一种煤化工废水生化出水深度处理与回用的零排放工艺制造技术

一种煤化工废水生化出水深度处理与回用的零排放工艺是生化出水加入混凝剂和杀菌剂依次进入沉淀澄清池，多介质过滤器脱除小颗粒的悬浮物和油类；多介质过滤器的出水进入树脂吸附罐中，之后送往纳滤膜组，纳滤产水经反渗透膜组处理后得到锅炉水，树脂脱附液、纳滤膜组和反渗透膜组产生的浓水进入陶瓷膜纳滤膜组进行增稠，作为下次树脂脱附的脱附剂，而浓水与水煤浆添加剂混合送往球磨机单元制备水煤浆。本发明专利技术具有无二次污染，成本低，能耗低，可长期运行的优点。

Zero discharge process for advanced treatment and reuse of biochemical effluent of coal chemical waste water

A zero discharge process for advanced treatment of effluent from coal chemical wastewater and reuse of the effluent is adding coagulant and fungicide in turn into the sedimentation tank, suspended solids and oil removal of multi medium filter small particles; multi medium filter effluent into the resin tank, then sent to the nanofiltration membrane group, nanofiltration membrane group. Reverse osmosis water treatment after boiler water, resin desorption liquid, concentrated water nanofiltration membrane and reverse osmosis membrane group group into the ceramic membrane nanofiltration membrane were thickened as the next resin to remove desorbents attached, and concentrated water and coal water slurry additive mixing unit to ball mill coal water slurry preparation. The invention has the advantages of no two pollution, low cost, low energy consumption and long operation.

【技术实现步骤摘要】
一种煤化工废水生化出水深度处理与回用的零排放工艺
本专利技术属于废水处理领域，尤其涉及一种用于煤化工废水生化出水深度处理与回用的零排放工艺。
技术介绍
煤化工项目耗水量大，产生大量的含有酚类、芳香烃类、杂环类、氨氮等有毒有害物质的废水，是一种典型的含有难降解有机化合物的工业废水。煤化工的快速发展引起了区域水资源供需失衡，水资源短缺和废水污染问题成为制约煤化工发展的关键。国家对煤化工项目的用水和废水污染物的排放提出了严格的要求和限制指标，在当前环境下，如何最大限度地对煤化工生产废水进行处理和回用，实现废水零排放，已经成为煤化工发展亟待解决的难题。目前，国内外的煤化工废水普遍采用预处理+生化处理+生化出水深度处理工艺，经过预处理和生化处理去除大部分的COD、固体悬浮物及乳化油后，废水COD可降至100～300mg/L，但剩余的这部分COD指标主要为一些难降解的多环和杂环类等有机物质，可生化性差，色度、TDS、氨氮等指标距离锅炉回用水指标还有一定差距，需进行深度处理进一步去除COD和盐类等污染物。同时考虑到我国煤化工项目主要分布在内蒙、新疆、宁夏、陕西、山西和甘肃等煤炭资源分布较丰富的地区，而这些地区的水资源分布极少，大多没有受纳水体，故新型煤化工项目通常采用双膜法将生化出水进一步加工成锅炉给水，同时分离出的浓水进一步通过蒸发结晶除盐，最终实现煤化工废水的零排放。但现有零排放技术不仅能耗高，而且经过膜分离浓缩后的浓水中含有大量的难降解COD，不但影响膜的使用寿命，且经蒸发结晶后得到的盐中含有大量挥发性的COD和重金属，最终只能将产生的盐作为危废处理，大大增加了煤化工废水的处理成本。因此，开发一种能有效利用水中难降解COD、避免高能耗的蒸发结晶单元且水处理成本较低的生化出水零排放工艺，具有重要的理论和现实意义，已经成为了众多机构的研究热点。中国专利CN202379854U采用气浮、芬顿氧化、生物氧化、超滤、反渗透和蒸发结晶工艺处理煤化工废水，该方法属于“预处理+生化处理+生化尾水深度处理”三段式工艺，正常工况下能实现零排放，但该方法抗冲击能力差，且由于煤化工废水成分复杂，经生物氧化后仍有100-300mg/L的COD，而该方法没有考虑残余COD对膜系统寿命和处理效果的影响，而且反渗透浓水经高能耗的蒸发结晶单元后产生的结晶盐因含有机物和重金属，属于危险废弃物，危废处理费用高且容易造成二次污染。中国专利CN105198143A采用纳滤+高效反渗透+膜蒸馏+蒸发结晶的方法除盐，废水先经纳滤去除水中的硬度和部分有机物，在纳滤之后调碱至pH9-10，采用高效反渗透和膜蒸馏对含盐水深度浓缩，最后通过蒸发结晶得到结晶盐再进行集中干化处理。该方法实现了煤化工浓盐水零排放的目的，且具有较高的浓盐水回用率，但设备投资大，需调酸碱，操作复杂处理成本高，而且其并没有考虑高浓度废水中有机物对膜寿命和处理效果的影响，浓盐水经高能耗的蒸发结晶单元后产生的结晶盐因含有机物和重金属，容易造成二次污染，只能作为危险废弃物处理，增大了水处理成本，此外该方法失活的活性炭难以再生，只能焚烧处理，增大了处理成本。中国专利CN104150718A采用超滤+RO+SUPERRO+MVR工艺处理生化出水，废水经处理后满足了中水回用的要求，经MVR后的大量盐类和有机物残渣进行焚烧或者填埋处理，但该方法没有考虑生化出水中有机物对膜污染的问题，而且经多效蒸发结晶后的盐类中含有大量有机物和重金属属于危险废弃物，处理成本很高。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种无二次污染，成本低，能耗低，可长期运行的煤化工废水生化出水深度处理与回用的零排放工艺。为达上述目的，专利技术人结合多年的煤化工废水处理经验，并通过大量的理论计算和试验研究开发出一套煤化工废水生化出水深度处理与回用的零排放工艺，本专利技术中生化出水首先通过沉淀澄清池脱除水中的悬浮物和部分油类，其出水通过多介质过滤器进一步滤掉悬浮物和油后进入树脂吸附罐，通过树脂吸附掉水中的绝大部分难降解的COD后，其出水依次通过纳滤膜组和反渗透膜组后得到锅炉回用水，而树脂脱附液、纳滤膜组浓水和反渗透浓水混合后经陶瓷膜纳滤膜组增稠，陶瓷膜产水COD＜100mg/L且碱性很强，可作为下次树脂脱附剂，而浓水则与粉煤配置成水煤浆，送往气化炉气化。本专利技术通过树脂吸附的物理手段将水中的难降解COD提出，并通过陶瓷膜纳滤膜组将脱附液、纳滤膜组浓水和反渗透浓水组成的含难降解COD的废水提浓，进一步提高其COD的浓度，然后将提浓后的高COD废水与粉煤配置成水煤浆，最后通过燃烧将COD全部烧掉变为CO2和H2O，而盐分全部转移到煤灰中，煤灰可作为建筑材料外卖，不但避免了高能耗的蒸发结晶单元，而且也避免了含有机物的杂盐作为危废处理的成本。用煤化工生化出水配制水煤浆并将反渗透产水做锅炉用水的零排放方法，不仅解决了煤化工行业生化尾水难处理的问题而且在最大限度回收利用水资源的同时降低了水煤浆生产成本，实现了资源的高效利用。本专利技术公开了一种煤化工废水生化出水深度处理与回用的零排放工艺，其具体的工艺步骤如下：(1)生化出水加入混凝剂和杀菌剂后首先进入沉淀澄清池，脱除生化出水中的大颗粒悬浮物和油类，之后进入多介质过滤器，经多介质过滤器进一步脱除小颗粒的悬浮物和油类；(2)来自多介质过滤器的出水自上而下进入树脂吸附罐中，通过树脂吸附掉水中的COD之后送往纳滤膜组，而当树脂吸附饱和后，将吸附的COD脱附下来，脱附液进入陶瓷膜纳滤膜组进行增稠；(3)树脂吸附罐的出水进入纳滤膜组进行过滤，纳滤产水经反渗透膜组处理后得到锅炉水，而纳滤膜组和反渗透膜组产生的浓水进入陶瓷膜纳滤膜组进行增稠，陶瓷膜纳滤膜组过滤产水因碱性较强且COD含量＜100mg/L，可作为下次树脂脱附的脱附剂，而浓水与水煤浆添加剂混合送往球磨机单元制备水煤浆；(4)煤先经破碎机破碎，与来自陶瓷膜纳滤膜组的浓水及添加剂混合后送往球磨机，在球磨机中将其磨制成浆体后送往振动筛，经振动筛过滤掉其中的粗颗粒和杂质后，得到水煤浆成品，送往气化炉气化。如上所述的生化出水进入沉淀澄清池混凝剂加入量为10-100ppm，杀菌剂加入量为2-5ppm，生化出水在沉淀澄清池中停留时间2-4小时。如上所述的生化出水进入沉淀澄清池前还可以混凝剂与聚丙烯酰胺配合使用，其混凝剂加入量为10-100ppm，聚丙烯酰胺加入量为1-5ppm，生化出水在沉淀澄清池中停留时间2-4小时。如上所述混凝剂为聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合氯化铁、聚合硫酸铁中的一种或多种。如上所述杀菌剂采用次氯酸钠、液氯或二氧化氯中的一种。如上所述的多介质过滤器操作压力为0.2-0.6MPa，多介质填料分上中下三层：上层为核壳，相对密度0.8-1.3，粒度为0.8-1.6mm；中层为无烟煤，相对密度1.4-1.6，粒度为0.8-1.8mm，下层为石英砂，相对密度2.60-2.65，粒度为0.6-2.0mm；或上层为无烟煤相对密度为1.4-1.6，粒径为0.8-1.8mm，中层为石英砂，相对密度2.60-2.65，粒度为0.5-1.2mm，下层为锰砂，相对密度为4.7-5.0，粒径为0.5-4.0mm。如上所述多介质过滤器出水进入树脂吸附罐前需加入1-3ppm的亚硫酸氢钠，用来本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤化工废水生化出水深度处理与回用的零排放工艺，其特征在于包括如下步骤：(1)生化出水加入混凝剂和杀菌剂后首先进入沉淀澄清池，脱除生化出水中的大颗粒悬浮物和油类，之后进入多介质过滤器，经多介质过滤器进一步脱除小颗粒的悬浮物和油类；(2)来自多介质过滤器的出水自上而下进入树脂吸附罐中，通过树脂吸附掉水中的COD之后送往纳滤膜组，而当树脂吸附饱和后，将吸附的COD脱附下来，脱附液进入陶瓷膜纳滤膜组进行增稠；(3)树脂吸附罐的出水进入纳滤膜组进行过滤，纳滤产水经反渗透膜组处理后得到锅炉水，而纳滤膜组和反渗透膜组产生的浓水进入陶瓷膜纳滤膜组进行增稠，陶瓷膜纳滤膜组过滤产水因碱性较强且COD含量＜100mg/L，可作为下次树脂脱附的脱附剂，而浓水与水煤浆添加剂混合送往球磨机单元制备水煤浆；(4)煤先经破碎机破碎，与来自陶瓷膜纳滤膜组的浓水及添加剂混合后送往球磨机，在球磨机中将其磨制成浆体后送往振动筛，经振动筛过滤掉其中的粗颗粒和杂质后，得到水煤浆成品，送往气化炉气化。

【技术特征摘要】
1.一种煤化工废水生化出水深度处理与回用的零排放工艺，其特征在于包括如下步骤：(1)生化出水加入混凝剂和杀菌剂后首先进入沉淀澄清池，脱除生化出水中的大颗粒悬浮物和油类，之后进入多介质过滤器，经多介质过滤器进一步脱除小颗粒的悬浮物和油类；(2)来自多介质过滤器的出水自上而下进入树脂吸附罐中，通过树脂吸附掉水中的COD之后送往纳滤膜组，而当树脂吸附饱和后，将吸附的COD脱附下来，脱附液进入陶瓷膜纳滤膜组进行增稠；(3)树脂吸附罐的出水进入纳滤膜组进行过滤，纳滤产水经反渗透膜组处理后得到锅炉水，而纳滤膜组和反渗透膜组产生的浓水进入陶瓷膜纳滤膜组进行增稠，陶瓷膜纳滤膜组过滤产水因碱性较强且COD含量＜100mg/L，可作为下次树脂脱附的脱附剂，而浓水与水煤浆添加剂混合送往球磨机单元制备水煤浆；(4)煤先经破碎机破碎，与来自陶瓷膜纳滤膜组的浓水及添加剂混合后送往球磨机，在球磨机中将其磨制成浆体后送往振动筛，经振动筛过滤掉其中的粗颗粒和杂质后，得到水煤浆成品，送往气化炉气化。2.如权利要求1所述的一种煤化工废水生化出水深度处理与回用的零排放工艺，其特征在于所述混凝剂为聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合氯化铁、聚合硫酸铁中的一种或多种。3.如权利要求1所述的一种煤化工废水生化出水深度处理与回用的零排放工艺，其特征在于所述杀菌剂采用次氯酸钠、液氯或二氧化氯中的一种。4.如权利要求1所述的一种煤化工废水生化出水深度处理与回用的零排放工艺，其特征在于所述混凝剂加入量为10-100ppm，杀菌剂加入量为2-5ppm，生化出水在沉淀澄清池中停留时间2-4小时。5.如权利要求1所述的一种煤化工废水生化出水深度处理与回用的零排放工艺，其特征在于所述的生化出水进入沉淀澄清池前加入混凝剂与聚丙烯酰胺配合使用，其混凝剂加入量为10-100ppm，聚丙烯酰胺加入量为1-5ppm，生化出水在沉淀澄清池中停留时间2-4小时。6.如权利要求1所述的一种煤化工废水生化出水深度处理与回用的零排放工艺，其特征在于所述的多介质过滤器操作压力为0.2-0.6MPa。7.如权利要求1所述的一种煤化工废水生化出水深度处理与回用的零排放工艺，其特征在于多介质填料分上中下三层：上层为核壳，相对密度0.8-1.3，粒度为0.8-1.6mm；中层为无烟煤，相对密度1.4-1.6，粒度为0.8-1.8mm，下层为石英砂，相对密度2.60-2.65，粒度为0.6-2.0mm；或上层为无烟煤相对密度为1.4-1.6，粒径为0.8-1.8mm，中层为石英砂，相对密度2.60-2.65，粒度为0.5-1.2mm，下层为锰砂，相对密度为4.7-5.0，粒径为0.5-4.0mm。8.如权利要求1所述的一种煤化工废水生化出水深度处理与回用的零排放工艺，其特征在于所述树脂吸附罐中采用的树脂选择南京大学开发的特种大孔吸附树脂NKA-Ⅱ、沧州宝恩吸附材料科技有限公司生产的HP500、科海思公司的ASD600或H-103型树脂。9.如权利要求1所述的一种煤化工废水生化出水深度处理与回用的零排放工艺，其特征在于所述的树脂吸附罐每小时处理水量为树脂填料体积的3-10倍，正常运行压力0.2-0.6MPa，当总处理水量...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘航，范辉，郑笑彬，崔晓曦，段星，马国强，王剑，宋乐，
申请(专利权)人：赛鼎工程有限公司，
类型：发明
国别省市：山西,14