申请日2018.12.25
公开(公告)日2019.03.26
IPC分类号C02F1/461; C02F1/72; C02F1/76; C02F9/10; C02F101/30
摘要
本发明属于煤化工高盐废水处理技术领域，涉及一种电催化氧化装置、煤化工企业废水零排放系统及工艺。该煤化工企业废水零排放系统，纳滤处理系统与二级反渗透处理系统连接，二级反渗透处理系统的与循环冷却补水系统连接;纳滤处理系统、二级反渗透处理系统还分别与电催化氧化装置连接，电催化氧化装置与分盐结晶系统连接，分盐结晶系统还与循环冷却补水系统连接;电催化氧化装置与次氯酸钠制备系统连接，次氯酸钠制备系统与煤化工生物出水连通。该零排放系统，通过电催化氧化装置对煤化工废水中经纳滤处理系统、二级反渗透处理系统处理的浓水达到去除废水中有机物和脱色的目的，再经过分盐结晶系统或次氯酸钠制备系统实现煤化工企业废水的零排放。
权利要求书
1.一种电催化氧化装置，其特征在于，包括：电解槽(9)，所述电解槽(9)的壳体设有进水口(1);所述电解槽(9)的内部包括相连的反应槽(7)和缓冲槽(8)，所述反应槽(7)安装有电极组件(5)，所述电极组件(5)通过接电口(6)与电源连接，所述缓冲槽(8)设有出水口(2)和内循环水口(3)，所述出水口(2)、内循环水口(3)相连的管道管路上分别设有磁力泵;所述反应槽(7)和缓冲槽(8)的底部均设有排污口(4)。
2.根据权利要求1所述的电催化氧化装置，其特征在于，所述排污口(4)的出水管道上设置有控制阀门。
3.根据权利要求1所述的电催化氧化装置，其特征在于，所述反应槽(7)设有隔板(10)，所述隔板(10)将反应槽(7)分隔成两个电催化反应槽，每个电催化反应槽均安装有电极组件(5)。
4.根据权利要求1所述的电催化氧化装置，其特征在于，所述电极组件(5)的阳极采用DSA阳极，所述DSA阳极为二氧化铅、二氧化钽，阴极采用钛阴极或不锈钢阴极。
5.一种煤化工企业废水零排放系统，其特征在于，包括如权利要求1-4任一项所述的电催化氧化装置，还包括：纳滤处理系统、二级反渗透处理系统、循环冷却补水系统、分盐结晶系统、次氯酸钠制备系统;
所述纳滤处理系统的出水口与二级反渗透处理系统的入水口连接，所述二级反渗透处理系统的出水口与循环冷却补水系统连接;
所述纳滤处理系统、二级反渗透处理系统的出水口还分别与电催化氧化装置的进水口连接，所述电催化氧化装置的出水口与分盐结晶系统连接，所述分盐结晶系统还与循环冷却补水系统连接;
所述电催化氧化装置与次氯酸钠制备系统连接，所述次氯酸钠制备系统与煤化工生物出水连通。
6.根据权利要求5所述的煤化工企业废水零排放系统，其特征在于，还包括电解除垢系统，所述电解除垢系统与循环冷却补水系统连接。
7.根据权利要求5所述的煤化工企业废水零排放系统，其特征在于，所述纳滤处理系统的进水口通过管道与煤化工生物出水口相连通。
8.一种煤化工企业废水零排放工艺，其特征在于，具体包括如下步骤：
1)煤化工生物出水经纳滤处理系统、二级反渗透处理系统的处理得到淡水和浓水;
2)淡水进入循环冷却补水系统，浓水经电催化氧化装置的进水口(1)进入反应槽(7)进行反应处理;
3)经反应槽(7)处理后的浓水进入缓冲槽(8)，通过检测缓冲槽(8)内的水质COD浓度判断经缓冲槽(8)的出水口(2)流出的浓水是否进入分盐结晶系统或次氯酸钠制备系统;
4)经缓冲槽(8)的出水口(2)流出的浓水进入分盐结晶系统或次氯酸钠制备系统进行处理。
9.根据权利要求8所述的煤化工企业废水零排放工艺，其特征在于，所述步骤3)通过检测缓冲槽(8)内的水质COD浓度判断经缓冲槽(8)的出水口(2)流出的浓水是否进入分盐结晶系统或次氯酸钠制备系统，具体包括：
步骤3.1)若缓冲槽(8)的水质浓度达到分盐结晶系统或次氯酸钠制备系统的处理要求，则经反应槽(7)处理后的浓水通过出水口(2)进入分盐结晶系统产出冷凝水和结晶盐，冷凝水返回循环冷却补水系统中;另一部分则进入次氯酸钠制备系统，产出高浓度次氯酸钠返回煤化工生物出水口，对废水进行消毒杀菌;
步骤3.2)若缓冲槽(8)的水质未达到分盐结晶系统或次氯酸钠制备系统的处理要求，则废水经过内循环水口(3)再次进入电催化氧化装置的反应槽(7)进行反应，直至缓冲槽(8)的水质浓度达到处理要求后再由出水口(2)排出进入分盐结晶系统或次氯酸钠制备系统。
10.根据权利要求9所述的煤化工企业废水零排放工艺，其特征在于，所述循环冷却补水系统还连接有电解除垢系统。
说明书
电催化氧化装置、煤化工企业废水零排放系统及工艺
技术领域
本发明属于煤化工高盐废水处理技术领域，涉及一种电催化氧化装置、煤化工企业废水零排放系统及工艺。
背景技术
我国煤化工项目主要分布在煤矿资源比较丰富的新疆、内蒙等地区，随着煤化工行业的快速发展，煤化工高盐废水的排放量越来越大。煤化工企业排放废水以高浓度煤气洗涤废水为主，含有大量酚、氰、油、氨氮等有毒、有害物质。综合废水中CODcr一般在5000mg/L左右、氨氮在200～500mg/L，废水所含有机污染物包括酚类、多环芳香族化合物及含氮、氧、硫的杂环化合物等，是一种典型的含有难降解的有机化合物的工业废水。废水中的易降解有机物主要是酚类化合物和苯类化合物;砒咯、萘、呋喃、眯唑类属于可降解类有机物;难降解的有机物主要有砒啶、咔唑、联苯、三联苯等。由于没有得到有效处理使得煤化工废水深入到地下污染地下水源或使土地盐碱化严重。
目前，国内煤化工废水处理方法主要采用生化法，生化法对废水中的苯酚类及苯类物质有较好的去除作用，但对喹啉类、吲哚类、吡啶类、咔唑类等一些难降解有机物处理效果较差，使得煤化工行业外排水COD难以达到一级标准。同时煤化工废水经生化处理后又存在色度和浊度很高的特点(因含各种生色团和助色团的有机物，如3-甲基-1，3，6庚三烯、5-降冰片烯-2-羧酸、2-氯-2-降冰片烯、2-羟基-苯并呋喃、苯酚、1-甲磺酰基-4-甲基苯、3-甲基苯并噻吩、萘-1，8-二胺等)。因此，要将此类煤气化废水处理后达到回用或排放标准，需要进一步降低COD、氨氮、色度和浊度等指标。
然而，国内煤化工废水零排放技术尚未真正做到，尤其是高盐煤化工废水。目前，行业内针对高盐煤化工废水主要采用反渗透技术对高盐煤化工废水进行浓缩处理后进入机械式蒸汽再压缩系统(MVR系统)进行分盐结晶。但是由于浓缩后，浓水COD升高使得结晶盐的品质大大降低，不具备工业再利用价值;而且，有机物浓度富集到蒸发器中，导致蒸发器传热、传质效率降低，冷凝器需要经常清洗，增加工作强度，导致煤化工高盐废水装置运行不稳定同时运行费用高。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种电催化氧化装置、煤化工企业废水零排放系统及工艺，实现对煤化工废水尤其是高盐煤化工废水的零排放。
为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种电催化氧化装置，包括：电解槽，所述电解槽的壳体设有进水口;所述电解槽的内部包括相连的反应槽和缓冲槽，所述反应槽安装有电极组件，所述电极组件通过接电口与电源连接，所述缓冲槽设有出水口和内循环水口，所述出水口、内循环水口相连的管道管路上分别设有磁力泵;所述反应槽和缓冲槽的底部均设有排污口。
进一步地，所述排污口的出水管道上设置有控制阀门。
进一步地，反应槽7设有隔板10，所述隔板10将反应槽7分隔成两个电催化反应槽，每个电催化反应槽均安装有电极组件5。
进一步地，电极组件5的阳极采用DSA阳极，所述DSA阳极为二氧化铅、二氧化钽，阴极采用钛阴极或不锈钢阴极。
该电催化氧化装置，与脉冲电源连接，管路系统上还安装有耐腐蚀磁力泵和阀门。煤化工企业废水在电极组件5的作用下充分进行电化学反应，实现对难降解有机废水的降解处理。
第二方面，本发明提供了一种煤化工业废水零排放系统，包括如上所述的电催化氧化装置，还包括：纳滤处理系统、二级反渗透处理系统、循环冷却补水系统、分盐结晶系统、次氯酸钠制备系统;
纳滤处理系统的出水口与二级反渗透处理系统的入水口连接，二级反渗透处理系统的出水口与循环冷却补水系统连接;
纳滤处理系统、二级反渗透处理系统的出水口还分别与电催化氧化装置的进水口连接，电催化氧化装置的出水口与分盐结晶系统连接，分盐结晶系统还与循环冷却补水系统连接;
电催化氧化装置与次氯酸钠制备系统连接，次氯酸钠制备系统与纳滤处理系统的进水口连接。
进一步地，该煤化工业废水零排放系统，还包括电解除垢系统，电解除垢系统与循环冷却补水系统连接。
进一步地，纳滤处理系统的进水口通过管道与煤化工生物出水口相连通。
第三方面，本发明还提供了一种煤化工企业废水零排放工艺，具体包括如下步骤：
1)煤化工生物出水经过纳滤处理系统、二级反渗透处理系统的处理得到淡水和浓水;
2)淡水进入循环冷却补水系统，浓水经电催化氧化装置的进水口1进入反应槽7进行反应处理;
3)浓水经过反应槽7处理后进入缓冲槽8，通过检测缓冲槽8内的水质COD浓度判断经缓冲槽8的出水口2流出的浓水是否进入分盐结晶系统或次氯酸钠制备系统;
4)经缓冲槽8的出水口2流出的浓水进入分盐结晶系统或次氯酸钠制备系统进行处理。
进一步地，步骤3)通过检测缓冲槽8内的水质COD浓度判断经缓冲槽8的出水口2流出的浓水是否进入分盐结晶系统或次氯酸钠制备系统，具体包括：
步骤3.1)若缓冲槽8的水质浓度达到分盐结晶系统或次氯酸钠制备系统的处理要求，则经反应槽7处理后的浓水通过出水口2进入分盐结晶系统产出冷凝水和结晶盐，冷凝水返回循环冷却补水系统中;另一部分则进入次氯酸钠制备系统，产出高浓度次氯酸钠返回煤化工生物出水口，对废水进行消毒杀菌;
步骤3.2)若缓冲槽8的水质未达到分盐结晶系统或次氯酸钠制备系统的处理要求，则废水经过内循环水口3再次进入电催化氧化装置的反应槽7进行反应，直至缓冲槽8的水质浓度达到处理要求后再由出水口2排出进入分盐结晶系统或次氯酸钠制备系统。
进一步地，次氯酸钠制备系统出水口与煤化工生物出水口相连通，对废水进行消毒杀菌。
进一步地，循环冷却补水系统还连接有电解除垢系统，用于去除循环水系统中的钙镁离子。
与现有技术相比，本发明提供的技术方案包括以下有益效果：本发明提供的电催化氧化装置，对煤化工企业废水中经纳滤处理系统、二级反渗透处理系统处理的浓水达到去除废水中有机物和脱色的目的;本发明提供的煤化工企业废水零排放系统，通过纳滤处理系统去除大颗粒污染物，再经过二级反渗透处理得到淡水，淡水进入循环冷却补水系统;由纳滤处理系统和二级反渗透系统产生的浓水再经过电催化氧化装置进行处理，一部分进入分盐系统产出冷凝水和结晶盐，冷凝水返回中水系统;另一部分进入次氯酸钠制备系统，产出高浓度次氯酸钠返回生物出水口，对废水进行消毒杀菌。另外在循环冷却水系统旁路安装电化学除垢系统，去除循环水系统中的钙镁离子，确保换热效率。
