申请日2018.04.17
公开(公告)日2018.07.31
IPC分类号C02F9/04; C02F103/34
摘要
本发明公开了一种高温熄焦废水的降解装置，包括熄焦循环水池、混凝反应池、混凝沉淀池、高级催化氧化器和过滤器;熄焦循环水池与混凝反应池连接，混凝反应池与混凝沉淀池连接，混凝沉淀池与高级催化氧化器连接，高级催化氧化器与过滤器连接。高温状态的熄焦废水在降解装置中依次经过焦粉沉淀、悬浮物沉淀和催化氧化降解，然后对降解的产物进行过滤，使熄焦废水达到《炼焦化学工业污染物排放标准》的排放标准。该降解装置能够对高温的熄焦废水进行降解，且降解效率高，降解成本低廉，具有极高的使用价值和推广价值。
权利要求书
1.一种高温熄焦废水的降解方法，其特征在于，包括下步骤：
1)熄焦废水进行沉淀处理，除去熄焦废水中的焦粉;
2)在步骤1)得到的熄焦废水中加入净水剂和混凝剂，使熄焦废水中的悬浮物产生沉淀;
3)对步骤2)得到的熄焦废水进行氧化降解，除去熄焦废水中的溶解性污染物;
4)对步骤3)得到的熄焦废水进行过滤，对步骤3中氧化降解过程中形成的固体污染物进行分离。
2.根据权利要求1所述一种高温熄焦废水的降解方法，其特征在于，步骤2中所述净水剂为复合高温净水剂;所述混凝剂为高温混凝剂。
3.根据权利要求1所述一种高温熄焦废水的降解方法，其特征在于，步骤3中对熄焦废水进行氧化降解的具体方法是，采用高级催化氧化器对熄焦废水进行氧化降解，在高级催化氧化器中装入用于在高温状态下对熄焦废水进行催化氧化的催化剂，并在催化氧化器进水口加入氧化剂。
4.根据权利要求3所述一种高温熄焦废水的降解方法，其特征在于，所述催化剂为多孔陶瓷颗粒负载Pt、Rh和Ag制成的多相催化剂，所述氧化剂为臭氧、双氧水或次氯酸钠。
5.根据权利要求1所述一种高温熄焦废水的降解方法，其特征在于，步骤4)中采用过滤器对氧化降解过程中形成的固体污染物进行分离，所述过滤器为浅层砂过滤器、自清洗过滤器或无阀滤池。
6.一种高温熄焦废水的降解装置，其特征在于，包括熄焦循环水池、混凝反应池、混凝沉淀池、高级催化氧化器和过滤器;
其中，所述熄焦循环水池上设置有熄焦废水的入口，熄焦循环水池的液体出口与混凝反应池的入口连接，混凝反应池用于使熄焦废水中的悬浮物与所加药剂发生反应，混凝反应池的出口与混凝沉淀池的液体入口连接，混凝沉淀池用于使熄焦废水中的悬浮物发生沉淀，混凝沉淀池的液体出口与高级催化氧化器入口连接，高级催化氧化器用于除去熄焦废水中的溶解性污染物，高级催化氧化器的出口与过滤器连接，过滤器的出口连接清水池。
7.根据权利要求6所述一种高温熄焦废水的降解装置，其特征在于，在混凝反应池中还设置有搅拌装置，用于保证熄焦废水在混凝反应池中与所加药剂充分反应。
8.根据权利要求6所述一种高温熄焦废水的降解装置，其特征在于，所述混凝沉淀池的底部设置有至少一个集泥斗，集泥斗的出口还连接有污泥处理装置。
9.根据权利要求8所述一种高温熄焦废水的降解装置，其特征在于，所述污泥处理装置包括污泥浓缩池和污泥脱水机;污泥浓缩池的入口与集泥斗的出口连接，污泥浓缩池的固体出口与污泥脱水机连接，污泥浓缩池的液体出口和污泥脱水机的液体出口均与熄焦循环水池的入口连接。
10.根据权利要求6所述一种高温熄焦废水的降解装置，其特征在于，所述高级催化氧化器种设置有氧化剂和多孔陶瓷颗粒负载Pt、Rh、Ag制成的多相催化剂，所述氧化剂为臭氧、双氧水或次氯酸钠。
说明书
一种高温熄焦废水的降解装置及方法
技术领域
本发明涉及煤化工熄焦废水处理技术领域，具体为一种高温熄焦废水的降解装置及方法。
背景技术
熄焦废水主要来源于焦化厂水熄焦过程产生的高温废水。熄焦过程是用水将约1000℃的红焦喷淋降温，在水与红焦接触的过程中，红焦中的物质会被水洗涤而进入熄焦水中;同时，熄焦过程是在露天环境中进行的，水、空气与红焦接触降温时会发生一系列化学反应生成多种污染物质进入熄焦水中;此外，大多焦化厂采用处理后的酚氰废水作为熄焦补充水，因此熄焦水中的污染物还包含酚氰废中水残留污染物。总体来说，熄焦废水的主要污染物有焦粉、氨氮、酚、氰化物、煤焦油等，此外熄焦废水温度可达到70-80℃。
目前，几乎所有焦化厂的熄焦废水均未进行任何处理，仅因熄焦过程产生的水蒸气而部分消耗。熄焦水主要通过补充生化处理后的酚氰废水或清水来保证水量平衡。随着近年来环保要求的提高，许多地区要求焦化厂熄焦废水必须进行处理达到环保要求后才能循环使用进行熄焦。
从污染物种类来看，虽然熄焦废水性质与焦化厂酚氰废水有相似之处，但因熄焦废水的温度达到70℃以上，且受熄焦工艺用水要求的影响，水量大、在熄焦池停留时间短，焦化厂酚氰废水的处理工艺和方法均无法接受高温条件，熄焦废水的处理就成为焦化厂的环保难题。
同时，焦化厂的熄焦废水循环使用，未经任何处理，熄焦废水中的大量污染物会随水蒸气排入大气环境，熄焦蒸汽主要污染物有粉尘、SO2、NO2、BP、BSO、H2S、CO、HCN和酚、氰化物、硫化氢和氨等，熄焦塔排放的大气污染物占焦化生产大气污染物排放的35%左右，是焦化企业重要的大气污染物来源。为了有效降低湿法熄焦过程大气污染物排放，保证熄焦循环水质达到《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171-2012)表2间接排放标准，本发明提出一种高温熄焦废水处理的方法和装置。
熄焦废水处理理论工艺路线较多，但大多停留在研究阶段，目前适合企业降解污染物的参考工艺主要包括芬顿氧化和臭氧催化氧化两种。臭氧催化氧化法有机物去除效率高，但设备投资高，反应最佳温度为50℃，而熄焦水温度达70～80℃(即高温状态的熄焦废水)，远远高于反应温度，因此臭氧催化氧化法需要增设降温装置，运行费用高，企业难以承受。芬顿氧化法有机物去除效率高，设备投资低，适合高温废水的处理，但运行费用高，占地面积大，操作复杂，氧化剂利用率低，防腐要求高，实际中无应用案例。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种高温熄焦废水处理方法和装置。熄焦废水在70-90℃下，将熄焦废水经过沉淀、氧化降解和过滤手段有效降解和分离废水中的污染物，确保处理后的熄焦废水水质满足环保要求和回用要求。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种高温熄焦废水的降解方法，包括下步骤：
1)熄焦废水进行沉淀处理，除去熄焦废水中的焦粉;
2)在步骤1得到的熄焦废水中加入净水剂和混凝剂，使熄焦废水中的悬浮物产生沉淀;
3)对步骤2得到的熄焦废水进行氧化降解，除去熄焦废水中的溶解性污染物;
4)对步骤3得到的熄焦废水进行过滤，对步骤3中氧化降解过程中形成的固体污染物进行分离。
优选的，步骤2中所述净水剂为复合高温净水剂;所述混凝剂高温混凝剂。
优选的，步骤3中对熄焦废水进行氧化降解的具体方法是，采用高级催化氧化器对熄焦废水进行氧化降解，在高级催化氧化器中装入用于在高温状态下对熄焦废水进行催化氧化的催化剂，并在催化氧化器进水口加入氧化剂。
优选的，所述催化剂为多孔陶瓷颗粒负载Pt、Rh和Ag制成的多相催化剂，所述氧化剂为臭氧、双氧水或次氯酸钠。
优选的，步骤4中采用过滤器对氧化降解过程中形成的固体污染物进行分离，所述过滤器为浅层砂过滤器、自清洗过滤器或无阀滤池。
本发明还提供了一种熄焦废水的降解装置，包括熄焦循环水池、混凝反应池、混凝沉淀池、高级催化氧化器和过滤器;
其中，所述熄焦循环水池上设置有熄焦废水的入口，熄焦循环水池的液体出口与混凝反应池的入口连接，混凝反应池用于使熄焦废水中的悬浮物与所加药剂发生反应，混凝沉淀池用于使熄焦废水中的悬浮物发生沉淀，混凝反应池的出口与混凝沉淀池的液体入口连接，混凝沉淀池的液体出口与高级催化氧化器入口连接，高级催化氧化器用于除去熄焦废水中的溶解性污染物，高级催化氧化器的出口与过滤器连接，过滤器的出口连接清水池。
优选的，在混凝反应池中还设置有搅拌装置，用于保证熄焦废水在混凝反应池中充分反应。
优选的，所述混凝沉淀池的底部设置有至少一个集泥斗，集泥斗的出口还连接有污泥处理装置。
优选的，所述污泥处理装置包括污泥浓缩池和污泥脱水机;污泥浓缩池的入口与集泥斗的出口连接，污泥浓缩池的固体出口与污泥脱水机连接，污泥浓缩池的液体出口和污泥脱水机的液体出口均与熄焦循环水池的入口连接。
优选的，所述过滤器为浅层砂过滤器、自清洗过滤器或无阀滤池。
优选的，所述高级催化氧化器中设置有氧化剂和多孔陶瓷颗粒负载Pt、Rh、Ag制成的多相催化剂，所述氧化剂为臭氧、双氧水或次氯酸钠。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明提供了一种高温熄焦废水的降解方法，首先通过自然沉淀的方式使熄焦废水中大部分的焦粒、焦粉等固体颗粒物通过自然沉淀的方式沉淀下来，然后采用复合高温净水剂和高温混凝剂使熄焦废水中的悬浮物产生沉淀，同时悬浮物产生沉淀的过程中还能够吸附一部分溶解性污染物;再通过催化氧化对熄焦废水中剩余的溶解性污染物进行降解，最后对降解的熄焦废水进行过滤，使熄焦废水符合《炼焦化学工业污染物排放标准》的排放限值要求。有效减少了熄焦排放至大气中的大部分污染物，从而减轻周边大气及水域的环境污染，提高其环境质量。该方法不用降低熄焦废水的温度，即可在高温条件下，即70-90℃的状态对熄焦废水进行污染的降解，节约了处理成本。
采用复合高温净水剂能够与高温状态下的熄焦废水中的污染物在水中发生水解电离、吸附架桥、网捕和氧化作用，去除熄焦废水中的细小焦粉、有机物和传统絮凝剂难以去除的分子量小于500的溶解性污染物。
催化剂采用多孔陶瓷颗粒负载Pt、Rh和Ag制成的多相催化剂及氧化剂能够在70-90°的状态下对熄焦废水进行有效的催化降解。
本发明提供的一种熄焦废水的降解装置，包括依次连接的熄焦循环水池、混凝反应池、混凝沉淀池、高级催化氧化器和过滤器，熄焦废水经过沉淀、水解、氧化后再经过过滤器进行过滤，使熄焦废水达到排放标准，该装置在70-90℃的工况条件下运行，结构合理、使用安装方便、耐腐蚀性强，能够有效降解污染物，并有运行费用低、自动化程度高等特点。
