CN101921046A - 一种活性焦处理煤气化废水的新工艺 - Google Patents

一种活性焦处理煤气化废水的新工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种活性焦处理煤气化废水的新工艺，步骤是：煤气化废水先直接利用活性焦进行第一段吸附处理去除大部分COD、悬浮物和色度，吸附处理后，出水进入固定化微生物-厌氧生物滤池(以下简称I-AF)和固定化微生物-好氧曝气生物滤池(以下简称I-BAF)系统进行生物处理，去除废水中大部分氨氮和COD，经过I-AF+I-BAF处理后的出水，再进一步利用活性焦进行深度第二段吸附处理，出水污水综合排放标准GB8978-96中的一级排放标准。本发明优点是：与传统的处理工艺相比，工艺流程简单、处理成本低、COD和氨氮去除效果好、装置占地面积小、且运行管理方便，另外，吸附饱和的活性焦经无氧气氛围下加热再生回用，并回收其中的酚类物质或直接作为燃料使用。本发明不仅可以实现低成本处理煤气化废水、焦化废水等，而且对处理各种高浓度工业废水以及对已有工艺进行改造具有独特效果。

Description

一种活性焦处理煤气化废水的新工艺
技术领域
本发明属于工业废水处理领域，特别涉及一种活性焦处理煤气化废水的新工艺。
背景技术
煤气化废水是煤气生产过程中，煤气在气化炉出口处，需用用大量冷却水喷淋洗涤而产生的。煤气化废水水质成分复杂，呈褐色，有浓烈的酚氨臭味，偏中碱性，含有高浓度酚类物质，种类繁多，另外还含有大量的氰化物、氨氮、脂肪酸和其他有毒有机污染物等，其中很多污染物都是美国EPA确定的优先控制污染物。这些污染物如若排放到环境中，会对生态环境和人体健康造成了极大危害。因此煤气化废水的处理，一直在国内外煤化工废水处理领域中备受关注。
目前，煤气化废水处理普遍采用以生物处理为核心的传统活性污泥(如A2/O工艺)。煤气化废水一般采用三级处理，一级处理是将高浓度的煤气化废水进行脱酚、脱氨、氨气蒸馏等处理；二级处理主要是以活性污泥为主的生化处理系统，主要作用是脱氮和去除COD，但煤气化废水中含高浓度酚类有机污染物、氰化物等有毒污染物，对活性污泥系统有毒性冲击作用，容易造成污泥膨胀等问题，所以生化进水要进行一定倍数的稀释才能满足生化进水要求，可是一般二级生化出水COD和氨氮很难达标排放，需要进一步深度处理；三级处理是在生化处理后出水仍不达标时，采用的其他深度处理方法，主要有电化学法、混凝沉淀法、高级氧化法、膜分离法以及吸附法等。但采用电化学法的成本耗能较高；混凝沉淀法处理设施占地面积大，药剂消耗量大，成本高，并产生大量的污泥；高级氧化法虽然效果显著，但是对设备要求高，操作复杂且耗能大，成本很高；膜分离法虽然可以去除废水中的多种污染物，但是通常存在处理能耗高，处理量小，膜污染等问题；吸附法操作简单、可同时吸附多种物质，并且不引入任何其他污染物，适合处理污染物种类复杂的废水，一般较为常用的就是活性炭，但传统活性炭价格较高，运行成本较高。因此，如果能找到一种成本低廉、简便易得并且吸附量大的吸附剂，对于实际应用具有非常重大的意义。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足之处，而提供一种成本低廉、简便易得、吸附效果好的吸附剂-活性焦方法，即一种活性焦处理煤气化废水的新工艺。
本发明目的是通过如下措施來实现：活性焦处理煤气化废水的新工艺是：煤气化废水先直接利用活性焦进行第一段吸附处理大部分COD、悬浮物和色度，吸附处理后出水进入固定化微生物-厌氧生物滤池I-AF和固定化微生物-好氧曝气生物滤池I-BAF系统进行脱氮处理，经过I-AF+I-BAF处理后的出水，再进一步利用活性焦进行深度第二段吸附处理，吸附饱和的活性焦经无氧气氛围下加热、再生、回用，并回收其中的酚类物质后，直接作为燃料使用。
本发明的固定化微生物是已知的，在垃圾渗滤液专利中已有描述。
所述的第一段吸附处理为：煤气化废水在不改变pH值，温度保持在20-40℃，吸附反应时间2-6h，投加0.45-0.9mm粒径范围的活性焦，对其进行吸附处理，活性焦的饱和吸附量达280-580mg(COD)/g；另外，第一段活性焦吸附处理后，去除煤气化废水中大部分的对生化系统有毒害作用酚类有毒有机污染物，大大减小煤气化废水中有毒有机物污染物对生化系统的毒性冲击，保证生化的稳定运行。
所述的I-AF+I-BAF系统处理为：第一段活性焦吸附处理后出水经过I-AF+I-BAF系统进行脱氮生化处理，该系统水力停留时间为12-24小时，气水比为20-30∶1，出水氨氮去除率达99％；生化出水中含有一些难被生物降解的COD，通过第二段活性焦吸附处理高效去除。
所述第一段吸附处理后出水中的酚、联苯、氰有毒污染物，被活性焦吸附去除，COD和色度的去除率分别达到91.6％和90％。
所述的第二段吸附处理的工艺条件为温度保持在20-40℃，吸附反应时间0.5-4h，活性焦的饱和吸附量达50-150mg(COD)/g，保证出水主要污染物指标达到工业冷却循环水标准。
所述的吸附饱和后的活性焦隔绝空气加热到300-400℃，回收其中有价挥发成分，并且是活性焦获得再生。
所述的活性焦是褐煤在隔绝空气，温度800-900℃条件下，干馏回收煤焦油和煤气后的副产，所以活性焦的成本很低。
本发明的效果：采用上述方案，煤气化废水经过两段活性焦吸附结合I-AF+BAF处理后，可有效去除废水中的COD、氨氮、色度，同时对挥发酚、氰化物等也有很好的去除作用，处理后出水可达污水综合排放标准(GB8978-96)中的一级排放标准。
吸附饱和的活性焦经无氧气氛围下加热再生回用，并回收其中的挥发性酚类物质后直接作为燃料使用。
本发明相比现有技术具有下列优点：具有工艺成本低廉、简单、易行，使用后的活性焦不用再生，直接作为燃料使用，不产生危险固体废弃物(一般生化处理、混凝沉淀和高级氧化处理等工艺衬上大量的污泥属危险废弃物)，能大大减少废水处理过程中挥发性有机物的逸出，避免了二次污染；且不增加水中的盐度，有利于水的循环和再利用，尤其是难降解有机物、氨氮去除效果好，出水可满足。本工艺工程建设投资省，运行、维护成本低，且可以连续运行，效果稳定，具有显著的经济、社会和环境效益。
附图说明
图1：本发明工艺流程图
具体实施方式
下面列举1个实施例，对本发明加以进一步说明，但本发明不只限于这个实施例。
实施例1
采用本发明处理某煤气厂煤气化废水，第一段吸附的水力停留时间为6小时，投加0.45-0.9mm粒径范围的活性焦，投加量10kg/m3.水，折成活性焦的饱和吸附量达300mg(COD)/g；I-AF和I-BAF水力停留时间为24小时，气水比30∶1；第二段吸附的水力停留时间为2小时，投加活性焦，投加量1kg/m3.水，折成活性焦的饱和吸附量达90mg(COD)/g；在进水口COD平均值3500mg/L，出水COD平均30mg/L，去除率99％；进水氨氮平均值450mg/L，出水平均值0.50mg/L，去除率99.9％。第一段和第二段活性焦粒的粒径范围是一样的。
实施例2
采用本发明处理某焦化厂废水，第一段吸附的水力停留时间为6小时，投加0.45-0.9mm粒径范围活性焦，投加量12kg/m3.水，折成活性焦的饱和吸附量达290mg(COD)/g；I-AF和I-BAF水力停留时间为20小时，气水比30∶1；第二段吸附的水力停留时间为4小时，投加活性焦，投加量2kg/m3.水，折成活性焦的饱和吸附量达75mg(COD)/g；在进水口COD平均值4000mg/L，出水COD平均35mg/L，去除率99％；进水氨氮平均值360mg/L，出水平均值0.30mg/L，去除率99.9％。第一段和第二段活性焦粒的粒径范围是一样的。
本发明工艺既适用于处理煤气化废水，也适用于处理各种工业污水，以及对现有工程进行改造，尤其是对传统方法无法处理的高浓度有机废水，具有独特的处理效果。

Claims (7)

1.一种活性焦处理煤气化废水的新工艺，其特征在于：煤气化废水先直接利用活性焦进行第一段吸附处理大部分COD、悬浮物和色度，吸附处理后，出水进入固定化微生物-厌氧生物滤池I-AF和固定化微生物-好氧曝气生物滤池I-BAF系统，进行脱氮处理，经过I-AF+I-BAF处理后的出水，再进一步利用活性焦进行深度第二段吸附处理，吸附饱和的活性焦经无氧气氛围下加热、再生、回用，并回收其中的酚类物质后，或直接作为燃料使用。
2.如权利要求1所述的一种活性焦处理煤气化废水的新工艺，其特征在于：所述的第一段吸附处理为：煤气化废水在不改变pH值，温度保持在20-40℃，吸附反应时间2-6h，投加0.45-0.9mm粒径范围的活性焦，对其进行吸附处理，活性焦的饱和吸附量达280-580mg(COD)/g；另外，第一段活性焦吸附处理后，去除煤气化废水中大部分的对生化系统有毒害作用酚类、有毒有机污染物，大大减小煤气化废水中有毒有机物污染物对生化系统的毒性冲击，保证生化的稳定运行。
3.如权利要求1所述的一种活性焦处理煤气化废水的新工艺，其特征在于：所述的I-AF+I-BAF系统处理为：第一段活性焦吸附处理后，出水经过I-AF+I-BAF系统进行脱氮生化处理，该系统水力停留时间为12-24小时，气水比为20-30∶1，出水氨氮去除率达99％；生化出水中含有一些难被生物降解的COD，通过第二段活性焦吸附处理高效去除。
4.如权利要求1或2或3中之一所述的一种活性焦处理煤气化废水的新工艺，其特征在于：所述第一段吸附处理后，出水中的酚、联苯、氰有毒污染物，被活性焦吸附去除，COD和色度的去除率分别达到91.6％和90％。
5.如权利要求3所述的一种活性焦处理煤气化废水的新工艺，其特征在于：所述的第二段吸附处理的工艺条件，为温度保持在20-40℃，吸附反应时间0.5-4h，活性焦的饱和吸附量达50-150mg(COD)/g，保证出水主要污染物指标达到工业冷却循环水标准。
6.如权利要求1或2或3中之一所述的一种活性焦处理煤气化废水的新工艺，其特征在于：所述的吸附饱和后的活性焦隔绝空气加热到300-400℃，回收其中有价挥发成分，并且是活性焦获得再生。
7.如权利要求1或2或3中之一所述的一种活性焦处理煤气化废水的新工艺，其特征在于：所述的活性焦是褐煤在隔绝空气，温度800-900℃条件下，干馏回收煤焦油和煤气后的副产品。 
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