一种煤化工污水零排放和分盐结晶系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种煤化工污水零排放和分盐结晶系统及方法，所述系统包括顺次连接的生化处理单元、回用单元、膜浓缩单元和分盐结晶单元；所述膜浓缩单元包括顺次连接的预浓缩装置、纳滤装置和纳滤产水反渗透装置；所述的分盐结晶单元包括硫酸钠结晶装置和氯化钠结晶装置，所述的硫酸钠结晶装置连接所述纳滤装置的浓水出口，所述的氯化钠结晶装置连接所述纳滤产水反渗透装置的浓水出口。本发明专利技术将污水处理系统与分盐结晶单元进行有机结合，在确保各单元装置进出水水质满足工艺系统运行要求的基础上，也满足了结晶分盐对于水质的要求，从而得到了纯度较高的硫酸钠晶体和氯化钠晶体。

A Zero Discharge and Salt Separation Crystallization System and Method for Coal Chemical Wastewater

The invention provides a zero discharge and salt crystallization system and method for coal chemical wastewater, which comprises a sequentially connected biochemical treatment unit, a reuse unit, a membrane concentration unit and a salt crystallization unit; the membrane concentration unit comprises a sequentially connected pre-concentration device, a nanofiltration device and a nanofiltration reverse osmosis device for water production; the salt separation crystallization unit comprises a sodium sulfate crystallization device. The sodium sulfate crystallizing device is connected with the concentrated water outlet of the nanofiltration device, and the sodium chloride crystallizing device is connected with the concentrated water outlet of the nanofiltration water production reverse osmosis device. The invention organically combines the sewage treatment system with the salt separation crystallization unit. On the basis of ensuring that the water quality of the inlet and outlet water of each unit unit meets the operation requirements of the process system, the water quality requirements of the crystallization and salt separation are also met, thus the sodium sulfate crystal and the sodium chloride crystal with high purity are obtained.

【技术实现步骤摘要】
一种煤化工污水零排放和分盐结晶系统及方法
本专利技术属于污水处理领域，涉及一种污水处理系统和方法，尤其涉及一种一种煤化工污水零排放和分盐结晶系统及方法。
技术介绍
在现代煤气化工艺中，煤气化废水是处理难度最大的废水之一，该类废水经酚氨回收后，仍具有含油、高氨氮、高酚、高COD、污染成分复杂、可生化性差、生物毒性较大等特点。CN103382072A提供了一种煤气化废水的处理方法，该处理方法包括将待处理的煤气化废水依次进行预处理和生化处理，其中，该处理方法还包括将生化处理后的煤气化废水进行深度处理，所述深度处理的方法包括先将生化处理后的煤气化废水与臭氧接触，并将接触后的废水进行进一步的好氧生物处理。CN101503267B提供了一种煤化工废水处理方法，涉及一种化工废水处理方法。针对现有的煤化工废水处理工艺存在出水水质差、运行成本高的问题。该专利技术先将待处理煤化工废水进行预处理，之后经过水解酸化处理、外循环厌氧处理、厌氧沉降处理、调节水解酸化处理、接触氧化处理、沉淀处理、A/O处理、沉淀处理、脱氨处理、混凝沉淀处理和曝气生物滤池处理。在已投产运行的煤气化废水零排放处理工程实践中，气化废水的生化处理、回用处理、膜浓缩工艺已较为成熟、稳定，但末端的蒸发结晶产物基本只能做到杂盐，难以获得工业级的结晶分盐，且在运行过程中存在较多的问题。因此，亟需对现有的污水处理系统进行改进以解决上述技术问题。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种煤化工污水零排放和分盐结晶系统及方法，本专利技术将污水处理系统与分盐结晶单元进行有机结合，在满足出水水质要求的基础上，实现了稳定高效的分盐结晶。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：第一方面，本专利技术提供了一种煤化工污水处理系统，所述系统包括顺次连接的生化处理单元、回用单元、膜浓缩单元和分盐结晶单元。所述膜浓缩单元包括顺次连接的预浓缩装置、纳滤装置和纳滤产水反渗透装置。所述的分盐结晶单元包括硫酸钠结晶装置和氯化钠结晶装置，所述的硫酸钠结晶装置连接所述纳滤装置的浓水出口，所述的氯化钠结晶装置连接所述纳滤产水反渗透装置的浓水出口。本专利技术将污水处理系统与分盐结晶单元进行了有机的结合，在满足出水水质要求的基础上，实现了稳定高效的分盐结晶。目前，常见的典型污水，例如：生活污水中COD含量为250～1000mg/L，悬浮物含量为200～350mg/L，总氮含量为20～85mg/L，总磷含量为4～15mg/L；含盐含油污水中COD≤800mg/L，氨氮含量≤80mg/L，石油类≤500mg/L。与上述例举的典型污水水质指标相比，煤化工污水中COD、氨氮和酚的含量更高，处理难度更高且生物毒性更大，因此，对于其中的污水处理系统而言，本专利技术针对水质状况较差的煤化工污水，从全流程角度对现有的污水处理系统中的各单元进行调整，并妥善处理好各类污染影响因子，使上下游单元之间的衔接更为紧密；对于其中的分盐结晶单元，本专利技术将全流程的污水处理系统与分盐结晶单元进行了整合，在确保各单元装置进出水水质满足工艺系统运行要求的基础上，也满足了结晶分盐操作对进水水质的要求，从而得到了纯度较高的硫酸钠晶体和氯化钠晶体。作为本专利技术优选的技术方案，所述的硫酸钠结晶装置包括顺次连接的热法结晶器和冷冻结晶器。所述的热法结晶器设置有进料口、固体出料口、液体出料口和回料口。所述的冷冻结晶器设置有进料口、母液出料口和固体出料口。所述热法结晶器的进料口连接所述纳滤装置的浓水出口，所述热法结晶器的液体出料口连接所述冷冻结晶器的进料口，所述冷冻结晶器的固体出料口连接所述热法结晶器的回料口。作为本专利技术优选的技术方案，所述氯化钠结晶装置包括强制循环蒸发结晶器。所述的强制循环蒸发结晶器设置有出料口和液体进料口，所述液体进料口连接所述纳滤产水反渗透装置的浓水出口。优选地，所述的强制循环蒸发结晶器还设置有母液进料口，所述母液进料口连接所述冷冻结晶器的母液出料口。作为本专利技术优选的技术方案，所述生化处理单元用于对煤化工污水进行生化处理以除去其中的有机物、COD和氨氮。优选地，所述的生化处理单元包括顺次连接的调节池、氮气气浮池、水解酸化池、一级A/O生化池、二级A/O生化池、空气气浮池、臭氧接触塔、曝气生物滤池和活性炭过滤装置。煤化工污水在本专利技术提供的生化处理单元中依次经过如下工艺路线：(1)上游来的煤化工废水，进入调节池进行匀质与配水；(2)经氮气气浮池除去污水中的浮油和悬浮物；(3)氮气气浮处理后的污水，经提升泵，由池底的布水管进入水解酸化池，在厌氧条件下，利用水解酸化细菌，将水中的大分子有机物开环、断链，以提高污水的可生化性。水池布置填料，出水设置沉淀池。水解酸化细菌接种已有废水处理厂活性污泥，通过控制温度、pH和食微比等条件，培养细菌的水解酸化能力；(4)水解酸化出水进入一、二级A/O系统，依次通过缺氧池、好氧池、沉淀池。充分利用细菌的反硝化、硝化作用，去除污水中的有机物、氨氮，一、二级A/O生化池，根据实际运行状况，设置适合的混合液回流、污泥回流；(5)污水经一级A/O生化池和二级A/O生化池处理后，泵入空气气浮池，进一步去除其中的悬浮物和胶体；(6)空气气浮出水进入臭氧接触塔，在催化剂的作用下，利用臭氧的强氧化性，改性污水中剩余的难降解有机物，提高污水的可生化性；(7)污水经臭氧处理后，消解、去除过量臭氧，泵入曝气生物滤池，去除残余的COD和氨氮；(8)曝气生物滤池处理后的污水进入活性炭过滤装置，进一步去除COD和悬浮物等，之后进入回用单元。作为本专利技术优选的技术方案，所述回用单元用于浓缩所述生化处理单元处理后的化工废水，并回收其中的淡水。优选地，所述的回用单元包括顺次连接的生化调节水箱、回用段澄清池、回用段多介质过滤装置、回用段超滤装置和回用段反渗透装置。经过生化处理后的污水在本专利技术提供的回用单元中依次经过如下工艺路线：(1)来自生化处理后的污水，泵入回用段澄清池，依次加入氢氧化钠、氧化镁、聚合硫酸铁和聚丙烯酰胺，澄清沉淀，上层清夜用盐酸中和后去清水箱；(2)经回用段澄清池处理后的污水，进入装有石英砂和木炭的回用段多介质过滤装置进行初步过滤。(3)初步过滤后的污水用泵打入回用段超滤装置进行深度过滤；(4)超滤产水泵入保安过滤器，由高压泵加压后通入回用段反渗透装置进行脱盐处理，反渗透排出的浓水进入膜浓缩单元。作为本专利技术优选的技术方案，所述膜浓缩单元用于对回用单元产生的浓水进行膜浓缩处理并分离得到氯化钠原液和硫酸钠原液，为后续的蒸发结晶提供条件。优选地，所述膜浓缩单元包括顺次连接的预浓缩装置、纳滤装置和纳滤产水反渗透装置。优选地，所述预浓缩装置包括顺次连接的浓水调节水箱、浓缩段澄清池、浓缩段多介质过滤装置、钠床、弱酸阳床、脱碳装置、浓缩段超滤装置、海水反渗透装置和电解氧化装置。经过回用单元产生的浓水在本专利技术提供的膜浓缩单元中依次经过如下工艺路线：(1)浓水调节水箱出水进入浓缩段澄清池，依次加入氢氧化钠、氧化镁、聚合氯化铝和聚丙烯酰胺，澄清沉淀，除去钙镁硬度、硅和悬浮物，上层清夜用盐酸中和后去清水箱；(2)经浓缩段澄清池处理后的废水，进入装有石英砂和木炭的浓缩段多介质过滤装置进行初步过滤，过滤后的废水依次进入钠床、弱酸阳床和脱碳装置，进一步降本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种煤化工污水零排放处理和分盐结晶系统，其特征在于，所述系统包括顺次连接的生化处理单元、回用单元、膜浓缩单元和分盐结晶单元；所述膜浓缩单元包括顺次连接的预浓缩装置、纳滤装置和纳滤产水反渗透装置；所述的分盐结晶单元包括硫酸钠结晶装置和氯化钠结晶装置，所述的硫酸钠结晶装置连接所述纳滤装置的浓水出口，所述的氯化钠结晶装置连接所述纳滤产水反渗透装置的浓水出口。

【技术特征摘要】
1.一种煤化工污水零排放处理和分盐结晶系统，其特征在于，所述系统包括顺次连接的生化处理单元、回用单元、膜浓缩单元和分盐结晶单元；所述膜浓缩单元包括顺次连接的预浓缩装置、纳滤装置和纳滤产水反渗透装置；所述的分盐结晶单元包括硫酸钠结晶装置和氯化钠结晶装置，所述的硫酸钠结晶装置连接所述纳滤装置的浓水出口，所述的氯化钠结晶装置连接所述纳滤产水反渗透装置的浓水出口。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的硫酸钠结晶装置包括顺次连接的热法结晶器和冷冻结晶器；所述的热法结晶器设置有进料口、固体出料口、液体出料口和回料口；所述的冷冻结晶器设置有进料口、母液出料口和固体出料口；所述热法结晶器的进料口连接所述纳滤装置的浓水出口，所述热法结晶器的液体出料口连接所述冷冻结晶器的进料口，所述冷冻结晶器的固体出料口连接所述热法结晶器的回料口。3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述氯化钠结晶装置包括强制循环蒸发结晶器；所述的强制循环蒸发结晶器设置有出料口和液体进料口，所述液体进料口连接所述纳滤产水反渗透装置的浓水出口；优选地，所述的强制循环蒸发结晶器还设置有母液进料口，所述母液进料口连接所述冷冻结晶器的母液出料口。4.根据权利要求1-3任一项所述的系统，其特征在于，所述生化处理单元用于对煤化工污水进行生化处理以除去其中的有机物、COD和氨氮；优选地，所述的生化处理单元包括顺次连接的调节池、氮气气浮池、水解酸化池、一级A/O生化池、二级A/O生化池、空气气浮池、臭氧接触塔、曝气生物滤池和活性炭过滤装置。5.根据权利要求1-4任一项所述的系统，其特征在于，所述回用单元用于浓缩所述生化处理单元处理后的化工废水，并回收其中的淡水；优选地，所述的回用单元包括顺次连接的生化调节水箱、回用段澄清池、回用段多介质过滤装置、回用段超滤装置和回用段反渗透装置。6.根据权利要求1-5任一项所述的系统，其特征在于，所述膜浓缩单元用于对回用单元产生的浓水进行膜浓缩...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志东，张文博，刘彦强，李耀武，刘侃，许贵彦，安文忠，李耀智，乔英存，贾兴国，王浩飞，汤中文，王京立，方长传，
申请(专利权)人：中海油山西能源投资有限责任公司，
类型：发明
国别省市：山西,14