焦化废水生化反应器温控装置、焦化废水生化系统和方法与流程

专利检索2025-07-31  12


本发明涉及废水生化处理,尤其涉及一种焦化废水生化反应器温控装置、焦化废水生化系统和方法,具体的是一种焦化废水生化反应器温控装置、焦化废水生化系统和焦化废水生化处理方法。


背景技术:

1、焦化过程会产生大量废水,目前我国焦化企业,普遍采用好氧生物法对焦化废水进行处理,而温度是影响整个好氧生物法工艺处理的主要环境因素。

2、焦化废水生化好氧生物处理,是以中温细菌为主,中温微生物的生长温度范围在20~45℃,其生长繁殖的最适温度为20~37℃。当温度超过最高生物生长温度时,会使微生物的蛋白质迅速变性以及酶系统遭到破坏而失去活性,严重者甚至导致微生物死亡。在夏季,部分焦化企业生化系统好氧池水温度高居不下,高温时段甚至达到45~46℃,活性污泥微生物受到严重抑制,活性大大降低,甚至造成大量污泥死亡;由于焦化废水处理系统受到高温冲击,生化处理效率大幅降低,出水指标无法保证,将产生很大的环保风险并严重影响后续中水回用系统的稳定运行。

3、焦化废水生化系统温度控制存在以下问题和不足:

4、一是,部分焦化厂凉水塔制冷量不足,工厂夏季总体制冷量需求增大,现有的制冷量满足不了需求,致使高温废水冷却不足,进入焦化废水生化系统的废水温度偏高,部分企业甚至达到或超过40℃,超出了30~35℃的一般控制要求。

5、二是,焦化厂高温废水换热器容易结垢,严重影响换热器的效率,导致高温废水换热效果差,进入焦化废水生化系统之前,废水冷却不足,温度超出了工艺控制要求。

6、三是,焦化废水生化处理过程中,由于焦化废水生化系统释放大量的热量,同时受水泵热效应、风机热效应等因素的影响,焦化废水生化系统内废水温度升高,升高幅度大约为6~13℃。目前,焦化厂尚未做到对焦化废水生化系统中生化反应产生的温升进行有效控制,部分企业尝试针对焦化废水生化系统中的好氧池喷洒冷水降温、曝气风机管路上安装空冷器降低压缩空气的温度或在好氧池大棚上方铺设遮阳网防晒等简易措施,但收效甚微,并没有彻底解决夏季好氧池内污水温度高的问题。

7、四是,近几年焦化废水生化系统中好氧池体上安装了voc棚盖,室外的冷空气不能进入好氧池,影响了废水的散热,导致焦化废水生化系统中的好氧池内废水热量积累。

8、五是,夏季高温时段,气温较高,焦化废水生化系统中好氧池池壁的散热效果受到较大影响,散热量变小,池水温度较高;此外,夏季高温时段,焦化废水生化系统中好氧池的棚盖在阳光照射下温度升高,恶化了好氧池内废水的散热。

9、综上所述,目前焦化废水生化反应温度控制存在的问题主要在于:焦化废水水质污染物浓度高,生化反应发热量大;在夏季高温时段,焦化废水生化系统来水温度经常超过35℃控制要求,且好氧池热传导散热困难,voc大棚严重影响了废水散热。以上情况导致焦化厂在夏季高温时段,好氧池内池水温度升高到42℃以上,活性污泥微生物活性大大降低,严重影响生化处理效率。

10、现有的焦化废水换热器,大多用来冷却来水,将来水的温度降低到30~35℃,来水的温度低对好氧池有一定的降温作用,但是,废水到达好氧池后,生化反应持续放热,使得废水的温度迅速升高,甚至升高到42℃以上,降低了污泥活性和生化处理效率。

11、因此,需要提供一种全新的焦化废水生化反应器温度控制系统来解决上述问题。


技术实现思路

1、针对上述问题,本发明提供一种焦化废水生化反应器温控装置、焦化废水生化系统和方法。

2、为实现上述目的,本发明所采用的技术方案为:

3、一种焦化废水生化反应器温控装置,其特征在于,所述焦化废水生化反应器温控装置与生化反应器连通;

4、所述焦化废水生化反应器温控装置包括蒸发式冷却器、水泵、温度检测仪、自动控制装置和杂质过滤器;

5、生化反应器分别通过进水管道和出水管道与蒸发式冷却器连通;

6、生化反应器与蒸发式冷却器之间的进水管道上还依次设有水泵、杂质过滤器和温度检测仪;

7、温度检测仪与自动控制装置通讯连接,自动控制装置还与水泵和蒸发式冷却器通讯连接。

8、进一步的,所述蒸发式冷却器中的冷却盘管采用耐受氯离子的超级不锈钢制成。

9、进一步的,所述水泵采用混流式叶轮水泵。

10、进一步的,所述杂质过滤器采用网眼直径为3.5~4.5mm的过滤网。

11、进一步的,所述自动控制装置为plc自动控制系统或dcs自动控制系统。

12、一种焦化废水生化系统包括依次串联的调节池、厌氧池、缺氧池、好氧池和二沉池;

13、好氧池即为需要降温的生化反应器;好氧池通过进水管道和出水管道与上述焦化废水生化反应器温控装置连通;

14、二沉池与好氧池之间设置污泥回流管;二沉池与缺氧池之间设置上清液回流管。

15、一种焦化废水生化处理方法是利用上述焦化废水生化系统处理焦化废水。

16、进一步的,所述焦化废水生化处理方法包括以下步骤:

17、取焦化废水进入调节池均质后,调节池出水进入厌氧池进行消化分解和反硝化反应等生化反应,厌氧池出水进入好氧池进行氧化反应和硝化反应等生化反应,伴随生化反应释放的热量使得好氧池内泥水混合物温度升高;

18、好氧池内泥水混合物利用所述焦化废水生化反应器温控装置降温;

19、好氧池出水进入二沉池进行泥水分离,二沉池内沉淀的部分污泥回流至好氧池内,二沉池内流出的上清液部分回流至厌氧池进行进一步的反硝化反应,剩余上清液作为出水排放。

20、进一步的,利用所述焦化废水生化反应器温控装置对好氧池内泥水混合物降温的过程包括以下步骤:

21、首先,设定温度检测仪检测温度的上下限,通过自动控制系统控制水泵和蒸发式冷却器自动启停,以维持好氧池内泥水混合物的温度;

22、然后,根据进水管道上温度检测仪检测的泥水混合物的温度,利用自动控制系统控制水泵和蒸发式冷却器自动启停;

23、当温度检测仪检测的温度高于38℃时,自动控制系统开启水泵和蒸发式冷却器,此时水泵从好氧池内抽取温度较高的泥水混合物进入进水管道,经水泵泵入杂质过滤器过滤掉杂质后,然后进入蒸发式冷却器进行降温,降温后的泥水混合物经出水管道重新回流至好氧池内,在曝气的作用下迅速与好氧池内的泥水混合物混合均匀,如此循环往复,维持好氧池内温度处于在37±1℃;

24、当温度检测仪检测的温度低于36℃时,自动控制系统关闭水泵和蒸发式冷却器,此时好氧池内的泥水混合物停止进入进水管道,好氧池内泥水混合物的温度停止降低。

25、进一步的,泥水混合物进入蒸发式冷却器中的冷却盘管的流速1.5~1.9m/s;

26、并且,在所述焦化废水生化反应器温控装置运行时,同时设定蒸发式冷却器中循环水的电导值上下限,通过自动控制系统控制蒸发式冷却器中的排污泵自动启停,维持蒸发式冷却器中循环水的电导值。

27、本发明的焦化废水生化反应器温控装置、焦化废水生化系统和方法的有益效果为:

28、由于焦化厂产生的高温废水,安装在焦化废水生化反应器之前的降温换热器换热后温度降低到30~35℃,进入生化反应器发生生化反应,会释放大量的热,叠加水泵、风机等热效应的影响,导致生化反应器内泥水混合物温度升高,未经处理的好氧池内泥水混合物的温度在夏季高温时段可上升至43~46℃,超出了活性污泥微生物生长繁殖的最适温度37℃,造成活性污泥微生物活性大幅降低甚至死亡,严重影响生化处理效率;利用本发明的焦化废水生化反应器温控装置对生化反应器内的泥水混合物进行降温,可以将生化反应器内泥水混合物的温度控制在活性污泥微生物生长繁殖的最适温度37±1℃,创建了活性污泥微生物适宜生长和繁殖的环境条件,保持了微生物的活性,提高了生化反应器及整个焦化废水生化系统的处理效率和稳定性;

29、本发明的焦化废水生化反应器温控装置,采用混流式叶轮水泵,其中的混流式叶轮能够推动水流前进形成动力,且对活性污泥的絮体几乎没有剪切作用,最大程度保护了污泥絮体的完整性,防止污泥絮体破碎失去作用,保障了活性污泥的处理效率;

30、本发明的焦化废水生化反应器温控装置,通过设置自动控制装置,实现了生化反应器内泥水混合物的温度自动控制;在夏季高温时段,可将生化反应器内泥水混合物的温度控制在37±1℃,适宜活性污泥微生物生长繁殖,从而有效保持活性污泥的活性;

31、本发明的焦化废水生化反应器温控装置,整体结构简单、占地面积小、制造成本低、节约了循环水量、降低了运行成本;

32、本发明的焦化废水生化反应器温控装置中采用蒸发式冷却器,与常规的换热器相比,换热效率高,冷却盘管的表面积小,占用空间小,钢材使用量少,有效减少了投资;

33、本发明的焦化废水生化系统,建立了一个好氧池的旁路循环系统(即焦化废水生化反应器温控装置),夏季高温时段,利用旁路循环系统中的蒸发式冷却器降低好氧池内泥水混合物的温度,将好氧池的温度控制在活性污泥微生物生长繁殖的最适温度37±1℃,创建了适合活性污泥微生物生长和繁殖的环境条件,避免了夏季环境高温对焦化废水生化系统的冲击;同时,规避了夏季高温时段,出水指标波动引发的环保风险和后续中水系统。

34、本发明建立了全新的焦化废水生化系统,在焦化废水生化处理过程中,水泵抽取好氧池内温度较高的泥水混合物,送到蒸发式冷却器中进行冷却,然后回流到好氧池中,循环往复充分降低泥水混合物的温度,将好氧池内的温度控制在活性污泥微生物生长繁殖的最适温度37±1℃,始终保持活性污泥的活性不受夏季气温高环境因素的影响。


技术特征:

1.一种焦化废水生化反应器温控装置,其特征在于,所述焦化废水生化反应器温控装置与生化反应器连通;

2.根据权利要求1所述的焦化废水生化反应器温控装置,其特征在于,所述蒸发式冷却器中的冷却盘管采用超级不锈钢制成。

3.根据权利要求1或2所述的焦化废水生化反应器温控装置,其特征在于,所述水泵采用混流式叶轮水泵。

4.根据权利要求1或2所述的焦化废水生化反应器温控装置,其特征在于,所述杂质过滤器采用网眼直径为3.5~4.5mm的过滤网。

5.根据权利要求1或2所述的焦化废水生化反应器温控装置,其特征在于,所述自动控制装置为plc自动控制系统或dcs自动控制系统。

6.一种焦化废水生化系统,其特征在于,所述焦化废水生化系统包括依次串联的调节池、厌氧池、缺氧池、好氧池和二沉池;

7.一种焦化废水生化处理方法,其特征在于,所述焦化废水生化处理方法是利用权利要求6所述的焦化废水生化系统处理焦化废水。

8.根据权利要求7所述的焦化废水生化处理方法,其特征在于,所述焦化废水生化处理方法包括以下步骤:

9.根据权利要求8所述的焦化废水生化处理方法,其特征在于,利用所述焦化废水生化反应器温控装置对好氧池内泥水混合物降温的过程包括以下步骤:

10.根据权利要求9所述的焦化废水生化处理方法,其特征在于,泥水混合物进入蒸发式冷却器中的冷却盘管的流速1.5~1.9m/s;


技术总结
本发明提供一种焦化废水生化反应器温控装置、焦化废水生化系统和方法,属于焦化废水生化处理技术领域,所述焦化废水生化反应器温控装置包括蒸发式冷却器、水泵、温度检测仪、自动控制装置和杂质过滤器;所述焦化废水生化系统,包括依次串联的调节池、厌氧池、缺氧池、好氧池和二沉池;好氧池与上述焦化废水生化反应器温控装置连通;所述焦化废水生化处理方法是利用上述焦化废水生化系统处理焦化废水。本发明的焦化废水生化反应器温控装置可以控制生化反应器内温度,适宜活性污泥微生物生长和繁殖,提高了焦化废水生化系统的处理效率和稳定性;本发明的焦化废水生化反应器温控装置,整体结构简单、占地面积小、制造成本低、节约了循环水量。

技术研发人员:孔祥伟,王崇璞,陈卫江,贾志刚,芦云红,王立川
受保护的技术使用者:河北协同水处理技术有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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