一种深度处理焦化浓盐水的近零排放系统的制作方法

1.本发明涉及焦化废水处理系统技术领域，具体涉及一种深度处理焦化浓盐水的近零排放系统。


背景技术：

2.焦化废水成分复杂，含有酚类、多环芳香族化合物及氮、氧、硫的杂环化合物等污染物，是一种典型的含难降解有机化合物、高浓度、高污染、有毒、较难处理的工业废水，其含有大量危害人体和污染环境的有机和无机有害物质。目前企业大多采用“生化处理 深度处理”的处理工艺，处理后系统产水用于回用，回收率一般在70％左右，系统产生的浓水经达标处理后用于熄焦、高炉冲渣处理或直接排放，并未实现近零排放，不仅会污染地表水和地下水，也会造成水资源的浪费。
3.近几年来，随着重工业的不断发展，焦化废水排放量不断增加，为了防止废水对环境构成严重的威胁，保护有限的水资源，必须对焦化废水处理工艺进行优化。因此，对于焦化废水的处理，达标排放是最基本的要求，实现焦化废水回用，达到近零排放，实现水资源的再利用，才是焦化废水处理的最终目的。
4.因此，如何提高焦化废水处理系统中回用水产生量，减少水资源浪费，实现焦化废水近零排放，是现阶段企业亟待解决的问题。
5.通过检索，发现以下两个与本发明专利申请相关的专利公开文献。
6.现有技术公开了焦化废水零排放处理系统，该系统由深度处理工艺和脱氨氮膜装置组成。在原生化处理的基础上对焦化废水做深度处理后采用先进的脱氨氮膜(改性抗污染膜)分离技术，可将氨氯与水分离，处理后膜的泼水为低纯水，可回用做循环冷凝水；膜的浓水(富含氧氨)也可回用做熄焦水，使焦化废水达到零排放。
7.该专利零排放系统中主要存在以下问题：(1)生化后的焦化废水采用先进的脱氨氮膜分离技术，仅将废水中氨氮脱除，其他有机物和cod等污染物并未脱除；(2)膜的浓水用作熄焦水，并未真正实现零排放。
8.现有技术还公开了焦化废水零排放处理方法。该系统包括：对焦化废水进行预处理，预处理包括絮凝处理、超滤处理及软化水处理；对预处理后的焦化废水进行一级纳滤处理，得到一级纳滤产水及一级纳滤浓水；对一级纳滤浓水进行二级纳滤处理、活性炭吸附处理、管式微滤处理及三级纳滤处理，得到三级纳滤浓水及三级纳滤产水；对三级纳滤浓水进行电驱动膜浓缩处理及蒸发结晶处理，得到工业级硫酸钠产品；对一级纳滤产水、二级纳滤产水及三级纳滤产水进行反渗透膜浓缩处理、管式微滤处理、电驱动膜浓缩处理及蒸发结晶处理，得到工业级氯化钠产品。通过将焦化废水中的有机物、无机物等污染物去除，并将氯化钠和硫酸钠分离并浓缩，实现了焦化废水的零排放。
9.该专利采用纳滤分盐，将焦化废水中的氯化钠和硫酸钠分离，并通过蒸发浓缩得到氯化钠盐及硫酸钠盐产品，从而实现废水零排放。存在问题有：(1)焦化废水中cod含量高，普通纳滤膜污染严重，冲洗频率高，导致膜寿命大幅降低；(2)纳滤膜浓缩倍数低，导致
蒸发负荷大，成本高；(3)因焦化废水成分复杂，通过纳滤分盐及蒸发得到的产品盐纯度不高，市场利用价值不高。


技术实现要素：

10.为此，本发明提供一种深度处理焦化浓盐水的近零排放系统，以解决现有技术中存在的至少一个问题。
11.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
12.根据本发明，提供了一种深度处理焦化浓盐水的近零排放系统，包括调节池系统、dtro预处理系统、过滤器、dtro膜浓缩系统、产水箱、浓水箱、蒸发预处理系统、蒸发结晶系统、母液干燥系统、污泥暂存池、污泥浓缩池和污泥处置系统；其中，所述调节池系统、所述dtro预处理系统、所述过滤器、所述dtro膜浓缩系统、所述浓水箱、所述蒸发预处理系统、所述蒸发结晶系统、所述母液干燥系统依次相连通；所述dtro预处理系统及所述蒸发预处理系统均与污泥暂存池相连通；所述污泥暂存池、所述污泥浓缩池和所述污泥处置系统依次连通；所述过滤器及所述污泥浓缩池均与所述调节池系统相连通。
13.进一步地，所述过滤器设有反洗水排出口，所述过滤器通过所述反洗水排出口与所述调节池系统连通。
14.进一步地，所述产水箱与所述过滤器相连通。
15.进一步地，所述调节池系统包括调节池和搅拌器，所述调节池的内部设置所述搅拌器。
16.进一步地，所述搅拌器为潜水搅拌器或顶进式搅拌器。
17.进一步地，所述蒸发结晶系统为三效蒸发结晶系统。
18.进一步地，所述母液干燥系统包括滚筒刮板式干燥机，所述滚筒刮板式干燥机的杂盐出口与杂盐收集装置相连，所述滚筒刮板式干燥机的废气出口与废气处理系统相连。
19.进一步地，所述过滤器为纤维过滤器；所述纤维过滤器的罐体内设置过滤单元，所述过滤单元包括纤维束。
20.进一步地，所述dtro预处理系统及所述蒸发预处理系统均设置有高密度沉淀池，所述高密度沉淀池设置有反应区、絮凝区和沉淀区。
21.进一步地，所述dtro膜浓缩系统包括dtro保安过滤器、dtro膜组件和dtro清洗装置，所述dtro保安过滤器为芯式过滤器，所述dtro膜组件包括高压泵、循环泵、dtro膜柱、产水箱和浓水箱；所述dtro清洗装置包括碱洗加药箱和酸洗加药箱。
22.本发明具有如下优点：
23.本发明中将多个工艺系统合理的结合起来，从而形成深度处理焦化浓盐水的近零排放系统，解决了焦化浓盐水因成分复杂、有机物含量高、cod浓度高等影响因素，导致焦化浓盐水难处理、产水率低、系统易结构堵塞、无法实现零排等困难，从而提高了浓盐水的产水率，降低了系统的清洗频率，减小了系统堵塞腐蚀风险，实现了焦化浓盐水的近零排放。
24.本发明中的dtro预处理系统及蒸发预处理系统采用高密度沉淀池，它将混凝、絮凝、斜管沉淀和污泥浓缩功能集合于一体，并通过沉淀泥渣的回流，为絮凝过程提供核体，保证形成絮体颗粒大而密实，从而有利于固液的沉淀分离效果。高密度沉淀池采用矩形池体，结构简单、占地少；采用污泥回流，大大提高絮凝效果，缩短絮凝时间；采用磁絮凝技术，
通过絮凝、吸引、附着、电荷吸附等作用将水体中的微小悬浮物、胶体、细菌等不溶性污染物与磁粉有效结合，形成更大体积和密度的磁性絮体，再通过超磁分离设备产生的高强磁场，在强磁场力的作用下，使微絮凝体克服流体的阻力和自身的重力，产生快速的定向运动，强化了絮凝效果，能够捕捉凝聚更微小粒径的污染物，絮体沉降快，水体净化效果优异，出水清澈透明；沉淀池排出的混合污泥通过磁分离装置将磁粉和污泥分离，分离出的磁粉返回絮凝池参与反应，实现回收循环利用，节约成本；分离出的污泥部分回流至絮凝池，增加浓盐水中污泥浓度，使浓盐水中快速形成矾花絮体，回流污泥颗粒能够增加絮体的沉降速度，同时污泥中生物絮体的絮凝吸附作用能够较大程度的提高污染物的去除率，起到强化悬浮物处理的效果，同时可以避免过量投加药剂；分理出的剩余污泥输送至污泥暂存池进行后续处理。
25.本发明中的过滤器为纤维过滤器，利用纤维束拦截浓盐水中悬浮物、有机物及部分重金属离子，从而降低原水中浊度，保证dtro膜浓缩系统能够长期稳定运行。
26.本发明中的dtro膜浓缩系统采用碟管式反渗透膜，对浓盐水进行减量浓缩；dtro膜系统是密闭的系统，不受外界的干扰，不受可生化性等因素的影响，系统稳定、产水率高；膜组件的浓盐水流程短、流道宽，使得膜污染程度降低，克服了其他膜组件容易堵塞的缺点，对高浓度有机废水的适应性强。
27.另外，因浓盐水中含有cod，经过膜浓缩及蒸发结晶，浓盐水中所含cod浓度较高，需要外排一定量的蒸发母液，来保证蒸发效率。本发明采用母液干燥系统对蒸发母液进行干化处理，得到干燥杂盐及废气，废气经过洗涤塔进行洗涤处理，达标后排放，从而实现焦化浓盐水的近零排放。
附图说明
28.为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。
29.本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
30.图1为根据一示范性实施例示出的一种深度处理焦化浓盐水的近零排放系统的流程示意图；
31.图中：1、调节池系统，2、dtro预处理系统，3、过滤器，4、dtro膜浓缩系统，5、产水箱，6、浓水箱，7、蒸发预处理系统，8、蒸发结晶系统，9、母液干燥系统，10、污泥暂存池，11、污泥浓缩池，12、污泥处置系统。
具体实施方式
32.以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一
部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
33.根据本发明实施例，提供了一种深度处理焦化浓盐水的近零排放系统，如图1所示，包括调节池系统1、dtro(disc tube reverse osmosis，碟管式反渗透)预处理系统2、过滤器3、dtro膜浓缩系统4、产水箱5、浓水箱6、蒸发预处理系统7、蒸发结晶系统8、母液干燥系统9、污泥暂存池10、污泥浓缩池11和污泥处置系统12；其中，所述调节池系统1、所述dtro预处理系统2、所述过滤器3、所述dtro膜浓缩系统4、所述浓水箱6、所述蒸发预处理系统7、所述蒸发结晶系统8、所述母液干燥系统9依次相连通；所述dtro预处理系统2及所述蒸发预处理系统7均与污泥暂存池10相连通；所述污泥暂存池10、所述污泥浓缩池11和所述污泥处置系统12依次连通；所述过滤器3及所述污泥浓缩池11均与所述调节池系统1相连通。
34.所述过滤器3设有反洗水排出口，所述过滤器3通过所述反洗水排出口与所述调节池系统1连通。其中，过滤器3通过反洗水排出口将反洗废水输送到调节池系统1中，从而对反洗废水进行处理。
35.所述产水箱5与所述过滤器3相连通，可将产水箱5中的反洗水输送到过滤器3中进行过滤。
36.所述调节池系统1包括调节池和搅拌器，所述调节池的内部设置所述搅拌器，所述搅拌器用于均质调节池的来水。所述搅拌器为潜水搅拌器或顶进式搅拌器。所述调节池设置浓盐水来水入口、过滤器反洗水回流入口、污泥浓缩池上清液回流口入口等，分别用于实现焦化废水的流入，反洗废水的流入以及污泥浓缩池11中的液体。潜水搅拌器和顶进式搅拌器这两种搅拌器是现有技术中的常见部件，这里对其结构不再进行赘述。
37.所述蒸发结晶系统8为三效蒸发结晶系统。所述三效蒸发结晶系统采用顺流蒸发工艺，主要包括预热器、加热器、分离器、末效冷凝器、强制循环泵、稠厚器、离心机、母液罐等装置；系统产生的鲜蒸汽冷凝水、二次蒸汽冷凝水统一进行回收利用，dtro浓缩液依次经过预热器、加热器、分离器，达到出料浓度后进入稠厚器，稠厚器内的物料经稠厚后进入离心机离心，离心后的结晶杂盐采用吨袋打包，离心产生的母液返回系统继续进行蒸发浓缩，母液中cod(chemical oxygen demand，化学需氧量)达到一定浓度后外排至母液干燥系统进行干燥处理。
38.所述母液干燥系统9包括滚筒刮板式干燥机，所述滚筒刮板式干燥机的杂盐出口与杂盐收集装置相连，杂盐收集装置采集的杂盐外委处置，所述滚筒刮板式干燥机的废气出口与废气处理系统相连。所述滚筒刮板式干燥机采用蒸汽为热源；所述废气处理装置包含引风机及洗涤塔；该引风机的入口与滚筒刮板式干燥机的废气出口相连，该引风机出口与洗涤塔入口相连，洗涤塔出口与大气相连；所述洗涤塔采用多级喷淋装置；所述洗涤塔内设置填料，增大气液接触，提高洗涤效果。
39.所述过滤器3为纤维过滤器；所述纤维过滤器的罐体内设置过滤单元，所述过滤单元包括纤维束。过滤单元有若干套，过滤单元由一定数量纤维束组成；所述纤维过滤器配套设置反洗风机、反洗泵。所述反洗泵入口与产水箱5连接，反洗泵出口与纤维过滤器连接。工作时，设置在罐体外部的回转机构驱动过滤单元旋转，使纤维丝束紧紧缠绕在中心产水组件上，形成微小、细密的滤层，从而对水中的污物起到截留和吸附的作用。当截留的污物增多，压差达到设定值时，过滤器即自动进入反冲洗步骤。反洗时，外部的回转机构带动纤维
丝束彻底放松，在反洗水流和反洗空气的联合作用下，纤维滤层的截留物通过排污管排放出去，然后自动进入过滤状态。
40.所述dtro预处理系统2及所述蒸发预处理系统7均设置有高密度沉淀池，所述高密度沉淀池设置有反应区、絮凝区和沉淀区。所述反应区设置若干反应池，根据实际水质情况，分别投石灰、pfs(polymeric ferric sulfate，聚合硫酸铁)、氢氧化钠、碳酸钠、pam(polyacrylamide，聚丙烯酰胺)等药剂，降低浓盐水的硬度、碱度、氟离子浓度；所述絮凝区投加磁粉，采用磁絮凝技术，使磁粉与污染物絮凝结合成一体，以加强混凝、絮凝的效果，使生成的絮体密度更大、更结实，从而达到高速沉降的目的；系统配套设置磁分离设备，用于分离磁粉与污泥，分离后的磁粉循环利用，分离后的污泥排至污泥暂存池10；所述磁分离设备放置于预处理箱体上方，分离后的磁粉直接落入絮凝池内循环再利用，分离后的污泥靠重力流至污泥暂存池10。
41.所述dtro膜浓缩系统4包括dtro保安过滤器、dtro膜组件和dtro清洗装置，所述dtro保安过滤器为芯式过滤器，所述dtro膜组件包括高压泵、循环泵、dtro膜柱、产水箱和浓水箱；所述dtro清洗装置包括碱洗加药箱和酸洗加药箱。所述dtro保安过滤器为芯式过滤器，用于拦截浓盐水中大颗粒物质，同时使阻垢剂等药剂与浓盐水均匀掺混；所述dtro膜组件为撬装模块；所述高压泵为离心泵或柱塞泵；所述循环泵为离心泵，根据不同产水率要求，循环泵的数量可为1～3台；所述dtro膜组件根据产水率要求，可设置为1～3段；所述dtro保安过滤器的入口与纤维过滤器的出口相连，dtro保安过滤器的出口与高压泵的入口相连，高压泵的出口连接若干段dtro模组件，每段均有一台循环泵及若干膜柱组成，dtro撬装模块的产水出口与产水箱5相连，浓水出口与浓水箱6相连；所述dtro清洗装置设置一座碱洗加药箱及一座酸洗加药箱；所述碱洗加药箱中加氢氧化钠溶液，所述酸洗加药箱中加入盐酸溶液；所述碱洗加药箱设置清洗加热器；所述清洗加热器可为电加热器或蒸汽盘管加热器；所述dtro清洗装置与高压泵的入口管道相连通，dtro膜组件与dtro清洗装置相连接，从而形成清洗循环回路。
42.所述污泥暂存池10与污泥浓缩池11相连接设置，污泥通过污泥泵输送至污泥浓缩池11，进行浓缩分层，浓缩池上清液返回至调节池系统1进行再处理，污泥浓缩池11的底流污泥通过螺杆泵输送至污泥处置系统12。
43.所述污泥处置系统12采用带式压滤机或板框压滤机，产生的污泥含水率小于70％，污泥外运处置。
44.本发明一种深度处理焦化浓盐水的近零排放系统的工作流程可以如下：
45.原生化处理后浓盐水来水经过调节池稳定水质后，由原水提升泵输送至dtro预处理系统2进行药剂软化处理，软化水进入缓冲水池，在缓冲水池中加入盐酸调节ph至中性后，由泵输送至过滤器3进行过滤，去除浓盐水中胶体及悬浮物，过滤液由高压泵提升进入dtro膜浓缩系统4进行浓缩处理，dtro产水进入产水箱5后回用，dtro浓水进入浓水箱6后由泵输送至蒸发预处理系统7进行软化处理，处理后浓水由进料泵输送至蒸发结晶系统8进行蒸发处理，蒸发产水的冷凝水收集回用，蒸发产生的杂盐收集后集中外委处置，蒸发母液输送至母液干燥系统9进行干燥处理，干燥系统产生的杂盐外运处置；dtro预处理系统2及蒸发预处理系统7产生的化学污泥重力流入污泥暂存池10，然后由泵输送至污泥浓缩池11，经静置排除上清液后，提升到污泥处置系统12进行脱水处理。针对生化处理后的焦化浓盐水
处理，该系统浓盐水先进入dtro预处理系统2，去除原水中的硬度及碱度后进入dtro膜浓缩系统4，从而降低dtro膜浓缩的清洗频率，保证系统长期稳定运行；浓水进入dtro膜浓缩系统4进行减量化处置，产水率可达80％以上，大大减轻蒸发结晶系统8的处理能力，从而降低系统投资成本；dtro浓水先进入蒸发预处理系统7进行除硬、除硅、除氟处理后，进入蒸发结晶系统8，蒸发冷凝水回收利用，蒸发结晶盐回收外运处置，从而实现焦化废水近零排放。
46.更具体的，利用本发明深度处理焦化浓盐水的近零排放系统对某钢厂经生化处理后的焦化浓盐水进行深度处理，得到合格产水。系统处理水量为25m3/h，浓盐水进水水质主要参数如表1所示：
47.表1浓盐水进水水质主要参数
48.序号指标数值单位序号指标数值单位1na

4458mg/l8总硬度1260mg/l2ca
2
184mg/l9ph8.1 3mg
2
192mg/l10全盐量16240mg/l4cl-2820mg/l11氨氮33.6mg/l5so
42
3010mg/l12codcr551mg/l6hco31210mg/l13悬浮物75mg/l7f-100mg/l14全硅(sio2)30mg/l
49.利用上述实施方式所述系统对该生化处理后浓盐水进行深度处理的步骤如下：
50.1)浓盐水与过滤器3的反洗水、污泥浓缩池11的上清液等来水进入调节池，在搅拌器作用下调质，混合均匀后通过离心泵输送至dtro预处理系统2。
51.2)浓盐水进入dtro预处理系统2中，通过投加石灰、pfs、氢氧化钠、碳酸钠、pam、高效除氟剂等药剂对浓盐水进行软化处理，去除浓盐水中钙例子、镁离子、氟离子等污染物质，使软化后浓盐水总硬达到150mg/l，氟离子浓度达到10mg/l，全硅(sio2)浓度达到20mg/l，从而降低后端dtro膜浓缩系统4的清洗频率及结垢风险，使系统能够长期稳定运行。
52.3)经过软化处理后的浓盐水进入过滤器3，悬浮物经过过滤器3的过滤拦截后，浓度达到20mg/l。过滤器3配套设置反洗泵及反洗风机，定期对纤维过滤器进行反洗，以恢复纤维过滤器的过滤功能。
53.4)经过过滤后的浓盐水进入dtro膜浓缩系统4，经过dtro膜浓缩后，得到产水20m3/h，浓水5m3/h，产水率达到80％。产水水质满足《hg/t3923-2007循环冷却水用再生水水质标准》后回用，浓水进入下一系统进行处理。部分产水用作反洗过滤器3以及dtro膜浓缩系统4的化学清洗，避免系统结垢堵塞。
54.5)浓盐水经过dtro膜浓缩系统4，使得dtro浓水中总硬、氟离子浓度等污染物增加了5倍，总硬达到750mg/l，氟离子浓度达到50mg/l，全硅达到100mg/l，直接进入蒸发结晶系统8容易导致蒸发系统结垢、钛材腐蚀等影响，换热效率将大大降低，因此增设蒸发预处理系统7对dtro浓水再次进行软化处理，使浓水总硬降至150mg/l以下，氟离子浓度降至10mg/l以下，全硅(sio2)浓度降至20mg/l以下，从而降低蒸发结晶系统的清洗频率。蒸发预处理系统7同样采用高密度沉淀池及磁絮凝技术，提高软化处理效果。
55.6)经过软化处理后的浓水进入蒸发结晶系统8，浓水经过蒸发浓缩，在离心机离心后得到含水率5％的杂盐，杂盐收集后外运处置，蒸发产生约4m3/h的冷凝水，输送至dtro产
水箱后回用，离心机离心后的蒸发母液含有高浓度的cod，需要定期排出一部分蒸发母液至母液干燥系统9进行干化处理。
56.7)蒸发母液经过母液干燥系统9干化处理后，得到的干燥杂盐外运处置，得到的废气中含有氨氮及轻组分的cod，经过洗涤塔喷淋洗涤，达标后排入大气。
57.8)dtro预处理系统2及蒸发预处理系统7产生含水率达97％的污泥，靠重力流至污泥暂存池10，后经过污泥输送泵输送至污泥浓缩池11，进行浓缩沉淀后，污泥含水率达95％，经过污泥螺杆泵输送至带式压滤机，进行污泥处置，得到含水率小于70％的污泥后外运处置。
58.虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。