專利名稱：一種焦化廢水的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水處理設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種焦化廢水的處理方法。
背景技術(shù)：
焦化廢水是在煤制焦炭、煤氣凈化和化工產(chǎn)品精制過程中產(chǎn)生的廢水，其成分復(fù)雜多變，除氨氮、氰及硫氰根等無機(jī)污染物外，還含有酚類、萘、吡啶、喹啉等雜環(huán)及多環(huán)芳香族化合物(PAHs)。由于氰化物、多環(huán)芳烴及雜環(huán)化合物很難生物降解，加之高濃度氨氮對微生物活性具有很強(qiáng)的抑制作用，導(dǎo)致廢水的可生化性較差，焦化廢水一直是公認(rèn)的最難處理的工業(yè)廢水之一。隨著我國鋼鐵工業(yè)的飛速發(fā)展，焦炭產(chǎn)能的不斷擴(kuò)大，產(chǎn)生的焦化廢水?dāng)?shù)量也在不斷增加，其達(dá)標(biāo)排放問題越來越受到環(huán)保部門及企業(yè)的高度重視。同時“十二五”規(guī)定，單位工業(yè)增加值用水量需要降低30%，水資源已經(jīng)成為阻礙很多企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸?！そ陙?，經(jīng)過不斷的研究和實(shí)踐，國內(nèi)外學(xué)者找到了許多治理焦化廢水的技術(shù)，主要有生物處理法、化學(xué)處理法、物理化學(xué)處理法，且取得了一定的處理效果。我國目前焦化廢水處理工藝應(yīng)用于工程中的主要有厭氧-好氧法(A/0)、厭氧-好氧-好氧(A/02)、厭氧-缺氧-好氧法(A2/0)、厭氧-一級好氧-缺氧-二級好氧(A2/02)等，處理后焦化廢水指標(biāo)基本穩(wěn)定在GB8978-1996的二級排放標(biāo)準(zhǔn)，特別是COD和NH3-N這兩個指標(biāo)很難同時達(dá)到排放要求。鐵炭內(nèi)電解法是近30年來發(fā)展起來的廢水處理方法。微電解過程主要基于電化學(xué)中的電池反應(yīng)，涉及到氧化還原、電富集、物理吸附和絮凝沉降等多種作用。反應(yīng)過程生成的產(chǎn)物具有強(qiáng)氧化還原性，使常態(tài)難以進(jìn)行的反應(yīng)得以實(shí)現(xiàn)。鐵炭微電解是以鐵為陽極，含炭物質(zhì)作為陰極，廢水中的離子作為電解質(zhì)，從而形成了電池反應(yīng)。它不但可以去除部分難降解物質(zhì)，大幅度降低色度，還可以改變部分有機(jī)物形態(tài)和結(jié)構(gòu)，提高廢水的可生化性。而且，鐵炭微電解過程多采用廢鐵屑等工業(yè)廢料，因此可以節(jié)省處理費(fèi)用，達(dá)到“以廢治廢”的目的。Fenton試劑(即過氧化氫H2O2與二價鐵離子Fe2+的混合溶液)具有極強(qiáng)的氧化能力，可以將很多有機(jī)化合物如羧酸、醇、酯類氧化為無機(jī)態(tài)，氧化效果十分明顯。特別適用于生物難降解或一般化學(xué)氧化難以奏效的有機(jī)廢水的氧化處理，并且因其反應(yīng)速度快、易操作、處理效果好而得到研究者重視?；钚蕴课郊夹g(shù)適合應(yīng)用在廢水深度處理中，用以去除廢水中難降解有機(jī)污染物，活性炭也是最常用處理水質(zhì)最好的一種吸附劑。作為傳統(tǒng)的廢水處理技術(shù)，吸附法能有效的去除廢水中多種污染物，經(jīng)其處理后出水水質(zhì)好且比較穩(wěn)定。隨著排放標(biāo)準(zhǔn)的日趨嚴(yán)格，水資源回收利用的日益迫切，吸附法在廢水處理中的作用將越來越重要。通過查新，檢索到一些相關(guān)的專利，如專利CN 101224936，采用一級缺氧+兩級好氧生物濾池作為生物處理,并耦合曝氣微電解物化處理技術(shù)處理焦化廢水,此種方法處理效果不理想，出水指標(biāo)只能達(dá)到污水綜合排放二級標(biāo)準(zhǔn)。專利CN 200610005557. X，在原生化處理的基礎(chǔ)上對焦化廢水做深度處理后采用先進(jìn)的脫氨氮膜分離技術(shù)，將氨氮與水分離。該方法的缺點(diǎn)是由于對廢水中難降解有機(jī)物的去除不徹底，容易產(chǎn)生膜污染，且反沖洗困難。專利CN 101781067，將焦化廢水依此通過隔油池、調(diào)節(jié)池、鐵炭一芬頓氧化池、升流式厭氧污泥床反應(yīng)器、水解多功能池、缺氧池、復(fù)合活性污泥池及二沉池，然后排放出水。該方法解決了活性污泥法處理焦化廢水對有機(jī)物去除效果差的問題，但此工藝較為復(fù)雜，占地面積大，運(yùn)行成本較高。專利CN 101215068A，公開一種焦化廢水生物濾池處理法，其厭氧/缺氧/好氧池分別由濾池串聯(lián)而成，濾料為球形陶粒濾料或不規(guī)則形陶粒濾料，并采用定期反沖洗去除濾池內(nèi)積累的污泥和懸浮物，這些工藝在一定程度上提高了焦化廢水的生化處理效果，但是生物流化床存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、三相分離困難、動力消耗高等的缺點(diǎn)，此外一些生物膜填料還存在易板結(jié)堵塞的問 題，需要頻繁反沖洗，致使處理效果不穩(wěn)定。專利CN101195513公開的高氨氮廢水方法，廢水首先經(jīng)過預(yù)處理將凱式氮轉(zhuǎn)化為氨氮，然后進(jìn)入短程硝化池中，將氨氮硝化控制在亞硝酸鹽氮階段，利用微電解反應(yīng)器進(jìn)行脫氮處理，再運(yùn)用生物法或Fenton氧化法、物化氧化法作后續(xù)處理，總氮去除率達(dá)60%_75%。此法主要用于高氨氮處理，對難降解有機(jī)物處理仍然不理想。綜上所述，由于焦化廢水成分復(fù)雜多變，含有多種難降解的長鏈和環(huán)狀有機(jī)類物質(zhì)，廢水可生化性差，使其在處理中存在著處理效果不理想，出水水質(zhì)難以滿足現(xiàn)行排放標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)狀，針對以上問題有必要開發(fā)出一種處理效果好，出水水質(zhì)穩(wěn)定的焦化廢水處理工藝，不僅可以維護(hù)周邊的生態(tài)環(huán)境，而且對企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種焦化廢水的處理方法，使預(yù)處理后的焦化廢水經(jīng)過生化處理+深度處理后，氨氮和難降解類有機(jī)污染物有效去除的同時，強(qiáng)化出水水質(zhì)，減少焦化廢水對環(huán)境的危害，使處理后的焦化廢水水質(zhì)可以達(dá)到遼寧省污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(DB21/1627-2008)的要求。本發(fā)明包括焦化廢水的生化處理和焦化廢水的深度處理工藝；A :焦化廢水的生化處理工藝生化處理采用A2O工藝，即厭氧-缺氧-好氧生物脫氮工藝，均采用活性污泥法，活性污泥均接種自焦化廢水處理廠二沉池的污泥；I)預(yù)處理后的焦化廢水首先由泵注入?yún)捬醭刂?，廢水與池中的活性污泥(厭氧菌)進(jìn)行生化反應(yīng)，降解廢水中的部分有害物質(zhì)，同時提高廢水的可生化性，控制厭氧池污泥濃度為7000-8000mg/L，停留時間控制在10_20h ；；2)厭氧池出水流入缺氧池，它以進(jìn)水中的有機(jī)物作為碳源和能源，以二沉池部分出水的硝態(tài)氮作為反硝化的氧源，在池中異養(yǎng)細(xì)菌的作用下進(jìn)行反硝化脫氮反應(yīng)，使廢水中的氨氮、COD等污染物質(zhì)得以降解去除；控制缺氧池污泥濃度為5000-6000mg/L，停留時間控制在15-25h ；3)缺氧池出水流入好氧池，廢水中氨氮在此被氧化成硝態(tài)氮，并在此和二沉池回流的部分活性污泥充分混合，由微生物進(jìn)一步降解廢水中的有機(jī)物；控制好氧池污泥濃度為2500-3500mg/L，pH控制在7-8，停留時間控制在15_25h ；出水流入二沉池進(jìn)行泥水分離，二沉池主要用來分離好氧池出來的泥水混合物；分離出來的部分活性污泥作為回流污泥返回好氧池，污泥回流比1-2 :1，同時二沉池的部分出水硝化液回流至缺氧池中，提供反硝化所需的硝態(tài)氮，硝化液回流比為2-3 :1，沉淀30min后所得的上清液即為生化處理后的焦化廢水；B:焦化廢水的深度處理經(jīng)生化處理后的焦化廢水依然含有吲哚、咔唑、喹啉等多種難生物降解的芳香族化合物，這些污染物的存在是造成生化處理出水COD偏高的主要原因，需要通過進(jìn)一步的深度處理才能去除；深度處理采用內(nèi)電解+Fenton氧化混凝沉淀+活性炭吸附法；二沉池出水用濃硫酸對其pH值進(jìn)行調(diào)節(jié)，控制廢水的pH在2. 5 3. 5之間；廢水由泵注入內(nèi)電解反應(yīng)器中進(jìn)行內(nèi)電解反應(yīng)；保持廢水在內(nèi)電解反應(yīng)器中的停留時間為l_3h，出水流入Fenton氧化池；加入濃硫酸使其PH值控制在2. 5-3. 5之間，隨后投加硫酸亞鐵固體和雙氧水溶液，使其濃度分別控制在150-350mg/L和950-1150mg/L之間；利用H2O2在Fe2+的催化作用下產(chǎn)生具有很高氧化電位的羥基自由基，無選擇的氧化廢水中所剩余的有機(jī)物；在攪拌的狀態(tài)下控制氧化反應(yīng)時間為l_2h，再分別投加堿液和助凝劑，控制廢水的pH在8. 5-10. 5之間， 攪拌五分鐘后靜置沉淀20-40min ;沉淀后所得的上清液進(jìn)入活性炭吸附裝置中；活性炭是最常用也是處理水質(zhì)最好的一種吸附劑，在此選用顆?；钚蕴孔鳛槲絼瑢⑵溲b填至反應(yīng)器容積的4/5處，控制停留時間為15-35min，吸附后的出水即為深度處理后的焦化廢水。內(nèi)電解反應(yīng)器的填料由鋼鐵鐵屑和活性炭顆粒組成，即以活性炭顆粒為陰極，鐵屑為陽極，以廢水中的離子為電解質(zhì)，形成無數(shù)微小的原電池，產(chǎn)生電極反應(yīng)，并在氧化還原、電富集、物理吸附和混凝沉淀等共同作用下破壞其有機(jī)高分子結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的有益效果是提供了一種由厭氧池、缺氧池、好氧池作為生化處理，內(nèi)電解+Fenton氧化混凝沉淀+活性炭吸附作為深度段處理焦化廢水的方法。高濃度焦化廢水經(jīng)過本發(fā)明處理后，出水水質(zhì)可以達(dá)到COD ( 50mg/L、氨氮< 8mg/L、揮發(fā) X O. 3mg/L、總氰< O. 2mg/L的污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，不但可以保護(hù)生態(tài)環(huán)境，而且還對焦化企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。


圖I為本發(fā)明工藝流程示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖I對本發(fā)明的最佳實(shí)施方式進(jìn)行介紹實(shí)施例IA :焦化廢水的生化處理采用A2O工藝，即厭氧-缺氧-好氧生物脫氮工藝，均采用活性污泥法，活性污泥均接種自焦化廢水處理廠二沉池的污泥。預(yù)處理的廢水首先由泵注入?yún)捬醭刂?，控制厭氧池污泥濃度?000mg/L，停留時間控制在IOh ;厭氧池出水流入缺氧池，控制缺氧池污泥濃度為5000mg/L，停留時間控制在15h ;缺氧池出水流入好氧池，控制好氧池污泥濃度為4000mg/L，加入NaHCO3溶液控制廢水pH為7，停留時間控制在15h，出水流入二沉池中，控制二沉池的污泥回流比I :1，硝化液回流比為2 :1，沉淀30min后所得的上清液即為生化處理后的焦化廢水。B :焦化廢水的深度處理
二沉池出水用濃硫酸對其pH值進(jìn)行調(diào)節(jié)，控制廢水的pH為2. 5 ;然后將焦化廢水由泵注入到內(nèi)電解反應(yīng)器中進(jìn)行內(nèi)電解反應(yīng)，反應(yīng)器的填料由鋼鐵鐵屑和活性炭顆粒以體積比為I :1的比例裝填在反應(yīng)器中。保持廢水在內(nèi)電解反應(yīng)器中的停留時間為lh，出水流A Fenton氧化池。該氧化工藝采用間歇式操作，待池內(nèi)的廢水達(dá)到一定容積后，邊攪拌邊加入濃硫酸，使溶液PH達(dá)到2. 5。一次性投加硫酸亞鐵固體，使得亞鐵離子的濃度達(dá)到150mg/L，然后投加質(zhì)量百分比為30%的雙氧水溶液，使其濃度達(dá)到950mg/L，在攪拌的狀態(tài)下反應(yīng)lh，隨后邊攪拌邊向其中滴加10%的NaOH溶液調(diào)節(jié)廢水的pH為8. 5，投加I mg/L的助凝劑PAM，攪拌五分鐘后靜置沉淀20min。沉淀后所得的上清液進(jìn)入活性炭吸附裝置。選用顆?；钚蕴孔鳛槲絼?，將其裝填至反應(yīng)器容積的4/5處，控制停留時間為15min，吸附后的出水即為深度處理后的焦化廢水。實(shí)施例2和實(shí)施例3中的實(shí)驗(yàn)參數(shù)選取參照表I。
表I各實(shí)施例的實(shí)驗(yàn)參數(shù)
權(quán)利要求
1.一種焦化廢水的處理方法，其特征在于它包括焦化廢水的生化處理和焦化廢水的深度處理工藝； A :焦化廢水的生化處理工藝 焦化廢水的生化處理采用A2O工藝， 1)預(yù)處理后的焦化廢水首先由泵注入?yún)捬醭刂?，廢水與池中的活性污泥，即厭氧菌，進(jìn)行生化反應(yīng)，控制厭氧池污泥濃度為7000-8000mg/L，停留時間控制在10_20h ； 2)厭氧池出水流入缺氧池，它以進(jìn)水中的有機(jī)物作為碳源和能源，以二沉池部分出水的硝態(tài)氮作為反硝化的氧源，控制缺氧池污泥濃度為5000-6000mg/L，停留時間控制在15-25h ； 3)缺氧池出水流入好氧池，控制好氧池污泥濃度為2500-3500mg/L，pH控制在7_8，停留時間控制在15-25h ； 4)好氧池的出水流入二沉池進(jìn)行泥水分離，分離出來的部分活性污泥作為回流污泥返回好氧池，污泥回流比1-2 :1，同時二沉池的部分出水硝化液回流至缺氧池中，提供反硝化所需的硝態(tài)氮，硝化液回流比為2-3 :1，沉淀30min后所得的上清液即為生化處理后的焦化廢水； B :焦化廢水的深度處理 焦化廢水深度處理采用內(nèi)電解+Fenton氧化混凝沉淀+活性炭吸附法； O從二沉池出來的焦化廢水用濃硫酸對其pH值進(jìn)行調(diào)節(jié)，控制廢水的pH在2. 5^3. 5之間；廢水由泵注入內(nèi)電解反應(yīng)器中進(jìn)行內(nèi)電解反應(yīng)，保持廢水在內(nèi)電解反應(yīng)器中的停留時間為l_3h,出水流入Fenton焦化氧化池； 2)進(jìn)入Fenton氧化池焦化廢水，通過加入濃硫酸使其pH值控制在2. 5-3. 5之間，隨后投加和雙氧水溶液，使其濃度分別為硫酸亞鐵150-350mg/L和雙氧水950-1150 mg/L ;在攪拌的狀態(tài)下控制氧化反應(yīng)時間為l_2h，再分別投加堿液和助凝劑，控制焦化廢水的pH在8.5-10. 5之間，攪拌五分鐘后靜置沉淀20-40min ； 3)焦化廢水沉淀后所得的上清液進(jìn)入活性炭吸附裝置中；控制停留時間為15-35min，吸附后的出水即為深度處理后的焦化廢水。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種焦化廢水的處理方法，其特征在于所述助凝劑為PAM。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種焦化廢水的處理方法，其特征在于所述堿液為NaOH溶液。
全文摘要
本發(fā)明公開一種焦化廢水的處理方法，它包括焦化廢水的生化處理和焦化廢水的深度處理工藝；焦化廢水的生化處理采用A2O工藝，焦化廢水深度處理采用內(nèi)電解+Fenton氧化混凝沉淀+活性炭吸附法；本發(fā)明的有益效果是提供了一種由厭氧池、缺氧池、好氧池作為生化處理，內(nèi)電解+Fenton氧化混凝沉淀+活性炭吸附作為深度段處理焦化廢水的方法。高濃度焦化廢水經(jīng)過本發(fā)明處理后，出水水質(zhì)可以達(dá)到COD≤50mg/L、氨氮≤8mg/L、揮發(fā)酚≤0.3 mg/L、總氰≤0.2 mg/L的污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，不但可以保護(hù)生態(tài)環(huán)境，而且還對焦化企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
文檔編號C02F9/14GK102897979SQ20121040818
公開日2013年1月30日 申請日期2012年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月23日
發(fā)明者陳鵬, 胡紹偉, 王飛, 王永, 馬光宇, 耿繼雙, 徐偉 申請人:鞍鋼股份有限公司