公布日：2024.12.24
申請日：2024.10.22
分類號：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/36(2023.01)N;C02F1/72(2023.01)N;C02F1/00(2023.01)N;C02F1/44(2023.01)N;C02F1/66(2023.01)N;C02F1/52(2023.01)N;C02F1/
28(2023.01)N;C02F1/42(2023.01)N;C02F1/469(2023.01)N;C02F103/34(2006.01)N;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本發明提供一種實現焦化廢水零排放及資源化利用的系統，其首先通過一級處理模塊對焦化廢水后處理出水進行一級處理后得到一級產水和一級濃水，之后通過二級處理模塊對一級濃水進行二級處理后得到二級產水和二級濃水，再之后通過三級處理模塊對二級濃水進行三級處理后得到低濃鹽水、堿性溶液和酸性溶液；上述實現焦化廢水零排放及資源化利用的系統經廢水處理工序處理得到的一級產水和二級產水均可回用于工業水系統，低濃鹽水可回用于二級處理模塊中的二級反滲透裝置，堿性溶液和酸性溶液可回用于廢水處理工序以及鋼廠的煉鋼和軋鋼主工序，從而使整體回收率高達100%，進而有效地使鋼焦聯產企業實現焦化廢水的零排放和資源化。
權利要求書
1.一種實現焦化廢水零排放及資源化利用的系統，其特征在于，包括依次連接的一級處理模塊、二級處理模塊和三級處理模塊；其中，所述一級處理模塊用于對焦化廢水后處理出水進行一級處理后得到一級產水和一級濃水；所述二級處理模塊用于分別對所述一級濃水進行二級處理后得到二級產水和二級濃水；所述三級處理模塊用于對所述二級濃水進行三級處理后得到低濃鹽水、堿性溶液和酸性溶液；所述一級產水和所述二級產水均可回用于工業水系統。
2.根據權利要求1所述的實現焦化廢水零排放及資源化利用的系統，其特征在于，所述一級處理模塊包括依次連接的一級超聲波催化氧化池、一級多介質過濾器、一級自清洗過濾器、一級超濾裝置以及一級反滲透裝置；其中，所述一級超聲波催化氧化池用于對所述焦化廢水后處理出水進行一次催化氧化和一次紊流化后形成第一廢水；所述一級多介質過濾器用于對所述第一廢水進行一次過濾處理；所述一級自清洗過濾器用于對所述第一廢水進行二次過濾處理；所述一級超濾裝置用于對所述第一廢水進行超濾處理；所述一級反滲透裝置用于對所述第一廢水進行反滲透處理后得到所述一級產水和所述一級濃水，并將所述一級產水輸送至產水回用池。
3.根據權利要求2所述的實現焦化廢水零排放及資源化利用的系統，其特征在于，所述一級超聲波催化氧化池中：超聲波裝置的頻率為50~500kHz，TiO2催化劑投加量為100～300mg/L，pH設置在5~7；所述一級自清洗過濾器的過濾精度為50μm，所述一級超濾裝置的設計通量為35~45LMH，所述一級反滲透裝置的設計通量為14~18LMH。
4.根據權利要求2所述的實現焦化廢水零排放及資源化利用的系統，其特征在于，所述二級處理模塊包括依次連接的二級超聲波催化氧化池、一級高效沉淀池、二級多介質過濾器、二級自清洗過濾器、二級超濾裝置、納濾裝置以及二級反滲透裝置；其中，所述二級超聲波催化氧化池用于對所述一級濃水進行二次催化氧化和二次紊流化后形成第二廢水；所述一級高效沉淀池用于對所述第二廢水中的懸浮物、有機物和硬度進行去除；所述二級多介質過濾器用于對所述第二廢水進行一次過濾處理；所述二級自清洗過濾器用于對所述第二廢水進行二次過濾處理；所述二級超濾裝置用于對所述第二廢水進行超濾處理；所述納濾裝置用于對所述第二廢水進行納濾處理后形成第三廢水和所述二級濃水；所述二級反滲透裝置用于對所述第三廢水進行反滲透處理后得到所述二級產水和所述二級濃水，并將所述二級產水輸送至所述產水回用池。
5.根據權利要求4所述的實現焦化廢水零排放及資源化利用的系統，其特征在于，所述二級超聲波催化氧化池中：超聲波裝置的頻率為300~600kHz，TiO2催化劑投加量為200～400mg/L，pH設置在4~6；所述二級多介質過濾器的過濾流速為8～10m/h，所述二級超濾裝置的設計通量為35~40LMH，所述納濾裝置的設計通量為10~13LMH，所述二級反滲透裝置的設計通量為13~16LMH。
6.根據權利要求4所述的實現焦化廢水零排放及資源化利用的系統，其特征在于，所述三級處理模塊包括依次連接的二級高效沉淀池、吸附氧化池、樹脂除硬除碳罐以及雙極膜裝置；其中，所述二級高效沉淀池用于對所述二級廢水中的懸浮物、有機物和硬度進行去除后形成第四廢水；所述吸附氧化池用于對所述第四廢水中難生物降解的有機物進行氧化去除；所述樹脂除硬除碳罐用于對所述第四廢水中的硬度和有機物進行完全去除；所述雙極膜裝置用于將所述第四廢水制備成含氫氧化鈉的所述堿性溶液、含鹽酸和硫酸的所述酸性溶液以及所述低濃鹽水。
7.根據權利要求6所述的實現焦化廢水零排放及資源化利用的系統，其特征在于，所述一級高效沉淀池以及所述二級高效沉淀池均包括pH調整池、混凝池、絮凝池和濃縮沉淀池。
8.根據權利要求6所述的實現焦化廢水零排放及資源化利用的系統，其特征在于，所述吸附氧化池內依次設置調酸池、活性炭接觸池、反應池、調堿池以及沉淀池，所述活性炭接觸池中的活性炭采用碘值500~800，亞甲基藍值為10~16，所述調酸池的pH為2~4；所述樹脂除硬除碳罐的罐內設置除硬專用樹脂和除有機物專用樹脂，出水硬度控制在1mg/L以下，有機物控制在30mg/L以下。
9.根據權利要求6所述的實現焦化廢水零排放及資源化利用的系統，其特征在于，所述雙極膜裝置用于將所述第四廢水制備成質量濃度為8%~10%的所述堿性溶液的質量濃度為8%~10%，所述酸性溶液的質量濃度為8%~11%。
10.根據權利要求9所述的實現焦化廢水零排放及資源化利用的系統，其特征在于，所述堿性溶液分別回用于所述一級高效沉淀池、所述二級高效沉淀池、所述吸附氧化池和鋼廠的煉鋼工序；所述酸性溶液分別回用于所述一級超聲波催化氧化池、所述二級超聲波催化氧化池、所述吸附氧化池和鋼廠的軋鋼工序；所述低濃鹽水回用于所述二級反滲透裝置中。
發明內容
有鑒于此，本申請提供一種實現焦化廢水零排放及資源化利用的系統，以解決現有的焦化廢水處理技術中，僅生物處理和后處理無法達到工業循環冷卻水補充水的水質要求而無法實現焦化廢水有效回用的問題，以及零排放的鹽分無合理出路的問題。
本發明目的是通過如下技術方案實現的：為達到上述技術目的，本申請采用以下技術方案：本發明提供一種實現焦化廢水零排放及資源化利用的系統，包括依次連接的一級處理模塊、二級處理模塊和三級處理模塊；其中，一級處理模塊用于對焦化廢水后處理出水進行一級處理后得到一級產水和一級濃水；二級處理模塊用于分別對一級濃水進行二級處理后得到二級產水和二級濃水；三級處理模塊用于對二級濃水進行三級處理后得到低濃鹽水、堿性溶液和酸性溶液；一級產水和二級產水均可回用于工業水系統。
優選地，一級處理模塊包括依次連接的一級超聲波催化氧化池、一級多介質過濾器、一級自清洗過濾器、一級超濾裝置以及一級反滲透裝置；其中，一級超聲波催化氧化池用于對焦化廢水后處理出水進行一次催化氧化和一次紊流化后形成第一廢水；一級多介質過濾器用于對第一廢水進行一次過濾處理；一級自清洗過濾器用于對第一廢水進行二次過濾處理；一級超濾裝置用于對第一廢水進行超濾處理；一級反滲透裝置用于對第一廢水進行反滲透處理后得到一級產水和一級濃水，并將一級產水輸送至產水回用池。
優選地，一級超聲波催化氧化池中：超聲波裝置的頻率為50~500kHz，TiO2催化劑投加量為100～300mg/L，pH設置在5~7；一級自清洗過濾器的過濾精度為50μm，一級超濾裝置的設計通量為35~45LMH，一級反滲透裝置的設計通量為14~18LMH。
優選地，二級處理模塊包括依次連接的二級超聲波催化氧化池、一級高效沉淀池、二級多介質過濾器、二級自清洗過濾器、二級超濾裝置、納濾裝置以及二級反滲透裝置；其中，二級超聲波催化氧化池用于對一級濃水進行二次催化氧化和二次紊流化后形成第二廢水；一級高效沉淀池用于對第二廢水中的懸浮物、有機物和硬度進行去除；二級多介質過濾器用于對第二廢水進行一次過濾處理；二級自清洗過濾器用于對第二廢水進行二次過濾處理；二級超濾裝置用于對第二廢水進行超濾處理；納濾裝置用于對第二廢水進行納濾處理后形成第三廢水和二級濃水；二級反滲透裝置用于對第三廢水進行反滲透處理后得到二級產水和二級濃水，并將二級產水輸送至產水回用池。
優選地，二級超聲波催化氧化池中：超聲波裝置的頻率為300~600kHz，TiO2催化劑投加量為200～400mg/L，pH設置在4~6；二級多介質過濾器的過濾流速為8～10m/h，二級超濾裝置的設計通量為35~40LMH，納濾裝置的設計通量為10~13LMH，二級反滲透裝置的設計通量為13~16LMH。
優選地，三級處理模塊包括依次連接的二級高效沉淀池、吸附氧化池、樹脂除硬除碳罐以及雙極膜裝置；其中，二級高效沉淀池用于對二級廢水中的懸浮物、有機物和硬度進行去除后形成第四廢水；吸附氧化池用于對第四廢水中難生物降解的有機物進行氧化去除；樹脂除硬除碳罐用于對第四廢水中的硬度和有機物進行完全去除；雙極膜裝置用于將第四廢水制備成含氫氧化鈉的堿性溶液、含鹽酸和硫酸的酸性溶液以及低濃鹽水。
優選地，一級高效沉淀池以及二級高效沉淀池均包括pH調整池、混凝池、絮凝池和濃縮沉淀池。
優選地，吸附氧化池內依次設置調酸池、活性炭接觸池、反應池、調堿池以及沉淀池，活性炭接觸池中的活性炭采用碘值500~800，亞甲基藍值為10~16，調酸池的pH為2~4；樹脂除硬除碳罐的罐內設置除硬專用樹脂和除有機物專用樹脂，出水硬度控制在1mg/L以下，有機物控制在30mg/L以下。
優選地，雙極膜裝置用于將第四廢水制備成質量濃度為8%~10%的堿性溶液的質量濃度為8%~10%，酸性溶液的質量濃度為8%~11%。優選地，堿性溶液分別回用于一級高效沉淀池、二級高效沉淀池、吸附氧化池和鋼廠的煉鋼工序；酸性溶液分別回用于一級超聲波催化氧化池、二級超聲波催化氧化池、吸附氧化池和鋼廠的軋鋼工序；低濃鹽水回用于二級反滲透裝置中。
有益效果：本發明提供一種實現焦化廢水零排放及資源化利用的系統，其首先通過一級處理模塊對焦化廢水后處理出水進行一級處理后得到一級產水和一級濃水，之后通過二級處理模塊對一級濃水進行二級處理后得到二級產水和二級濃水，再之后通過三級處理模塊對二級濃水進行三級處理后得到低濃鹽水、堿性溶液和酸性溶液；上述實現焦化廢水零排放及資源化利用的系統經廢水處理工序處理得到的一級產水和二級產水均可回用于工業水系統，低濃鹽水可回用于二級處理模塊中的二級反滲透裝置，堿性溶液和酸性溶液可回用于廢水處理工序以及鋼廠的煉鋼和軋鋼主工序，從而使整體回收率高達100%，進而有效地使鋼焦聯產企業實現焦化廢水的零排放和資源化。
（發明人：龔浩;吳朝陽;孫勇;陳麗娜;謝裕疇;陳濤;馮馳;胡正茂;陳國志;孟凡凡）
