高浓度煤化工废水深度处理系统的制作方法

本发明涉及废水处理技术领域，具体涉及一种高浓度煤化工废水深度处理系统。

背景技术：

煤化工废水主要来源于煤炭焦化、煤气化、煤液化、焦油化工、电石乙炔化工、化工产品回收利用等生产过程，成分非常复杂，含有大量酚、氰、氨氮等主要污染物，具有有机污染物种类多、浓度高、毒性大、色度高、难降解等特性，COD值一般为2000-5000mg/L，有的高达20000mg/L以上，严重污染水源生态环境，对人及环境都有很大危害，是一种典型的含有高浓度、难降解有机污染物的工业废水，需要对煤化工废水进行细致周密的处理，节约水资源，保护环境，促进经济的可持续发展。

由于煤化工废水具有高浓度难降解的特性，单一的处理方法难以达标。传统的物理和化学处理方法主要是酸化法、气浮法、絮凝沉淀法、MAP化学沉淀法和溶剂萃取法等，这些物化方法通常作为煤化工废水的预处理方法，以除去废水中粒径大的悬浮物以及多数油性物质，还可以回收大部分氨氮和酚类等有价值的物质。虽然这些方法对废水的处理具有针对性，但是对煤化工废水的处理效果不是很理想，依然存在一些难降解有机物，出水COD还是较高，处理进行的不到位。高浓度的煤化工废水一般经过物化法预处理后，需要对其进行二级生化处理或深度处理，二级生化处理主要有好氧生物处理法、厌氧生物处理法、厌氧好氧联用等，生化处理经济环保，有一定的去除COD的效果。深度处理方法主要有电化学氧化法、臭氧氧化法、Fenton试剂氧化法、生物处理法以及湿式催化氧化法等。深度处理能进一步处理煤化工废水经过预处理后所残留的一些具有高稳定性、难降解性的有机物，强化处理效果。

我国煤化工废水治理起步晚，技术相对落后。由于煤质的不同，国外先进治理技术也得不到应用，目前焦化废水污染治理不容乐观，全国煤化工废水治理中有80％的企业存在着氨氮和COD排放不达标的情况，煤化工废水治理技术已经成为我国清洁煤技术的瓶颈。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：为了解决上述煤化工废水的处理问题，本发明提供一种高浓度煤化工废水深度处理系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高浓度煤化工废水深度处理系统，包括酸化沉淀池、中和池、混凝沉淀池、电解池、填料厌氧池和反流滤池。

所述的酸化沉淀池包括搅拌区和分离沉淀区，搅拌区底部设有酸化沉淀池进水管，中上部设有酸液添加计量系统，酸液添加计量系统设有pH值测量装置；在搅拌区中部设置有酸化沉淀池搅拌装置；所述分离沉淀区内设有折板，该折板与酸化沉淀池的内壁形成作为废水进入分离沉淀区的废水流道，分离沉淀区的出口处设有酸化沉淀池三相分离器，分离沉淀区的出口上部设有酸化沉淀池溢水堰，酸化沉淀池溢水堰连接中和池进水管；分离沉淀区底部设计成锥形结构，在锥形结构底部设置有酸化沉淀池沉淀物排放阀。

所述的中和池包括中和池进水管和中和池出水管，中和池出水管与混凝沉淀池进水管连接，中和池中部设置有碱液添加装置，中和池的中下部设置有中和池搅拌装置。

所述的混凝沉淀池包括搅拌混合区和沉淀区，搅拌混合区底部设有混凝沉淀池进水管，搅拌混合区中上部设有混凝剂添加系统，在搅拌混合区中部设置有混凝沉淀池搅拌装置；沉淀区内设有挡板，该挡板与混凝沉淀池的内壁形成作为废水进入沉淀区的废水流道，沉淀区的出口处设有混凝沉淀池三相分离器，沉淀区的出口上部设有混凝沉淀池溢水堰，沉淀区底部设计成锥形结构，在沉淀区底部设置有混凝沉淀池沉淀物排放阀。

所述的电解池设有电解池进水管和电解池出水管，电解池进水管连通混凝沉淀池溢水堰；电解池进水管连接电解液添加管，所述的电解液为氯化钠溶液；所述的电解池为左右两室结构，分别为阳极室和阴极室，所述阳极室和阴极室的中下部连通，上部由隔板隔开，阳极室和阴极室分别设有正负两个电极板，正负两个电极板分别连接外部正负电源；阳极室和阴极室的上部为圆锥形结构，圆锥形结构的顶部都设有电解池集气管；进一步的，用钌铱钛电极或钌铱钛锡电极或铱钽钛电极或铱钽钛锡电极为正极材料，钛电极为负极材料；所述的电解池的出口处设有电解池三相分离器，出口上部设有电解池溢水堰，电解池溢水堰连接电解池出水管；所述的电解池出水管连通填料厌氧池进水管。

所述填料厌氧池包括通过折流板分隔成的兼氧段、缺氧段和厌氧段，所述兼氧段首端设有用于供入废水的填料厌氧池进水管，兼氧段末端与缺氧段首端连通，缺氧段末端与厌氧段首端连通，所述缺氧段和厌氧段进水一侧折流板的下部设置有45度的转角，以避免水流进入时产生的冲击作用，从而起到缓冲水流和均匀布水的作用；厌氧段末端设有填料厌氧池三相分离器和填料厌氧池溢水堰，填料厌氧池溢水堰连接填料厌氧池出水管；所述兼氧段、缺氧段和厌氧段底部设计成锥形结构，锥形结构连接填料厌氧池污泥排放阀；所述填料厌氧池的兼氧段、缺氧段和厌氧段的上盖设计成圆锥形结构，圆锥形结构顶端设有填料厌氧池集气管；所述兼氧段、缺氧段和厌氧段内都设有填料厌氧池填料；填料厌氧池出水管连通反流滤池进水管。

所述反流滤池中上部为圆柱形、下部为圆锥形结构，包括下流区、上流区和污泥区；所述下流区位于反流滤池的圆柱形结构的中部，为圆柱形结构，下流区上部设有反流滤池进水管和布水管，下流区中部设有下流区填料，下流区下部设有下流区曝气管，所述下流区的底部设有折返板，所述的折返板的纵断面呈喇叭状；所述上流区位于下流区的外围和折返板的上部，上流区中部设有上流区填料，下部设有上流区曝气管，上流区上部的出口处设有反流滤池溢水堰；所述污泥区位于反流滤池的底部、下流区和上流区的下部，污泥区的底部设有反流滤池污泥排放阀。

所述反流滤池的出水达标回用。

采用上述煤化工废水深度处理系统进行废水处理的方法，具有如下步骤：

①高浓度煤化工废水通过酸化沉淀池进水管进入酸化沉淀池搅拌区，酸液添加计量系统添加盐酸或硫酸，调节废水pH值为3～4，酸化沉淀池搅拌装置对废水进行搅拌。

②酸化后的废水进入分离沉淀区，酸化沉淀池三相分离器实现泥水分离；沉淀物在重力的作用下下沉到分离沉淀区的下部，通过底部的酸化沉淀池沉淀物排放阀排出；废水通过酸化沉淀池溢水堰、酸化沉淀池出水管进入中和池进水管。

③废水通过中和池进水管进入中和池，碱液添加装置添加氢氧化钠溶液，调节废水pH值为6～8，中和池搅拌装置对废水进行搅拌混合。

④中和后的水通过混凝沉淀池进水管进入混凝沉淀池，与来自混凝剂添加系统的混凝剂混合，利用混凝沉淀池搅拌装置进行搅拌；混凝反应后的废水进入沉淀区，混凝沉淀池三相分离器实现泥水分离；污泥在重力的作用下下沉到混凝沉淀池沉淀区的下部，通过底部的混凝沉淀池沉淀物排放阀排出；废水通过混凝沉淀池溢水堰、混凝沉淀池出水管进入电解池进水管。

⑤来自混凝沉淀池的废水通过电解池进水管进入电解池，电解液添加管添加氯化钠溶液，废水导电性好，废水中的污染物被电解，电解过程中正、负极产生的气体经过收集、分离干燥后出售或回用；电解处理后的废水通过电解池出水管进入填料厌氧池进水管。

⑥废水通过填料厌氧池进水管进入填料厌氧池的下部；废水进入填料厌氧池后沿折流板上下前进，依次通过兼氧段、缺氧段和厌氧段的每个反应室的污泥床，填料厌氧池中的污泥随着废水的上下流动和沼气上升的作用而运动，填料和折流板的阻挡作用与污泥自身的沉降作用又使污泥的流速降低，因此大量的污泥都被截留在反应池中，反应池中的微生物与废水中的有机物充分接触。兼氧段的兼性菌、缺氧段和厌氧段的异养菌将废水中的有机物水解为有机酸，使大分子有机物分解为小分子有机物，不溶性的有机物转化成可溶性有机物。厌氧反应后的废水在厌氧段末端设有的填料厌氧池三相分离器实现泥、水、甲烷气的分离，污泥在重力的作用下下沉到填料厌氧池的下部，多余的污泥通过底部的填料厌氧池污泥排放阀排出；填料厌氧池产生的甲烷废气通过反应池顶部的填料厌氧池集气管收集排放或利用；处理后的废水通过填料厌氧池溢水堰、填料厌氧池出水管进入反流滤池进水管。

⑦废水通过反流滤池进水管、布水管进入反流滤池的下流区，下流区曝气管产生的空气与废水在下流区填料中交汇发生生化反应，同时下流区填料对废水进行过滤，废水通过折返板后进入上流区，在上流区填料中发生生化反应，同时上流区填料对废水进行过滤，下流区和上流区产生的污泥下沉到污泥区，通过污泥区底部的反流滤池污泥排放阀排放出去，反流滤池处理后的水通过反流滤池溢水堰和反流滤池出水管达标排放或回用。

⑧酸化沉淀池、混凝沉淀池、填料厌氧池、反流滤池排出的沉淀物和污泥经浓缩、脱水后外运。

本发明的有益效果是：因地制宜，基建投资少，维护方便，能耗较低，对废水具有比较好的处理效果，能够实现污水资源化，对污水进行综合利用。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明实施例酸化沉淀池的结构示意图。

图1中：1.酸化沉淀池，1-1.搅拌区，1-2.分离沉淀区，1-3.酸化沉淀池进水管，1-4.酸液添加计量系统，1-5.酸化沉淀池搅拌装置，1-6.折板，1-7.酸化沉淀池三相分离器，1-8.酸化沉淀池溢水堰，1-9.酸化沉淀池沉淀物排放阀。

图2是本发明实施例中和池的结构示意图。

图2中：2.中和池，2-1.中和池进水管，2-2.中和池出水管，2-3.碱液添加装置，2-4.中和池搅拌装置。

图3是本发明实施例混凝沉淀池的结构示意图。

图3中：3.混凝沉淀池，3-1.搅拌混合区，3-2.沉淀区，3-3.混凝沉淀池进水管，3-4.混凝剂添加系统，3-5.混凝沉淀池搅拌装置，3-6.挡板，3-7.混凝沉淀池三相分离器，3-8.混凝沉淀池溢水堰，3-9.混凝沉淀池沉淀物排放阀。

图4(a)是本发明实施例电解池的横剖面示意图，图4(b)是本发明实施例电解池的纵剖面示意图。

图4(a)、图4(b)中：4.电解池，4-1.电解池进水管，4-2.电解池出水管，4-3.阳极室，4-4.阴极室，4-5.隔板，4-6.正极板，4-7.负极板，4-8.电解池集气管，4-9.电解池三相分离器，4-10.电解池溢水堰。

图5是本发明实施例填料厌氧池的结构示意图。

图5中：5.填料厌氧池，5-1.折流板，5-2.兼氧段，5-3.缺氧段，5-4.厌氧段，5-5.填料厌氧池进水管，5-6.填料厌氧池三相分离器，5-7.填料厌氧池溢水堰，5-8.填料厌氧池污泥排放阀，5-9.填料厌氧池上盖，5-10.填料厌氧池集气管，5-11.填料厌氧池填料。

图6是本发明实施例反流滤池的结构示意图。

图6中：6.反流滤池，6-1.下流区，6-2.上流区，6-3.污泥区，6-4.反流滤池进水管，6-5.布水管，6-6.下流区填料，6-7.下流区曝气管，6-8.折返板，6-9.上流区填料，6-10.反流滤池溢水堰，6-11.反流滤池污泥排放阀。

图7是本发明实施例的工艺流程图。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

实施例

如图1～图7所示，本发明高浓度煤化工废水深度处理系统，包括酸化沉淀池1、中和池2、混凝沉淀池3、电解池4、填料厌氧池5和反流滤池6。

所述的酸化沉淀池1包括搅拌区1-1和分离沉淀区1-2，搅拌区底部设有酸化沉淀池进水管1-3，中上部设有酸液添加计量系统1-4，酸液添加计量系统设有pH值测量装置；在搅拌区中部设置有酸化沉淀池搅拌装置1-5；所述分离沉淀区内设有折板1-6，该折板与酸化沉淀池的内壁形成作为废水进入分离沉淀区的废水流道，分离沉淀区的出口处设有酸化沉淀池三相分离器1-7，分离沉淀区的出口上部设有酸化沉淀池溢水堰1-8，酸化沉淀池溢水堰连接中和池进水管；分离沉淀区底部设计成锥形结构，在锥形结构底部设置有酸化沉淀池沉淀物排放阀1-9。

所述的中和池2包括中和池进水管2-1和中和池出水管2-2，中和池出水管与混凝沉淀池进水管连接，中和池中部设置有碱液添加装置2-3，中和池中下部设置有中和池搅拌装置2-4。

所述的混凝沉淀池3包括搅拌混合区3-1和沉淀区3-2，搅拌混合区底部设有混凝沉淀池进水管3-3，中上部设有混凝剂添加系统3-4，在搅拌混合区中部设置有混凝沉淀池搅拌装置3-5；所述沉淀区内设有混凝沉淀池挡板3-6，混凝沉淀池挡板与混凝沉淀池3的内壁形成作为废水进入沉淀区的废水流道，沉淀区的出口处设有混凝沉淀池三相分离器3-7，沉淀区的出口上部设有混凝沉淀池溢水堰3-8，沉淀区底部设计成锥形结构，在沉淀区底部设置有混凝沉淀池沉淀物排放阀3-9。

所述的电解池4设有电解池进水管4-1和电解池出水管4-2，电解池进水管4-1连通混凝沉淀池出水管；电解池进水管连接电解液添加管，所述的电解液为氯化钠溶液；所述的电解池4为左右两室结构，分别为阳极室4-3和阴极室4-4，所述阳极室4-3和阴极室4-4的中下部连通，上部由隔板隔开由隔板4-5隔开，阳极室4-3设有正极板4-6，阴极室4-4设有负极板4-7，正负两个电极板分别连接外部正负电源，阳极室和阴极室的上部为圆锥形结构，圆锥形结构的顶部设有电解池集气管4-8；进一步的，用钌铱钛电极或钌铱钛锡电极或铱钽钛电极或铱钽钛锡电极为正极板材料，钛电极为负极板材料；所述的废水电解池的出口处设有电解池三相分离器4-9，出口上部设有电解池溢水堰4-10，电解池溢水堰连接电解池出水管，所述的电解池出水管连通填料厌氧池进水管5-5。

所述填料厌氧池5包括通过折流板5-1分隔成的兼氧段5-2、缺氧段5-3和厌氧段5-4，所述兼氧段5-2首端设有用于供入废水的填料厌氧池进水管5-5，兼氧段5-2末端与缺氧段5-3首端连通，缺氧段5-3末端与厌氧段5-4首端连通，所述缺氧段5-3和厌氧段5-4进水一侧折流板的下部设置有45度的转角，以避免水流进入时产生的冲击作用，从而起到缓冲水流和均匀布水的作用；厌氧段5-4末端设有填料厌氧池三相分离器5-6和填料厌氧池溢水堰5-7，填料厌氧池溢水堰5-7连接填料厌氧池出水管；所述兼氧段5-2、缺氧段5-3和厌氧段5-4底部设计成锥形结构，锥形结构连接填料厌氧池污泥排放阀5-8；所述填料厌氧池的兼氧段、缺氧段和厌氧段的上盖5-9设计成圆锥形结构，圆锥形结构顶端设有填料厌氧池集气管5-10；所述兼氧段、缺氧段和厌氧段内都设有填料厌氧池填料5-11。

所述反流滤池6的中上部为圆柱形、下部为圆锥形结构，包括下流区6-1、上流区6-2和污泥区6-3；所述下流区6-1位于反流滤池的圆柱形结构的中部，为圆柱形结构，下流区上部设有反流滤池进水管6-4和布水管6-5，下流区中部设有下流区填料6-6，下流区下部设有下流区曝气管6-7，所述下流区的底部设有折返板6-8，所述的折返板6-8的纵断面呈喇叭状；所述上流区6-2位于下流区6-1的外围和折返板的上部，上流区中部设有上流区填料6-9，下部设有上流区曝气管，上流区上部的出口处设有反流滤池溢水堰6-10；所述污泥区6-3位于反流滤池的底部、下流区和上流区的下部，污泥区的底部设有反流滤池污泥排放阀6-11。

所述反流滤池的出水达标排放或回用。

一种采用上述高浓度煤化工废水深度处理系统进行废水处理的方法，具有如下步骤：

①高浓度煤化工废水通过酸化沉淀池进水管1-3进入酸化沉淀池的搅拌区1-1，酸液添加计量系统1-4添加盐酸或硫酸，调节废水pH值为3～4，酸化沉淀池搅拌装置1-5对废水进行搅拌。

②酸化后的废水进入分离沉淀区1-2，酸化沉淀池三相分离器1-7实现泥水分离；沉淀物在重力的作用下下沉到分离沉淀区的下部，通过底部的酸化沉淀池沉淀物排放阀1-9排出；废水通过酸化沉淀池溢水堰1-8、酸化沉淀池出水管进入中和池进水管2-1。

③废水通过中和池进水管2-1进入中和池2，碱液添加装置2-3添加氢氧化钠溶液，调节废水pH值为6～8，中和池搅拌装置2-4对废水进行搅拌混合。

④中和后的水通过混凝沉淀池进水管3-3进入混凝沉淀池，与来自混凝剂添加系统3-4的混凝剂混合，利用混凝沉淀池搅拌装置3-5进行搅拌；混凝反应后的废水进入沉淀区3-2，混凝沉淀池三相分离器3-7实现泥水分离；污泥在重力的作用下下沉到沉淀区的下部，通过底部的混凝沉淀池沉淀物排放阀3-9排出；废水通过混凝沉淀池溢水堰3-8和混凝沉淀池出水管进入电解池进水管4-1。

⑤来自混凝沉淀池的废水通过电解池进水管4-1进入电解池4，电解液添加管添加氯化钠溶液，废水含盐量高，导电性好，废水中的污染物被电解，电解过程中正、负极产生的气体经过收集、分离干燥后出售或回用；电解处理后的废水通过电解池出水管进入填料厌氧池进水管5-5。

⑥废水通过填料厌氧池兼氧段进水管5-5进入填料厌氧池的下部；废水进入填料厌氧池后沿折流板5-1上下前进，依次通过兼氧段5-2、缺氧段5-3和厌氧段5-4的每个反应室的污泥床，填料厌氧池中的污泥随着废水的上下流动和沼气上升的作用而运动，填料厌氧池填料5-11和折流板5-1的阻挡作用与污泥自身的沉降作用又使污泥的流速降低，因此大量的污泥都被截留在反应池中，反应池中的微生物与废水中的有机物充分接触。兼氧段的兼性菌、缺氧段和厌氧段的异养菌将废水中的有机物水解为有机酸，使大分子有机物分解为小分子有机物，不溶性的有机物转化成可溶性有机物。厌氧反应后的废水在厌氧段末端设有的填料厌氧池三相分离器5-6作用下实现泥、水、甲烷气的分离，污泥在重力的作用下下沉到填料厌氧池的下部，多余的污泥通过底部的填料厌氧池污泥排放阀5-8排出；填料厌氧池产生的甲烷废气通过填料厌氧池集气管5-10收集利用；处理后的废水通过填料厌氧池溢水堰5-7和填料厌氧池出水管进入反流滤池进水管6-4。

⑦废水通过反流滤池进水管6-4、布水管6-5进入反流滤池的下流区6-1，下流区曝气管6-7产生的空气与废水在下流区填料6-6中交汇发生生化反应，同时下流区填料对废水进行过滤，废水通过折返板6-8后进入上流区6-2，在上流区填料6-9中发生生化反应，同时上流区填料对废水进行过滤，下流区和上流区产生的污泥下沉到污泥区6-3，通过污泥区底部的反流滤池污泥排放阀6-11排放出去，反流滤池处理后的水通过反流滤池溢水堰6-10和反流滤池出水管达标排放或回用。

⑧酸化沉淀池1、混凝沉淀池3、填料厌氧池5和反流滤池6排出的沉淀物和污泥经浓缩、脱水后外运。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。