[发明专利]一种焦化废水的处理装置及焦化废水的处理方法

说明书

技术领域

本发明属于废水处理领域，特别涉及一种焦化废水的处理装置及其处理方法。

背景技术

水资源短缺、水污染等一直是我国面临的严重问题之一，在面临如此严峻的水问题时，大力开展废水治理，特别是解决工业废水的治理问题迫在眉睫。

焦化厂是现代钢铁企业的重要组成部分之一，主要生产冶金焦炭供给高炉炼铁，同时从焦炉煤气中回收氨、苯、煤沥青、硫酸铵、蒽油等化学产品。净化后的焦炉煤气可供钢铁企业作为燃料,也可供化肥厂作为生产合成氨的原料。焦化厂的给水排水是保证化工产品生产的重要环节，而由焦化厂的回收车间、焦油车间、粗苯分离、中冷车间、精苯车间等排放的废水含有大量有机及无机污染物，由此产生了大量的焦化废水。

焦化废水的成分复杂，废水中含有大量有机、无机污染物,其中无机污染物主要有氨氮、硫化物、铵盐、氰化物以及氯化物、氟化物等,有机化合物主要有酚类、芳烃类、杂环类化合物。因为焦化废水的COD高、成分复杂、污染物浓度高、色度高并且主要污染物可生化性较差，所以焦化废水的处理难度较高。随着我国对工业污水整治力度加大，焦化废水达标排放已成为相关企业所不得不解决的关键问题，因此，有必要开发有效的焦化废水处理方法和技术。

现有的焦化废水处理方法大多基于生化过程，通过多级厌氧好氧处理。利用厌氧生化使得复杂有机物水解酸化、开环断链，利用好氧生化使有机物进一步降解，以期达到降低COD值、降低色度和除酚的目的。但是，实际的生化处理一般无法达到满意的效果，往往导致出水不能达标。本发明针对焦化废水处理的这一问题，提供其脱色、除酚并提高可生化性的设备和方法。

臭氧氧化是发展较早、使用范围广泛的一种化学法水处理技术，基于臭氧(O₃)的强氧化性，用于杀菌消毒、降解或去除污染物、除臭和脱色，特别是在复杂难降解的有机物的开环断链，提高可生化性方面的效果突出。然而，尽管臭氧氧化水处理技术发展多年，但是在实际的工业过程中应用较少或应用效果欠佳，主要问题和原因在于：

1.目前主要的臭氧制取技术是用空气或纯氧为原料，采用电晕放电方法，该种方法能耗大、产率低，决定了该技术成本较高。

2.臭氧在水中溶解度较低，传统的接触设备或方法(鼓泡曝气)的传质效果不理想，造成气液接触的吸收率低，限制了臭氧在液相中的浓度，进而限制了污染物处理效果，且臭氧利用率低，导致臭氧的用量大，使得臭氧的成本较高。

3.传统臭氧处理过程效率低，所需处理时间长，臭氧接触设施占地面积大，因此传统臭氧处理过程受场地条件限制。

超重力技术是一种强化传质过程的新兴技术，超重力反应器是一种基于该技术的高效过程强化设备，在该设备中，利用旋转产生的离心力模拟超重力环境，气液两相在超重力环境下相接触，在多孔介质和孔道中流动的液相被分散成微米甚至纳米级的液膜、液滴和液丝。气液两相间的传质速率较传统塔器中提高1～3个数量级。同时，在超重力条件下不仅整个反应过程加快，气体的线速度也大幅度提高，这使单位设备体积的生产效率提高1～2个数量级，设备尺寸大幅度缩小。超重力技术已在化工反应与分离、粉体材料制备等领域得到应用。因此，本发明提出利用超重力反应器提高臭氧的吸收效率，以克服上述臭氧水处理工艺臭氧利用率低、设备体积大等问题，从而为焦化废水的处理提供一种新型的装置和方法。

发明内容

针对目前已有技术存在的问题，本发明专利的目的在于提供一种强化臭氧与焦化废水气液间传质的设备及方法，以提高臭氧对焦化废水的处理效果并减少处理成本。

为实现上述目的，本发明一方面提供了一种焦化废水处理装置，包括：超重力反应器(40)、臭氧发生系统(10)、臭氧检测系统(30)、来水池(20)即为焦化废水池、气体处理系统(80)，其中超重力反应器(40)包括注入焦化废水的反应器液体入口(41)、注入臭氧的反应器气体入口(42)、反应器的液体出口(43)和反应器的气体出口(44)；臭氧发生系统经由臭氧检测系统(30)与反应器的气体入口连通；来水池经由泵、液体流量计和阀门与超重力反应器的液体入口连接。

根据本发明的焦化废水处理装置，该装置还包括出水池和气体处理装置，反应器的液体出口与出水池连通，反应器的气体出口与气体处理装置连通。