一种煤化工废水处理系统的制作方法

1.本实用新型属于污水处理技术领域，具体涉及一种煤化工废水处理系统。


背景技术：

2.现有煤化工行业中高浓度废水处理一直备受关注，而这种煤化工产业在生产过程中所产生大量高浓度废水主要形成于煤气的洗涤(煤气化单元)、冷凝(煤气化单元)和净化过程(净化单元)，其中以煤气化单元所产出的洗涤水和冷凝水为主，这种高浓度废水主要包括酸性有机废水和其他高浓度废水尤其是以高盐废水为主，废水水温高、悬浮物多、盐分高、硬度高、氨氮高并含有一定量如甘油、中低碳链的有机物，其成分复杂且对生化菌种毒性强，而且由于其对微生物生长具有较强的抑制作用，因此该废水处理技术难度远比普通污水处理要大得多。目前研究和常用的高盐废水方法有蒸发法、电解法、膜分离法、焚烧法和铁碳微电解+混凝沉淀、芬顿氧化+混凝沉淀、臭氧氧化处理方法等，而高盐废水是指以nacl含量计算的总盐的质量分数大于等于1%的废水, 这类废水除了含有机污染物外，还含有钠、氯、钙、镁和硫酸根等大量可溶性无机盐离子，甚至含有放射性物质。因此，如何有效处理高盐废水处理已成为煤化工废水污水处理研究的重点，也是难点。
3.在已经公开的中国专利文献中不乏有关于垃圾渗透液处理的相关技术信息，加以例举的有 cn112250258a (一种煤化工混合废水的处理系统)、cn111777291a（用于煤化工废水的处理系统）、cn211198899u(一种煤化工废水处理装置）、cn210215108u（一种煤化工高浓度废水处理系统）等等。授权公告号为cn210656540u的中国专利文献介绍了一种煤化工废水处理系统，该煤化工废水处理系统包括湿式氧化器、废水预浓缩子系统和结晶子系统，其优点在于能够在煤化工废水进入湿式氧化反应器前，在低温多效蒸发器中受热蒸发进行预浓缩，使进入湿式氧化器的煤化工废水量大幅度减少，湿式氧化反应器的能耗降低，显著降低了湿式氧化反应处理废水的成本；并且可以对经过湿式氧化处理后的高盐废水进行蒸发浓缩，生成饱和废水，在离心结晶装置中进行结晶，实现了污染物的零排放，并通过对于热能的重复使用显著降低废水零排放的能耗。但是其技术文件所介绍的技术方案依旧存在以下问题：首先对于煤化工高浓度废水中的难降解、有毒成分进行有效破坏或处理，其处理效果不明显，尤其是对于在经过多次蒸发后的煤化工废水所形成的浓缩液中的二价和三价离子没有有效处理；其次，仅通过对高盐废水进行蒸发浓缩，生成饱和废水并在离心结晶装置中进行结晶的工艺无法实现对于高盐废水中结晶盐的资源化利用，不利于环保和节约生产。
4.鉴于上述情况，有必要对现有的煤化工废水处理设备之结构加以合理的改进。为此，本技术人作了有益的设计，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。


技术实现要素：

5.本实用新型的任务在于提供一种有利于实现对于煤化工废水的分级处理、梯级利用从而实现高效安全处理，有助于煤化工废水中高浓盐水的彻底零排放和其中结晶盐的资
源化利用，并且体现生态环保与安全可靠的煤化工废水处理系统。
6.本实用新型的任务是这样来完成的，一种煤化工废水处理系统，其特征在于：包括有预处理装置、cwao催化湿式氧化装置、mvr蒸发设备、nf纳滤集成设备、混凝沉淀装置、生化处理装置和ro集成设备，所述预处理装置的出水口与cwao催化湿式氧化装置的进水口通过管道连通，所述cwao催化湿式氧化装置的出水口连接有一降解液输送管道，该降解液输送管道与mvr蒸发设备的进水口连通，所述mvr蒸发设备的出液端连接有母液输送管道与冷凝水输送管道，所述母液输送管道的流出端与nf纳滤集成设备的进水口相连通，而所述冷凝水输送管道的流出端与生化处理装置相连通，所述nf纳滤集成设备的出液端连接有透过液输送管道与浓液输送管道，所述透过液输送管道的流出端与ro集成设备的进水口连通，而所述浓液输送管道的流出端与混凝沉淀装置的进水口连通，所述混凝沉淀装置包括有一沉淀设备，在沉淀设备的出液端处连接有一污水输送管道，该污水输送管道的流出端与生化处理装置相连通，所述ro集成设备的浓缩液出液端连接有一浓缩液输送管道，且该浓缩液输送管道的另一端连接有一次氯酸钠制备装置。
7.在本实用新型的一个具体的实施例中，所述预处理装置包括有格栅过滤装置、初沉池和调节池，所述格栅过滤装置与垃圾渗透液进液口连通，且在该格栅过滤装置内安装有机械格栅，在所述初沉池内设置有一中心进水筒，该中心进水筒通过管道与格栅过滤装置连接，所述初沉池的出口与所述调节池的进口连接，在所述调节池内设置有调节池提升泵，该调节池提升泵通过管道与cwao催化湿式氧化装置连通并可将调节池内的水液打入到cwao催化湿式氧化装置内。
8.在本实用新型的另一个具体的实施例中，所述混凝沉淀装置的沉淀设备的底部连接有一污泥输送管道，该污泥输送管道的另一端即出水端连接有一污泥泵，且该污泥泵通过管道与一压滤机连通，而在该压滤机一侧连接有一污泥外运设备。
9.在本实用新型的又一个具体的实施例中，所述生化处理装置包括有缺氧池、好氧池、mbr膜池和清水池，所述冷凝水输送管道与污水输送管道的流出端进入所述缺氧池内，该缺氧池上部形成有一出水口与好氧池相连通，且在所述好氧池的上部形成有一好氧池出水口与mbr膜池相连通。
10.在本实用新型的再一个具体的实施例中，在所述好氧池的底部设置有若干个好氧池曝气头，且在所述mbr膜池的底部同样设置有若干个膜池曝气头，且所述好氧池曝气头与膜池曝气头通过管道与设置在生化处理装置外部的鼓风机相连通。
11.在本实用新型的还有一个具体的实施例中，在所述mbr膜池内安装有mbr膜组件，且mbr膜组件通过管道连接有一自吸泵，该自吸泵的进液端与mbr膜组件的出液端连通，而该自吸泵的出液端与清水池通过管道连通。
12.在本实用新型的进而一个具体的实施例中，在所述mbr膜池的底部还安装有一回流泵，该回流泵连接有一回流管，且该回流管的流出端进入到缺氧池内。
13.在本实用新型的更而一个具体的实施例中，在所述ro集成设备上还连接有一清水液输送管道，所述清水液输送管道的流出端进入到生化处理装置的清水池内。
14.本实用新型提供的技术方案的技术效果在于：首先，通过设置预处理装置、cwao催化湿式氧化装置、mvr蒸发设备、nf纳滤集成设备、混凝沉淀装置、生化处理装置和ro集成设备能够对煤化工废水进行高效环保的处理，并且达到了分级处理、梯级利用的目的，而nf纳
滤集成设备与混凝沉淀装置的设置实现了对于煤化工废水中的二价和三价离子的有效处理；再次，通过在ro集成设备的浓缩液出液端设置有一浓缩液输送管道与其相连通的次氯酸钠制备装置，实现了对于煤化工废水中高浓盐水的高效处理和彻底零排放，并且对其中结晶盐进行资源化利用，达到了节能环保与资源可循环利用目的。
附图说明
15.图1为本实用新型一实施例的整体结构图。
16.图2为图1实施例的工艺流程示意图。
17.图中：1.预处理装置、11.格栅过滤装置、111.机械格栅、12.初沉池、121.中心进水筒、13.调节池、131.调节池提升泵；2.cwao催化湿式氧化装置、21.降解液输送管道；3.mvr蒸发设备、31.母液输送管道、32.冷凝水输送管道；4.nf纳滤集成设备、41.透过液输送管道、42.浓液输送管道；5.混凝沉淀装置、51.沉淀设备、511.污泥输送管道、52.污水输送管道、53.污泥泵、54.压滤机、55.污泥外运设备；6.生化处理装置、61.缺氧池、62.好氧池、621.好氧池曝气头、63.mbr膜池、631.膜池曝气头、632.mbr膜组件、633.自吸泵、634.回流泵、635.回流管、64.清水池、65.鼓风机；7.ro集成设备、71.浓缩液输送管道、72.次氯酸钠制备装置、73.清水液输送管道。
具体实施方式
18.为了能够更加清楚地理解本实用新型的技术实质和有益效果，申请人在下面以实施例的方式作详细说明，但是对实施例的描述均不是对本实用新型方案的限制，任何依据本实用新型构思所作出的仅仅为形式上的而非实质性的等效变换都应视为本实用新型的技术方案范畴。
19.在下面的描述中凡是涉及上、下、左、右、前和后的方向性或称方位性的概念均是以图1所处的位置状态为基准而言，因而不能将其理解为对本实用新型提供的技术方案的特别限定。
20.请参见图1与图2，示出了一种煤化工废水处理系统，包括有预处理装置1、cwao催化湿式氧化装置2、mvr蒸发设备3、nf纳滤集成设备4、混凝沉淀装置5、生化处理装置6和ro集成设备7，前述预处理装置1的出水口与cwao催化湿式氧化装置2的进水口通过管道连通，前述cwao催化湿式氧化装置2的出水口连接有一降解液输送管道21，该降解液输送管道21与mvr蒸发设备3的进水口连通，前述mvr蒸发设备3的出液端连接有母液输送管道31与冷凝水输送管道32，前述母液输送管道31的流出端与nf纳滤集成设备4的进水口相连通，而前述冷凝水输送管道32的流出端与生化处理装置6相连通，前述nf纳滤集成设备4的出液端连接有透过液输送管道41与浓液输送管道42，前述透过液输送管道41的流出端与ro集成设备7的进水口连通，而前述浓液输送管道42的流出端与混凝沉淀装置5的进水口连通，前述混凝沉淀装置5包括有一沉淀设备51，在沉淀设备51的出液端处连接有一污水输送管道52，该污水输送管道52的流出端与生化处理装置6相连通，前述ro集成设备7的浓缩液出液端连接有一浓缩液输送管道71，且该浓缩液输送管道71的另一端连接有一次氯酸钠制备装置72。
21.在本实施例中，前述预处理装置1包括有格栅过滤装置11、初沉池12和调节池13，前述格栅过滤装置11与垃圾渗透液进液口连通，且在该格栅过滤装置11内安装有机械格栅
111，该机械格栅111可以首先截留垃圾渗透液中大块的呈悬浮或上浮状态的污染物，其中，该机械格栅111优选为为1mm的细格栅，且其材质优选为316ss（含钼不锈钢种），此种格栅材质具有耐腐蚀性能；在前述初沉池12内设置有一中心进水筒121，该中心进水筒121通过管道与格栅过滤装置11连接，前述初沉池12的出口与前述调节池13的进口连接，在前述调节池13内设置有调节池提升泵131，该调节池提升泵131通过管道与氨氮吹脱塔2连通，其中经过机械格栅111过滤的垃圾渗透液能够在初沉池12中进行沉淀，以此去除内部的悬浮杂质和泥渣，而调节池13具有调节垃圾渗透液的水质和水量的作用。
22.在本实施例中，前述cwao催化湿式氧化装置2是采用催化湿式氧化法处理高浓度有机废水的设备，而催化湿式氧化法（cwao）是在湿式氧化法基础上于八十年代中期国际上发展起来的一种治理高浓度有机废水的先进环保技术，具体是在一定的温度、压力和催化剂的作用下，经空气和氧化剂氧化，使污水中的有机物及氨分别氧化分解成二氧化碳、水及氮气等无害物质，达到净化的目的。当煤化工废水经过预处理装置1的处理后流入到cwao催化湿式氧化装置2内进行cwao催化氧化反应，从而将煤化工废水中的大部分的有机物去除并形成为降解液，接着通过管道输送至mvr蒸发设备3内进行下一步处理；有关于催化湿式氧化法（cwao）的相关技术信息可参见授权公告号为cn104761041b所公开的“催化湿式氧化处理反应塔及使用该塔处理高浓有机废水的方法及装置”的专利文件。
23.在本实施例中，前述mvr蒸发设备3指的是采用mvr即机械式蒸汽再压缩技术(mechanical vapor recompression)的系统，mvr即机械式蒸汽再压缩技术是利用蒸发系统自身产生的二次蒸汽及其能量，将低品位的蒸汽经压缩机的机械做功提升为高品位的蒸汽热源。该mvr蒸发设备3可优选选用由无锡市锡山雪浪化工设备厂所生产的高效节能mvr蒸发器。而当经过cwao催化湿式氧化装置2处理后所形成的降解液在mvr蒸发设备3内进行蒸发浓缩处理，降解液经过蒸发浓缩处理后分离形成为冷凝水与煤化工母液，煤化工母液中含有大量的一价离子，以及二价、二价以上的离子并包含大量有机物，冷凝水经过冷凝水输送管道32的输送进入到生化处理装置6中，而蒸发所形成的煤化工母液经过母液输送管道31的输送去nf纳滤集成设备4中进行分离处理。
24.进一步地，前述nf纳滤集成设备4中包含有特定孔径的分子筛，这些特定孔径的分子筛能够对经过蒸发处理所形成的煤化工母液进行分离，并形成透过液与浓液，通过nf纳滤集成设备4的特制分子筛的分离，原先煤化工母液中的一价离子如钠离子与氯离子透过并流入透过液中，透过液通过透过液输送管道41的运送进入到ro集成设备7中，而二价及二价以上的离子如钙、镁离子和有机物被截留去浓液中，所述浓液通过浓液输送管道42的运送进入到混凝沉淀装置5中进行混凝沉淀操作。
25.进一步地，前述混凝沉淀装置5的沉淀设备51的底部连接有一污泥输送管道511，该污泥输送管道511的另一端即出水端连接有一污泥泵53，且该污泥泵53通过管道与一压滤机54连通，而在该压滤机54一侧连接有一污泥外运设备55；经nf纳滤集成设备4过滤所形成浓液在该混凝沉淀装置5通过调节ph值并加入pac（聚合氯化铝）和pam（聚丙烯酰胺）混凝剂进行混凝沉淀处理，从而将浓液中的大部分二价和三价离子进行沉淀，并且部分有机物也可以被沉淀去除，经过沉淀操作后形成有污水与污泥，污水通过污水输送管道52的运送进入到生化处理装置6内，而沉淀后的污泥通过污泥泵53的输送打入到压滤机54中进行压滤，通过压滤所形成的干泥借由污泥外运设备55进行外运处理。
26.在本实施例中，前述生化处理装置6包括有缺氧池61、好氧池62、mbr膜池63和清水池64，所述冷凝水输送管道32与污水输送管道52的流出端进入所述缺氧池61内，该缺氧池61上部形成有一出水口用于与好氧池62相连通，且在所述好氧池62的上部形成有一好氧池出水口与mbr膜池63相连通。
27.进一步地，在前述好氧池62的底部设置有若干个好氧池曝气头621，在前述mbr膜池63的底部同样设置有若干个膜池曝气头631，且前述好氧池曝气头621与膜池曝气头631通过管道与设置在生化处理装置6外部的鼓风机65相连通。
28.优选地，在前述mbr膜池63内安装有mbr膜组件632，mbr膜又被称为膜生物反应器（membrane bio
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reactor），是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技单元，mbr膜组件632可选用由南京瑞洁特膜分离科技有限公司所生产的rge100型/150型平板膜组件；且mbr膜组件632通过管道连接有一自吸泵633，该自吸泵633的进液端与mbr膜组件632的出液端连通，而该自吸泵633的出液端与清水池64通过管道连通。
29.进一步地，在前述mbr膜池63的底部还安装有一回流泵634，该回流泵634连接有一回流管635，且该回流管635的流出端进入到缺氧池61内。
30.在本实施例中，前述缺氧池61的来水为mvr蒸发设备3所形成的冷凝水和混凝沉淀装置5所生成的污水，通过在缺氧池61和好氧池62的硝化
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反硝化处理后，并通过好氧池曝气头621与膜池曝气头631的曝气处理，去除污水水液中的大部分有机物和氨氮并形成为泥水；进一步地泥水进入到mbr膜池63中，并通过自吸泵633将泥水过滤形成为清水液并输送至清水池64中，而泥水中的活性污泥和微生物留在mbr膜池63底部，并通过回流泵634与回流管635的输送将mbr膜池63底部的污泥水混合物回流到缺氧池61中进行进一步的反硝化处理。
31.在本实施例中，在前述ro集成设备7上还连接有一清水液输送管道73，所述清水液输送管道73的流出端进入到生化处理装置6的清水池64内；前述ro集成设备7能够利用压力使水分子渗滤液透过其中的反渗透膜，把大于1nm的分子截留，从而达到处理渗滤液的目的，ro集成设备7中的来水为nf纳滤集成设备4中所形成的透过液，其中含有大量的氯化钠nacl，经ro集成设备7充分浓缩后透过液分离形成为清水液与浓缩液，达到回用标准的清水液通过清水液输送管道73的输送进清水池61中等待回用，而浓缩液含有的大量nacl可做为氯碱工业的原材料，浓缩液通过浓缩液输送管道71的运送进入到次氯酸钠制备装置72中进行反应。
32.请继续参见图1与图2，简述本实用新型的工作过程：首先，煤化工废水流入到预处理装置1内，并通过机械格栅111去除煤化工废水中较大的悬浮物及杂质后流入到初沉池12中进行沉淀，沉淀后的煤化工废水进一步流入到调节池13内，并通过调节池13对煤化工废水的水质和水量进行调节；接着，通过设置在调节池13内的调节池提升泵131将煤化工废水打入到cwao催化湿式氧化装置2内，并在cwao催化湿式氧化装置2内进行cwao催化氧化反应，从而将煤化工废水中的大部分的有机物去除并形成为降解液；再接着，通过管道输送至mvr蒸发设备3内进行下一步的蒸发浓缩处理，降解液经过蒸发浓缩处理后分离形成为冷凝水与煤化工母液，冷凝水经过冷凝水输送管道32的输送进入到生化处理装置6中，而煤化工母液经过母液输送管道31的输送去nf纳滤集成设备4中进行分离处理；煤化工母液在nf纳滤集成设备4的纳滤作业后形成透过液与浓液，而原先煤化工母液中的一价离子如钠离子
与氯离子透过并流入透过液中，透过液通过透过液输送管道41的运送进入到ro集成设备7中，而二价及二价以上的离子如钙、镁离子和有机物被截留去浓液中，所述浓液通过浓液输送管道42的运送进入到混凝沉淀装置5中进行混凝沉淀操作；浓液在该混凝沉淀装置5中通过调节ph值并加入pac（聚合氯化铝）和pam（聚丙烯酰胺）的混凝沉淀处理后形成有污水与污泥，污水通过污水输送管道52的运送进入到生化处理装置6内，而沉淀后的污泥通过污泥泵53的输送打入到压滤机54中进行压滤，通过压滤所形成的干泥借由污泥外运设备55进行外运处理；而前述mvr蒸发设备3所形成的冷凝水和混凝沉淀装置5所生成的污水进入到缺氧池61中，通过硝化
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反硝化以及曝气处理后形成为泥水并进入到mbr膜池63中，并通过自吸泵633将泥水过滤形成为清水液并输送至清水池64中，而泥水中的活性污泥和微生物留在mbr膜池63底部，并通过回流泵634将mbr膜池63底部回流到缺氧池61中进行进一步的反硝化处理；nf纳滤集成设备4中所形成的透过液流入到ro集成设备7中，经ro集成设备7充分浓缩后透过液分离形成为清水液与浓缩液，达到回用标准的清水液通过清水液输送管道73的输送进清水池64中等待回用，而浓缩液通过浓缩液输送管道71的运送进入到次氯酸钠制备装置72中进行反应生成次氯酸钠。
33.综上所述，本实用新型提供的技术方案弥补了已有技术中的缺憾，顺利地完成了发明任务，如实地兑现了申请人在上面的技术效果栏中载述的技术效果。