焦化浓水处理装置的制作方法

1.本实用新型涉及焦化浓水处理技术领域，尤其涉及一种焦化浓水处理装置。


背景技术：

2.我国是焦炭生产大国，也是世界焦炭市场的主要出口国。近几年来，随着我国钢铁行业的迅猛发展，与之相配套的炼焦规模也空前扩大，由此在煤制焦炭、煤气净化和焦化产品回收过程中产生的焦化废水排放量成倍增加。焦化废水组成复杂而多变，所含污染物包括酚类化合物、脂肪族化合物、杂环类化合物和多环芳香烃等，是一种典型的含有难降解有机化合物的工业废水，处理难度较大。
3.为践行国家长江大保护规划，同时提高水资源利用率，缓解部分区域水资源短缺的问题，国内越来越多的钢铁企业对生化处理后的焦化废水实施深度回用。采用反渗透和电渗析技术将焦化废水深度处理后回用作为钢铁企业循环冷却用水，极大实现了焦化废水的减量化。但该处理方法存在的主要问题是电渗析处理后的焦化浓水如何进一步处理。焦化浓水中有机物和氰化物浓度高，如果未经处理而直接排放，势必会对水环境产生严重危害。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种焦化浓水处理装置，不仅能够有效降低焦化浓水中的有机物和氰化物的含量，同时还能降低电催化氧化的能耗和运行成本。
5.为了达到上述目的，本实用新型提供了一种焦化浓水处理装置，包括：
6.第一调节池，用于调节焦化浓水的ph值至酸性：
7.湿式催化氧化组件，包括依次连通的换热器、加热器及湿式催化氧化反应器，所述换热器包括第一进水口、第二进水口、第一出水口及第二出水口，所述第一进水口与所述第一调节池连通以接收所述焦化废水，所述第二进水口与所述湿式催化氧化反应器的出水口连通，所述第一出水口与所述加热器的进水口连通；
8.电催化氧化组件，包括依次连通的第二调节池、过滤单元及电催化氧化反应器，所述第二调节池的进水口与所述换热器的第二出水口连通并用于调节所述焦化浓水的ph值至碱性，所述过滤单元将所述焦化浓水过滤后的滤液送入所述电催化氧化反应器进行电催化氧化处理。
9.可选的，所述电催化氧化反应器包括电解槽及设置在所述电解槽中的阳极和阴极，所述阳极和阴极之间设置有wo3/tio2/ac粒子电极。
10.可选的，所述焦化废水经所述加热器加热后的温度介于120℃
‑
150℃之间。
11.可选的，所述湿式催化氧化反应器中的催化剂为负载型催化剂，所述负载型催化剂的载体为活性氧化铝，所述负载型催化剂的活性成分包括cu、fe、ni、mn、ce和ir中的至少一种。
12.可选的，所述湿式催化氧化反应器的材质为镍基合金、钴基合金、钛合金或陶瓷。
13.可选的，所述焦化浓水处理装置还包括投加泵，所述投加泵用于向所述调节池内添加双氧水。
14.可选的，所述焦化浓水处理装置还包括一级提升泵及二级提升泵，所述换热器通过所述一级提升泵与所述第一调节池连通，所述过滤单元通过所述二级提升泵与所述第二调节池连通。
15.可选的，所述过滤单元包括砂过滤器和/或精密过滤器。
16.可选的，所述焦化浓水处理装置还包括气液分离器，所述第二调节池的进水口通过所述气液分离器与所述换热器的第二出水口连通。
17.本实用新型提供了一种焦化浓水处理装置，先采用湿式催化氧化处理工艺将所述焦化浓水中的高浓度有机物和氰化物氧化分解，然后采用电催化氧化处理工艺对所述焦化浓水中剩余的难降解的有机物和氰化物进行处理，通过采用湿式催化氧化和电催化氧化耦合工艺处理焦化浓水，两者产生协同效应，不仅能够有效降低焦化浓水中的有机物和氰化物的含量，使处理后的焦化浓水达到炼焦行业污染物排放间接排放标准，满足洗煤、熄焦和高炉冲渣的要求，同时还能降低电催化氧化的能耗和运行成本，相比传统的仅采用电催化氧化处理能耗更低。
附图说明
18.图1为本实用新型实施例提供的焦化浓水处理装置的示意图；
19.其中，附图标记为：
[0020]1‑
第一调节池；2
‑
换热器；3
‑
加热器；4
‑
湿式催化氧化反应器；5
‑
第二调节池；6
‑
过滤单元；7
‑
电催化氧化反应器；8
‑
一级提升泵；9
‑
气液分离器；10
‑
二级提升泵。
具体实施方式
[0021]
正如背景技术所述，焦化浓水中有机物和氰化物浓度高，如果未经处理而直接排放，势必会对水环境产生严重危害。
[0022]
本实用新型根据焦化浓水的水质水量情况，提供了一种焦化浓水处理及处理方法，能够快速、高效的去除焦化浓水中的有机物和氰化物，使处理后的焦化浓水达到炼焦行业污染物排放间接排放标准，满足洗煤、熄焦和高炉冲渣的要求。
[0023]
下面将结合示意图对本实用新型的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。
[0024]
如图1所示，本实施例提供了一种焦化浓水处理装置，包括：
[0025]
第一调节池1，用于调节焦化浓水的ph值至酸性：
[0026]
湿式催化氧化组件，包括依次连通的换热器2、加热器3及湿式催化氧化反应器4，所述换热器2包括第一进水口、第二进水口、第一出水口及第二出水口，所述第一进水口与所述第一调节池1连通以接收所述焦化废水，所述第二进水口与所述湿式催化氧化反应器4的出水口连通，所述第一出水口与所述加热器3的进水口连通；
[0027]
电催化氧化组件，包括依次连通的第二调节池5、过滤单元6及电催化氧化反应器7，所述第二调节池5的进水口与所述换热器2的第二出水口连通并用于调节所述焦化浓水
的ph值至碱性，所述过滤单元6将所述焦化浓水过滤后的滤液送入所述电催化氧化反应器7进行电催化氧化处理。
[0028]
具体的，本实施例提供的焦化浓水处理装置用于去除焦化浓水中的有机物和氰化物，所述焦化浓水的水质特征为：tds(总溶解固体)为100000～160000mg/l，有机物为400～700mg/l，氰化物为0.7～2.5mg/l。
[0029]
请继续参照图1，所述焦化浓水通过进水泵进入所述第一调节池1，所述第一调节池1内添加有废酸液，能够将所述焦化浓水的ph值调节至3
‑
5之间，以便于提高对所述焦化浓水进行湿化催化氧化的处理效果。
[0030]
优选的，所述焦化浓水处理装置还包括投加泵，所述投加泵用于向所述调节池内添加双氧水。双氧水在催化氧化系统中能够产生高浓度的羟基自由基，极大地提高焦化浓水的氧化效果。
[0031]
请继续参照图1，所述第一调节池1与所述换热器2之间设置有一级提升泵8，所述一级提升泵8与所述换热器2的进水口连通，所述酸化后的焦化浓水经由所述一级提升泵8送入所述换热器2内。本实施例中，所述焦化浓水经过一级提升泵8和空气压缩机提供的空气混合后进入换热器2，以增加焦化浓水中的氧气。
[0032]
请继续参照图1，所述焦化浓水经由所述换热器2换热后，再通过所述加热器3进一步加热，然后从湿式催化氧化反应器4的底部进入，经过湿式催化氧化处理后的焦化浓水回流至所述换热器2内，以与待处理的焦化浓水进行换热，进而减少热量损失，降低能耗成本。本实施例中，所述焦化浓水经所述换热器2换热后的温度介于50℃
‑
60℃之间，升温后的焦化浓水经所述加热器3进一步加热后的温度介于120℃
‑
150℃之间，通过对焦化浓水进行加热，以提高所述湿式催化氧化的氧化效果。
[0033]
本实施例中，所述湿式催化氧化反应器4中的反应压力0.4～0.6mpa，焦化浓水停留时间60～100min。经过湿式催化氧化反应器4处理后，焦化浓水中的部分有机物被直接氧化分解，同时氰化物被氧化成氰酸，并进一步被氧化成二氧化碳和硝酸盐。湿式催化氧化处理后的出水中，有机物为250～380mg/l，氰化物为0.4～1.8mg/l。
[0034]
本实施例中，所述湿式催化氧化反应器4的材质为镍基合金、钴基合金、钛合金或陶瓷，能有效抵制强氧化剂和强酸性条件下产生的严重腐蚀。
[0035]
本实施例中，所述湿式催化氧化反应器4中的催化剂为负载型催化剂，所述负载型催化剂的载体为活性氧化铝，所述负载型催化剂的活性成分包括cu、fe、ni、mn、ce和ir中的至少一种。活性成分在负载型催化剂中的占比为0.5％～10％。通过负载型催化剂降低了氧化反应过程中产生羟基自由基所需的活化能，保证催化氧化反应在较低温度和压力下进行。所述负载型催化剂的填充体积与焦化浓水的体积之比介于五分之一至五分之二之间。
[0036]
请继续参照图1，湿式催化氧化后的焦化浓水通过所述第二进水口回流至所述换热器2换热后，然后通过所述第二出水口进入第二调节池5。本实施例中，所述第二调节池5中添加有浓碱废水，以使所述焦化浓水的ph介于6～8之间，以提高电催化氧化的处理效果。
[0037]
本实施例中，所述焦化浓水处理装置还包括气液分离器9，所述第二调节池5的进水口通过所述气液分离器9与所述换热器2的第二出水口连通。由于所述焦化浓水在所述湿式催化氧化处理过程中会产生气体，通过所述气液分离器9进行气体和液体分离，分离出的气体可通过气体净化装置例如活性炭处理后进行排放，分离出的液体进入第二调节池5进
一步处理。
[0038]
所述碱化后的焦化浓水通过二级提升泵10进入过滤单元6进行过滤，以去除所述焦化浓水中的悬浮物。所述过滤单元6包括砂过滤器和/或精密过滤器。本实施例中，所述过滤单元6包括砂过滤器和精密过滤器。所述精密过滤器为可以是平板膜、管式超滤膜、毛细管式超滤膜、多孔超滤膜和中空纤维超滤膜过滤器中的一种，其滤芯材料为ptfe、pp和醋酸纤维中的一种，滤芯孔径为0.5um或1um。
[0039]
请继续参照图1，过滤后的焦化浓水从电催化氧化反应器7的顶部进入，所述电催化氧化反应器7包括电解槽及设置在所述电解槽中的阳极和阴极，所述阳极和阴极之间设置有wo3/tio2/ac粒子电极。wo3/tio2/ac粒子电极具有高传质能力和催化能力，可将焦化浓水中剩余的难降解的有机物和氰化物快速氧化分解，同时生成次氯酸根、氧自由基、羟基自由基等活性基团实现间接氧化，进一步提高了有机物和氰化物的去除效率，从而降低能耗和运行成本。
[0040]
本实施例中，所述阳极为表面涂覆金属氧化物组合ru+ir和pt+ir的钛基电极中的一种，阴极是石墨、不锈钢和钛板中的一种，所述阳极与所述阴极之间的间距1～3cm。所述wo3/tio2/ac粒子电极用玻璃纤维网将其与极板隔离。
[0041]
本实施例中，电催化氧化反应器7的工作电流为200～600a，电压为3～6v，焦化浓水停留时间为20～60min。优选的，所述电催化氧化反应器7上设置有倒极开关，催化氧化反应后可切换开关至倒极档位，倒极3～5min，可有效剥离极板表面的污垢，延长极板的使用寿命。
[0042]
所述焦化浓水经过整个工艺后，焦化浓水出水水质为tds为110000～148000mg/l，有机物为90～150mg/l，氰化物为0～0.2mg/l，达到《炼焦化学工业污染物排放标准》的间接排放标准，满足洗煤、熄焦和高炉冲渣的要求。
[0043]
基于此，本技术还提供了一种焦化浓水处理方法，包括：
[0044]
步骤s1：调节焦化浓水的ph值至酸性；
[0045]
步骤s2：将ph值为酸性的焦化浓水加热至设定温度后，进行湿式催化氧化处理；
[0046]
步骤s3：调节湿式催化氧化处理后的焦化浓水的ph值至碱性；
[0047]
步骤s4：对ph值为碱性的焦化浓水进行过滤，将过滤后的滤液进行电催化氧化处理。
[0048]
具体的，结合他图1，先执行步骤s1，焦化浓水通过进水泵进入所述第一调节池1，所述第一调节池1中添加有废酸液，能够将所述焦化浓水的ph值调节至3
‑
5之间，以便于提高对所述焦化浓水进行湿化氧化的处理效果。
[0049]
然后执行步骤s2，所述酸化后的焦化浓水经由所述一级提升泵8送入所述换热器2内进行初步加热，然后再通过加热器3加热至设定温度，本实施例中，所述设定温度介于120℃
‑
150℃之间。加热至设定温度的焦化浓水送入湿式催化氧化反应器4进行处理，将高浓度的有机物和氰化物氧化分解。
[0050]
接着执行步骤s3，通过第二调节池5调节湿式催化氧化处理后的焦化浓水的ph值至碱性，所述第二调节池5中添加有浓碱废水，以使所述焦化浓水的ph介于6～8之间，以提高电催化氧化的处理效果。
[0051]
接着执行步骤s4，通过过滤单元6对ph值为碱性的焦化浓水进行过滤，以去除所述
焦化浓水中的悬浮物。将过滤后的滤液进行电催化氧化处理，对剩余的难降解的有机物和氰化物进行处理，进一步去除焦化浓水中的有机物和氰化物，使处理后的焦化浓水达到炼焦行业污染物排放间接排放标准，满足洗煤、熄焦和高炉冲渣的要求。
[0052]
综上，本实用新型实施例提供了一种焦化浓水处理装置，先采用湿式催化氧化处理工艺将所述焦化浓水中的高浓度有机物和氰化物氧化分解，然后采用电催化氧化处理工艺对所述焦化浓水中剩余的难降解的有机物和氰化物进行处理，通过采用湿式催化氧化和电催化氧化耦合工艺处理焦化浓水，两者产生协同效应，不仅能够有效降低焦化浓水中的有机物和氰化物的含量，使处理后的焦化浓水达到炼焦行业污染物排放间接排放标准，满足洗煤、熄焦和高炉冲渣的要求，同时还能降低电催化氧化的能耗和运行成本，相比传统的仅采用电催化氧化处理能耗更低。
[0053]
上述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不对本实用新型起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型的技术方案的范围内，对本实用新型揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本实用新型的技术方案的内容，仍属于本实用新型的保护范围之内。