一種煉焦廢水的處理系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種凈化工業廢水的處理系統，主要用于去除煉焦廢水中的硝基酚類化合物。該系統主要包括集水井、粗格柵、一次沉淀池、pH值調節池、多晶鐵氧體環形加速磁化吸引分離裝置、曝氣池、生物氧化濾池、二次沉淀池、凈水集水井。本系統創造性的利用了多晶鐵氧體在強磁場加速磁化的條件下，能夠與含有酚類官能團的有機物發生化合反應的化學特性，將多晶鐵氧體與含有硝基酚化合物的煉焦廢水充分混合，再使該混合物在特定的環形通道中被強電磁鐵加速磁化，該過程會使多晶鐵氧體與廢水中的硝基酚化合物結合成為含鐵的硝基酚化合物，由于該化合物分子中的鐵原子磁矩存在偏移，這會使整個分子產生磁疇，從而產生磁性，再通過磁力吸引的過程，即可將此類含鐵的硝基酚化合物加以去除。
【專利說明】
一種煉焦廢水的處理系統
技術領域
[0001]本發明涉及一種煉焦廢水的處理系統，屬于環境保護中的廢水處理領域。
【背景技術】
[0002]隨著我國市場經濟的快速發展，我國煉焦工業也進入了一個快速的發展期。1991年中國的焦炭產量就已躍居世界第一位，1994年焦炭年產量超過I億噸，2000年中國焦炭出口量占到世界焦炭貿易量的60%，成為世界最大的焦炭生產國。截止至2015年，中國焦炭年產量已超過5億噸，為中國國民經濟持續快速發展作出了巨大的貢獻。“十二五”期間，焦化行業面臨著調整結構、轉變發展方式的重大歷史任務，這是國家戰略轉型的需要，是經濟可持續發展的需要，是低碳社會發展的需要。因此，煉焦行業三廢的污染與治理問題，現已成為一個擺在人們面前，無法忽視的關鍵性問題。
[0003]煉焦廢水的來源主要是煤氣廠和煉焦廠，這些工廠在煤氣凈化和煉焦過程以及對化工制品進行精制的過程中會排放出大量的含氰、酚、氨氮等毒害物質的廢水，而其中蒸氨過程中產生的剩余氨水是最大來源。剩余氨水補充循環氨水剩余的，由循環氨水排出的儲存于氨水貯槽中。剩余氨水從本質來說是一種酚水，但其中含氨量很高。剩余氨水中含有多種有害雜質，比如煤焦油、氰化氫、氨和硫化氫等，其中還有少量含鍺化合物，這些物質對環境的危害十分嚴重。剩余氨水主要來自于裝爐煤干餾過程生成的水、裝爐煤表面冷凝水以及集氣管循環氧水栗和添加進吸煤氣管道中的工藝廢水。一旦剩余氨水在貯槽中和其他來源的工藝廢水混合將會生成更難處理的混合剩余氨水。降低混合剩余氨水中的氨含量一般使用的工藝過程是除油、去酚、脫硫、蒸氨等技術手段，這些技術手段有時會結合使用，以達到更好的處理效果。
[0004]煉焦廢水是一種典型的難以降解的工業廢水，其中含有酚、氧、氮、硫的雜環化合物等難以分解的有機物質，煉焦廢水中的苯類和酚類化合物易于降解，咪唑萘、吡咯、呋喃等屬于可降解類有機物，而吡啶、聯苯、咔唑等則屬于難降解的有機物。其中的有害無機物與化合物對生物具有嚴重的毒性，可以造成蛋白質凝固，細胞失去活性，最終導致組織出現損傷或者壞死，最后發展至全身中毒的狀態。此外，煉焦廢水中的多環芳烴生物不僅降解難度大，而且還是一種致癌物質。所以，大量排放煉焦廢水嚴重污染了當地環境，而且對人體的健康也有嚴重的影響。處理煉焦廢水傳統方法分為兩部分，第一部分是預處理，第二部分是生物脫氮二次處理。但是經過這種處理方法之后，外排廢水中的氨氮、氰化物等指標很難達標。為此，大量學者針對上述情況進行深入研究，分析多種處理技術。
[0005]目前，國內焦化廠的廢水處理系統主要采用一級處理和二級處理，采用三級處理的還很少。一級處理是指從高濃度污水中回收利用污染物，其工藝包括氨水脫酚、氨氣蒸餾、終冷水脫氰等。二級處理主要指煉焦廢水無害化處理，以活性污泥法為主，還包括強化生物處理技術如生物鐵等。三級深度處理指在生物處理后的水仍不能達到排放標準時或者要求污水回用時所采用的再次深度凈化，其主要工藝有氧化塘法，化學混凝沉淀、過濾法，活性炭吸附法等。
[0006]國內大部分焦化廠均采用成本相對較低、技術成熟的生物處理方法為煉焦廢水處理工藝的主體。根據統計結果，目前國內煉焦廢水的處理現狀是:各焦化廠的廢水水質有較大差別，經蒸氨處理后的煉焦廢水COD—般仍在1000?3000mg/L，少數低于1000mg/L，但有的高于5000mg/L。國內煉焦廢水處理的主流工藝為預處理一生化處理一后處理，大部分生物處理采用A/0脫氮工藝，在去除有機物的同時去除廢水中的氨氮。預處理多采用除油措施以降低廢水中的油類濃度，為微生物生長創造有利條件。后處理多采用混凝沉淀以降低最終出水的懸浮物和有機物，少數焦化廠采用碳濾、沸石過濾或氧化等物化技術，使得最終出水水質明顯優于普通固液分離技術，但處理成本高。因此，隨著經濟的發展和國家對環保工作要求的提高，不加稀釋水、耐水質沖擊能力強、運行費用低的高效、實用、穩定的煉焦廢水處理技術仍是目前水處理界的研究熱點及生產企業的企盼之一。
[0007]目前，現有的處理煉焦廢水中硝基酚化合物的方法普遍存在處理成本高、處理效果不理想、工藝技術復雜難以推廣等缺點。因此，有必要擺脫現有的處理技術思路，開辟出處理含硝基酚化合物的煉焦廢水的新途徑，進而開發一種全新形式的煉焦廢水中硝基酚化合物的處理技術。
【發明內容】
[0008]為解決現有技術中存在的不足，本發明提供了一種煉焦廢水的處理系統，該系統包括集水井、粗格柵、一次沉淀池、PH值調節池、多晶鐵氧體環形加速磁化吸引分離裝置、曝氣池、生物氧化濾池、二次沉淀池、凈水集水井等；其中，經過PH值調節處理后(處理后pH值為5.5?6.0)的含有硝基酚化合物的煉焦廢水通過廢水管線進入集水井，在此進行集中收集和初步穩定調節，集水井的出口通過廢水管線連接粗格柵，在此去除廢水中的大直徑固體物質，粗格柵的出口通過廢水管線連接一次沉淀池，在此進一步去除廢水中的不溶物質，一次沉淀池的出口通過廢水管線連接pH值調節池，廢水在此進行pH值的精確調節，pH值調節池出水的P H值范圍為5.5?6.0，以滿足多晶鐵氧體環形加速磁化吸引分離裝置的入水P H值要求，PH值調節池的出口通過廢水管線連接多晶鐵氧體環形加速磁化吸引分離裝置，多晶鐵氧體環形加速磁化吸引分離裝置的出口通過廢水管線連接曝氣池，在此通過好氧曝氣過程對廢水中剩余的COD進行初步氧化分解處理，曝氣池的出口通過廢水管線連接生物氧化濾池，在此對廢水殘留的COD進行最后的深度凈化處理，生物氧化濾池的出口通過廢水管線連接二次沉淀池，在此將廢水中的剩余不溶物質全部除去，二次沉淀池的出口通過廢水管線連接凈水集水井，凈水集水井的出口通過廢水管線將經過本系統處理后的凈化出水外排;其中，多晶鐵氧體環形加速磁化吸引分離裝置由投藥預混槽、環形加速磁化反應槽和電磁斜板沉淀槽三部分組成，外殼均采用304型不銹鋼材質，該裝置的投藥預混槽左側設有進水閥門，槽體頂部并排安裝有3支投藥噴頭，槽體中央安裝有I支攪拌槳葉，投藥預混槽通過廢水管線連接至環形加速磁化反應槽，環形加速磁化反應槽為非閉合環形結構，3組電磁加速磁化線圈纏繞設置在環形加速磁化反應槽外壁外，相鄰兩組線圈成90°夾角，相距1/4環形結構的周長，環形加速磁化反應槽通過廢水管線連接至電磁斜板沉淀槽，電磁斜板沉淀槽底部安裝有I套水下電磁鐵，其左側底部安裝有I部電動推泥機，右側底部設有污泥排口，電磁斜板沉淀槽右側上部設有排水閥門。
[0009]經過pH值調節處理后(處理后pH值為5.5-6.0)的含有硝基酚化合物的煉焦廢水通過位于多晶鐵氧體環形加速磁化吸引分離裝置最左側的進水閥門進入裝置內部，廢水首先進入投藥預混槽中，位于投藥預混槽頂部的3支投藥噴頭開始向槽體內的廢水投加多晶鐵氧體顆粒，同時，位于槽體中央的I支攪拌槳葉開始旋轉，使廢水和多晶鐵氧體顆粒充分混合，混合均勻的廢水通過廢水管線進入到環形加速磁化反應槽中，廢水在此沿環形路徑行進并依次通過3組電磁加速磁化線圈，其中的多晶鐵氧體會被電磁加速磁化線圈加速磁化，該過程會使多晶鐵氧體與硝基酚化合物結合成為含鐵的硝基酚化合物，由于該化合物分子中的鐵原子磁矩存在偏移，這會使整個分子產生磁疇，從而產生磁性，已經帶有磁性的硝基酚化合物分子隨廢水一起通過廢水管線進入電磁斜板沉淀槽中，此時位于電磁斜板沉淀槽底部的I套水下電磁鐵開始工作，可將具有磁性的硝基酚化合物分子吸引至槽體底部，并最終匯聚形成污泥，該污泥可由位于槽體左側底部的電動推泥機推動，并由槽體右側底部的污泥排口排出，并進行收集和處理；同時，經過本裝置凈化處理后的廢水，通過位于電磁斜板沉淀槽右側上部的排水閥門排出本裝置，并進入下一處理工序;其中，PH值調節池4的作用是將經過一次沉淀的廢水PH值調節至5.5-6.0,以滿足多晶鐵氧體環形加速磁化吸引分離裝置5的入水pH值要求;其中，曝氣池6的作用是通過好氧曝氣過程對廢水中剩余的COD進行初步氧化分解處理;其中，生物氧化濾池7的作用是對廢水殘留的COD進行最后的深度凈化處理。
[0010]其中，多晶鐵氧體環形加速磁化吸引分離裝置的投藥預混槽的有效容積為245m3，其攪拌槳葉的工作電壓為380V，轉速為150轉/min。
[0011]其中，環形加速磁化反應槽的有效容積為280m3，其電磁加速磁化線圈的工作電壓為380V，能夠產生磁感強度為17.2T的電磁場。
[0012]其中，電磁斜板沉淀槽的有效容積為320m3，其水下電磁鐵的工作電壓為380V，能夠產生磁感強度為8.5T的電磁場，其電動推泥機的工作電壓為380V，額定輸出功率為3.8kl
[0013]通過本系統處理后的廢水，其硝基酚化合物的去除效率可達99.6%。
[0014]本發明的優點在于:
(I)本系統擺脫了現有的煉焦廢水中硝基酚化合物的處理技術思路，創造性的利用了多晶鐵氧體在強磁場加速磁化的條件下，能夠與含有酚類官能團的有機物發生化合反應的化學特性，將多晶鐵氧體與含有硝基酚化合物的煉焦廢水充分混合，再使該混合物在特定的環形通道中被強電磁鐵加速磁化，該過程會使多晶鐵氧體與廢水中的硝基酚化合物結合成為含鐵的硝基酚化合物，由于該化合物分子中的鐵原子磁矩存在偏移，這會使整個分子產生磁疇，從而產生磁性，再通過磁力吸引的過程，即可將此類含鐵的硝基酚化合物加以去除。
[0015](2)本系統凈化處理含硝基酚化合物廢水過程中所產生的含有硝基酚化合物的污泥可被分離提取，經收集后便于進行無害化處理，不會對生態環境造成二次污染。
[0016](3)本系統所采用的多晶鐵氧體加速磁化技術，其轉化效率高，化合反應完全，且磁化吸引效果明顯，大大提高了凈化處理效率;同時，多晶鐵氧體本身是一種無毒無害的物質，這就從根本上避免了引入危害更大的化學物質的風險。
[0017](4)本系統技術路線先進，能夠達到理想的凈化效果，運行維護成本較低，有利于大范圍推廣應用。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發明的設備示意圖。
[0019]圖中:1_集水井、2-粗格柵、3-—次沉淀池、4-pH值調節池、5-多晶鐵氧體環形加速磁化吸弓I分離裝置、6-曝氣池、7-生物氧化濾池、8-二次沉淀池、9-凈水集水井
圖2是多晶鐵氧體環形加速磁化吸引分離裝置的示意圖。
[0020]51-進水閥門、52-投藥預混槽、53-投藥噴頭、54-攪拌槳葉、55-環形加速磁化反應槽、56-電磁加速磁化線圈、57-電磁斜板沉淀槽、58-水下電磁鐵、59-電動推泥機、510-污泥排口、511-排水閥門。
【具體實施方式】
[0021]如圖1所示的煉焦廢水的處理系統，該系統包括1-集水井、2-粗格柵、3-—次沉淀池、4-pH值調節池、5-多晶鐵氧體環形加速磁化吸引分離裝置、6-曝氣池、7-生物氧化濾池、8-二次沉淀池、9-凈水集水井等；其中，經過pH值調節處理后(處理后pH值為5.5?6.0)的含有硝基酚化合物的煉焦廢水通過廢水管線進入集水井I，在此進行集中收集和初步穩定調節，集水井I的出口通過廢水管線連接粗格柵2，在此去除廢水中的大直徑固體物質，粗格柵2的出口通過廢水管線連接一次沉淀池3，在此進一步去除廢水中的不溶物質，一次沉淀池3的出口通過廢水管線連接pH值調節池4，廢水在此進行pH值的精確調節，pH值調節池4出水的pH值范圍為5.5?6.0，以滿足多晶鐵氧體環形加速磁化吸引分離裝置5的入水pH值要求，PH值調節池4的出口通過廢水管線連接多晶鐵氧體環形加速磁化吸引分離裝置5，多晶鐵氧體環形加速磁化吸引分離裝置5的出口通過廢水管線連接曝氣池6，在此通過好氧曝氣過程對廢水中剩余的COD進行初步氧化分解處理，曝氣池6的出口通過廢水管線連接生物氧化濾池7，在此對廢水殘留的COD進行最后的深度凈化處理，生物氧化濾池7的出口通過廢水管線連接二次沉淀池8，在此將廢水中的剩余不溶物質全部除去，二次沉淀池8的出口通過廢水管線連接凈水集水井9，凈水集水井9的出口通過廢水管線將經過本系統處理后的凈化出水外排;其中，多晶鐵氧體環形加速磁化吸引分離裝置5由投藥預混槽52、環形加速磁化反應槽55和電磁斜板沉淀槽57三部分組成，外殼均采用304型不銹鋼材質，該裝置的投藥預混槽52左側設有進水閥門51，槽體頂部并排安裝有3支投藥噴頭53，槽體中央安裝有I支攪拌槳葉54，投藥預混槽52通過廢水管線連接至環形加速磁化反應槽55，環形加速磁化反應槽55為非閉合環形結構，其上如圖2所示位置處共安裝有3組電磁加速磁化線圈56，環形加速磁化反應槽55通過廢水管線連接至電磁斜板沉淀槽57，電磁斜板沉淀槽57底部安裝有I套水下電磁鐵58，其左側底部安裝有I部電動推泥機59，右側底部設有污泥排口 510，電磁斜板沉淀槽57右側上部設有排水閥門511;經過pH值調節處理后(處理后pH值為5.5-6.0)的含有硝基酚化合物的煉焦廢水通過位于多晶鐵氧體環形加速磁化吸引分離裝置5最左側的進水閥門進入裝置內部，廢水首先進入投藥預混槽52中，位于投藥預混槽52頂部的3支投藥噴頭53開始向槽體內的廢水投加多晶鐵氧體顆粒，同時，位于槽體中央的I支攪拌槳葉54開始旋轉，使廢水和多晶鐵氧體顆粒充分混合，混合均勻的廢水通過廢水管線進入到環形加速磁化反應槽55中，廢水在此沿環形路徑行進并依次通過3組電磁加速磁化線圈56，其中的多晶鐵氧體會被電磁加速磁化線圈56加速磁化，該過程會使多晶鐵氧體與硝基酚化合物結合成為含鐵的硝基酚化合物，由于該化合物分子中的鐵原子磁矩存在偏移，這會使整個分子產生磁疇，從而產生磁性，已經帶有磁性的硝基酚化合物分子隨廢水一起通過廢水管線進入電磁斜板沉淀槽57中，此時位于電磁斜板沉淀槽57底部的I套水下電磁鐵58開始工作，可將具有磁性的硝基酚化合物分子吸引至槽體底部，并最終匯聚形成污泥，該污泥可由位于槽體左側底部的電動推泥機59推動，并由槽體右側底部的污泥排口510排出，并進行收集和處理；同時，經過本裝置凈化處理后的廢水，通過位于電磁斜板沉淀槽57右側上部的排水閥門511排出本裝置，并進入下一處理工序;其中，pH值調節池4的作用是將經過一次沉淀的廢水PH值調節至5.5-6.0,以滿足多晶鐵氧體環形加速磁化吸引分離裝置5的入水pH值要求;其中，曝氣池6的作用是通過好氧曝氣過程對廢水中剩余的COD進行初步氧化分解處理;其中，生物氧化濾池7的作用是對廢水殘留的COD進行最后的深度凈化處理。其中，多晶鐵氧體環形加速磁化吸引分離裝置5，其投藥預混槽52的有效容積為245m3，其攪拌槳葉54的工作電壓為380V，轉速為150轉/min;其中，多晶鐵氧體環形加速磁化吸引分離裝置5，其環形加速磁化反應槽55的有效容積為280m3，其電磁加速磁化線圈56的工作電壓為380V，能夠產生磁感強度為17.2T的電磁場;其中，多晶鐵氧體環形加速磁化吸引分離裝置5，其電磁斜板沉淀槽57的有效容積為320m3，其水下電磁鐵58的工作電壓為380V，能夠產生磁感強度為8.5T的電磁場，其電動推泥機59的工作電壓為380V，額定輸出功率為3.8kW。
[0022]通過本系統處理后的廢水，其硝基酚化合物的去除效率可達99.6%。
【主權項】
1.一種煉焦廢水的處理系統，其特征在于，該系統包括集水井、粗格柵、一次沉淀池、pH值調節池、多晶鐵氧體環形加速磁化吸引分離裝置、曝氣池、生物氧化濾池、二次沉淀池、凈水集水井等;其中，含有硝基酚化合物的煉焦廢水通過廢水管線進入集水井，集水井的出口通過廢水管線連接粗格柵，粗格柵的出口通過廢水管線連接一次沉淀池，一次沉淀池的出口通過廢水管線連接PH值調節池，pH值調節池的出口通過廢水管線連接多晶鐵氧體環形加速磁化吸引分離裝置，多晶鐵氧體環形加速磁化吸引分離裝置的出口通過廢水管線連接曝氣池，曝氣池的出口通過廢水管線連接生物氧化濾池，生物氧化濾池的出口通過廢水管線連接二次沉淀池，二次沉淀池的出口通過廢水管線連接凈水集水井，凈水集水井的出口通過廢水管線將經過本系統處理后的凈化出水外排;其中，多晶鐵氧體環形加速磁化吸引分離裝置由投藥預混槽、環形加速磁化反應槽和電磁斜板沉淀槽三部分組成，投藥預混槽左側設有進水閥門，槽體頂部并排安裝有3支投藥噴頭，槽體中央安裝有I支攪拌槳葉，投藥預混槽通過廢水管線連接至環形加速磁化反應槽，環形加速磁化反應槽為非閉合環形結構，3組電磁加速磁化線圈纏繞設置在環形加速磁化反應槽外壁外，相鄰兩組線圈成90°夾角，相距1/4環形結構的周長，環形加速磁化反應槽通過廢水管線連接至電磁斜板沉淀槽，電磁斜板沉淀槽底部安裝有I套水下電磁鐵，其左側底部安裝有I部電動推泥機，右側底部設有污泥排口，電磁斜板沉淀槽右側上部設有排水閥門。2.根據權利要求1所述的處理系統，其特征在于，經過pH值調節處理后(處理后pH值為.5.5?6.0)的含有硝基酚化合物的煉焦廢水通過位于多晶鐵氧體環形加速磁化吸引分離裝置最左側的進水閥門進入裝置內部，廢水首先進入投藥預混槽中，位于投藥預混槽頂部的3支投藥噴頭開始向槽體內的廢水投加多晶鐵氧體顆粒，同時位于槽體中央的I支攪拌槳葉開始旋轉，使廢水和多晶鐵氧體顆粒充分混合，混合均勻的廢水通過廢水管線進入到環形加速磁化反應槽中，廢水在此沿環形路徑行進并依次通過3組電磁加速磁化線圈，其中的多晶鐵氧體會被電磁加速磁化線圈加速磁化，該過程會使多晶鐵氧體與硝基酚化合物結合成為含鐵的硝基酚化合物，由于該化合物分子中的鐵原子磁矩存在偏移，這會使整個分子產生磁疇，從而產生磁性，已經帶有磁性的硝基酚化合物分子隨廢水一起通過廢水管線進入電磁斜板沉淀槽中，此時位于電磁斜板沉淀槽底部的I套水下電磁鐵開始工作，可將具有磁性的硝基酚化合物分子吸引至槽體底部，并最終匯聚形成污泥，該污泥可由位于槽體左側底部的電動推泥機推動，并由槽體右側底部的污泥排口排出，并進行收集和處理；同時，經過本裝置凈化處理后的廢水，通過位于電磁斜板沉淀槽右側上部的排水閥門排出本裝置，并進入下一處理工序。3.根據權利要求1所述的處理系統，其特征在于，多晶鐵氧體環形加速磁化吸引分離裝置的投藥預混槽的有效容積為245m3，其攪拌槳葉的工作電壓為380V，轉速為150轉/min。4.根據權利要求1所述的處理系統，其特征在于，環形加速磁化反應槽的有效容積為.280m3，其電磁加速磁化線圈的工作電壓為380V，能夠產生磁感強度為17.2T的電磁場。5.根據權利要求1所述的處理系統，其特征在于，多晶鐵氧體環形加速磁化吸引分離裝置，其電磁斜板沉淀槽的有效容積為320m3，其水下電磁鐵的工作電壓為380V，能夠產生磁感強度為8.5T的電磁場，其電動推泥機的工作電壓為380V，額定輸出功率為3.8kW。
【文檔編號】C02F101/34GK106045240SQ201610675807
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年8月17日
【發明人】繆瓊華
【申請人】繆瓊華