申请日2018.04.24
公开(公告)日2018.12.28
IPC分类号C02F9/06
摘要
本实用新型公开了一种煤化工废水气浮预处理系统，包括一级气浮装置、二级气浮装置和三级气浮装置，其中所述一级气浮装置为二氧化碳喷溶气浮装置，所述二级气浮装置为三段式电絮凝气浮装置，所述三级气浮装置为氮气共絮凝气浮装置，所述三个气浮装置依序串联连接。三种工艺彼此促进，互相补充，产生显著协同作用，并增大系统整体的负荷承受能力，减少后续处理工序的压力。因此与现有技术相比更适合于生产任务繁重、工艺复杂的大型煤化工企业。
权利要求书
1.一种煤化工废水气浮预处理系统，包括一级气浮装置、二级气浮装置和三级气浮装置，其中所述一级气浮装置为二氧化碳喷溶气浮装置，所述二级气浮装置为三段式电絮凝气浮装置，所述三级气浮装置为氮气共絮凝气浮装置，所述三个气浮装置依序串联连接，其中，
所述二氧化碳喷溶气浮装置包括二氧化碳气源(1)、高压喷射器(2)、二氧化碳溶气泵(3)、二氧化碳溶气罐(4)和二氧化碳气浮罐(6)，其中所述二氧化碳气源(1)通过所述高压喷射器(2)、所述二氧化碳溶气泵(3)和所述二氧化碳溶气罐(4)与所述二氧化碳气浮罐(6)连接，来自所述三级气浮装置的回流水与二氧化碳一起进入所述二氧化碳溶气泵(3)中;
所述三段式电絮凝气浮装置具有电絮凝气浮罐(20)，所述电絮凝气浮罐(20)为柱状罐，包括一段电絮凝区(22)、二段电絮凝区(23)、三段电絮凝区(24)和电絮凝气浮罐刮渣器(27)，且所述电絮凝气浮罐(20)设有废水进水管(21)、电絮凝气浮罐出水口(25)、电絮凝气浮罐排泥口(26)和电絮凝气浮罐排渣口(28)，其中所述电絮凝气浮罐(20)内，一段电絮凝区(22)、二段电絮凝区(23)和三段电絮凝区(24)依序串联连接，来自所述一级气浮装置的二氧化碳气浮罐出水口(15)的水通过所述废水进水管(21)通入每一电絮凝区的顶部，每一电絮凝区下方安装有电絮凝气浮罐排泥口(26)，电絮凝气浮罐刮渣器(27)和电絮凝气浮罐排渣口(28)位于电絮凝气浮罐(20)的上部，电絮凝气浮罐出水口(25)位于三段电絮凝区(24)之后，电絮凝气浮罐(20)的上部，每一电絮凝区中的阳极和阴极在同一水平面上平行交替布置，后一电絮凝区中的电极位置高于前一电絮凝区中的电极位置;
所述氮气共絮凝气浮装置包括氮气共絮凝气浮罐(30)、三级絮凝剂罐(38)、助凝剂罐(39)、废水泵(40)、氮气气源(41)、加压泵(42)、氮气溶气泵(43)和氮气溶气罐(44)，其中所述氮气气源(41)通过加压泵(42)、氮气溶气泵(43)和氮气溶气罐(44)与氮气共絮凝气浮罐(30)连接，来自所述氮气共絮凝气浮罐(30)的回流水与氮气一起进入所述氮气溶气泵(43)中，来自所述二级气浮装置的电絮凝气浮罐出水口(25)的水通过废水泵(40)进入氮气共絮凝气浮罐(30)，所述三级絮凝剂罐(38)和助凝剂罐(39)分别与来自所述二级气浮装置的电絮凝气浮罐出水口(25)的所述水和所述回流水的进水管相连。
2.根据权利要求1所述的煤化工废水气浮预处理系统，其特征在于，所述二氧化碳气浮罐(6)为柱状罐，包括溶气水释放器(7)和二氧化碳气浮罐刮渣器(12)，且所述二氧化碳气浮罐(6)设有二氧化碳气浮罐溶气水进水口(8)、二氧化碳气浮罐排泥口(9)、二氧化碳气浮罐废水进水口(11)、二氧化碳气浮罐排渣口(13)、出水区(14)、二氧化碳气浮罐出水口(15)、二氧化碳气浮罐接触区(16)和二氧化碳气浮罐分离区(17)，
其中所述二氧化碳气浮罐(6)的下部为二氧化碳气浮罐接触区(16)，二氧化碳气浮罐接触区(16)上方为二氧化碳气浮罐分离区(17)，二氧化碳气浮罐废水进水口(11)的进水管与一级絮凝剂罐(10)相连，二氧化碳气浮罐刮渣器(12)和二氧化碳气浮罐排渣口(13)安装在二氧化碳气浮罐分离区(17)的上部，出水区(14)位于所述二氧化碳气浮罐(6)内的一侧，与二氧化碳气浮罐接触区(16)和二氧化碳气浮罐分离区(17)隔开。
3.根据权利要求1所述的煤化工废水气浮预处理系统，其特征在于，所述氮气共絮凝气浮罐(30)为柱状罐，包括氮气共絮凝气浮罐刮渣器(37)，且所述氮气共絮凝气浮罐(30)设有氮气共絮凝气浮罐分离区(31)、氮气共絮凝气浮罐接触区(32)、氮气共絮凝气浮罐废水进水口(33)、氮气共絮凝气浮罐溶气水进水口(34)、氮气共絮凝气浮罐出水口(35)和氮气共絮凝气浮罐排渣口(36)，其中氮气共絮凝气浮罐(30)的内筒中为所述氮气共絮凝气浮罐接触区(32)，所述内筒外部是氮气共絮凝气浮罐分离区(31)，氮气共絮凝气浮罐废水进水口(33)通入氮气共絮凝气浮罐接触区(32)的上端，氮气共絮凝气浮罐溶气水进水口(34)通入氮气共絮凝气浮罐接触区(32)的下端，氮气共絮凝气浮罐刮渣器(37)和氮气共絮凝气浮罐排渣口(36)安装在氮气共絮凝气浮罐分离区(31)的上部，氮气共絮凝气浮罐出水口(35)位于氮气共絮凝气浮罐(30)的下部，且从氮气共絮凝气浮罐出水口(35)离开的经处理水的一部分回流到一级气浮装置的二氧化碳溶气泵(3)和三级气浮装置的氮气溶气泵(43)中。
4.根据权利要求3所述的煤化工废水气浮预处理系统，其特征在于，所述氮气共絮凝气浮罐废水进水口(33)与所述氮气共絮凝气浮罐溶气水进水口(34)在氮气共絮凝气浮罐接触区(32)内的距离为10-15cm。
5.根据权利要求3所述的煤化工废水气浮预处理系统，其特征在于，所述氮气共絮凝气浮罐溶气水进水口(34)安装有喷射式释放器。
说明书
一种煤化工废水气浮预处理系统
技术领域
本实用新型属于废水处理领域，具体涉及煤化工废水的预处理。
背景技术
煤化工废水是业界公认的几种难以处理的工业废水之一。煤化工主要包括煤的气化、液化、干馏，以及焦油加工和电石乙炔化工等，其中煤气化废水的主要特征为：污染物组成复杂、浓度高、难以生物降解。由于煤化工的生产工艺特殊，废水中的油以乳化油和可溶性油为主，粒径分布在4~200 μm，普通的重力沉淀法很难去除。煤化工行业废水排放量大，成分复杂，有机物种类多、浓度高且多数性质稳定，可生化性差，典型的含有酚类、氨氮类、多环芳烃、油类、氰化物等多种污染物。煤化工废水中含有的油类过多，会严重影响生化处理的效果。一般生物处理阶段要求废水中的含油量小于50 mg/L，最好能控制在20 mg/L以下。
目前，煤化工废水的预处理除油广泛使用气浮法。该方法分离效果好，富集速度快，比沉淀分离效率高，富集倍数大，设备流程较简单，维护管理方便。但常规气浮法仍存在较多缺陷。首先，目前气浮工艺的气源多为空气，而煤化工废水中含有较多酚类等易氧化物质，与空气中的氧接触后，部分易氧化物会氧化，不仅造成废水的颜色加深，还会增强对微生物的毒性，影响后续的生化处理。其次，现有电气浮工艺的效率受到电流密度、废水电导率等因素的显著影响，大多只对性质参数在某一范围内的组分具有较佳作用，在组分种类很多时，效率即有所下降。另外，现有气浮工艺主要靠气泡对污染物的吸附与顶托来实现分离，效果不稳定，效率较低。而且，对于大型综合性煤化工企业，其产品多样化程度很高，生产工艺极其复杂，废水中污染物的组分种类和含量波动较大，对废水处理系统的负荷承受要求较高。简单或单一的气浮系统在这种情况下，除油率无法达到后续工艺所需的标准，从而升高整个废水处理体系的故障风险，影响生产。
因此，业内需要与现有技术相比，除油效率显著提高、负荷承受力强、作用范围广、且可减少氧化作用的煤化工废水气浮预处理系统。
实用新型内容
本实用新型提供一种煤化工废水气浮预处理系统，来解决现有技术的上述缺陷。
为此，本实用新型采用以下技术方案：
一种煤化工废水气浮预处理系统，包括一级气浮装置、二级气浮装置和三级气浮装置，其中所述一级气浮装置为二氧化碳喷溶气浮装置，所述二级气浮装置为三段式电絮凝气浮装置，所述三级气浮装置为氮气共絮凝气浮装置，所述三个气浮装置依序串联连接。
二氧化碳喷溶气浮装置包括二氧化碳气源、高压喷射器、二氧化碳溶气泵、二氧化碳溶气罐和二氧化碳气浮罐，其中所述二氧化碳气源通过所述高压喷射器、所述二氧化碳溶气泵和所述二氧化碳溶气罐与所述二氧化碳气浮罐连接，来自所述三级气浮装置的回流水与二氧化碳一起进入所述二氧化碳溶气泵中。二氧化碳气浮罐为柱状罐，包括溶气水释放器和二氧化碳气浮罐刮渣器，且所述二氧化碳气浮罐设有二氧化碳气浮罐溶气水进水口、二氧化碳气浮罐排泥口、二氧化碳气浮罐废水进水口、二氧化碳气浮罐排渣口、出水区、二氧化碳气浮罐出水口、二氧化碳气浮罐接触区和二氧化碳气浮罐分离区，其中所述二氧化碳气浮罐的下部为二氧化碳气浮罐接触区，二氧化碳气浮罐接触区上方为二氧化碳气浮罐分离区，二氧化碳气浮罐废水进水口的进水管与一级絮凝剂罐相连，二氧化碳气浮罐刮渣器和二氧化碳气浮罐排渣口安装在二氧化碳气浮罐分离区的上部，出水区位于所述二氧化碳气浮罐内的一侧，与二氧化碳气浮罐接触区和二氧化碳气浮罐分离区隔开。
三段式电絮凝气浮装置具有电絮凝气浮罐，所述电絮凝气浮罐为柱状罐，包括一段电絮凝区、二段电絮凝区、三段电絮凝区和电絮凝气浮罐刮渣器，且所述电絮凝气浮罐设有废水进水管、电絮凝气浮罐出水口、电絮凝气浮罐排泥口和电絮凝气浮罐排渣口，其中所述电絮凝气浮罐内，一段电絮凝区、二段电絮凝区和三段电絮凝区依序串联连接，来自所述一级气浮装置的二氧化碳气浮罐出水口的水通过所述废水进水管通入每一电絮凝区的顶部，每一电絮凝区下方安装有电絮凝气浮罐排泥口，电絮凝气浮罐刮渣器和电絮凝气浮罐排渣口位于电絮凝气浮罐的上部，电絮凝气浮罐出水口位于三段电絮凝区之后，电絮凝气浮罐的上部，每一电絮凝区中的阳极和阴极在同一水平面上平行交替布置，后一电絮凝区中的电极位置高于前一电絮凝区中的电极位置。
氮气共絮凝气浮装置包括氮气共絮凝气浮罐、三级絮凝剂罐、助凝剂罐、废水泵、氮气气源、加压泵、氮气溶气泵和氮气溶气罐，其中所述氮气气源通过加压泵、氮气溶气泵和氮气溶气罐与氮气共絮凝气浮罐连接，来自所述氮气共絮凝气浮罐的回流水与氮气一起进入所述氮气溶气泵中，来自所述二级气浮装置的电絮凝气浮罐出水口的水通过废水泵进入氮气共絮凝气浮罐，所述三级絮凝剂罐和助凝剂罐分别与来自所述二级气浮装置的电絮凝气浮罐出水口的所述水和所述回流水的进水管相连。
氮气共絮凝气浮罐为柱状罐，包括氮气共絮凝气浮罐刮渣器，且所述氮气共絮凝气浮罐设有氮气共絮凝气浮罐分离区、氮气共絮凝气浮罐接触区、氮气共絮凝气浮罐废水进水口、氮气共絮凝气浮罐溶气水进水口、氮气共絮凝气浮罐出水口和氮气共絮凝气浮罐排渣口，其中氮气共絮凝气浮罐的内筒中为所述氮气共絮凝气浮罐接触区，所述内筒外部是氮气共絮凝气浮罐分离区，氮气共絮凝气浮罐废水进水口通入氮气共絮凝气浮罐接触区的上端，氮气共絮凝气浮罐溶气水进水口通入氮气共絮凝气浮罐接触区的下端，氮气共絮凝气浮罐刮渣器和氮气共絮凝气浮罐排渣口安装在氮气共絮凝气浮罐分离区的上部，氮气共絮凝气浮罐出水口位于氮气共絮凝气浮罐的下部，且从氮气共絮凝气浮罐出水口离开的经处理水的一部分回流到一级气浮装置的二氧化碳溶气泵和三级气浮装置的氮气溶气泵中。
优选地，氮气共絮凝气浮罐废水进水口与氮气共絮凝气浮罐溶气水进水口在氮气共絮凝气浮罐接触区内的距离为10-15cm。
优选地，氮气共絮凝气浮罐溶气水进水口安装有喷射式释放器。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：
联用三种工艺，各种工艺彼此促进，互相补充，产生显著协同作用，并增大系统整体的负荷承受能力，减少后续处理工序的压力。因此与现有技术相比更适合于生产任务繁重、工艺复杂的大型煤化工企业。
其中一级气浮装置不仅去除较大油类组分，而且部分二氧化碳溶解于水中，降低废水的pH值，使油类组分更易凝聚，显著提高后续电絮凝气浮的效率。
二级气浮装置采用多段电絮凝，每段电絮凝区的电极高度、电流密度均不相同，针对集中在不同位置、具有不同电性质的油类组分，扩大工艺的作用谱。
三级气浮装置采用共絮凝工艺，具有与现有技术不同的气泡形成过程，使油类组分在已开始但尚未形成絮凝物时与溶气水相遇，从而气泡与絮凝物同时生长，形成共絮凝物，共絮凝物再与助凝剂作用，形成更大的絮凝团。这样的絮凝团将气泡包裹在内部，不会轻易被剪切力破坏，更稳定，且更快地上浮至顶部，分离效率更高。对前两级气浮装置形成有效的补充，全面彻底地去除各种油类组分。
另外，一级和三级气浮装置分别使用二氧化碳和氮气代替空气作为气源，可避免废水中的易氧化物质进一步被氧化，毒性被加强，从而影响后续的生化处理步骤。
