CN101077815A

CN101077815A - 一种焦化废水深度处理方法

Info

Publication number: CN101077815A
Application number: CN 200710117681
Authority: CN
Inventors: 李素芹; 周静
Original assignee: University of Science and Technology Beijing USTB
Current assignee: University of Science and Technology Beijing USTB
Priority date: 2007-06-21
Filing date: 2007-06-21
Publication date: 2007-11-28

Abstract

一种焦化废水深度处理方法，属于环保工程领域。其特征在于选用PFASSB作为絮凝剂，粉煤灰－生石灰为吸附剂，采用粉煤灰－生石灰处理废水工艺，先用絮凝剂预处理，经絮凝处理后的废水流入调节池，用废酸和废碱调节废水pH值至4～5后进入粉煤灰的吸附床，加入130～150g/L粒径为100～140目的粉煤灰和1.5～2.5g/L的石灰，恒温振荡吸附1h～2h后流入沉淀池静置，将上层清液引流出，即得到处理后的出水。采用粉煤灰联合石灰对焦化废水进行吸附二级处理操作后，出水水质中COD可降低至59.1mg/L，达污水综合排放标准(GB8978－96)中一级排放标准，NH₃－N由77.67mg/L降低至19.8mg/L，可达污水综合排放标准(GB8978－96)二级排放标准。

Description

一种焦化废水深度处理方法

技术领域：

本发明属于环保工程领域，特别涉及一种利用粉煤灰处理焦化废水的方法。

背景技术：

焦化废水是一种较难处理的工业废水，其成分十分复杂，含有多种难以被微生物降解或有生物毒性的有机物以及大量的铵盐、硫化物、氰化物等无机盐类，是造成水体污染的重要污染源之一。实际中多数企业采用的生化处理对于焦化废水中酚类物质去除率较高，但对难降解有机物处理效果不佳，出水COD常常不能达到国家排放标准，因此，寻求效果好且成本低的深度处理方法具有积极意义。

目前，对焦化废水的治理方法很多，有絮凝处理、生物膜处理、芬顿试剂直接氧化处理、催化空气氧化处理以及湿式催化氧化和超临界水氧化处理等方法。其中采用物化方法处理焦化废水的有“絮凝—吸附法处理焦化废水的实验研究”^[1]，絮凝剂PFSCB在pH值在5～7之间，最佳投加量在0.3～0.4g/L之间；活性炭作为焦化废水处理系统中深度处理工艺中的吸附剂，其最佳投加量在1.5～2.0g/L之间；处理后的出水COD值小于150mg/L，符合国家废水二级排放标准。“化学方法深度处理焦化废水的研究”^[2]中确定了絮凝——吸附工艺对焦化废水进行深度处理，选择了聚硅氯化铝(PASC)作为絮凝剂，电厂炉渣作为吸附剂，最佳处理条件为：废水PH值为6～8时，PASC的n(Al)/n(Si)＝2，投加量为200mg/L(以Al³⁺计)；吸附时炉渣投加量为20g/L，吸附时间为1h。处理后焦化废水的COD由1112.8mg/L降至110.6mg/L，出水PH值在7左右，能够达标排放。

在目前焦化废水的深度处理工艺中，絮凝—吸附法处理焦化废水不仅操作简单、经济，而且处理效果相对比较理想。然而，文献1中所用的絮凝剂在使用时需要调节PH值，投加量也相对较大，采用活性碳做吸附剂，成本也较高，出水的水质只明确了处理后的COD指标可以达到国家废水二级标准；文献2种针对焦化废水二沉池出水COD较高排放难以达标的问题，制备了新型絮凝剂聚硅氯化铝，PH值使用范围较大，但絮凝剂的投加量较大，吸附剂采用炉渣可以达到废物循环利用的目的，出水中只能将COD降低，达到国家排放标准。以上两种较为接近的处理技术中仅可以降低COD等污染物，对其他水质指标尤其是氨氮的处理情况未明确。

近几年由于环保要求的提高，特别是对废水中氨氮排放浓度提出了更高的要求。《污水综合排放标准》(GB8978-96)对焦化废水的排放规定如下：一级标准是NH₃-N≤15mg/L，COD≤100mg/L；二级标准是NH₃-N≤25mg/L，COD≤150mg/L。

[1]胡红伟，何正浩.絮凝—吸附法处理焦化废水的实验研究.2006，15(3)：34-37.

[2]刘红，邵俊，孙德锋等.化学方法深度处理焦化废水的研究.化学工程师.2006，8：41-44.

发明内容

本发明目的是要找到一种既经济实用，又能降低焦化废水中COD和NH₃-N污染物质，改善出水水质以提高二级处理的净化效果达到外排标准或废水回用的方法。

一种焦化废水深度处理方法，其特征在于选用含硼聚合硅酸硫酸铝铁(PFASSB)作为絮凝剂，粉煤灰-生石灰为吸附剂，采用粉煤灰-生石灰处理废水工艺，具体步骤如下：

1.絮凝预处理：经生化处理未达标的焦化废水流入絮凝搅拌池，投加摩尔比为Fe/Si＝0.4～0.6，Si/(Al+Fe)＝0.7～0.9，B/Si＝0.25～0.35的PFASSB絮凝剂，处理过程中可以免于调节水质PH值，投加量为8～12mg/L，以120～140rpm的速度搅拌1～2min，再以30～50rpm的速度搅拌5～7min，将处理后的废水通入絮凝沉淀池，静置沉淀30～40min。

2.吸附二级处理：经絮凝处理后的废水流入调节池，用废酸和废碱调节废水PH值至4～5后进入粉煤灰的吸附床，加入130g～150/L粒径为100～140目的粉煤灰和1.5～2.5g/L的石灰，恒温振荡吸附1h～2h后流入沉淀池静置，将上层清液引流出，即得到处理后的出水。

PFASSB是一种在聚合硫酸的基础上引入铝盐、铁盐、硼酸、硅酸而合成的新型无机高分子絮凝剂。由于铝铁复合兼具了铝盐絮体大、脱色性能好；铁盐沉降速度快、絮体密实、成本低的优点；聚合硅酸具有很高的分子量，对水体中的胶粒具有很强的吸附能力；硼的加入进一步增强了絮凝剂的除浊和脱色效果，絮凝剂的稳定性也有所提高。

焦化废水经过生化处理后，酚类物质去除率较高，但其中仍存在大量难降解有机物，COD值在300mg/L左右，NH₃-N在75mg/L左右，不能达到国家排放标准。因此，在絮凝处理后，采用吸附剂进行进一步处理。从经济方面考虑，选用廉价易得的粉煤灰材料作为吸附剂，进行吸附实验。粉煤灰是冶炼厂、化工厂和燃煤电厂排放的硅铝酸盐残渣，粒细质轻、疏松多孔、表面能高，具有一定的活性基团和较强的吸附能力，经硫铁矿渣、酸、碱、铝盐或铁盐溶液改性后，辅以适量的助凝剂，可用来处理生活污水、焦化废水、造纸废液、含酚废水等各类废水。实践表明，粉煤灰在废水脱色除臭、有机物和悬浮胶体去除、细菌微生物和杂质净化、以及重金属离子去除上，均有显著的处理效果。可见粉煤灰是一种良好的吸附介质，对废水中有机物、重金属离子、色度等有良好的吸附能力，可用于焦化废水的前处理和深度处理。在使用粉煤灰做吸附剂时，可以加少量石灰，这样不仅可以降低粉煤灰的投加量，而且更有效的去除废水中的氨氮和F^-等污染物。

粉煤灰的比表面积也很大，所以当废水与粉煤灰共混时，废水中含有的胶体态和可溶性有机物就会因吸附而与灰渣一起共沉除去，从而使废水得到净化。粉煤灰除吸附作用外，还具有以下作用：

a.中和：灰渣中含有CaO、MgO、FeO、Al₂O₃等可溶碱性氧化物，它们被水浸泡后进入废水中，能提高废水的碱度，可以调节絮凝处理后出水的pH值。

b.絮凝在蒸馏水中加入适量粉煤灰，溶出1～4h，发现水中含有铝、硅、铁，它们都是良好的絮凝剂，能对废水中胶体态和可溶性有机物起絮凝作用，强化处理效果。

优点或积极效果

在絮凝预处理中，PFASSB投加量最低，仅为10mg/L，处理时可以不调废水pH值。处理后出水的悬浮物质量浓度＜70mg/L，达到了《污水综合排放标准》的一级标准；COD质量浓度＜150mg/L达到了《污水综合排放标准》的二级标准；絮体的机理分析表明复合絮凝剂PFASSB除了具有简单絮凝剂的电中和、吸附和网捕的作用外，还具有自身拥有的聚合物的吸附架桥和沉淀网捕的作用。

采用粉煤灰联合石灰对焦化废水进行吸附二级处理操作后，出水水质中COD可降低至59.1mg/L，达污水综合排放标准(GB8978-96)中一级排放标准，NH₃-N由77.67mg/L降低至19.8mg/L，可达污水综合排放标准(GB8978-96)二级排放标准。

具体实施方式：

实施例1

1.絮凝预处理：经生化处理未达标的焦化废水流入絮凝搅拌池，投加摩尔比为Fe/Si＝0.5，Si/(Al+Fe)＝0.8，B/Si＝0.3的PFASSB絮凝剂，处理过程中可以免于调节水质PH值，投加量为10mg/L，以120rpm的速度搅拌1min，再以40rpm的速度搅拌5min，将处理后的废水通入絮凝沉淀池，静置沉淀30min。

2.吸附二级处理：经絮凝处理后的废水流入调节池，用废酸和废碱调节废水PH值至4～5后进入粉煤灰的吸附床，加入150g/L粒径为100目的粉煤灰和2.5g/L的石灰，恒温振荡吸附1h后流入沉淀池静置，将上层清液引流出，即得到处理后的出水。

实施例2

1.絮凝预处理：经生化处理未达标的焦化废水流入絮凝搅拌池，投加Fe/Si＝0.4，Si/(Al+Fe)＝0.7，B/Si＝0.25PFASSB絮凝剂，处理过程中可以免于调节水质PH值，投加量为11mg/L，以140rpm的速度搅拌2min，再以30rpm的速度搅拌7min，将处理后的废水通入絮凝沉淀池，静置沉淀40min。

2.吸附二级处理：经絮凝处理后的废水流入调节池，用废酸和废碱调节废水PH值至5后进入粉煤灰的吸附床，加入130g/L粒径为120目的粉煤灰和2.0g/L的石灰，恒温振荡吸附1h后流入沉淀池静置，将上层清液引流出，即得到处理后的出水。

实施例3

1.絮凝预处理：经生化处理未达标的焦化废水流入絮凝搅拌池，投加Fe/Si＝0.6，Si/(Al+Fe)＝0.9，B/Si＝0.35PFASSB絮凝剂，处理过程中可以免于调节水质PH值，投加量为12mg/L，以130rpm的速度搅拌1min，再以50rpm的速度搅拌5min，将处理后的废水通入絮凝沉淀池，静置沉淀30min。

2.吸附二级处理：经絮凝处理后的废水流入调节池，用废酸和废碱调节废水PH值至4～5后进入粉煤灰的吸附床，加入140g/L粒径为140目的粉煤灰和2.5g/L的石灰，恒温振荡吸附1h后流入沉淀池静置，将上层清液引流出，即得到处理后的出水。

Claims

1.一种焦化废水深度处理方法，其特征在于选用PFASSB作为絮凝剂，粉煤灰-生石灰为吸附剂，采用粉煤灰-生石灰处理废水工艺，具体步骤如下：

(1).絮凝预处理：经生化处理未达标的焦化废水流入絮凝搅拌池，投加摩尔比为Fe/Si＝0.4～0.6，Si/(Al+Fe)＝0.7～0.9，B/Si＝0.25～0.35的PFASSB絮凝剂，处理过程中免于调节水质PH值，投加量为8～12mg/L，以120～140rpm的速度搅拌1～2min，再以30～50rpm的速度搅拌5～7min，将处理后的废水通入絮凝沉淀池，静置沉淀30～40min；

(2).吸附二级处理：经絮凝处理后的废水流入调节池，用废酸和废碱调节废水PH值至4～5后进入粉煤灰的吸附床，加入130g～150/L粒径为100～140目的粉煤灰和1.5～2.5g/L的石灰，恒温振荡吸附1h～2h后流入沉淀池静置，将上层清液引流出，即得到处理后的出水。