CN103288298A - 一种处理焦化废水和煤化工废水的新工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种处理焦化废水和煤化工废水的新工艺，该工艺包括如下步骤：1、预处理：通过调节、隔油和气浮、过滤等，去除水中的油类、悬浮物等；2、树脂吸附：采用树脂吸附罐对步骤1处理的废水进行吸附；3、空气吹脱：采用空气吹脱塔对步骤2得到的废水进行处理；通过步骤2、3，去除水中大部分的COD和NH3-N；4、利用生物处理对步骤3的废水进行处理，进一步去除水中的COD和NH3-N，从而优化整个处理系统，所述生物处理包括缺氧和两级好氧生物处理。该方法COD去除率在93%以上，NH3-N去除率在96%以上，出水COD在100mg/L左右，达到GB8978-1996的二级排放标准且接近一级排放标准的要求，NH3-N低于10mg/L，达到GB8978-1996的一级排放标准。

Description

一种处理焦化废水和煤化工废水的新工艺
技术领域
本发明涉及一种废水处理工艺，具体地涉及一种煤化工废水和焦化废水的处理方法，属于废水处理技术领域。
背景技术
焦化废水为炼焦炭或制煤气过程中产生的难生物降解的高浓度有毒有机废水，主要来源于钢铁冶金和炼焦行业的焦化厂。废水中主要含有氨氮（NH3-N）、氰化物、酚类化合物、多环芳香族化合物和含氮、氧、硫的杂环化合物及脂肪族化合物等污染物质，其中废水中酚类物质贡献了近70%的COD值。除组成复杂外，该类废水还具有水质变化幅度大、可生化性差、毒性大等特点。
目前，对于该类废水仍以生物处理为主，普遍采用的处理工艺是A2O（厌氧+缺氧+好氧）工艺。但是，经过A2O工艺处理后的出水很难达到国家排放标准（GB8978-1996）中的二级排放标准，特别是COD和NH3-N这两个指标很难同时达到排放要求，GB8978-1996中一级和二级标准要求出水COD和NH3-N分别低于100mg/L、150mg/L和15mg/L、25mg/L。COD难以达标的主要原因为该类废水中含有一定量的难降解有机物，这些难降解有机物在生物反应器中很难得到降解从而进入到最终出水。由于好氧反应器中COD较高，传统的反应器中都是以异养菌（主要以有机碳源为营养物）为优势菌种，抑制了硝化菌的生长，此外，具有生物毒性的难降解有机物在较高的浓度范围内也将抑制硝化菌的生长，故出水NH3-N也很难达标。
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，而提供一种有效处理难降解焦化废水和煤化工废水的工艺，使出水的COD和NH3-N等指标能够同时达到国家规定的排放标准，解决焦化废水和煤化工废水在国内难处理的现状。
本发明的技术方案是：本发明公开了一种处理焦化废水和煤化工废水的新工艺，该工艺采用预处理、树脂吸附、空气吹脱除氨氮、缺氧法、好氧法组合工艺处理焦化废水和煤化工废水。
该工艺包括如下步骤：
1、预处理：通过调节、隔油和气浮、过滤等，去除水中的油类、悬浮物等；
2、树脂吸附：采用树脂吸附罐对步骤1处理的废水进行吸附；
3、空气吹脱：采用空气吹脱塔对步骤2得到的废水进行处理；
通过步骤2、3，去除水中大部分的COD和NH3-N；
4、利用生物处理对步骤3的废水进行处理，进一步去除水中的COD和NH3-N，从而优化整个处理系统，所述生物处理包括缺氧处理和两级好氧生物处理。
进一步地，所述树脂吸附罐采用压力式罐体，内部防腐处理，装填大孔吸附树脂，该树脂吸附系统包括完整的再生系统，再生采用8%的NaOH溶液，再生液回至酚回收工序，回收其中的酚类物质。
进一步地，所述空气吹脱塔采用填料塔，填料采用多面空心球以增加接触面积，提高吹脱效率，多面空心球直径38-40mm，气水比为20～30：1，水力停留时间45～90min。
进一步地，所述生物处理包括缺氧生物反应器、一级好氧生物反应器和二级好氧生物反应器，生物反应器均采用活性污泥法的形式，二级好氧生物反应器出水一部分回流至缺氧生物反应器进行反硝化脱氮，一部分出水经沉淀后排放或回用。
所述缺氧生物反应器和两级好氧生物反应器串联组成，生物反应器中均接种焦化废水处理厂或类似工厂活性污泥，经过5-7天驯化后即可进行连续进水。
由于焦化废水具有一定的水质差异特点，采用上述组合工艺处理焦化废水和煤化工废水的具体工艺参数通过试验研究确定，优选地，其反应器基本设计参数为：
缺氧生物反应器水力停留时间10～15h，两级好氧生物反应器水力停留时间20～30h，二级好氧生物反应器出水回流至缺氧生物反应器，其回流比为100%～300%。
本发明提供的该种处理焦化废水和煤化工废水的组合工艺的优点及用途为：
（1）焦化废水和煤化工废水水质波动大，含有高浓度的酚类化合物，可以通过树脂吸附法去除酚类化合物，降低水中的COD，COD去除率大于75%，从而降低生化处理系统的负荷。同时吸附后的废水呈碱性，pH大于10，有利于采用空气吹脱法去除水中的NH3-N；
（2）焦化废水和煤化工废水含有高浓度的NH3-N，在树脂吸附后，无需调节pH值，可以通过空气吹脱法去除大部分的氨氮，氨氮去除率大于70%；
（3）缺氧和好氧生物反应器均采用活性污泥法，具有成熟的应用经验，便于调整工艺参数；
（4）由于采用树脂吸附法和空气吹脱法去除了大部分的COD和NH3-N，生物反应器的容积仅需传统处理工艺的30%～50%，降低了占地面积；
（5）由于树脂吸附的洗脱液含有高浓度的酚类化合物，洗脱液可以回流到工厂的酚回收工序，回收废水中的酚类化合物，达到治理污染的同时实现资源的回收利用。；
（6）采用该组合新工艺，对经过适当预处理的焦化废水和煤化工废水进行处理，系统出水COD去除率在95%以上，NH3-N去除率在96%以上，可以达到国家污水综合排放标准（GB9878-1996）的二级排放标准并接近一级排放标准要求。
（7）采用该组合新工艺处理的废水，出水COD在100mg/L左右，达到GB8978-1996的二级排放标准且接近一级排放标准的要求，NH3-N低于10mg/L，达到GB8978-1996的一级排放标准。
（8）树脂吸附和吹脱后的废水经缺氧生物反应器处理，具有很好的反硝化脱除硝氮的效果，去除回流水中的硝酸盐；好氧生物反应器具有同时去除COD、NH3-N和总氮的能力，大部分的COD在这一反应器中得到去除，出水COD小于100mg/L；在COD大部分去除后，二级好氧生物反应器中硝化菌的活性得到进一步增强，去除了大部分剩余的NH3-N，从而使生化出水中的NH3-N降低到10mg/L以下，明显优于单一的生化处理系统。
附图说明
图1是本发明的结构示意图
图中：
A：树脂吸附罐
B：空气吹脱塔
C：缺氧生物反应器
D：一级好氧生物反应器
E：二级好氧生物反应器
1：经预处理后的焦化废水
2：树脂吸附出水
3：空气吹脱塔出水
4：生物处理出水
5：生物处理出水部分回流
具体实施方式
利用本发明提供的组合工艺对进水COD和NH3-N分别为3000mg/L和180mg/L左右的实际焦化废水进行小试实验处理，实验进水流量为150mL/h，先经预处理，去除水中的油类、悬浮物等，经预处理后的焦化废水1，进入树脂吸附罐A，树脂吸附罐A采用直径15mm的玻璃树脂吸附柱，8%的NaOH溶液脱附，经树脂吸附后的树脂吸附出水2的COD由3000mg/L降低到750mg/L，树脂吸附出水2的pH值为10.6。树脂吸附出水2经空气吹脱塔B脱除NH3-N，空气吹脱塔出水3的NH3-N由180mg/L降低到40mg/L。缺氧、二级好氧生物反应器的有效体积为4500mL，总停留时间为30h，其中缺氧生物反应器C水力停留时间10h，一级好氧生物反应器D水力停留时间10h，二级好氧生物反应器E水力停留时间10h，好氧反应器内溶解氧浓度控制在2～4mg/L，生物反应器中均接种焦化废水处理厂活性污泥，生物处理出水部分回流5至缺氧生物反应器C中，回流比为100%，生物处理出水4的COD和NH3-N分别在90mg/L和5mg/L左右。
由上述实例可以看到，本发明对于焦化废水均具有良好的处理效果，最终出水可达到污水综合排放标准中的二级排放标准并接近一级排放标准（GB8978-1996）。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (6)

1.一种处理焦化废水和煤化工废水的新工艺，该工艺采用预处理、树脂吸附、空气吹脱除氨氮、生物处理组合工艺处理焦化废水和煤化工废水，所述工艺包括如下步骤：
1）预处理：通过调节、隔油和气浮、过滤等，去除水中的油类、悬浮物等；
2）树脂吸附：采用树脂吸附罐对步骤1处理的废水进行吸附；
3）空气吹脱：采用空气吹脱塔对步骤2得到的废水进行处理；
通过步骤2、3，去除水中大部分的COD和NH3-N；
4）利用生物处理对步骤3的废水进行处理，进一步去除水中的COD和NH3-N，所述生物处理包括生物缺氧处理和两级好氧处理，通过缺氧生物反应器和两级好氧生物反应器实现。
2.根据权利要求1所述的一种处理焦化废水和煤化工废水的新工艺，其特征在于：所述树脂吸附罐采用压力式罐体，内部防腐处理，装填大孔吸附树脂，该树脂吸附系统包括完整的再生系统，再生采用8%的NaOH溶液，再生液回至酚回收工序，回收其中的酚类物质。
3.根据权利要求1所述的一种处理焦化废水和煤化工废水的新工艺，其特征在于：所述空气吹脱塔采用填料塔，填料采用多面空心球以增加接触面积，提高吹脱效率，多面空心球直径38-40mm，气水比为20～30：1，水力停留时间45～90min。
4.根据权利要求1所述的一种处理焦化废水和煤化工废水的新工艺，其特征在于：所述生物处理包括缺氧生物反应器、一级好氧生物反应器和二级好氧生物反应器，生物反应器均采用活性污泥法的形式，二级好氧生物反应器出水一部分回流至缺氧生物反应器进行反硝化脱氮，一部分出水经沉淀后排放或回用。
5.根据权利要求4所述的一种处理焦化废水和煤化工废水的新工艺，其特征在于：所述缺氧生物反应器和两级好氧生物反应器串联组成，生物反应器中均接种焦化废水处理厂或类似工厂活性污泥，经过5-7天驯化后即可进行连续进水。
6.根据权利要求4或5所述的一种处理焦化废水和煤化工废水的新工艺，其特征在于：优选地，其反应器基本设计参数为：缺氧生物反应器水力停留时间10～15h，两级好氧生物反应器水力停留时间20～30h，二级好氧生物反应器出水回流至缺氧生物反应器，其回流比为100%～300%。
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