专利名称：焦化废水的臭氧、活性炭和双膜法深度处理及回用装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及工业废水处理技术领域，尤其涉及一种焦化废水的臭氧、活性炭 和双膜法深度处理及回用装置。
背景技术：
目前，焦化废水处理普遍采用A/0生物脱氮处理技术，处理后污水水质指标可达 到国家规定的排放标准，部分回用于湿法熄焦、除尘、煤气水封等浊循环水系统作补充水。 对焦化废水的深度处理普遍采用砂滤、生物滤池、混凝处理等手段，尽管出水COD控制在 100mg/L左右，悬浮物含量在30mg/L左右，但不能满足生产净水用水的水质要求；有的采用 活性炭过滤，可以有效地去除水中的COD和悬浮物，使COD降到60mg/L以下，悬浮物含量在 5mg/L以下，但对溶解性的固体含盐量几乎没有效果，因此该技术没有推广价值。为了去除溶解性固体，必需采用反渗透膜进行分离，而分离后的浓缩液因COD和 盐份高而无法排放，唯一的去处是喷洒到煤场或作为湿法熄焦的补充水，但煤场的用水有 限，许多焦化厂已改为干法熄焦，所以需要一个焦化废水处理回用并达到零排放的技术。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种焦化废水的臭氧、活性炭和双膜法深 度处理及回用装置，该装置可以大幅度降低废水中COD和悬浮物等各类污染物含量，将焦 化废水深度处理回用至零排放。本实用新型所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的一种焦化废水的臭氧、活性炭和双膜法深度处理及回用装置，包括预处理系统和 生化处理系统，其特征在于所述装置还包括膜生物反应器(MembraneBiology Reactor, MBR)、臭氧接触塔、活性炭滤塔、反渗透膜处理系统和浓水蒸发结晶系统；经过预处理和生化处理后的焦化废水的出口与所述膜生物反应器连接；所述膜生 物反应器的出水口与所述臭氧接触塔连接；所述臭氧接触塔的出水口与所述活性炭滤塔连 接；所述活性炭滤塔的出水口将出水经反渗透给水泵和高压泵串联加压后与所述反渗透膜 处理系统连接；所述反渗透膜处理系统的一个出水口与所述浓水蒸发结晶系统连接，所述 反渗透膜处理系统的另一个出口与回用水箱连接。所述MBR膜生物反应器为中空纤维丝状膜，工作周期为3分钟，间歇30秒钟，所需 的抽吸力一般为-0. 01 -0. 04MPa左右，过滤精度0. 5 μ m，过水通量为10 15L/m2. hr。所述的反渗透膜处理采用两套系统，所述两套系统串联连接。所述第一套反渗透系统工作压力2 3. 5MPa,过滤精度0. 001 μ m ；第一套反渗透 系统的浓缩液进入第二套反渗透系统，系统工作压力3. 5 4. OMpa，最终浓缩液占整个处 理水量的10%以下；所述浓缩液水质为C0Dcr ^ 450mg/L、含盐量彡40000mg/L。所述预处理系统包括除油池、浮选池、调节池；生化处理系统包括厌氧池、缺氧池、 好氧池、回流沉淀池。[0012]厌氧池有关参数水力停留时间8 12h，含磷量为0. 5 lmg/L，水温观 32°C。缺氧池有关参数水力停留时间16 20h，污水回流比2 3倍，含磷量为0. 5 lmg/L,水温 25 30°C，PH 值 7 8。好氧池有关参数水力停留时间32 36h，污泥回流比2 3倍，出水含磷量 0. 5 lmg/L ；水温 25 30°C，PH7 8，溶解氧 2 4mg/L。回流沉淀池有关参数水力停留时间2 1. 5h，上清液回流比2 3倍，表面负荷 1 1. 3m3/m2 · h，污泥回流比2 3倍。预处理系统采用物理方法将废水中的重油和乳化油去除，使焦化废水的水量及水 质的不均勻性得到调节，其主要目的是为后续生化处理创造适宜的条件；主要处理设施包 括除油池、浮选池、调节池等。生化处理主要目的是通过活性污泥的生物化学反应来降解焦化废水中的有毒害 物质，降低废水中的COD等污染物含量；生化处理的主要设施有厌氧池、缺氧池、好氧池、回 流沉淀池、鼓风机、加药泵房等。焦化废水经过生化处理后进入膜法的深度处理工序，其中包括MBR膜生物反应 器、臭氧氧化工序、活性炭吸附工序及反渗透膜组件。生化工艺的好氧池混合液进入MBR膜 生物反应器，MBR产水作为生化处理后的出水即深度处理工艺的原料水。本技术的MBR是 作为深度处理的预处理手段，MBR属于中空纤维超滤膜，浸没式结构，其高效的截留作用可 以有效截留各类菌种，使其完全截留在生物反应器内，使生化反应得以顺利进行，有效去除 相应污染物，避免污泥流失。臭氧的氧化性很强，对水中的有机物有强烈的氧化降解作用， 降低废水中的C0D，还对脱色有一定的效果。臭氧处理的作用就是保护反渗透膜组件，使其 尽可能地降低膜表面的污染程度，提高膜的工作周期和产水率。活性炭吸附对反渗透膜组 件而言，起到保安过滤器的作用，其作用是去除没有被消耗或多余的臭氧，同时还能去除部 分溶解性的C0D，对脱色也有一定的作用。反渗透(Reveser Osmosis，简称R0)是以压力为 驱动力，并利用反渗透膜只能透过水而不能透过溶质的选择性而使水溶液中溶质与水分离 的技术。反渗透膜组件产水可满足生产净循环水补充水水质要求，此工艺的设计为采用两 套RO膜，第一套RO将产水回收率作到75%，第二套RO将产水的总回收率作到90%以上， 剩下约10%少量的浓缩液利用蒸发装置进行处理，为了节省处理费用，也可以取出一部分 浓缩液喷洒到煤场，也可以作为湿法熄焦的补充水，使整个系统做到零排放。本实用新型具有如下优点本实用新型提高了生化的污泥浓度和生化反应池的容积负荷，取消混凝处理，节 省了占地；臭氧接触氧化出水可以作为生产、生活杂用水或炼铁厂冲泡渣；反渗透出水可 直接回用于生产净循环水系统作为补充水，反渗透浓水进蒸发装置，实现水资源的再利用 及焦化废水的零排放，社会效益十分显著。生化出水经臭氧、活性炭吸附处理后的水质控制 指标为COD彡80mg/L ；再经反渗透产水主要水质指标一般为CODCr彡20mg/L、酚彡0. 2mg/ L、氰彡0. 2mg/L、NH3-N ( 3mg/L、油检测不出、SS检测不出、PH6. 5 7. 5、含盐量彡150mg/ L、硬度彡10mg/L(以CaCO3计)，产水率达到90%。反渗透过滤后的浓缩液进入蒸发装置， 其固体物可送至垃圾厂，冷凝的水可以回用或回生化系统再处理，使系统做到零排放。
图1为本实用新型的装置示意图如图所示，I-MBR膜生物反应器、2-臭氧接触塔、3_活性炭滤塔、4_反渗透膜处理 系统、5-浓水蒸发结晶系统、6-回用水箱、7-预处理系统、8-生化处理系统。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本实用新型作进一步说明。如图1所示，一种焦化废水的臭氧、活性炭和双膜法深度处理及回用装置，包括预 处理系统7和生化处理系统8，其特征在于所述装置还包括MBR膜反应器1、臭氧接触塔2、 活性炭滤塔3、反渗透膜处理系统4和浓水蒸发结晶系统5 ；经过预处理和生化处理后的焦化废水的出口与所述MBR膜生物反应器1连接；所 述膜生物反应器1的出水口与所述臭氧接触塔2连接；所述臭氧接触塔2的出水口与所述 活性炭滤塔3连接；所述活性炭滤塔3的出水口将出水经反渗透给水泵和高压泵串联加压 后与所述反渗透膜处理系统4连接；所述反渗透膜处理系统4的一个出水口与所述浓水蒸 发结晶系统5连接，所述反渗透膜处理系统5的另一个出口与回用水箱6连接。所述MBR膜生物反应器1为中空纤维丝状膜，工作周期为3分钟，间歇30秒钟，所 需的抽吸力一般为-0. 01 -0. 04MPa左右，过滤精度0. 5 μ m，过水通量为10 15L/m2. hr。所述的反渗透膜处理采用两套系统，所述两套系统串联连接。所述第一套反渗透系统工作压力2 3. 5MPa,过滤精度0. 001 μ m ；第一套反渗透 系统的浓缩液进入第二套反渗透系统，系统工作压力3. 5 4. OMpa，最终浓缩液占整个处 理水量的10%以下；所述浓缩液水质为C0Dcr ^ 450mg/L、含盐量彡40000mg/L。所述预处理系统包括除油池、调节池、浮选池；生化处理系统包括厌氧池、缺氧池、 好氧池、回流沉淀池。厌氧池有关参数水力停留时间8 12h，含磷量为0. 5 lmg/L，水温观 32°C。缺氧池有关参数水力停留时间16 20h，污水回流比2 3倍，含磷量为0. 5 lmg/L,水温 25 30°C，PH 值 7 8。好氧池有关参数水力停留时间32 36h，污泥回流比2 3倍，出水含磷量 0. 5 lmg/L ；水温 25 30°C，PH7 8，溶解氧 2 4mg/L。回流沉淀池有关参数水力停留时间2 1. 5h，上清液回流比2 3倍，表面负荷 1 1. 3m3/m2 · h，污泥回流比2 3倍。焦化废水水质CODCr < 4000mg/L、NH3-N < 250mg/L、悬浮物 SS < 300mg/L、酚 < 70011^/1、氰< 20mg/L，经预处理、生化处理去除水中大部分COD、SS、NH3-N等污染物。MBR 出水主要指标一般为 CODCr 彡 150mg/L、NH3-N 彡 5mg/L、SS 彡 5mg/L、酚 (0. 5mg/L、氰化物彡 0. 5mg/L ；再经臭氧接触氧化和活性炭吸附处理，除去水中部分难以生物降解的COD等污染 物，最后通过反渗透膜分离降低水中大分子污染物和部分溶解性固体含量，最终处理后水 质指标达到CODcr ( 20mg/L、酚彡0. ang/L、氰化物彡0. 2mg/L, NH3-N ( :3mg/L、油检测不 出、SS检测不出、PH6. 5 7. 5、含盐量彡150mg/L、硬度彡10mg/L(以CaCO3计)，满足生产 净循环水水质要求。所述的反渗透膜采用错流过滤，浓缩液占处理水量的10%左右，浓缩液水质为C0Dcr ≤ 450mg/L、含盐量≤40000mg/L，浓缩液也可喷洒到煤场降尘，也可以作为 湿法熄焦的补充水。本实用新型中涉及的设备型号均可以根据废水处理量商购。例如，对于年产焦炭170万吨规模焦化厂，产生焦化废水91m3/h，循环水排污水 67m3/h，那么处理水量为158m3/h。生化系统采用A/0内循环生物脱氮处理技术，MBR出水 量为 158m3/h，水质 CODCr ≤ 150mg/L、NH3-N ≤ 5mg/L、SS ≤ 5mg/L、酚≤ 0. 5mg/L、氰化物 ≤0. 5mg/L，达到国家综合排放二级标准。然后再经加压泵送到臭氧接触氧化塔与来自臭氧 发生器产生的臭氧充分接触，完成对难以生物降解COD等污染物的氧化分解处理，再经活 性炭吸附塔去除没有被消耗或多余的臭氧、部分溶解性的COD及一定的色度。活性炭吸附 塔出水经反渗透给水泵和高压泵串联加压后，进入反渗透膜元件，把水中大分子污染物和 部分溶解性固体含量分离到浓缩液中，反渗透膜组件产水水质指标达到CODCr ≤20mg/L、 酚≤0. 2mg/L、氰化物≤ 0. 2mg/L、NH3-N ≤ 3mg/L、油检测不出、SS检测不出、PH6. 5 7. 5、 含盐量≤150mg/L、硬度≤10mg/L(以CaCO3计)，同时满足《城市污水再生利用-工业用水 水质》(GB/T19923-2005)之要求。反渗透装置产水量占处理水量的90%左右，为142m3/h， 回用于生产净循环水系统作为补充水。分离的浓缩液占处理水量的10%左右约为16m3/h， 采用蒸发结晶，结晶的固体可送垃圾场，冷凝的水同样可以作为循环冷却水系统的补充水， 为了节省处理费用，也可以取出一部分浓缩液喷洒到煤场降尘或作为湿法熄焦的补充水， 使整个系统做到零排放。
权利要求1.一种焦化废水的臭氧、活性炭和双膜法深度处理及回用装置，包括预处理系统和生 化处理系统，其特征在于所述装置还包括膜生物反应器、臭氧接触塔、活性炭滤塔、反渗透 膜处理系统和浓水蒸发结晶系统；经过预处理和生化处理后的焦化废水的出口与所述膜生物反应器连接；所述膜生物反 应器的出水口与所述臭氧接触塔连接；所述臭氧接触塔的出水口与所述活性炭滤塔连接； 所述活性炭滤塔的出水口依次与反渗透给水泵和高压泵连接，高压泵出水口与所述反渗透 膜处理系统连接；所述反渗透膜处理系统的一个出水口与所述浓水蒸发结晶系统连接，所 述反渗透膜处理系统的另一个出口与回用水箱连接。
2.如权利要求1所述的焦化废水的臭氧、活性炭和双膜法深度处理及回用装置，其特 征在于所述膜生物反应器中设有中空纤维丝状膜。
3.如权利要求1所述的焦化废水的臭氧、活性炭和双膜法深度处理及回用装置，其特 征在于所述的反渗透膜处理采用两套反渗透膜系统串联连接。
4.如权利要求1所述的焦化废水的臭氧、活性炭和双膜法深度处理及回用装置，其特 征在于所述预处理系统包括除油池、调节池和浮选池；所述除油池、调节池和浮选池依次 连接。
5.如权利要求1所述的焦化废水的臭氧、活性炭和双膜法深度处理及回用装置，其特 征在于生化处理系统包括厌氧池、缺氧池、好氧池和回流沉淀池；所述厌氧池、缺氧池、好 氧池和回流沉淀池依次连接。
专利摘要本实用新型公开了一种焦化废水的臭氧、活性炭和双膜法深度处理及回用装置，其特征在于所述装置还包括膜生物反应器、臭氧接触塔、活性炭滤塔、反渗透膜处理系统和浓水蒸发结晶系统；经过预处理和生化处理后的焦化废水的出口与所述膜生物反应器连接；所述膜生物反应器的出水口与所述臭氧接触塔连接；所述臭氧接触塔的出水口与所述活性炭滤塔连接；所述活性炭滤塔的出水口将出水经反渗透给水泵和高压泵串联加压后与所述反渗透膜处理系统连接；所述反渗透膜处理系统的一个出水口与所述浓水蒸发结晶系统连接，所述反渗透膜处理系统的另一个出口与回用水箱连接。本实用新型实现水资源的再利用及焦化废水的零排放，社会效益十分显著。
文档编号C02F9/14GK201817356SQ20102023105
公开日2011年5月4日 申请日期2010年6月21日 优先权日2010年6月21日
发明者吴静璇 申请人:吴静璇