一种焦化废水反渗透浓水零排放低能耗装置及处理方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于废水处理技术领域，具体涉及一种焦化废水反渗透浓水零排放低能耗装置及处理方法。所述装置包括：Fenton氧化塔、物料蒸发器、热泵蒸发器、SAP吸收罐、出水槽；所述Fenton氧化塔中部经循环泵与物料蒸发器上端相连，物料蒸发器顶部与SAP吸收罐顶部相连，SAP吸收罐底部与出水槽连接。本方法蒸发一吨水仅需25～40度电，节能效果明显，运行费用降低。且不需要生蒸汽，排出水蒸汽也直接进入吸收罐，就可以避免核心设备腐蚀，热泵压缩机使用寿命长达10年以上。

A coking plant wastewater reverse osmosis concentrated water zero discharge low energy consumption device and processing method

The invention belongs to the technical field of wastewater treatment, in particular to a coking wastewater reverse osmosis concentrated water zero discharge low energy consumption device and a treatment method. The device comprises a Fenton oxidation tower, a material evaporator, a heat pump evaporator, a SAP absorption tank and a water outlet tank; the middle part of the Fenton oxidation tower is connected with the upper end of the material evaporator through a circulating pump; the top of the material evaporator is connected with the top of the SAP absorption tank; and the bottom of the SAP absorption tank is connected with the water outlet tank. This method only needs 25~40 degrees of electricity to evaporate a ton of water. The energy saving effect is obvious and the operation cost is reduced. And do not need to generate steam, water vapor discharged directly into the absorption tank, can avoid corrosion of the core equipment, heat pump compressor service life of up to 10 years.

【技术实现步骤摘要】
一种焦化废水反渗透浓水零排放低能耗装置及处理方法
本专利技术属于废水处理
，具体涉及一种焦化废水反渗透浓水零排放低能耗装置及处理方法。
技术介绍
现有技术中，焦化废水经过二级处理后，再采用膜组合工艺，如“超滤+纳滤+反渗透”、“多介质过滤+反渗透”、“MBR+反渗透”等工艺深度处理后，将近3/4的产水可直接作为循环水系统的补充水回用，但同时产生25%左右的反渗透膜后浓缩液（浓水水质见表1），含有高浓度有机污染物，富含氯盐、硫酸盐、硫氰酸盐和硫代硫酸盐等无机盐，不能直接外排，必须作进一步处理。表1焦化废水反渗透浓水水质单位：mg/LCODTDS总硬度Cl-SS总碱度T-CNNH3-N240~7909800~14500380~12902210~39603.5~12.2570~9800.96~3.722~35注：总硬度和总碱度均以CaCO3计。
技术实现思路
本专利技术提供一种焦化废水反渗透浓水零排放低能耗装置，该装置包括：Fenton氧化塔、物料蒸发器、热泵蒸发器、SAP吸收罐、出水槽；所述Fenton氧化塔中部经循环泵与物料蒸发器上端相连，物料蒸发器顶部与SAP吸收罐顶部相连，SAP吸收罐底部与出水槽连接。进一步的，上述焦化废水反渗透浓水零排放低能耗装置中，所述物料蒸发器中部设置热泵冷凝盘管，所述热泵冷凝盘管外连膨胀阀、热泵蒸发器、压缩机，并构成回路。进一步的，上述焦化废水反渗透浓水零排放低能耗装置中，所述物料蒸发器的顶部设置多个喷嘴。进一步的，上述焦化废水反渗透浓水零排放低能耗装置中，所述物料蒸发器的下端与循环泵前端连接，用于母液回流。进一步的，上述焦化废水反渗透浓水零排放低能耗装置中，所述物料蒸发器和热泵蒸发器上均设置有风扇。进一步的，上述焦化废水反渗透浓水零排放低能耗装置中，所述SAP吸收罐由并联的SAP吸收罐A和SAP吸收罐B构成。进一步的，上述SAP吸收罐A和SAP吸收罐B的顶部相连接，连接管路与热效蒸发器的中部连通。进一步的，上述SAP吸收罐A和SAP吸收罐B的顶部连接管路和底部连接管路上均设有若干个调节阀。本专利技术还提供上述焦化废水反渗透浓水零排放低能耗处理方法，该方法包括以下步骤：（1）焦化废水膜滤浓缩液常温下经Fenton氧化处理，处理液经升压后送入物料蒸发器中；（2）处理液进入物料蒸发器处理后，从物料蒸发器上部排出水蒸气，未蒸发的母液回流至循环泵前端混合来液后继续参与下一次蒸发，物料蒸发器底部浓缩液结晶分离后晶体打包外运；（3）步骤（2）所得水蒸汽由热风带至SAP吸收灌中进行吸水，当吸水饱和后，进行脱水再生，脱出水分汇入出水槽，出水达到补充水回用的水质标准。根据本专利技术处理方法，该方法具体包括以下步骤：（1）焦化废水膜滤浓缩液常温下经Fenton氧化处理，处理液经升压后送入物料蒸发器中；（2）处理液被喷淋到热泵竖直冷凝盘管的外壁，形成薄膜向下流动，冷凝盘管内的制冷剂蒸汽冷凝放热，用放出的热量来加热料液，使冷凝盘管外料液蒸发浓缩，产生的水蒸汽；制冷剂冷凝降温后通过膨胀阀，进入热泵蒸发器，吸收外界空气热量而蒸发，制冷剂蒸汽被压缩机吸入，继续下一次制热循环；未蒸发的母液回流至循环泵前端混合来液后继续参与下一次蒸发，物料蒸发器底部浓缩液结晶分离后晶体打包外运；（3）步骤（2）所得水蒸汽在风扇的吹动下，热风带出水蒸汽到SAP吸水颗粒，储存系统蒸发水分，当吸水饱和后，进行脱水再生，再生时不需要额外的能量输入，直接回收利用热泵蒸发器风扇排出的冷风进行SAP吸水颗粒风干脱水，经过脱水的SAP颗粒恢复原有功能，可以重新吸水；脱出水分汇入出水槽，出水达到补充水回用的水质标准。根据本专利技术处理方法，步骤（1）中Fenton氧化处理的条件为：pH=3～4、c（Fe2+）=1～2g/L、c（H2O2）=5～9g/L的条件下，持续反应2～4h。浓水中COD、NH3-N和色度的去除率分别为68～80%、90～95%和85～90%，大部分有机物被氧化分解，沉降污泥合并至焦化废水生化部分污泥一并处理。根据本专利技术处理方法，步骤（2）中所述处理液的温度20～25℃，喷淋流量1.5～2L/min，水蒸汽的温度20～25℃。根据本专利技术处理方法，步骤（3）中补充水回用的水质标准，CODcr＜30mg/L、TDS＜100mg/L、NH3-N＜3mg/L、钙硬度＜150mg/L、Cl-＜180mg/L、浊度＜3.5NTU，即各项水质指标满足《工业循环冷却水处理设计规范》GB50050-2017第6.1.3条的要求，可直接回用于循环水系统。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1.传统低温蒸发系统除了蒸汽压缩机、真空泵，还设置有分离器、冷凝器等耗电设备，本系统用吸收装置A、B代替了这些设备，在日常工作状态下，只有控制系统消耗少量电能，相比于MVR低温型蒸发器蒸发一吨水需要耗电为38～75度电，本方法蒸发一吨水仅需25～40度电，节能效果明显，运行费用降低。2.热泵排风风扇出风量较大，与其让这部分冷风消散到环境中，造成资源浪费，不如通过风管将热泵系统所排冷风收集起来，合理利用于SAP颗粒风干脱水，达到节能的目的。3.常规蒸发系统采用生蒸汽加热物料，二次蒸汽返回压缩机重复利用，二次蒸汽中有可能夹带少量物料，即有可能引起核心部件蒸汽压缩机的腐蚀，使用寿命降低，通常只有3～5年。而本系统中，不需要生蒸汽，排出水蒸汽也直接进入吸收罐，就可以避免核心设备腐蚀，热泵压缩机使用寿命长达10年以上。附图说明图1是本专利技术处理方法的流程图；附图标记：1-Fenton氧化塔、2-物料蒸发器、3-热泵蒸发器、4-SAP吸收罐、5-出水槽、6-喷嘴、7-热泵冷凝盘管、8-循环泵、9-膨胀阀、10-压缩机、11-调节阀、12-风扇。具体实施方式本专利技术针对焦化废水反渗透浓水水质特点，提供一套Fenton氧化+热泵低温蒸发+SAP吸水组合处理装置和工艺，实现焦化废水反渗透浓水零排放。其装置及流程如图1所示：焦化废水膜滤浓缩液常温下经Fenton氧化塔1氧化处理，浓水中COD、NH3-N和色度的去除率分别为68～80%、90～95%和85～90%，大部分有机物被氧化分解，沉降污泥合并至焦化废水生化部分污泥一并处理；循环泵8将处理水泵至物料蒸发器2，从喷嘴6内，料液被喷淋到竖直的热泵冷凝盘管7的外壁形成薄膜向下流动，管内制冷剂蒸汽冷凝放热，用放出的热量来加热物料，使管外物料蒸发浓缩，产生水蒸汽，制冷剂冷凝降温后通过膨胀阀9，进入热泵蒸发器3，吸收外界空气热量而蒸发，制冷剂蒸汽被压缩机10吸入，继续下一次制热循环；未蒸发的母液回流至循环泵8前端混合来液后继续参与下一次蒸发，物料蒸发器2底部浓缩液结晶分离后晶体打包外运；热泵冷凝盘管7外产生了以气态、液态同时存在的水蒸汽，在风扇12的吹动下，热风带出湿气到SAP吸收罐4，利用高分子吸水树脂（简称SAP）的超强吸水力，有效的储存系统蒸发水分。所述SAP吸收罐4由并联的SAP吸收罐A和SAP吸收罐B构成，SAP吸收罐A和SAP吸收罐B的顶部相连接，连接管路与热泵蒸发器3的中部连通，且SAP吸收罐A和SAP吸收罐B的顶部连接管路和底部连接管路上均设有若干个调节阀11。当吸水饱和后，进行脱水再生，这时不需要额外的能量输入，直接回收利本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种焦化废水反渗透浓水零排放低能耗装置，其特征在于，该装置包括：Fenton氧化塔、物料蒸发器、热泵蒸发器、SAP吸收罐、出水槽；所述Fenton氧化塔中部经循环泵与物料蒸发器上端相连，物料蒸发器顶部与SAP吸收罐顶部相连，SAP吸收罐底部与出水槽连接。

【技术特征摘要】
1.一种焦化废水反渗透浓水零排放低能耗装置，其特征在于，该装置包括：Fenton氧化塔、物料蒸发器、热泵蒸发器、SAP吸收罐、出水槽；所述Fenton氧化塔中部经循环泵与物料蒸发器上端相连，物料蒸发器顶部与SAP吸收罐顶部相连，SAP吸收罐底部与出水槽连接。2.根据权利要求1所述的焦化废水反渗透浓水零排放低能耗装置，其特征在于，所述物料蒸发器中部设置热泵冷凝盘管，所述热泵冷凝盘管外连膨胀阀、热泵蒸发器、压缩机，并构成回路。3.根据权利要求1或2所述的焦化废水反渗透浓水零排放低能耗装置，其特征在于，所述物料蒸发器的顶部设置多个喷嘴，所述物料蒸发器的下端与循环泵前端连接，用于母液回流。4.根据权利要求3所述的焦化废水反渗透浓水零排放低能耗装置，其特征在于，所述物料蒸发器和热泵蒸发器上均设置有风扇。5.根据权利要求1所述的焦化废水反渗透浓水零排放低能耗装置，其特征在于，所述SAP吸收罐由并联的SAP吸收罐A和SAP吸收罐B构成。6.根据权利要求5所述的焦化废水反渗透浓水零排放低能耗装置，其特征在于，上述SAP吸收罐A和SAP吸收罐B的顶部相连接，连接管路与热效蒸发器的中部连通；SAP吸收罐A和SAP吸收罐B的顶部连接管路和底部连接管路上均设有若干个调节阀。7.权利要求1~6任一项所述焦化废水反渗透浓水零排放低能耗处理方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：（1）焦化废水膜滤浓缩液常温下经Fenton氧化处理，处理液经升压后送入物料蒸发器中；（2）处理液进入物料蒸发器处理后，从物料蒸发器上部排出水蒸气，未蒸发的母液回流至循环泵前端混合来液后继续参与下一次蒸发，物料蒸发器底部浓缩液结晶分离后晶...

【专利技术属性】
技术研发人员：张璇，郭立，蒋伟勤，
申请(专利权)人：广西科技大学鹿山学院，
类型：发明
国别省市：广西,45