CN102515442A

CN102515442A - 一种煤化工综合废水回用处理方法

Info

Publication number: CN102515442A
Application number: CN2011104496017A
Authority: CN
Inventors: 赵雪娜; 杨帆; 吉春红; 郭春禹; 郑东晟; 李江; 杨慧敏; 郭嘉; 王晓琴
Original assignee: BLUE STAR ENVIRONMENTAL ENGINEERING Co Ltd
Current assignee: BLUE STAR ENVIRONMENTAL ENGINEERING Co Ltd
Priority date: 2011-12-29
Filing date: 2011-12-29
Publication date: 2012-06-27
Anticipated expiration: 2031-12-29
Also published as: CN102515442B

Abstract

本发明提供了一种煤化工综合废水回用的处理方法，涉及对废水进行强化预处理、生化处理、深度净化及再生工艺的回用技术。本发明提出的工艺方案为：废水首先利用气浮、芬顿氧化和铁碳微电解的联合工艺对煤化工综合废水进行强化预处理，提高废水的可生化性，之后通入由水解酸化池、缺氧池和好氧池组成的生化系统，生化出水进入由臭氧-生物活性炭过滤组成的深度净化系统进一步去除难降解物质，出水可作为绿地等景观用水。之后再利用由多介质过滤、超滤和反渗透组成的再生回用系统去除大部分盐离子，得到水质可回用于生产。

Description

一种煤化工综合废水回用处理方法

技术领域

本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种煤化工综合废水的回用处理方法。

背景技术

煤化工综合废水是一种典型的含有较难降解有机化合物的工业废水，该废水有机污染物成分复杂，包括酚类、烷烃类、芳香烃类、杂环类、氨氮和氰等有毒有害物质，一般COD为4000～5000mg/L、氨氮为200～500mg/L，废水中难降解的有机物主要有砒啶、咔唑、联苯、三联苯等。

目前煤化工废水主要由物化和生化工艺组合而成，其中物化方法包括隔油、气浮、混凝等。经过预处理的煤化工废水一般采用厌氧-好氧（A/O）生化法，但废水中仍含有一些多环和杂环类化合物，难以实现达标排放。为了解决上述问题，也出现了一些新方法如膜生物处理工艺、生物流化床法、吸附法、高级氧化法等。虽然不断有新的方法和技术，但单一方法并不能实现该废水的达标处理，更谈不上回收利用。本发明针对煤化工综合废水可生化性差的特点，提出强化预处理+生化+深度净化+再生回用的组合工艺，相比简单预处理，强化预处理工艺能够显著提高废水的可生化性，生化出水经过深度净化，再利用膜法水处理系统进行处理，能够达到回用于生产的水质要求。通过该方法，不但能有效处理煤化工综合废水，而且实现了废水的资源化，对改善环境、提高企业竞争力具有重要意义。

发明内容

本发明主要目的是提出一种煤化工综合废水回用的处理方法，克服仅通过简单预处理即生化处理的工艺弱点，并考虑到废水的再生价值，能够使回收水用于工业生产。

为达到上述目的，该方法包括如下步骤：

（Ⅰ）强化预处理部分：将废水先后通过气浮池、芬顿氧化池、铁碳微电解池和混凝沉淀池进行处理；

（Ⅱ）生化部分：步骤（Ⅰ）流出的废水先后通过水解酸化池、缺氧池和好氧池进行处理；

（Ⅲ）深度净化部分：步骤（Ⅱ）流出的废水先后通过臭氧池和生物活性炭池进行处理；

（Ⅳ）再生回用部分：将步骤（Ⅲ）流出的废水进行过滤、超滤和反渗透处理。

其中对煤化工综合废水进行强化预处理包括，先利用管道混合器将煤化工综合废水与PAC混合；混合后的废水进入气浮池，进行油类、悬浮物等的去除；调节气浮出水pH为3.0～3.5；将调节池出水引入芬顿氧化池进行催化氧化；然后将芬顿氧化出水引入铁碳微电解池进行微电解；再后调节铁碳出水pH值为7.5～8.0，进行混凝沉淀。

上述的混凝和气浮过程有利于去除废水中的油类和其它悬浮物。芬顿催化氧化与铁碳微电解的联用工艺具有很高的化学活性,能够使难降解有机物发生断链、开环，降低废水毒性，为后续的生化工艺创造有利条件。由于经过铁碳微电解后废水pH值会升至5.5～6.0，而芬顿氧化的操作条件中pH值最好控制在4以下，因此，为了避免二次调酸和双氧水余量对后续生化工艺的影响，本发明将芬顿氧化池设于铁碳微电解池前。另外，为了防止填料板结，铁碳池填料为带孔圆形塑料空心球内装多孔铁碳块。

将预处理后的煤化工综合废水进行生化处理：废水依次进入水解酸化池、缺氧池和好氧池，去除大部分的生化需氧量（BOD）、化学需氧量（COD）、氨氮等物质。

煤化工综合废水经过强化预处理后的pH值为7.5～8.0，该pH值范围适合生化处理，水解酸化池停留时间为16～20h；缺氧池停留时间为20～24h，溶解氧(DO)浓度控制在0.3～0.4mg/L；好氧池停留时间为45～50h，溶解氧(DO)控制在4～6mg/L。各生化池底均采用管式微孔曝气系统，不但有利于氧的均匀分布，而且有利于在设备运行初期采用好氧预挂膜的方法进行污泥培养驯化，污泥驯化后水解酸化池和缺氧池不曝气，缺氧池中的少量DO可通过好氧出水回流得到补给，好氧出水回流主要用于反硝化脱氮，回流比为200%～300%。

为了克服传统生化法污泥排放量较大的缺点，本发明还在各生化池中采用组合式立体半软填料，即将塑料枝条固定在中心绳上，塑料枝条布满刷状纤维物，可使大量生物附着在纤维和塑料枝条上，这种填料不但挂膜方便，还有利于切割气泡，提高氧的利用率。

生化出水再通过由臭氧接触池、生物活性炭（BAC）滤池构成的深度净化系统进一步去除残留有机物和悬浮物。两池底均采用管式微孔曝气系统。废水在臭氧池的停留时间为15～20min，臭氧投加量为2mg/L，臭氧池出水进入生物活性炭（BAC）滤池，BAC滤池采用煤质颗粒活性炭，停留时间为4～6h，BAC滤池出水排入清水池。

生化处理后的废水仍含有少量不能直接被微生物降解的物质，利用上述系统能够得到进一步去除。清水池出水可用于绿化等简单回用目的，如回用于工业生产，则需要对清水池出水进行再生处理，因此上述系统既可以作为生化处理的后续单元，保证废水达到排放要求，也可以作为膜法深度处理系统的预处理，为回用创造条件。

将清水池出水引入再生回用系统，即多介质过滤+超滤+反渗透组成的膜法深度处理系统，首先利用多介质过滤系统净化水质，目的是去除水中的悬浮物，降低水中的污染指数（SDI）值，延长后续处理系统的使用寿命；然后将多介质过滤出水引入超滤系统进一步去除水中的悬浮物与胶体；再将超滤出水引入反渗透系统去除水中的大部分盐离子，出水排入回用水池。

本发明的有益效果在于：

本发明将强化预处理方法和反渗透回用系统用于对煤化工综合废水的处理，其中，芬顿催化氧化与铁碳微电解联用的强化预处理工艺，有利于提高废水的可生化性，改善现有技术生化效果不理想的问题；生化出水通过深度净化再利用膜法处理系统作进一步处理，可回用于工业生产，实现了废水的资源化，具有很大的社会价值。

附图说明

图1为本发明煤化工综合废水回用处理的工艺流程图。

具体实施方式

结合附图，本发明处理方法的具体实施步骤为：

（1）先利用管道混合器将煤化工综合废水与PAC、PAM混合，混合后的废水进入气浮池，进行油类、悬浮物等的去除，停留时间为为20～30min。

（2）用硫酸调节气浮池出水pH为3.0～3.5。

（3）将pH调节池出水引入芬顿氧化池进行催化氧化，硫酸亚铁投加量为300～500mg/L（以Fe²⁺离子计），双氧水投加量为2～3g/L（以30%的H₂O₂计），停留时间为30～45min。

（4）将芬顿氧化池出水引入铁碳微电解池进行处理，铁碳比为1：1，停留时间为45～60min，池底部采用微孔曝气系统。

（5）用碱液调节铁碳微电解池出水pH值为7.5～8.0，进行混凝沉淀，沉淀池停留时间为100min。

（6）将混凝沉淀出水引入生化系统进行处理，废水依次进入水解酸化池、缺氧池和好氧池，水解酸化池设一座，停留时间为16～20h；水解酸化出水靠重力流进入缺氧池，缺氧池停留时间为20～24h，溶解氧(DO)浓度控制在0.3～0.4mg/L；缺氧池出水进入好氧池，好氧池停留时间为45～50h，溶解氧(DO) 控制在4～6mg/L。各生化池底均采用管式微孔曝气系统，好氧池出水回流于缺氧池，回流比为200%～300%。

（7）生化出水进入由臭氧接触池和生物活性炭（BAC）滤池构成的深度净化系统进一步去除水中的残留有机物和悬浮物，池底均采用管式微孔曝气系统。臭氧池的停留时间为15～20min，臭氧投加量为2mg/L；BAC滤池的停留时间为4～6h，采用煤质颗粒活性炭，BAC滤池出水排入清水池。

（8）将清水池出水引入由多介质过滤器、超滤和反渗透组成的再生回用系统，反渗透设保安过滤器，膜元件采用高抗污染膜。出水排入回用水池，用于工业生产。

实施例1

对某厂煤化工综合废水进行中试处理，进水量为100L/h。原水水质如表1所示。

煤化工综合废水首先通过管道混合器与质量浓度为8％的PAC水溶液和1‰的PAM水溶液混合，PAC、PAM加药量分别为50ppm和5ppm,之后进入气浮池，经过气浮工艺，石油类≤4.2mg/L；将气浮出水引入芬顿氧化池，芬顿氧化池做玻璃钢防腐，药剂投加量为硫酸亚铁粉末400mg/L（以Fe²⁺离子计）、双氧水2.5g/L（以30%的H₂O₂计），停留时间为40min；再将芬顿出水引入铁碳微电解池，填料装填率为20%；之后调节铁碳出水pH值为8.0进行混凝沉淀。经过强化预处理，废水的COD去除率约为27.1%，B/C比从0.11提高到0.32。

再将上述混凝沉淀出水依次通入水解酸化池、缺氧池和好氧池，其中缺氧池溶解氧(DO)为0.3～0.4mg/L，好氧池溶解氧（DO)控制在4-6mg/L，好氧池污水回流至缺氧池，回流比为300%，该生化部分COD去除率约为95.3%。

再将生化处理后的废水引入臭氧和活性炭生物滤池进行处理，出水排入清水池，测得COD≤48mg/L，氨氮值≤4.3mg/L。

各工艺单元概况如表2所示：

实施例2

将实施例1中的清水池出水引入多介质过滤+超滤+反渗透的再生回用系统处理，其中多介质过滤器采用卵石（8～4mm）、石英砂（4～2mm、2～1mm）和无烟煤（0.5～1.0mm）作滤料，通过多介质过滤保证进水中最大颗粒径≤200μm；超滤膜采用东丽的HFS-1010超滤膜，通过超滤保持反渗透进水的SDI≤4；反渗透采用东丽的TML10抗污染膜，经过该系统，出水电导率≤50μs/cm,脱盐率≥98%，COD≤5mg/L，氨氮值≤1mg/L，水质指标满足回用要求。

Claims

1.一种煤化工综合废水回用处理方法，其特征在于包括如下步骤：

（Ⅲ）深度净化部分：步骤（Ⅱ）流出的废水先后通过臭氧池和生物活性炭池进行处理后排入清水池。

2.如权利要求1所述的煤化工综合废水回用处理方法，其特征在于所述强化预处理部分包括如下步骤：

废水首先通过管道混合器与PAC混合；

混合后的废水进入气浮池，停留时间为20～30min，进行油类、悬浮物等的去除；

将气浮池出水引入pH调节池，调节pH值为3.0～3.5；

将调节池出水引入芬顿氧化池，硫酸亚铁粉末投加量为以Fe2+离子计300～500mg/L，双氧水投加量为以30%的H₂O₂计2～3g/L，停留时间为30～45min；

将芬顿催化氧化池出水引入铁碳微电解池,停留时间为45～60min；

将铁碳微电解池出水引入混凝沉淀池，调节pH值为7.5～8.0，进行混凝沉淀，沉淀池停留时间为100min。

3.如权利要求1所述的煤化工综合废水回用处理方法，其特征在于所述生化部分包括如下步骤：

将混凝沉淀出水引入生化系统，依次流经水解酸化池、缺氧池和好氧池；其中，水解酸化池停留时间为16～20h；缺氧池停留时间为20～24h，溶解氧浓度控制在0.3～0.4mg/L；好氧池停留时间为45～50h,溶解氧浓度控制在4～6mg/L，各生化池池底均采用管式微孔曝气系统，好氧池出水回流到缺氧池，回流比为200%～300%。

4.如权利要求1所述的煤化工综合废水回用处理方法，其特征在于所述深度净化部分包括如下步骤：

将生化出水引入臭氧池进行处理，停留时间为15～20min；

将臭氧池出水引入生物活性炭滤池，滤料采用煤质颗粒活性炭，停留时间为4～6h；将生物活性炭（BAC）滤池出水排入清水池。

5.如权利要求1所述的煤化工综合废水回用处理方法，其特征在于还可以包括步骤（Ⅳ）再生回用部分：将步骤（Ⅲ）流出的废水进行过滤、超滤和反渗透处理。

6.如权利要求5所述的煤化工综合废水回用处理方法，其特征在于所述再生回用部分包括如下步骤：

将清水池的出水引入多介质过滤系统进行过滤处理；将多介质过滤出水引入超滤系统进超滤处理；将超滤出水引入反渗透系统进行处理。