申請(qǐng)日2015.10.16

　　公開(公告)日2016.01.20

　　IPC分類號(hào)C02F9/14; C02F3/30; C02F103/34

　　摘要

　　本發(fā)明公開了一種焦化廢水深度處理系統(tǒng)及其回用工藝，該系統(tǒng)包括除油池、調(diào)節(jié)池、生化池、沉淀池、生物濾池、多介質(zhì)過濾器、以及吸附裝置。本發(fā)明通過將多種裝置組合成新的焦化廢水深度處理系統(tǒng)，無需添加其他化學(xué)藥劑，避免造成二次污染，同時(shí)，降低了焦化廢水處理成本，節(jié)約大量生產(chǎn)用水，為焦化廢水的深度處理與回用提供了一條經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、高效的途徑。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種焦化廢水深度處理系統(tǒng)，其特征在于：它包括除油池(1)、調(diào)節(jié)池(2)、生化池(3)、沉淀池(4)、生物濾池(5)、多介質(zhì)過濾器(6)、以及吸附裝置(7)，其中，所述除油池(1)設(shè)有焦化廢水入口(1.1)，所述除油池(1)的除油廢水出口(1.2)連接調(diào)節(jié)池(2) 的除油廢水入口(2.1)，所述調(diào)節(jié)池(2)的調(diào)節(jié)處理廢水出口(2.2) 連接生化池(3)的調(diào)節(jié)處理廢水入口(3.1)，所述生化池(3)的生化處理廢水出口(3.2)連接沉淀池(4)的生化處理廢水入口(4.1)，所述沉淀池(4)的污泥回流出口(4.2)連接生化池(3)的污泥回流入口(3.3)，所述沉淀池(4)還設(shè)有污泥外排出口(4.3)，所述沉淀池(4)的上清液出口(4.4)連接生物濾池(5)的上清液入口(5.1)，所述生物濾池(5)的生物處理廢水出口(5.2)連接多介質(zhì)過濾器(6) 的生物處理廢水入口(6.1)，所述多介質(zhì)過濾器(6)的濾液出口(6.2) 連接吸附裝置(7)的濾液入口(7.1)，所述吸附裝置(7)還設(shè)有回收液出口(7.2);

　　它還包括鼓風(fēng)機(jī)(8)，所述鼓風(fēng)機(jī)(8)的第一氣體出口(8.1) 連接生化池(3)的第一氣體入口(3.4)，所述鼓風(fēng)機(jī)(8)的第二氣體出口(8.2)連接生物濾池(5)的第二氣體入口(5.3)。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焦化廢水深度處理系統(tǒng)，其特征在于：所述除油池(1)內(nèi)設(shè)有斜管和撇油裝置，所述斜管與水平面的傾斜角為45°～60°。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焦化廢水深度處理系統(tǒng)，其特征在于：所述調(diào)節(jié)池(2)內(nèi)設(shè)有潛水?dāng)嚢杵鳌?/P>

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焦化廢水深度處理系統(tǒng)，其特征在于：所述生化池(3)包括依次排列的厭氧池(9)、兼氧池(10)和好氧池(11)，所述厭氧池(9)的高度大于兼氧池(10)的高度，所述兼氧池(10)的高度大于好氧池(11)的高度，所述厭氧池(9)內(nèi)設(shè)有第一攪拌器(9.1)，所述兼氧池(10)內(nèi)設(shè)有第二攪拌器(10.1)，所述好氧池(11)內(nèi)設(shè)有曝氣裝置(11.1)和斜板(11.2)。

　　5.根據(jù)權(quán)利要4所述的焦化廢水深度處理系統(tǒng)，其特征在于：所述好氧池(11)內(nèi)設(shè)有球狀活性炭生物載體，所述球狀活性炭生物載體的體積為好氧池(11)容積的1/100～1/50。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焦化廢水深度處理系統(tǒng)，其特征在于：所述沉淀池(4)采用豎流式沉淀池。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焦化廢水深度處理系統(tǒng)，其特征在于：所述生物濾池(5)采用上流式曝氣生物濾池，所述生物濾池(5)的底部布有進(jìn)水管、反沖洗進(jìn)水管及曝氣管;所述生物濾池(5)的填料為陶粒，填高與濾池的高度比為1∶1.5～3，所述陶粒粒徑為 1.5～6.0mm，堆積密度為0.80～0.95g/cm3，比表面積為2.5～6.0m2/g，孔隙率為50～60%;所述生物濾池(5)的底部鋪設(shè)卵石，所述卵石的直徑為100～150mm。

　　8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焦化廢水深度處理系統(tǒng)，其特征在于：所述多介質(zhì)過濾器(6)采用立式圓筒狀多介質(zhì)過濾裝置，所述多介質(zhì)過濾器(6)包括過濾器體、配套管線和閥門，所述多介質(zhì)過濾器 (6)的濾料采用無煙煤、陶粒、石英砂、錳砂中的一種或多種。

　　9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焦化廢水深度處理系統(tǒng)，其特征在于：所述吸附裝置(7)采用立式圓筒狀吸附罐，所述吸附裝置(7)包括過濾器體、配套管線和閥門，所述吸附裝置(7)的濾料為活性炭、石英砂、硅藻泥、沸石、焦炭中的一種或者多種。

　　10.一種利用權(quán)利要求1～9任意一項(xiàng)所述焦化廢水深度處理系統(tǒng)進(jìn)行回用的工藝，其特征在于，包括如下步驟：

　　步驟1：焦化廢水由焦化廢水入口(1.1)進(jìn)入除油池(1)，在除油池(1)中進(jìn)行油水分離，除去焦化廢水中的油類物質(zhì)，水力停留時(shí)間為1.5～2.5h，得到除油廢水;

　　步驟2：除油廢水由除油廢水入口(2.1)進(jìn)入調(diào)節(jié)池(2)中，在調(diào)節(jié)池(2)中進(jìn)行水量調(diào)節(jié)和水質(zhì)均化，水力停留時(shí)間為6～10h，得到調(diào)節(jié)處理廢水;

　　步驟3：調(diào)節(jié)處理廢水由調(diào)節(jié)處理廢水入口(3.1)進(jìn)入生化池(3) 中的厭氧池(9)，在厭氧池(9)中調(diào)節(jié)處理廢水中難降解的多環(huán)芳烴和雜環(huán)化合物進(jìn)行降解，經(jīng)過水解、酸化和甲烷化作用轉(zhuǎn)化為易降解的有機(jī)酸類物質(zhì)，同時(shí)磷在厭氧條件下釋放出聚磷菌，厭氧池(9) 中水力停留時(shí)間為6～18h;厭氧池(9)處理后的廢水經(jīng)溢流進(jìn)入兼氧池(10)，在兼氧池(10)中以硝態(tài)氮為電子受體，以有機(jī)物為電子供體，將硝態(tài)氮還原為氮?dú)馕龀觯�兼氧�?10)中水力停留時(shí)間為 12～24h;兼氧池(10)處理后的廢水經(jīng)溢流進(jìn)入好氧池(11)，在好氧池(11)中首先含碳有機(jī)物降解生成二氧化碳?xì)怏w析出，當(dāng)有機(jī)物濃度降低到一定程度時(shí)再進(jìn)行硝化反應(yīng)，好氧池(11)中水力停留時(shí)間為25～35h，完成脫碳、氨氮的轉(zhuǎn)化以及磷的吸收，得到生化處理廢水;

　　步驟4：生化處理廢水由生化處理廢水入口(4.1)進(jìn)入沉淀池(4)，在沉淀池(4)中進(jìn)行泥水分離，水力停留時(shí)間為2～4h，得到污泥和上清液，其中，一部分污泥由污泥回流入口(3.3)回流至生化池(3)，剩余的污泥由污泥外排出口(4.3)進(jìn)入污泥池及污泥濃縮系統(tǒng);

　　步驟5：上清液由上清液入口(5.1)進(jìn)入生物濾池(5)，在生物濾池(5)中通過濾料內(nèi)生長(zhǎng)的微生物絮凝和降解作用，水力停留時(shí)間為1.5～3.5h，進(jìn)一步脫磷除氮，得到生物處理廢水;

　　步驟6：生物處理廢水由生物處理廢水入口(6.1)進(jìn)入多介質(zhì)過濾器(6)，在多介質(zhì)過濾器(6)中通過濾料去除廢水中的懸浮物、膠體物質(zhì)，水力停留時(shí)間為1.5～3.5h，得到濾液;

　　步驟7：濾液由濾液入口(7.1)進(jìn)入吸附裝置(7)，在吸附裝置 (7)中將濾液中難以降解的物質(zhì)進(jìn)行吸附、凈化，進(jìn)一步降低有機(jī)物濃度和懸浮物濃度，水力停留時(shí)間為1～3h，得到回收液。

　　說明書

　　焦化廢水深度處理系統(tǒng)及其回用工藝

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及環(huán)境工程技術(shù)領(lǐng)域，具體地指一種焦化廢水深度處理系統(tǒng)及其回用工藝。

　　背景技術(shù)

　　焦化廢水是在煤制焦炭、煤氣凈化和焦化化產(chǎn)回收過程中產(chǎn)生的高濃度有機(jī)廢水，該廢水可生化性差，除氨、氰及硫氰根、硫離子、氯離子等無機(jī)污染物外，還含有酚類、萘、吡啶、喹啉等雜環(huán)及多環(huán)芳香族化合物、脂肪族化合物等有機(jī)污染物，廢水毒性大，且部分已被研究證實(shí)為致癌物質(zhì)。此外，高濃度氨氮、硫化物、氰化物對(duì)微生物活性有很強(qiáng)的抑制作用，生物脫氮效果不佳。目前，焦化廢水普遍采用不同形式的A/O生物脫氮工藝作為其處理的主要工藝，再輔助混凝沉淀等方式，但處理后廢水中COD(化學(xué)需氧量)指標(biāo)仍然難以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。目前部分鋼鐵企業(yè)已經(jīng)開展焦化廢水深度處理及回用，回用途徑包括濕法熄焦、高爐沖渣、煤場(chǎng)抑塵以及直接用于工業(yè)循環(huán)水等。然而，大多數(shù)焦化企業(yè)外排水水質(zhì)難以達(dá)到 GB16171-2012“煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)”新建企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，因此對(duì)焦化廢水進(jìn)行深度處理達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)是企業(yè)亟需解決的問題。

　　現(xiàn)有的焦化廢水深度處理及回用工藝存在的問題主要有：(1)通過化學(xué)藥劑(如芬頓試劑、次氯酸鹽、高鐵酸鹽等強(qiáng)氧化劑)深度處理廢水，該方法可能會(huì)引入二次污染，存在管網(wǎng)及設(shè)備腐蝕等問題，增加后續(xù)脫鹽費(fèi)用，同時(shí)該工藝化學(xué)藥劑加入量大，水質(zhì)易受絮凝影響，造成水質(zhì)不容易控制;(2)將焦化廢水用于濕法熄焦或高爐沖渣，廢水中污染物會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)移，由液相轉(zhuǎn)變到氣相，操作環(huán)境差;(3)膜法深度處理的投資成本較高、維護(hù)費(fèi)用高、單位處理效率較低。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明的目的就是要提供一種焦化廢水深度處理系統(tǒng)及其回用工藝，采用除油池、調(diào)節(jié)池、生化池、沉淀池、生物濾池、多介質(zhì)過濾器以及吸附裝置組合成新的焦化廢水深度處理系統(tǒng)，無需添加其他化學(xué)藥劑，避免造成二次污染，同時(shí)，降低了焦化廢水處理成本，節(jié)約大量生產(chǎn)用水，為焦化廢水的深度處理與回用提供了一條經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、高效的途徑。

　　為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的焦化廢水深度處理系統(tǒng)，它包括除油池、調(diào)節(jié)池、生化池、沉淀池、生物濾池、多介質(zhì)過濾器、以及吸附裝置，其中，所述除油池設(shè)有焦化廢水入口，所述除油池的除油廢水出口連接調(diào)節(jié)池的除油廢水入口，所述調(diào)節(jié)池的調(diào)節(jié)處理廢水出口連接生化池的調(diào)節(jié)處理廢水入口，所述生化池的生化處理廢水出口連接沉淀池的生化處理廢水入口，所述沉淀池的污泥回流出口連接生化池的污泥回流入口，所述沉淀池還設(shè)有污泥外排出口，所述沉淀池的上清液出口連接生物濾池的上清液入口，所述生物濾池的生物處理廢水出口連接多介質(zhì)過濾器的生物處理廢水入口，所述多介質(zhì)過濾器的濾液出口連接吸附裝置的濾液入口，所述吸附裝置還設(shè)有回收液出口;

　　它還包括鼓風(fēng)機(jī)，所述鼓風(fēng)機(jī)的第一氣體出口連接生化池的第一氣體入口，所述鼓風(fēng)機(jī)的第二氣體出口連接生物濾池的第二氣體入口，通過鼓風(fēng)機(jī)可以分別向生化池和生物濾池內(nèi)輸送空氣，保證水體或液體中足夠的溶解氧，以滿足好氧生物對(duì)氧氣的需求。

　　進(jìn)一步地，所述除油池內(nèi)設(shè)有斜管和撇油裝置，所述斜管與水平面的傾斜角為45°～60°。斜管用于淺池沉降或上浮，水流由上而下流經(jīng)斜管，而油珠則逆水上浮，上浮的油珠流出斜管后在水面形成油膜，經(jīng)過撇油裝置將廢水中的油類去除，從而有效減少了廢水中的含油量。

　　進(jìn)一步地，所述調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)有潛水?dāng)嚢杵鳎�用于�?chuàng)建水流，從而加強(qiáng)攪拌作用，防止污泥沉淀。

　　進(jìn)一步地，所述生化池包括依次排列的厭氧池、兼氧池和好氧池，所述厭氧池的高度大于兼氧池的高度，所述兼氧池的高度大于好氧池的高度，所述厭氧池內(nèi)設(shè)有第一攪拌器，所述兼氧池內(nèi)設(shè)有第二攪拌器，所述好氧池內(nèi)設(shè)有曝氣裝置和斜板。曝氣裝置為好氧池內(nèi)水體或液體提供足夠的溶解氧，以滿足好氧生物對(duì)氧氣的需求。斜板與水平面的傾斜角為30°～45°，從而有利于擋住好氧池內(nèi)污泥和生物載體的流出。

　　進(jìn)一步地，所述好氧池內(nèi)設(shè)有球狀活性炭生物載體，所述球狀活性炭生物載體的體積為好氧池容積的1/100～1/50，球狀活性炭生物載體的粒徑小傳質(zhì)性好，而且其巨大的比表面積能夠?yàn)槲⑸�物提供足夠的生長(zhǎng)空間，從而提高單位容積內(nèi)反應(yīng)器中微生物濃度。

　　進(jìn)一步地，所述沉淀池采用豎流式沉淀池，其水流方向與顆粒沉淀方向相反，截留速度與水流上升速度相等，上升速度等于沉降速度的顆粒會(huì)懸浮在混合液上形成一層懸浮層，從而對(duì)上升中的顆粒進(jìn)行攔截和過濾，提高了沉淀池的工作效率。

　　進(jìn)一步地，所述生物濾池采用上流式曝氣生物濾池，所述生物濾池的底部布有進(jìn)水管、反沖洗進(jìn)水管及曝氣管;所述生物濾池的填料為陶粒，填高與濾池的高度比為1∶1.5～3，所述陶粒粒徑為1.5～6.0mm，堆積密度為0.80～0.95g/cm3，比表面積為2.5～6.0m2/g，孔隙率為 50～60%;所述生物濾池的底部鋪設(shè)卵石，所述卵石的直徑為 100～150mm，填料粒徑較均勻，大大增加濾層的孔隙率，減少運(yùn)行時(shí)的水頭損失。

　　再進(jìn)一步地，所述多介質(zhì)過濾器采用立式圓筒狀多介質(zhì)過濾裝置，所述多介質(zhì)過濾器包括過濾器體、配套管線和閥門，所述多介質(zhì)過濾器的濾料采用無煙煤、陶粒、石英砂、錳砂中的一種或多種。該設(shè)備造價(jià)低廉，運(yùn)行費(fèi)用低，操作簡(jiǎn)單，濾料經(jīng)過反洗，可多次使用，濾料使用壽命長(zhǎng)。

　　更進(jìn)一步地，所述吸附裝置采用立式圓筒狀吸附罐，所述吸附裝置包括過濾器體、配套管線和閥門，所述吸附裝置的濾料為活性炭、石英砂、硅藻泥、沸石、焦炭中的一種或者多種。該設(shè)備成本低、吸附能力強(qiáng)、凈化效率高。

　　本發(fā)明所設(shè)計(jì)利用上述焦化廢水深度處理系統(tǒng)進(jìn)行回用的工藝，包括如下步驟：

　　步驟1：焦化廢水由焦化廢水入口進(jìn)入除油池，在除油池中進(jìn)行油水分離，除去焦化廢水中的油類物質(zhì)，水力停留時(shí)間為1.5～2.5h，得到除油廢水;

　　步驟2：除油廢水由除油廢水入口進(jìn)入調(diào)節(jié)池中，在調(diào)節(jié)池中進(jìn)行水量調(diào)節(jié)和水質(zhì)均化，水力停留時(shí)間為6～10h，得到調(diào)節(jié)處理廢水;

　　步驟3：調(diào)節(jié)處理廢水由調(diào)節(jié)處理廢水入口進(jìn)入生化池中的厭氧池，在厭氧池中調(diào)節(jié)處理廢水中難降解的多環(huán)芳烴和雜環(huán)化合物進(jìn)行降解，經(jīng)過水解、酸化和甲烷化作用轉(zhuǎn)化為易降解的有機(jī)酸類物質(zhì)，同時(shí)磷在厭氧條件下釋放出聚磷菌，厭氧池中水力停留時(shí)間為6～18h;厭氧池處理后的廢水經(jīng)溢流進(jìn)入兼氧池，在兼氧池中以硝態(tài)氮為電子受體，以有機(jī)物為電子供體，將硝態(tài)氮還原為氮?dú)馕龀觯�兼氧池中水力停留時(shí)間為12～24h;兼氧池處理后的廢水經(jīng)溢流進(jìn)入好氧池，在好氧池中首先含碳有機(jī)物降解生成二氧化碳?xì)怏w析出，當(dāng)有機(jī)物濃度降低到一定程度時(shí)再進(jìn)行硝化反應(yīng)，好氧池中水力停留時(shí)間為 25～35h，完成脫碳、氨氮的轉(zhuǎn)化以及磷的吸收，得到生化處理廢水;

　　步驟4：生化處理廢水由生化處理廢水入口進(jìn)入沉淀池，在沉淀池中進(jìn)行泥水分離，水力停留時(shí)間為2～4h，得到污泥和上清液，其中，一部分污泥由污泥回流入口回流至生化池，剩余的污泥由污泥外排出口進(jìn)入污泥池及污泥濃縮系統(tǒng);

　　步驟5：上清液由上清液入口進(jìn)入生物濾池，在生物濾池中通過濾料內(nèi)生長(zhǎng)的微生物絮凝和降解作用，水力停留時(shí)間為1.5～3.5h，進(jìn)一步脫磷除氮，得到生物處理廢水;

　　步驟6：生物處理廢水由生物處理廢水入口進(jìn)入多介質(zhì)過濾器，在多介質(zhì)過濾器中通過濾料去除廢水中的懸浮物、膠體物質(zhì)，水力停留時(shí)間為1.5～3.5h，得到濾液;

　　步驟7：濾液由濾液入口進(jìn)入吸附裝置，在吸附裝置中將濾液中難以降解的物質(zhì)進(jìn)行吸附、凈化，進(jìn)一步降低有機(jī)物濃度和懸浮物濃度，水力停留時(shí)間為1～3h，得到回收液。

　　與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：

　　其一，本發(fā)明通過采用除油池、調(diào)節(jié)池、生化池、沉淀池、生物濾池、多介質(zhì)過濾器以及吸附裝置組合成新的焦化廢水深度處理系統(tǒng)，無需添加其他化學(xué)藥劑，避免造成二次污染;

　　其二，本發(fā)明的生化池由厭氧池、兼氧池和好氧池相結(jié)合，可同時(shí)去除有機(jī)物、脫氮、除磷，同時(shí)能夠抑制絲狀菌生長(zhǎng)，基本不存在污泥膨脹問題，并且不需外加碳源，缺氧、厭氧段只進(jìn)行緩速攪拌，操作環(huán)境簡(jiǎn)單;

　　其三，本發(fā)明設(shè)計(jì)合理，占地面積小，運(yùn)行費(fèi)用低，且出水水質(zhì)可以滿足不同用水要求，具有很高的工程應(yīng)用價(jià)值。