一种焦化酚氰废水处理回用零排放工艺及设备

摘要

本发明公开了一种焦化酚氰废水处理回用零排放工艺，它采用预沉隔油池、气浮系统、调节曝气池、厌氧池、缺氧池、好氧池、二沉池、混凝反应池、快速过滤池、超滤原水池、超滤系统、纳滤系统、反渗透系统、浓水好氧池、浓水缺氧池、SBR池、化学氧化池、苦咸水膜浓缩系统、软化除硬度系统、低压海水膜系统、高压海水膜系统、MVR蒸发系统、污泥浓缩池、压滤机、罗茨鼓风机进行工艺处理，同时还公开了一种焦化酚氰废水处理回用零排放设备。本发明处理效率高、成本低、能够实现污水零排放。

说明书

技术领域

本发明涉及一种焦化酚氰废水处理回用零排放工艺及设备。

背景技术

焦化废水是煤炼焦和煤气净化及焦化产品加工过程中产生的高浓度有机废 水，含有大量的酚类、氰化物等有机、无机污染物，污染大，又难于降解。现 有的处理方法一般有物化法、生化法及物化-生化法三类，例如公开号为 CN1721344、CN100348519的专利中公开的处理方法。现有处理工艺虽然都能处 理焦化酚氰废水，但是在工艺流程、处理成本、处理效果上，具有优化提升的 空间。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种焦化酚氰废水处理回用零 排放工艺。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种焦化酚氰废水处理回 用零排放工艺，焦化酚氰废水入预沉隔油池，经预沉隔油池去除部分油类后泵 入气浮系统，经气浮系统处理后将大部分油类及难溶和部分可溶无机物、有机 物去除后进入调节曝气池，经水量调节，水质均化后，入厌氧池，在厌氧池进 行水解酸化处理，二沉池沉淀后的污泥大部分污泥回流至厌氧池进水端，以提 高厌氧悬浮污泥浓度；厌氧池出水进入缺氧池，经厌氧和兼氧菌水解脱除部分 酚氰和极大部分氨氮后，并将大分子难溶有机物分解成可溶性较好的小分子有 机物，氨氮经反硝化反应后，转化成氮气和水，缺氧池出水流入好氧池，经好 氧硝化和活性污泥生物菌氧化降解后，出水进入二沉池进行泥水分离，上清液 进入混凝反应池后，通过加药进行混凝反应和沉淀后，通过快速过滤池后，出 水进入超滤原水池，超滤原水池的原水通过提升泵，依次进入超滤系统、纳滤 系统及反渗透系统处理，75％的膜出水达到《城市污水再利用工业用水水质》 中的锅炉补给水用水标准，回收利用；

剩余25％的纳滤和反渗透浓水在通过浓水好氧池及浓水缺氧池的好氧—厌 氧处理去除大部分的有机物和氨氮，再进入SBR池处理，处理出水达到《炼焦 化学工业污染物排放标准》间接排放标准后再进入化学氧化池，采用强化氧化 工艺使浓水中的污染物进一步降解，出水再进入苦咸水膜浓缩系统，浓水再进 入软化除硬度系统降低水中的硬度，确保膜系统运行，除硬度后的废水再经过 低压海水膜系统，浓水再经过高压海水膜系统进一步浓缩，最后控制浓缩液的 量在4-5％，进入MVR蒸发系统，水蒸发成盐，蒸出液回流至浓水好氧池，苦咸 水膜浓缩系统，低压海水膜系统、高压海水膜系统的膜产水水质达到《城市污 水再利用工业用水水质》中的冷却用水标准，回收利用；

预沉隔油池、气浮系统、调节曝气池、厌氧池、缺氧池、好氧池、浓水好 氧池、浓水缺氧池、SBR池及化学氧化池的物化污泥排入污泥浓缩池，浓缩后污 泥由污泥泵打入压滤机，压滤后泥饼综合处置，污泥浓缩池上清液和压滤水返 回调节曝气池。

进一步：在浓水好氧池与SBR池之间设置中间调节池，在SBR池出水不达 标的情况下，通过中间调节池回流至浓水好氧池以及浓水缺氧池重新处理，确 保SBR池出水水质达标。

进一步：厌氧池、缺氧池及好氧池的水力停留时间在6～7天，浓水好氧池 及浓水缺氧池的水力停留时间在9～11天。

进一步：超滤系统包含浸没式MBR、外置式TMBR及柱式超滤构型。

进一步：在苦咸水膜浓缩系统末段设置用于去除水中的钙镁离子的阳离子 软化树脂。

进一步：苦咸水膜浓缩系统主要由砂滤系统、超滤系统、苦咸水反渗透膜 系统组成。

进一步：化学氧化工艺包含芬顿氧化工艺或臭氧氧化工艺。

一种焦化酚氰废水处理回用零排放设备，具有预沉隔油池、气浮系统、调 节曝气池、厌氧池、缺氧池、好氧池、二沉池、混凝反应池、快速过滤池、超 滤原水池、超滤系统、纳滤系统、反渗透系统、浓水好氧池、浓水缺氧池、SBR 池、化学氧化池、苦咸水膜浓缩系统、软化除硬度系统、低压海水膜系统、高 压海水膜系统、MVR蒸发系统、污泥浓缩池、压滤机、罗茨鼓风机；

预沉隔油池、气浮系统、调节曝气池、厌氧池、缺氧池、好氧池、二沉池、 混凝反应池、快速过滤池、超滤原水池、超滤系统、纳滤系统、反渗透系统依 序连接；浓水好氧池、浓水缺氧池、SBR池、化学氧化池、苦咸水膜浓缩系统、 软化除硬度系统、低压海水膜系统、高压海水膜系统、MVR蒸发系统依序连接； 纳滤和反渗透浓水出口与浓水好氧池入口连接；二沉池污泥出口与厌氧池入口 连接；预沉隔油池、气浮系统、调节曝气池、厌氧池、缺氧池、好氧池、浓水 好氧池、浓水缺氧池、SBR池及化学氧化池的污泥出口与污泥浓缩池入口连接， 污泥浓缩池和压滤机的上清液出口与调节曝气池入口连接；MVR蒸发系统的蒸出 液出口与浓水好氧池入口连接；罗茨鼓风机分别与好氧池、调节曝气池、SBR池 及浓水好氧池连接。

进一步：浓水好氧池与SBR池之间设置中间调节池，

进一步：所述压滤机为板框压滤机。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

(1)调节池曝气池、缺氧池(兼氧池)中铺设曝气管，使调节池曝气池和 缺氧池具备好氧的功效，并在前期降解大部分酚氰等有害物质，确保后续活性 污泥系统的稳定运行，抗负荷冲击能力强。

(2)生化活性污泥法是世界公认的处理成本最低的处理方法，本工艺设置 了前段生化和浓水生化两段生化处理，生化处理水力停留时间长，抗负荷冲击 能力强，以生化为主体处理方法并和膜处理方法有机的结合，是一种工艺流程 上的大胆创新。

(3)针对焦化酚氰废水的特性，在前期回用工艺的选择上，使用“超滤+ 纳滤+反渗透”膜组合工艺，可有效的发挥各种膜在水处理上的优势，延缓膜的 污染，延长膜的使用寿命，产水通过纳滤和反渗透两级处理后出水效果更好。

(4)浓水生化系统采用好氧、缺氧、SBR组合工艺，并通过化学强化技术 为出水再做确保，系统运行调节灵活，机动性强，处理出水效果有保障。

(5)浓水生化系统后增加了中间调节池，确保出水达标，不达标可重新回 到系统重新处理，系统运行安装性高。

(6)浓水后续的膜浓缩系统，采用苦咸水膜浓缩系统、软化除硬度系统、 低压海水膜系统、高压海水膜系统等系统相结合，系统即可连续运行，又可以 分批阶段运行，系统组合灵活，机动性强，整体运行压力低，运行费用低。

(7)浓缩蒸发系统采用MVR蒸发器，公用工程配套少，工程总投资少，运 行平稳，自动化程度高；工艺简单，实用性强，部分负荷运转特性优异低能耗、 低运行费用，占地面积小。

(8)本焦化酚氰废水处理回用零排放工艺方法有效的填补了国内焦化废水 零排放工艺，本工艺的运行成本可以控制在20元/吨水以内(未计算回用部分 的经济及环境收益)

附图说明

图1为实施例中一种焦化酚氰废水处理回用零排放工艺流程图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明作进一步阐述。

实施例一：参见图1，一种焦化酚氰废水处理回用零排放工艺，焦化酚氰废 水入预沉隔油池，经预沉隔油池去除部分油类后泵入气浮系统，经气浮系统处 理后将大部分油类及难溶和部分可溶无机物、有机物去除后进入调节曝气池， 经水量调节，水质均化后，入厌氧池，在厌氧池进行水解酸化处理，二沉池沉 淀后的污泥大部分污泥回流至厌氧池进水端，以提高厌氧悬浮污泥浓度。

厌氧池出水进入缺氧池，经厌氧和兼氧菌水解脱除部分酚氰和极大部分氨 氮后，并将大分子难溶有机物分解成可溶性较好的小分子有机物，氨氮经反硝 化反应后，转化成氮气和水，缺氧池出水流入好氧池，经好氧硝化和活性污泥 生物菌氧化降解后，出水进入二沉池进行泥水分离，上清液进入混凝反应池后， 通过加药进行混凝反应和沉淀后，通过快速过滤池后，出水进入超滤原水池， 超滤原水池的原水通过提升泵，依次进入超滤系统、纳滤系统及反渗透系统处 理，75％的膜出水达到《城市污水再利用工业用水水质》中的锅炉补给水用水 标准，回收利用。

剩余25％的纳滤和反渗透浓水在通过浓水好氧池及浓水缺氧池的好氧—厌 氧处理去除大部分的有机物和氨氮，再进入SBR池处理，处理出水达到《炼焦 化学工业污染物排放标准》间接排放标准后再进入化学氧化池，采用强化氧化 工艺使浓水中的污染物进一步降解，出水再进入苦咸水膜浓缩系统，浓水再进 入软化除硬度系统降低水中的硬度，确保膜系统运行，除硬度后的废水再经过 低压海水膜系统，浓水再经过高压海水膜系统进一步浓缩，最后控制浓缩液的 量在4-5％，进入MVR蒸发系统，水蒸发成盐，蒸出液回流至浓水好氧池，苦咸 水膜浓缩系统，低压海水膜系统、高压海水膜系统的膜产水水质达到《城市污 水再利用工业用水水质》中的冷却用水标准，回收利用。

预沉隔油池、气浮系统、调节曝气池、厌氧池、缺氧池、好氧池、浓水好 氧池、浓水缺氧池、SBR池及化学氧化池的物化污泥排入污泥浓缩池，浓缩后污 泥由污泥泵打入压滤机，压滤后泥饼综合处置，污泥浓缩池上清液和压滤水返 回调节曝气池。

调节池(调节曝气池)及缺氧池中增加曝气管，使调节池兼顾曝气池功效， 必要时可对缺氧池进行预曝气。

在浓水好氧池与SBR池之间设置中间调节池，在SBR池出水不达标的情况 下，通过中间调节池回流至浓水好氧池以及浓水缺氧池重新处理，确保SBR池 出水水质达标。

厌氧池、缺氧池及好氧池的水力停留时间在6～7天，浓水好氧池及浓水缺 氧池的水力停留时间在9～11天。

废水经过混凝沉淀后，在经过快速过滤池过滤，降低水中的悬浮物，确保 出水浊度。快速过滤池可以由压力式多介质过滤器代替。

超滤系统包含浸没式MBR、外置式TMBR及柱式超滤构型。在苦咸水膜浓缩 系统末段设置用于去除水中的钙镁离子的阳离子软化树脂。苦咸水膜浓缩系统 主要由砂滤系统、超滤系统、苦咸水反渗透膜系统组成。低压海水膜系统主要 由海水反渗透膜组成，系统运行压力在4.5MPa以内。高压海水膜系统主要由海 水反渗透膜组成，系统运行压力在6.5MPa以内。浓缩成盐系统采用MVR生发系 统，但不局限于。化学氧化工艺包含芬顿氧化工艺或臭氧氧化工艺。

以下是工艺流程说明：

(1)由于焦化废水废水中的酚、氰等对硝化作用有抑制作用的污染物，为 了消除对硝化脱氮过程的影响，需要加大好氧停留时间，在调节曝气池底及缺 氧池增加穿孔曝气管。调节池兼顾曝气池的功效。缺氧池也进行曝气管的铺设， 必要时可以对缺氧池预曝气。系统中的微生物会形成完整的酚、氰等污染物的 分解链；在初曝气系统中，经4～6小时的曝气作用，酚和硫氰酸根含量可分别 从500～800mg/L、300～600mg/L降解到0～50mg/L以下。

(2)本工艺焦化酚氰废水处理回用零排放工艺中的前期生化系统(厌氧、 兼氧、好氧，即厌氧池、缺氧池及好氧池)的水力停留时间在6～7天，浓水生 化系统(浓水好氧、缺氧，即浓水好氧池和浓水缺氧池)的水力停留时间在10 天左右，停留时间长，可充分的降解水中的污染物，抗污染物冲击负荷能力强。

(3)本工艺焦化酚氰废水处理回用零排放工艺方法中的前期生化系统后废 水经过混凝沉淀后，在经过快速过滤池，过滤出水中的悬浮物大大降低，浊度 小于3NTU。快速过滤池可以由压力式多介质过滤器代替。

(4)本工艺焦化酚氰废水处理回用零排放工艺中的前期生化系统后废水经 过“超滤+纳滤+反渗透”膜组合工艺系统回收率可以达到75％。和原来传统的“超 滤+反渗透”膜组合回用工艺相比较，在废水通过超滤处理后，本工艺中增加了 纳滤工艺，先去除部分大分子的有机污染物和钙镁等容易结垢的离子，在进入 反渗透系统确保反渗透系统的高回收率，产水通过纳滤和反渗透两级处理后出 水效果更好。

(5)本工艺中的超滤系统，包含浸没式MBR，外置式TMBR，柱式超滤等构 型。

(6)浓水生化系统采用浓水好氧池、浓水缺氧池、SBR池的组合工艺进行 处理，出水通过SBR序批式出水，并且在浓水好氧池、浓水缺氧池、SBR池中设 置了中间调节池，在SBR池出水不达标的情况下，可通过中间调节池回流至浓 水好氧池、浓水缺氧池重新处理确保出水水质达标，系统运行安全稳定。

(7)SBR池出水后再通过化学强化氧化技术进一步降低出水中的污染物， 确保进入后续膜浓缩系统的水质。化学强化氧化技术包含芬顿氧化、臭氧氧化 等技术。

(8)苦咸水膜浓缩系统主要有砂滤系统、超滤系统、苦咸水反渗透膜系统 组成，25％的浓水通过苦咸水膜浓缩系统处理后，其中产水为10％，产水水质到 达《城市污水再利用工业用水水质》(GB/T 19923-2005)中的冷却用水标准， 可回收利用，剩余浓水为15％。系统运行压力控制在2.5MPa以内。

(9)废水通过前期的超滤-纳滤-反渗透系统和苦咸水膜浓缩系统，浓水后 水中的钙镁等离子浓度大幅提升，此时废水的总回收率达到了85％左右，很容易 产生结垢，造成膜的结垢污染。为了缓解后续膜的结垢污染倾向，在苦咸水浓 缩系统后面(末段)设置了阳离子软化树脂，去除水中的钙镁离子，确保后续 浓缩系统中的膜污染。

(10)低压海水膜系统主要由海水反渗透膜系统组成，15％的剩余浓缩再经 过低压海水膜系统进一步浓缩分离后其中产水5～6％，产水水质到达《城市污水 再利用工业用水水质》(GB/T 19923-2005)中的冷却用水标准，可回收利用， 剩余浓水为9～10％。系统运行压力控制在4.5MPa以内。

(11)高低压海水膜系统主要由海水反渗透膜系统组成，9～10％的剩余浓 缩再经过低压海水膜系统进一步浓缩分离后其中产水5％，产水水质到达《城市 污水再利用工业用水水质》(GB/T 19923-2005)中的冷却用水标准，可回收利 用，剩余浓水为4～5％。系统运行压力控制在6.5MPa以内。

(12)最终剩余的浓水量为系统进水量的4～5％，此部分废水的盐含量在5～ 6％，这股水采用MVR蒸发器增发成盐，蒸出液回流至浓水生化系统重新处理， 废盐渣外运。

为了简略，实施例中略去对公知技术的阐述。

实施例二：一种焦化酚氰废水处理回用零排放设备，具有预沉隔油池、气 浮系统、调节曝气池、厌氧池、缺氧池、好氧池、二沉池、混凝反应池、快速 过滤池、超滤原水池、超滤系统、纳滤系统、反渗透系统、浓水好氧池、浓水 缺氧池、SBR池、化学氧化池、苦咸水膜浓缩系统、软化除硬度系统、低压海水 膜系统、高压海水膜系统、MVR蒸发系统、污泥浓缩池、压滤机、罗茨鼓风机。

预沉隔油池、气浮系统、调节曝气池、厌氧池、缺氧池、好氧池、二沉池、 混凝反应池、快速过滤池、超滤原水池、超滤系统、纳滤系统、反渗透系统依 序连接；浓水好氧池、浓水缺氧池、SBR池、化学氧化池、苦咸水膜浓缩系统、 软化除硬度系统、低压海水膜系统、高压海水膜系统、MVR蒸发系统依序连接； 纳滤和反渗透浓水出口与浓水好氧池入口连接；二沉池污泥出口与厌氧池入口 连接；预沉隔油池、气浮系统、调节曝气池、厌氧池、缺氧池、好氧池、浓水 好氧池、浓水缺氧池、SBR池及化学氧化池的污泥出口与污泥浓缩池入口连接， 污泥浓缩池和压滤机的上清液出口与调节曝气池入口连接；MVR蒸发系统的蒸出 液出口与浓水好氧池入口连接；罗茨鼓风机分别与好氧池、调节曝气池、SBR池 及浓水好氧池连接。

浓水好氧池与SBR池之间设置中间调节池，所述压滤机为板框压滤机。中 水回用成盐设备主要由苦咸水膜浓缩系统、软化除硬度系统、低压海水膜系统、 高压海水膜系统、MVR蒸发系统。

该设备工作过程详见实施例一，在此不作赘述。

以上所述仅为本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅限于上述 实施方式，凡是属于本发明原理的技术方案均属于本发明的保护范围。对于本 领域的技术人员而言，在不脱离本发明的原理的前提下进行的若干改进，这些 改进也应视为本发明的保护范围。