CN101767912A - 微波—氧化—混凝技术处理焦化生化出水的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种微波—氧化—混凝技术处理焦化生化出水的方法，其经过下列步骤：A、在焦化生化出水中，加入H2O2与Fe2+的混合试剂至水中过氧化氢的质量浓度为0.01％～1％，控制pH为2.0～6.0；B、将混合液送入工业微波炉中处理5～60s；C、调整混合液pH值6.0～6.5或7.5～8.5，在曝气量为10～40m3/h的曝气条件下，氧化处理1～4h；D、加入混凝剂至液体中混凝剂的质量浓度为百万分之一至十万分之一；E、沉淀分离；F、过滤液体即得工艺出水回用；G、收集污泥，分离出液体和污泥，液体返回D步骤，污泥压滤得泥饼。实现循环使用，不外排污水，有效解决了当前焦化污水难处理、难于实现回用的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种处理焦化生化出水的方法，尤其是一种用微波—氧化—混凝技术处理焦化生化出水的方法，属于污水处理技术领域。
背景技术
焦化污水是煤在高温干馏过程中，以及煤气净化、化学产品精制过程中形成的污水，该污水中的污染物种类繁多、成分复杂，除含有NH3-N、氰化物、硫氰酸盐、酚类化合物、多环芳香族化合物外，还含有氮、氧、硫的杂环有机化合物，总体性质表现为NH3-N、酚类及油份浓度高，有毒及抑制性物质多，因此是一种典型的高浓度、高污染、高毒、难降解的工业有机废水，在现有的生物化学处理过程中很难实现有机物的完全降解。不仅如此，焦化污水还存在处理难度大、投入费用高，对环境构成严重污染等问题。随着国家可持续发展战略的不断深化，改善和解决焦化污水对环境的污染问题，已成为一个迫切需要解决的课题。
目前我国焦化生产过程产生的污水中含有高浓度的酚、氰、氨氮、COD等污染物，用现有生化系统处理后，COD、总氰化物、色度等仍难于达到排放和回用标准，实现焦化污水的达标处理和回用已成为污水处理中的难题之一。如云南某公司，使用硝化—反硝化工艺系统处理焦化生产过程中产生的污水，该系统设计处理量为50m3/h，实际处理量为105m3/h，加上系统中的稀释水和消泡水，总出水量为200m3/h，日均外排污水4800m3/d，该系统运行状况良好，处理后的外排水中的酚、氰、氨氮等污染物含量虽已低于国家排放标准，但系统外排水中的COD平均浓度接近国标临界值，时有超标现象，需要稀释达标后才能外排，且出水色度较高，因此，现有技术中的硝化—反硝化污水处理系统的外排水不能满足生产回用的要求。同时每日外排4800m3的生化出水，每年外排1752000m3的生化出水，未实现焦化生产用水的内循环，一方面造成水资源的极大浪费，另一方面环境水体依然需要承受相当程度的污染。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用微波—氧化—混凝技术处理焦化生化系统出水的方法，使焦化出水水质达到GB/T19923-2005工业用水水质标准，实现焦化出水的循环回用，达到节能减排、不污染环境的目的。
本发明通过下列技术方案完成：一种微波—氧化—混凝技术处理焦化生化出水的方法，其特征在于经过下列工艺步骤：
A、在待处理的焦化生化出水中，加入H2O2与Fe2+的混合试剂至水中过氧化氢的质量浓度为0.01％～1％，搅拌混匀，控制混合液pH值为2.0～6.0，其中，H2O2与Fe2+的混合比为：H2O2∶Fe2+＝1∶4～10∶1的摩尔比；
B、将A步骤的混合液送入工业微波炉中，使其在微波场中处理5s～60s；
C、将经过B步骤微波处理的混合液pH值调至6.0～6.5或7.5～8.5，在曝气量为10～40m3/h的曝气条件下，氧化处理1～4h，沉淀分离出上层的液体和下层的污泥，污泥送收集池；
D、在C步骤的上层液体中加入混凝剂至液体中混凝剂的质量浓度为百万分之一至十万分之一，搅拌均匀，得混合液；
E、沉淀D步骤的混合液，分离出上层的液体和下层的污泥，污泥送收集池；
F、对E步骤的上层液体进行过滤，即得工艺出水，送各用水点；
G、将C、E步骤收集的污泥沉淀后，分离出上层的液体和下层的污泥，上层液体返回D步骤，污泥经压滤，得泥饼。
所述A步骤的H2O2与Fe2+混合试剂中的Fe2+为常规的亚铁化合物，具体为硫酸亚铁、草酸亚铁、碳酸亚铁、氯化亚铁中的一种。
所述A步骤、C步骤混合液pH值的控制，采用碱性物质或酸性物质物质调整，其中，碱性物质为常规的石灰、石灰乳、纯碱或氢氧化钠中的一种；酸性物质为常规的硫酸、盐酸、硝酸中的一种。
所述B步骤的微波场处理是在现有技术中的常规工业微波炉中进行的，工业微波炉功率为5～60kW，工作温度为5～30℃。
所述D步骤中加入的混凝剂为聚合硫酸铝、聚合氯化铝、聚丙烯酰胺、聚合硫酸铁中的一种。
本发明具有下列优点和效果：
1.处理效率高。对污水高浊度、高色度及高浓度难降解有机物去除率达到70％～99％。能够对污水进行传统方法无法发挥作用的深度处理，出水可达排放标准和再利用要求。与单纯的化学法相比，80％的主要水质指标处理效率平均提高21.26％，对总氰化物、COD、油、硫化物、SS的处理作用尤其明显；相同处理效果时，药剂使用量减少15％～20％，降低了生产运行成本和操作劳动负荷。
2.无二次污染。微波工艺处理污水不会引入新的污染物，且不产生浓盐水等很难进一步处理的残液。
3.操作弹性大。采用微波能水处理技术的工程一旦投用，进水量变化波动不影响系统运行稳定性，只需适当调整工艺参数即可确保出水水质。
4.固液分离快。微波能作用下，经物化反应后生成大量速沉絮体物，以较快速度汇聚沉降与液体分离，沉降效率高。与单纯的絮凝法相比，固液分离效果明显，不但提高了污水处理效率，而且缩短混合液停留时间，减小了工程用地和投资成本。实践发现，单纯投加混凝剂，对污水中SS、COD、色度等有一定效果，但作用有限。值得注意的是，投加上述药剂一段时间后，沉淀池中可能出现胶体状物质，该物质将造成SS、COD、色度急剧升高。微波处理工艺能够确保出水水质的稳定，不会出现上述不良状况。
5.杀菌灭藻性强。对菌、藻类有高频穿透作用，杀伤能力极强，在短时间内可杀灭微生物，回用水中微生物含量降低，防止管道、设备出现腐蚀和堵塞问题。
6.工程投资低。无需铺设庞大管网和配置较多的静置设备，不需复杂的预处理设备，占地面积相对较小，污水处理工程投资费用低。
7.运行费用低。工艺流程相对较短，除主体设备外，其余都为通用型普通设备。主体设备设施使用寿命长、操作简单，不需要对设备设施频繁的维护和维修，综合运行费用低。
8.适应性强。可采取小型化、分散化的方式，系统调试、达产周期短，工艺对时间和空间的适应性强，有效实现污染物的源头治理。
9.广谱性强。适用于各类城市、商业、工业、农业污水，对污水中的COD、色度、气味、细菌量等污染物均能达到满意的处理效果。
总之，本发明可以直接应用于焦化生化出水的深度处理，经微波技术处理焦化生化出水水质达到GB/T19923-2005工业用水水质标准，实现循环使用。通过大量实验和工业性生产实践，证明其技术可行、社会和环保效益显著、经济效益明显，有效解决了我国当前焦化污水难处理、难于实现回用的问题。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步描述。
实施例1
本发明提供的微波处理焦化生化出水的方法，经过下列工艺步骤：
A、在待处理的焦化生化出水中，加入H2O2与氯化亚铁的混合试剂至水中过氧化氢的质量浓度为0.01％，搅拌混匀，使混合液pH值为6.0，其中，H2O2与氯化亚铁的混合比为H2O2∶Fe2+＝10∶1的摩尔比；
B、将A步骤的混合液送入功率为40kW，工作温度为5～30℃的工业微波炉中，使其在微波场中作用5s；
C、将经过B步骤微波处理的混合液用石灰乳调节pH值至8.5，在曝气量为10m3/h的曝气条件下，氧化处理(即曝气)4h，沉淀分离出上层的液体和下层的污泥，污泥送收集池；
D、在C步骤的上层液体中，加入混凝剂聚丙烯酰胺至液体中聚丙烯酰胺的质量浓度为十万分之一，搅拌均匀，得混合液；
E、沉淀D步骤的混合液，分离出上层的液体和下层的污泥，污泥送收集池；
F、对D步骤的上层液体进行过滤，即得工艺出水，送各用水点；
G、将C、E步骤收集的污泥沉淀后，分离出上层的液体和下层的污泥，液体返回D步骤，污泥经压滤，得泥饼。
实施例2
本发明通过下列技术方案完成：微波—氧化—混凝技术处理焦化生化出水的方法，其特征在于经过下列工艺步骤：
A、在待处理的焦化生化出水中，加入H2O2与FeC2O4(草酸亚铁)的混合试剂至水中过氧化氢质量浓度为1％，搅拌混匀，使混合液pH值为2.0，其中，H2O2与FeC2O4的混合比为：H2O2∶Fe2+＝3∶1的摩尔比；
B、将A步骤的混合液送入功率为10kW、工作温度为5～30℃的工业微波炉中，使其在微波场中作用60s；
C、将B步骤的混合液用氢氧化钠调节pH至8.0，在曝气量为40m3/h的曝气条件下，氧化处理(即曝气)1h，沉淀分离出上层的液体和下层的污泥，污泥送收集池；
D、在C步骤的上层液体中加入混凝剂聚合硫酸铝至液体中聚合硫酸铝的质量浓度为百万分之一，搅拌均匀，得混合液；
E、沉淀D步骤的混合液，分离出上层的液体和下层的泥饼污泥，污泥送收集池；
F、对D步骤的上层液体进行过滤，即得工艺出水，送各用水点；
G、将C、E步骤收集的污泥沉淀后，分离出上层的液体和下层的污泥，液体返回D步骤，污泥经压滤，得泥饼。
实施例3
本发明提供的微波处理焦化生化出水的方法，经过下列工艺步骤：
A、在待处理的焦化生化出水中，加入H2O2与碳酸亚铁的混合试剂至水中过氧化氢的质量浓度为0.18％，搅拌混匀，使混合液pH值为4.0，其中，H2O2与碳酸亚铁的混合比为：H2O2∶Fe2+＝1∶4的摩尔比；
B、将A步骤的混合液送入功率为10kW、工作温度为5～30℃的工业微波炉中，使其在微波场中作用30s；
C、将经过B步骤微波处理的混合液用石灰乳调节pH至7.5，在曝气量为30m3/h的曝气条件下，氧化处理(即曝气)2h，沉淀分离出上层的液体和下层的污泥，污泥送收集池；
D、在C步骤的上层液体中加入混凝剂聚合硫酸铁至液体中聚合硫酸铁的质量浓度为百万分之五，搅拌均匀，得混合液；
E、沉淀D步骤的混合液，分离出上层的液体和下层的污泥，污泥送收集池；
F、对D步骤的上层液体进行过滤，即得工艺出水，送各用水点；
G、将C、E步骤收集的污泥沉淀后，分离出上层的液体和下层的污泥，液体返回D步骤，污泥经压滤，得泥饼。
实施例4
本发明提供的微波处理焦化生化出水的方法，经过下列工艺步骤：
A、在待处理的焦化生化出水中，加入H2O2与硫酸亚铁的混合试剂至水中过氧化氢的质量浓度为0.46％，搅拌混匀，使混合液pH为2.8，其中，H2O2与硫酸亚铁的混合比为：H2O2∶Fe2+＝5∶1的摩尔比；
B、将A步骤的混合液送入功率为40kW、工作温度为5～30℃的工业微波炉中，使其在微波场中作用10s；
C、将经过B步骤微波处理的混合液用石灰调节pH至6.5，在曝气量为20m3/h的曝气条件下，氧化处理(曝气)3h，沉淀分离出上层的液体和下层的污泥，污泥送收集池；
D、在C步骤的上层液体中加入混凝剂聚合氯化铝至液体中聚合氯化铝的质量浓度为百万分之八，搅拌均匀，得混合液；
E、沉淀D步骤的混合液，分离出上层的液体和下层的污泥，污泥送收集池；
F、对D步骤的上层液体进行过滤，即得工艺出水，送各用水点；
G、将C、E步骤收集的污泥沉淀后，分离出上层的液体和下层的污泥，液体返回D步骤，污泥经压滤，得泥饼。
Claims (4)
1.一种微波-氧化-混凝技术处理焦化生化出水的方法，其特征在于经过下列工艺步骤：
A、在待处理的焦化生化出水中，加入H2O2与Fe2+的混合试剂至水中过氧化氢的质量浓度为0.01％～1％，搅拌混匀，控制混合液pH为2.0～6.0，其中，H2O2与Fe2+的混合比为：H2O2∶Fe2+＝1∶4～10∶1的摩尔比；
B、将A步骤的混合液送入工业微波炉中，使其在微波场中处理5～60s；
C、将经过B步骤微波处理的混合液pH值调至6.0～6.5或7.5～8.5，在曝气量为10～40m3/h的曝气条件下，氧化处理1～4h，沉淀分离出上层的液体和下层的污泥，污泥送收集池；
D、在C步骤的上层液体中加入混凝剂至液体中混凝剂的质量浓度为百万分之一至十万分之一，搅拌均匀，得混合液；
E、沉淀D步骤的混合液，分离出上层的液体和下层的污泥，污泥送收集池；
F、对E步骤的上层液体进行过滤，即得工艺出水，送各用水点；
G、将C、E步骤收集的污泥沉淀后，分离出上层的液体和下层的污泥，上层液体返回D步骤，污泥经压滤，得泥饼。
2.根据权利要求1所述的微波-氧化-混凝技术处理焦化生化出水的方法，其特征在于所述A步骤的H2O2与Fe2+混合试剂中的Fe2+为常规的亚铁化合物，具体为硫酸亚铁、草酸亚铁、碳酸亚铁、氯化亚铁中的一种。
3.根据权利要求1所述的微波-氧化-混凝技术处理焦化生化出水的方法，其特征在于所述A步骤、C步骤混合液pH值的控制，采用碱性物质或酸性物质调整，其中，碱性物质为常规的石灰、石灰乳、纯碱或氢氧化钠中的一种；酸性物质为常规的硫酸、盐酸、硝酸中的一种。
4.根据权利要求1所述的微波-氧化-混凝技术处理焦化生化出水的方法，其特征在于所述D步骤中加入的混凝剂为聚合硫酸铝、聚合氯化铝、聚丙烯酰胺、聚合硫酸铁中的一种。
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