一种实现焦化废水回用的处理系统的制作方法

专利名称：一种实现焦化废水回用的处理系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种废水处理领域，尤其涉及一种焦化废水回用的组合 处理系统。
背景技术：
焦化废水是在煤制焦炭、煤气净化及焦化产品回收过程中产生的含大量 芳香族化合物和杂环化合物的典型废水，具有废水排放量大、有机物及氨氮 浓度高、有机物成分复杂等特点，属难生物降解的有机废水。
随着焦化产业结构的升级以及市场竟争秩序的规范，国家发改委于2005 年实施的《焦化行业准入条件》中明确指出焦化废水经处理后要做到内部循 环使用，酚氰废水处理后厂内回用。并在2006年公布的《焦化行业污染现状 及对策建议》中指出炼焦生产过程中排放了大量的苯并[a]芘(BaP)、氰化物 等有毒有害物质，其中苯并[a]芘是强致癌物质，对人身健康危害严重，应加 强治理。因此提高废水循环率，减少污水外排，降低新水耗量已成为目前钢 铁工业企业广泛采用的清洁生产工艺之一 ，而污水回用是实现污水零排放和 资源再利用的最佳选择。
采用深度处理， 一方面可以降低COD及其它水质指标，使出水达到回用水 的标准；另一方面可对水体中残留的难生物降解有机物如苯并[a]芘等加以转 化或去除，以减少其对环境及人类健康的危害。因此，寻求一套高效、低成 本的深度处理工艺具有重要意义。
目前国内外对焦化废水深度处理的研究多集中于物化方法，主要包括吸 附法、混凝沉淀法、高级氧化法、膜分离技术等。这些技术虽各具优势，同时在应用上又有各自的缺陷，因此为了充分发挥其效能，常将其中的两种或 多种技术联合应用。
目前国内对焦化废水的深度处理技术主要集中于吸附法和膜分离技术， 并取得了一定的效果。吸附法虽然操作简单，管理方便，运行成本相对较 低，但处理设施占地面积大，污染物只是从水中转移到污泥中，没有得到无 害化降解，并产生大量污泥，而且吸附剂的再生问题一直难以有效解决。膜 分离技术主要依靠物理拦截作用将污染物去除，工艺控制自动化程度高，处 理效果好，但现阶段膜的成本仍然较高，膜污染问题尤其当其应用于工业废 水处理时日益突出，而且膜处理过程中产生的浓缩液的最终归宿仍是一个长 期困扰着人们的问题。上述因素在很大程度上限制了吸附法及膜分离技术在 焦化废水深度处理中的应用，而寻求一种处理效果良好、无二次污染且可使 焦化废水中有机物得到有效分解的处理系统及处理工艺是焦化废水深度处理 需要解决的问题。

实用新型内容
基于上述现有技术存在的缺点，本实用新型实施方式提供一种实现焦化 废水回用的处理系统，通过应用于焦化废水深度处理的组合工艺，在保证经
济、适用的前提下，使处理后水的COD及其它指标达到工业回用水标准。 本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的
本实用新型实施例提供 一 种实现焦化废水回用的处理系统，该系统包
括
混凝沉淀池、光催化03氧化装置和过滤装置；其中，所述混凝沉淀池上设 有引入生化出水的进水口、沉淀物排出口，混凝沉淀池的出水口与所述光催 化03氧化装置的进水口连接，所述光催化03氧化装置的出水口与过滤装置的进 水口连接，所述过滤装置上设有连接回用管路的出水口。
所述系统还包括尾气收集处理装置，所述尾气收集处理装置与光催化03氧化装置上设置的排气口连接。
所述过滤装置为活性炭过滤罐。
所述光催化03氧化装置包括光催化03反应器和03发生装置；所述03发生 装置的供应口与光催化03反应器的03输入口连接。
所述光催化03反应器包括反应器本体、微孔纯钛曝气装置和单端浸没式 低压紫外灯；所述反应器本体为容器结构，其上设有井水口和出水口，所述 反应器本体底部设置所述微孔纯钛曝气装置，所述微孔纯钛曝气装置的进气 口与反应器本体的03输入口连接，所述单端浸没式低压紫外灯设置在所述反应 器本体内的上端。
所述单端浸没式低压紫外灯由紫外灯与紫外灯外面设置的石英套管构成。
所述微孔纯钛曝气装置的曝气孔直径为O. 1 ~ l隨。
所述混凝沉淀池上还设有混凝剂投入口 ，所述混凝剂投入口单独设置混 凝沉淀池上，或所述混凝剂投入口设置在混凝沉淀池的进水口上。
由上述本实用新型实施方式提供的技术方案可以看出，本实用新型实施 方式通过将混凝沉淀池、光催化03氧化装置和过滤装置有机结合，完成对焦化 废水进行混凝、光催化03氧化及过滤等三段式处理，可将焦化废水中难生物降 解的有毒、复杂高分子有机化合物分解为小分子化合物或直接矿化，使其C0D 满足生产回用水标准，并可进一步降低氨氮浓度，同时具有脱色、除臭、杀 菌的功能。该系统设备筒单，操作和维护方便，处理效果好，无二次污染， 并可节省大量基建费用；同时可减少企业的污水外排，降低新水耗量，具有 良好的环境效益和社会、经济效益。


图1为本实用新型实施例的处理系统各部分连接示意图； 图2为本实用新型实施例的03光催化反应器的结构示意图；图3为本实用新型实施例利用该处理系统处理废水的工艺过程流程图。
具体实施方式

本实用新型实施方式提供一种实现焦化废水回用的处理系统该系统具体 包括混凝沉淀池、光催化03氧化装置和过滤装置；在所述混凝沉淀池上设有 引入所处理的生化出水的进水口和沉淀物排出口 ，混凝沉淀池的出水口与所 述光催化03氧化装置的进水口连接，所述光催化03氧化装置的出水口与过滤装 置的进水口连接，所述过滤装置上设有连接回用管路的出水口。利用该处理 系统可以实现对焦化废水进行混凝、光催化03氧化及过滤等三段式处理，可将 焦化废水中难生物降解的有毒、复杂高分子有机化合物分解为小分子化合物 或直接矿化，使其COD满足生产回用水标准，并可进一步降低氨氮浓度，同时 具有脱色、除臭、杀菌的功能。
为便于理解，
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。
实施例一
本实施例提供一种实现焦化废水回用的处理系统，用于以 一种低成本的 方式对焦化废水进行处理，使处理后的出水可以达到回用标准，该系统如图l 所示，具体包括
混凝沉淀池l、光催化03氧化装置和过滤装置4;其中，所述混凝沉淀池l 上设有引入所处理的生化出水的进水口A和沉淀物排出口D，混凝沉淀池l的出 水口与所述光催化03氧化装置的光催化03反应器2上部设置的进水口连接，所 述光催化03氧化装置的光催化03反应器2的出水口与过滤装置的进水口连接， 所述过滤装置上设有连接回用管路的出水口B,实际中，过滤装置4可以采用 吸附较好的活性炭过滤罐。
在上述系统基础上还可以设置尾气收集处理装置3，在光催化03反应器2上 还设有排出尾气的排气口 ，将所述尾气收集处理装置3与光催化03氧化装置的 光催化03反应器2上设置的排气口连接，用于收集处理光催化03氧化装置的光催化03反应器2排出的尾气。
上述系统中，所述的光催化03氧化装置是核心装置，具体包括光催化03 反应器2和03发生装置5;所述03发生装置5的供应口与光催化03反应器2的03输 入口连接；所述的光催化03反应器2的结构如图2所示，主要由反应器本体21、 微孔纯钛曝气装置23和单端浸没式低压紫外灯构成；其中，所述反应器本体 21为容器结构，其上^:有进水口213、出水口27和排气口24,进水口213和排 气口24均设置在反应器本体21的上端，应用中，混凝沉淀池l的出水口通过管 路28、进水泵29、进水阀210和液体流量计211连接到进水口上，出水口27设 置在反应器本体21的底部，用于通过管路与过滤装置4 (如活性炭过滤罐等 过滤装置)连接，所述的微孔纯钛曝气装置23设在反应器本体21内的底部， 微孔纯钛曝气装置2 3的进气口与反应器本体21的03输入口连接，实际使用中， 03输入口通过气体流量计26、进气阀25与03发生装置5连接，所述单端浸没式 低压紫外灯设置在所述反应器本体21内的上端，可以采用插入的方式设置在 反应器本体21内的上端，当反应器本体21内充满所处理水体时，使单端浸没 式低压紫外灯浸没在所处理的水体中，产生紫外光来催化反应器本体21内所 处理水体与微孔纯钛曝22气装置曝出扩散后03气体进行的反应该单端浸没式低 压紫外灯由紫外灯22和紫外灯外面的石英套管212构成。反应过程中产生的尾 气通过排气口24经管路排出反应器本体， 一般由与该排气口24连接的尾气收 集处理装置3收集处理。
上述系统中，混凝沉淀池1上还可以设置混凝剂投入口C，该混凝剂投入 口C可以单独设置在混凝沉淀池l上，也可以与混凝沉淀池l引入所处理的生化 出水的进水口A合用。
该系统将混凝沉淀池、光催化03氧化装置和过滤装置三部分有机结合，可 实现对焦化废水的混凝、光催化03氧化及过滤三段式处理，且其设备简单、操 作方便，运行成本低，混凝沉淀、过滤与光催化03氧化相配合，达到很好的处 理效果，使出水可完全达到回用标准。另外，单端浸没式紫外灯的使用简化了光催化03氧化装置中的催化氧化反 应设备，更有利于该处理系统的实际使用与推广。
利用本实施例的处理系统，可以用较低的成本，通过混凝、光催化03氧化
及过滤三段工艺组合，对焦化废水进行深度处理，具体处理过程如图3所示， 包括下述步骤
混凝沉淀处理向所处理水体中投加混凝剂，搅拌混合反应后静置沉 淀，使水体中上清液与沉淀物分离，沉淀物直接排放，上清液进入后续步骤 进行光催化03氧化处理；
光催化03氧化处理使所述上清液与曝气扩散成微小气泡的03气体充分接 触，并在紫外光的催化作用下反应完成光催化03氧化处理，去除水体中染污 物；
过滤处理对光催化03氧化处理后的出水进行过滤处理后作为回用水排出。
混凝处理中，向混凝沉淀池的所处理水体中4殳加适量的混凝剂，所用混 凝剂由聚合氯化铝(PAC)和助凝剂聚丙烯酰胺(PAM)组成，混凝剂的投加量为 所处理水体重量的O. 005 ~ 0. 02% ,实际中混凝剂的投加量也可以通过反复实 验加以确定，以保证在最小投药量的前提下达到最佳效果；对投加混凝剂的 水体进行搅拌混合反应20分钟，然后静置30分钟沉淀，静置后的上清液进入 下一步处理工艺，通过底部沉淀物排出口D排出的沉淀物同污泥一起进行处 理；该处理步骤中通过混凝工艺， 一方面可以有效降低焦化废水的COD,减轻 后续处理工艺的负荷；另一方面可以去除生化出水中所含的大部分悬浮物， 有利于充分发挥下 一 工序中光催化氧化反应的效能；
光催化03氧化处理是本实施例的处理系统处理焦化废水的核心部分，实际 用于光催化03氧化处理所采用的光催化03氧化装置是由03发生装置5和光催化03 反应器2构成，光催化03反应器2具体由微孔纯钛曝气装置23、单端浸没式低压 紫外灯及反应器本体21构成，其中，03发生装置5产生的03通入反应器本体21内的微孔纯钛曝气装置23，经微孔纯钛曝气装置23扩散成直径约0. 1 ~ l隨的 微小气泡，在上升过程中与反应器本体21上部的进水口进入的混凝沉淀池1的 混凝沉淀出水充分接触，并在单端浸没式低压紫外灯的紫外灯22发出紫外光 的催化作用下发生一系列化学反应，达到去除水中污染物的目的；在这步处 理中(M乍为一种强氧化剂，它既可与水中有机物发生直接反应，也可在水中 离解出大量的活性自由基(其中.OH是在水中已知氧化剂中最活泼的)，通过 基型反应氧化降解水中大部分有机污染物；但单独03氧化时，.OH利用率较 低，导致氧化产物常为小分子羧酸、酮和醛类物质等，不能彻底降解为C02、 &0和无机物；而在紫外灯的紫外光催化作用下，03分解产生大量.0H，其与 水中溶解性有机物的反应以自由基型反应为主，可使一些小分子有机物继续 发生反应直至矿化；实际中，也可以采用其它催化剂进行催化，如超声 波、&02及一些金属氧化物等，只要达到提高03的自由基产生效率和处理能力 即可。
上述两道工序处理后，为后续的活性炭吸附过滤工艺提供了有利条件， 一方面由于混凝处理去除了焦化废水中绝大部分的胶体和悬浮物，增加了活 性炭的饱和吸附容量，延长其使用周期；另一方面光催化03氧化处理将复杂、 有毒的大分子有机物分解成简单、无毒或低毒的小分子化合物，更易于被活 性炭吸附，且有利于实现其再生。
综上所述，本实用新型实施例中的处理系统将混凝、光催化03氧化和过滤 等工艺有机组合，实现对焦化废水进行深度处理，可以将焦化废水中难生物 降解的有毒、复杂高分子有机化合物分解为小分子化合物或直接矿化，使其 COD满足生产回用水标准，并可进一步降低氨氮浓度，同时具有脱色、除臭、 杀菌的功能。利用该系统的处理工艺效果好，无二次污染，并且系统所用的 装置结构简单，操作和维护方便，并可节省大量基建费用；同时可减少企业 的污水外排，降低新水耗量，具有良好的环境效益和社会、经济效益。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式
，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技 术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之 内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
权利要求1、一种实现焦化废水回用的处理系统，其特征在于，该系统包括混凝沉淀池、光催化O3氧化装置和过滤装置；其中，所述混凝沉淀池上设有引入生化出水的进水口、沉淀物排出口，混凝沉淀池的出水口与所述光催化O3氧化装置的进水口连接，所述光催化O3氧化装置的出水口与过滤装置的进水口连接，所述过滤装置上设有连接回用管路的出水口。
2、 根据权利要求l所述的系统，其特征在于，所述系统还包括尾气收 集处理装置，所述尾气收集处理装置与光催化03氧化装置上设置的排气口连 接。
3、 根据权利要求l所述的系统，其特征在于，所述过滤装置为活性炭过 滤罐。
4、 根据权利要求l所述的系统，其特征在于，所述光催化03氧化装置包 括光催化03反应器和03发生装置；所述03发生装置的供应口与光催化03反应 器的03输入口连接。
5、 根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述光催化03反应器包括 反应器本体、微孔纯钛曝气装置和单端浸没式低压紫外灯；所述反应器本体 为容器结构，其上设有进水口和出水口，所述反应器本体底部设置所述微孔 纯钛曝气装置，所述微孔纯钛曝气装置的进气口与反应器本体的03输入口连 接，所述单端浸没式低压紫外灯设置在所述反应器本体内的上端。
6、 根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述单端浸没式低压紫外 灯由紫外灯与紫外灯外面设置的石英套管构成。
7、 根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述微孔纯钛曝气装置的 曝气孔直径为O. 1 ~ lmm。
8、 根据权利要求l所述的系统，其特征在于，所述混凝沉淀池上还设有 混凝剂投入口，所述混凝剂投入口单独设置混凝沉淀池上，或所述混凝剂投 入口设置在混凝沉淀池的进水口上。
专利摘要本实用新型公开了一种实现焦化废水回用的处理系统，该系统包括混凝沉淀池、光催化O₃氧化装置和过滤装置；其中，所述混凝沉淀池上设有引入生化出水的进水口、沉淀物排出口，混凝沉淀池的出水口与所述光催化O₃氧化装置的进水口连接，所述光催化O₃氧化装置的出水口与过滤装置的进水口连接，所述过滤装置上设有连接回用管路的出水口。通过将混凝沉淀池、光催化O₃氧化装置和过滤装置有机结合，完成对焦化废水进行混凝、光催化O₃氧化及过滤等三段式处理，可将焦化废水中难生物降解的有毒、复杂高分子有机化合物分解为小分子化合物或直接矿化，使其COD满足生产回用水标准，并可进一步降低氨氮浓度，同时具有脱色、除臭、杀菌的功能。
文档编号C02F9/04GK201305522SQ20082012341
公开日2009年9月9日 申请日期2008年10月28日 优先权日2008年10月28日
发明者刘金泉, 迪 吴, 李京旭, 李天增, 王发珍 申请人:北京桑德环境工程有限公司