体的上部废水输出端设置有用于防止粒子电极逃逸的孔隙板，所述孔隙板与MBR膜生物反应器的进水口相通。进一步地，所述布气板与曝气器的间距为5 25mm，所述布气板上的布气孔直径为r2mm ;所述曝气器上的通气孔直径为2 5mm ;所述布水器上的出水孔直径为2 5mm。更进一步地，所述阴电极和阳电极呈平板状或圆筒状结构，或是与上述形状对应的网状结构；所述粒子电极采用粒径为2 10_的涂敷有金属化合物的焦炭颗粒。再进一步地，所述MBR膜生物反应器包括反应池体，所述反应池体的进水口与流化床三维电极反应器的废水输出端相连，所述反应池体中并列设置有浸没式MBR膜组件，所述浸没式MBR膜组件的曝气口与曝气泵相连，所述MBR膜组件的出水口与吸入泵相连，所述反应池体的排污口与排污泵相连。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点其一，该工艺及其设备设计合理，能对焦化生化系统中的难降解有机物进一步降解，满足后续MBR膜生物反应器生化处理的需要。同时，多介质过滤器、MBR膜生物反应器、保安过滤器大幅降低了废水中的悬浮物，无论是对流化床三维电极反应器降解效率，还是对延长超滤装置、反渗透装置的使用寿命，都得到了大幅度提高，保证了运行成本低廉，解 决了焦化废水深度处理及回用中的难题，具有很强的工程应用价值。其二，该工艺及其设备操作简单，运行成本较低，出水水质可以满足不同等级用水要求。其三，该工艺及其设备已经在冶金废水循环利用实验室进行了 25L/h的小试试验，实验效果证明其能够满足焦化废水深度处理与回用的要求，COD去除率可达到80%以上，针对电导率在30(Γ1500 μ s/cm之间的废水，其除盐率可以达到90%，得水率在40 70%左右，每吨废水处理成本在4飞本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三膜法焦化废水深度处理工艺，是对经过常规两级生化处理后的焦化废水进行再处理的过程，该工艺包括如下步骤：1）将经过两级生化处理的焦化废水输送至混沉池中，使其在絮凝剂和助凝剂的作用下进行沉淀处理，获得沉淀后的废水；2）将沉淀后的废水输送至多介质过滤器中进行过滤处理，以进一步降低废水中的污泥、悬浮物浓度，得到过滤后废水；3）将过滤后废水输送至流化床三维电极反应器中进行电催化氧化反应，促使废水中生物难降解的有机物质通过羟基自由基氧化、并将大分子有机物及芳香烃化合物降解成小分子或CO2，得到氧化后的废水；4）将氧化后的废水输送至MBR膜生物反应器中进行连续曝气处理，以使其中的小分子进一步生化降解，同时也截留部分污泥、悬浮物；5）将经过连续曝气处理后的废水直接作为生化过程中消泡剂用水、煤场抑尘用水、生活杂用水或其它低等级用水；或者：6）将经过连续曝气处理后的废水输送至保安过滤器中进一步过滤处理，以滤除其中绝大部分的活性污泥和悬浮物；7）将经过保安过滤后的废水输送至超滤装置中进行精滤，以除去废水中的胶体、大分子化合物；8）将经过精滤后的废水输送至反渗透装置中进行除盐处理，所得除盐废水回用作工艺循环冷却水或其它高等级用水，而反渗透出来的浓水可以作为高炉炉渣冷却冲渣用水、煤场抑尘用水、道路清扫用水或其他低等级用水。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张垒，薛改凤，王丽娜，刘璞，段爱民，付本全，张楠，刘尚超，刘刚，
申请(专利权)人：武汉钢铁集团公司，
类型：发明
国别省市：