公布日：2024.12.24

申請(qǐng)日：2024.10.22

分類號(hào)：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(fā)明提供一種實(shí)現(xiàn)焦化廢水零排放及資源化利用的系統(tǒng)，其首先通過一級(jí)處理模塊對(duì)焦化廢水后處理出水進(jìn)行一級(jí)處理后得到一級(jí)產(chǎn)水和一級(jí)濃水，之后通過二級(jí)處理模塊對(duì)一級(jí)濃水進(jìn)行二級(jí)處理后得到二級(jí)產(chǎn)水和二級(jí)濃水，再之后通過三級(jí)處理模塊對(duì)二級(jí)濃水進(jìn)行三級(jí)處理后得到低濃鹽水、堿性溶液和酸性溶液；上述實(shí)現(xiàn)焦化廢水零排放及資源化利用的系統(tǒng)經(jīng)廢水處理工序處理得到的一級(jí)產(chǎn)水和二級(jí)產(chǎn)水均可回用于工業(yè)水系統(tǒng)，低濃鹽水可回用于二級(jí)處理模塊中的二級(jí)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(dá)100%，進(jìn)而有效地使鋼焦聯(lián)產(chǎn)企業(yè)實(shí)現(xiàn)焦化廢水的零排放和資源化。

權(quán)利要求書

1.一種實(shí)現(xiàn)焦化廢水零排放及資源化利用的系統(tǒng)，其特征在于，包括依次連接的一級(jí)處理模塊、二級(jí)處理模塊和三級(jí)處理模塊；其中，所述一級(jí)處理模塊用于對(duì)焦化廢水后處理出水進(jìn)行一級(jí)處理后得到一級(jí)產(chǎn)水和一級(jí)濃水；所述二級(jí)處理模塊用于分別對(duì)所述一級(jí)濃水進(jìn)行二級(jí)處理后得到二級(jí)產(chǎn)水和二級(jí)濃水；所述三級(jí)處理模塊用于對(duì)所述二級(jí)濃水進(jìn)行三級(jí)處理后得到低濃鹽水、堿性溶液和酸性溶液；所述一級(jí)產(chǎn)水和所述二級(jí)產(chǎn)水均可回用于工業(yè)水系統(tǒng)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)焦化廢水零排放及資源化利用的系統(tǒng)，其特征在于，所述一級(jí)處理模塊包括依次連接的一級(jí)超聲波催化氧化池、一級(jí)多介質(zhì)過濾器、一級(jí)自清洗過濾器、一級(jí)超濾裝置以及一級(jí)反滲透裝置；其中，所述一級(jí)超聲波催化氧化池用于對(duì)所述焦化廢水后處理出水進(jìn)行一次催化氧化和一次紊流化后形成第一廢水；所述一級(jí)多介質(zhì)過濾器用于對(duì)所述第一廢水進(jìn)行一次過濾處理；所述一級(jí)自清洗過濾器用于對(duì)所述第一廢水進(jìn)行二次過濾處理；所述一級(jí)超濾裝置用于對(duì)所述第一廢水進(jìn)行超濾處理；所述一級(jí)反滲透裝置用于對(duì)所述第一廢水進(jìn)行反滲透處理后得到所述一級(jí)產(chǎn)水和所述一級(jí)濃水，并將所述一級(jí)產(chǎn)水輸送至產(chǎn)水回用池。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的實(shí)現(xiàn)焦化廢水零排放及資源化利用的系統(tǒng)，其特征在于，所述一級(jí)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(shè)置在5~7；所述一級(jí)自清洗過濾器的過濾精度為50μm，所述一級(jí)超濾裝置的設(shè)計(jì)通量為35~45LMH，所述一級(jí)反滲透裝置的設(shè)計(jì)通量為14~18LMH。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的實(shí)現(xiàn)焦化廢水零排放及資源化利用的系統(tǒng)，其特征在于，所述二級(jí)處理模塊包括依次連接的二級(jí)超聲波催化氧化池、一級(jí)高效沉淀池、二級(jí)多介質(zhì)過濾器、二級(jí)自清洗過濾器、二級(jí)超濾裝置、納濾裝置以及二級(jí)反滲透裝置；其中，所述二級(jí)超聲波催化氧化池用于對(duì)所述一級(jí)濃水進(jìn)行二次催化氧化和二次紊流化后形成第二廢水；所述一級(jí)高效沉淀池用于對(duì)所述第二廢水中的懸浮物、有機(jī)物和硬度進(jìn)行去除；所述二級(jí)多介質(zhì)過濾器用于對(duì)所述第二廢水進(jìn)行一次過濾處理；所述二級(jí)自清洗過濾器用于對(duì)所述第二廢水進(jìn)行二次過濾處理；所述二級(jí)超濾裝置用于對(duì)所述第二廢水進(jìn)行超濾處理；所述納濾裝置用于對(duì)所述第二廢水進(jìn)行納濾處理后形成第三廢水和所述二級(jí)濃水；所述二級(jí)反滲透裝置用于對(duì)所述第三廢水進(jìn)行反滲透處理后得到所述二級(jí)產(chǎn)水和所述二級(jí)濃水，并將所述二級(jí)產(chǎn)水輸送至所述產(chǎn)水回用池。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的實(shí)現(xiàn)焦化廢水零排放及資源化利用的系統(tǒng)，其特征在于，所述二級(jí)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(shè)置在4~6；所述二級(jí)多介質(zhì)過濾器的過濾流速為8～10m/h，所述二級(jí)超濾裝置的設(shè)計(jì)通量為35~40LMH，所述納濾裝置的設(shè)計(jì)通量為10~13LMH，所述二級(jí)反滲透裝置的設(shè)計(jì)通量為13~16LMH。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的實(shí)現(xiàn)焦化廢水零排放及資源化利用的系統(tǒng)，其特征在于，所述三級(jí)處理模塊包括依次連接的二級(jí)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(jí)高效沉淀池用于對(duì)所述二級(jí)廢水中的懸浮物、有機(jī)物和硬度進(jìn)行去除后形成第四廢水；所述吸附氧化池用于對(duì)所述第四廢水中難生物降解的有機(jī)物進(jìn)行氧化去除；所述樹脂除硬除碳罐用于對(duì)所述第四廢水中的硬度和有機(jī)物進(jìn)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(jù)權(quán)利要求6所述的實(shí)現(xiàn)焦化廢水零排放及資源化利用的系統(tǒng)，其特征在于，所述一級(jí)高效沉淀池以及所述二級(jí)高效沉淀池均包括pH調(diào)整池、混凝池、絮凝池和濃縮沉淀池。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的實(shí)現(xiàn)焦化廢水零排放及資源化利用的系統(tǒng)，其特征在于，所述吸附氧化池內(nèi)依次設(shè)置調(diào)酸池、活性炭接觸池、反應(yīng)池、調(diào)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(lán)值為10~16，所述調(diào)酸池的pH為2~4；所述樹脂除硬除碳罐的罐內(nèi)設(shè)置除硬專用樹脂和除有機(jī)物專用樹脂，出水硬度控制在1mg/L以下，有機(jī)物控制在30mg/L以下。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的實(shí)現(xiàn)焦化廢水零排放及資源化利用的系統(tǒng)，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(zhì)量濃度為8%~10%的所述堿性溶液的質(zhì)量濃度為8%~10%，所述酸性溶液的質(zhì)量濃度為8%~11%。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的實(shí)現(xiàn)焦化廢水零排放及資源化利用的系統(tǒng)，其特征在于，所述堿性溶液分別回用于所述一級(jí)高效沉淀池、所述二級(jí)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(jí)超聲波催化氧化池、所述二級(jí)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(jí)反滲透裝置中。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N實(shí)現(xiàn)焦化廢水零排放及資源化利用的系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有的焦化廢水處理技術(shù)中，僅生物處理和后處理無法達(dá)到工業(yè)循環(huán)冷卻水補(bǔ)充水的水質(zhì)要求而無法實(shí)現(xiàn)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(fā)明目的是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：為達(dá)到上述技術(shù)目的，本申請(qǐng)采用以下技術(shù)方案：本發(fā)明提供一種實(shí)現(xiàn)焦化廢水零排放及資源化利用的系統(tǒng)，包括依次連接的一級(jí)處理模塊、二級(jí)處理模塊和三級(jí)處理模塊；其中，一級(jí)處理模塊用于對(duì)焦化廢水后處理出水進(jìn)行一級(jí)處理后得到一級(jí)產(chǎn)水和一級(jí)濃水；二級(jí)處理模塊用于分別對(duì)一級(jí)濃水進(jìn)行二級(jí)處理后得到二級(jí)產(chǎn)水和二級(jí)濃水；三級(jí)處理模塊用于對(duì)二級(jí)濃水進(jìn)行三級(jí)處理后得到低濃鹽水、堿性溶液和酸性溶液；一級(jí)產(chǎn)水和二級(jí)產(chǎn)水均可回用于工業(yè)水系統(tǒng)。

優(yōu)選地，一級(jí)處理模塊包括依次連接的一級(jí)超聲波催化氧化池、一級(jí)多介質(zhì)過濾器、一級(jí)自清洗過濾器、一級(jí)超濾裝置以及一級(jí)反滲透裝置；其中，一級(jí)超聲波催化氧化池用于對(duì)焦化廢水后處理出水進(jìn)行一次催化氧化和一次紊流化后形成第一廢水；一級(jí)多介質(zhì)過濾器用于對(duì)第一廢水進(jìn)行一次過濾處理；一級(jí)自清洗過濾器用于對(duì)第一廢水進(jìn)行二次過濾處理；一級(jí)超濾裝置用于對(duì)第一廢水進(jìn)行超濾處理；一級(jí)反滲透裝置用于對(duì)第一廢水進(jìn)行反滲透處理后得到一級(jí)產(chǎn)水和一級(jí)濃水，并將一級(jí)產(chǎn)水輸送至產(chǎn)水回用池。

優(yōu)選地，一級(jí)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(shè)置在5~7；一級(jí)自清洗過濾器的過濾精度為50μm，一級(jí)超濾裝置的設(shè)計(jì)通量為35~45LMH，一級(jí)反滲透裝置的設(shè)計(jì)通量為14~18LMH。

優(yōu)選地，二級(jí)處理模塊包括依次連接的二級(jí)超聲波催化氧化池、一級(jí)高效沉淀池、二級(jí)多介質(zhì)過濾器、二級(jí)自清洗過濾器、二級(jí)超濾裝置、納濾裝置以及二級(jí)反滲透裝置；其中，二級(jí)超聲波催化氧化池用于對(duì)一級(jí)濃水進(jìn)行二次催化氧化和二次紊流化后形成第二廢水；一級(jí)高效沉淀池用于對(duì)第二廢水中的懸浮物、有機(jī)物和硬度進(jìn)行去除；二級(jí)多介質(zhì)過濾器用于對(duì)第二廢水進(jìn)行一次過濾處理；二級(jí)自清洗過濾器用于對(duì)第二廢水進(jìn)行二次過濾處理；二級(jí)超濾裝置用于對(duì)第二廢水進(jìn)行超濾處理；納濾裝置用于對(duì)第二廢水進(jìn)行納濾處理后形成第三廢水和二級(jí)濃水；二級(jí)反滲透裝置用于對(duì)第三廢水進(jìn)行反滲透處理后得到二級(jí)產(chǎn)水和二級(jí)濃水，并將二級(jí)產(chǎn)水輸送至產(chǎn)水回用池。

優(yōu)選地，二級(jí)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(shè)置在4~6；二級(jí)多介質(zhì)過濾器的過濾流速為8～10m/h，二級(jí)超濾裝置的設(shè)計(jì)通量為35~40LMH，納濾裝置的設(shè)計(jì)通量為10~13LMH，二級(jí)反滲透裝置的設(shè)計(jì)通量為13~16LMH。

優(yōu)選地，三級(jí)處理模塊包括依次連接的二級(jí)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(jí)高效沉淀池用于對(duì)二級(jí)廢水中的懸浮物、有機(jī)物和硬度進(jìn)行去除后形成第四廢水；吸附氧化池用于對(duì)第四廢水中難生物降解的有機(jī)物進(jìn)行氧化去除；樹脂除硬除碳罐用于對(duì)第四廢水中的硬度和有機(jī)物進(jìn)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(yōu)選地，一級(jí)高效沉淀池以及二級(jí)高效沉淀池均包括pH調(diào)整池、混凝池、絮凝池和濃縮沉淀池。

優(yōu)選地，吸附氧化池內(nèi)依次設(shè)置調(diào)酸池、活性炭接觸池、反應(yīng)池、調(diào)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(lán)值為10~16，調(diào)酸池的pH為2~4；樹脂除硬除碳罐的罐內(nèi)設(shè)置除硬專用樹脂和除有機(jī)物專用樹脂，出水硬度控制在1mg/L以下，有機(jī)物控制在30mg/L以下。

優(yōu)選地，雙極膜裝置用于將第四廢水制備成質(zhì)量濃度為8%~10%的堿性溶液的質(zhì)量濃度為8%~10%，酸性溶液的質(zhì)量濃度為8%~11%。優(yōu)選地，堿性溶液分別回用于一級(jí)高效沉淀池、二級(jí)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(jí)超聲波催化氧化池、二級(jí)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(jí)反滲透裝置中。

有益效果：本發(fā)明提供一種實(shí)現(xiàn)焦化廢水零排放及資源化利用的系統(tǒng)，其首先通過一級(jí)處理模塊對(duì)焦化廢水后處理出水進(jìn)行一級(jí)處理后得到一級(jí)產(chǎn)水和一級(jí)濃水，之后通過二級(jí)處理模塊對(duì)一級(jí)濃水進(jìn)行二級(jí)處理后得到二級(jí)產(chǎn)水和二級(jí)濃水，再之后通過三級(jí)處理模塊對(duì)二級(jí)濃水進(jìn)行三級(jí)處理后得到低濃鹽水、堿性溶液和酸性溶液；上述實(shí)現(xiàn)焦化廢水零排放及資源化利用的系統(tǒng)經(jīng)廢水處理工序處理得到的一級(jí)產(chǎn)水和二級(jí)產(chǎn)水均可回用于工業(yè)水系統(tǒng)，低濃鹽水可回用于二級(jí)處理模塊中的二級(jí)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(dá)100%，進(jìn)而有效地使鋼焦聯(lián)產(chǎn)企業(yè)實(shí)現(xiàn)焦化廢水的零排放和資源化。

（發(fā)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）