CN103626345A

CN103626345A - 一种煤化工废水生化预处理方法

Info

Publication number: CN103626345A
Application number: CN201310684536.5A
Authority: CN
Inventors: 吴立新; 任世华; 杜松; 高明龙; 罗腾; 樊金璐; 赵路正
Original assignee: China Coal Research Institute CCRI
Current assignee: China Coal Research Institute CCRI
Priority date: 2013-12-13
Filing date: 2013-12-13
Publication date: 2014-03-12

Abstract

本发明提供一种煤化工废水生化预处理方法，解决煤化工废水的生化需氧量与化学需氧量的比值小，可生化性差的问题。本发明煤化工废水生化预处理方法首先将煤化工废水注入反应池，使用辐射强度在0.01W/m²以上的紫外线照射反应池，加入酸性溶液，调节混合溶液PH值在3～3.5之间。然后向反应池中加入二价铁盐溶液和双氧水溶液，反应后将全部溶液排入过滤池，向过滤池中加入碱性溶液，调节过滤池中混合溶液的PH值在9～10之间，同时生成三价铁的沉淀。对过滤池中的沉淀进行过滤，得到可进行生化处理的溶液。提高煤化工废水的生化需氧量与化学需氧量的比值，实现提高煤化工废水可生化性的目的，使经过生化处理后的水质易于达到排放标准。

Description

一种煤化工废水生化预处理方法

技术领域

本发明涉及一种用于煤化工废水处理生化处理阶段之前的预处理工艺方法。

技术背景

煤化工消耗大量水资源，排放大量废水。煤化工废水中含有高浓度氨氮、酚类、氰化物、喹啉、吡啶、吲哚、呋喃、咪唑、萘、胺类和氯代物等难降解物质。煤化工废水的治理到目前为止仍然是一项难题，我国有80％以上的煤炭煤化工废水难以达标排放，主要是COD、酚含量等指标超标。

由于生化方法成本低，处理水量大，目前经脱酚处理后的废水基本都采用以生化为主的废水处理工艺。但是废水中酚及含芳香环有机分子难以被微生物降解，废水B/C（BOD/COD，即生化需氧量与化学需氧量之比）大多在0.3以下，可生化性差。直接进入生化处理，不仅增加生化处理负荷，且生化处理后水质难以达标排放。提高废水可生化性（B/C）是有效处理煤化工废水的关键。

传统工艺的一级处理，包括隔油、初沉以及气浮等工艺不能达到提高废水可生化性的目的，因此需要增加一段生化预处理工艺。目前针对此方面，国内外已有采取增加厌氧、酸化等工序在生化处理过程中提高生化效果的研究和应用，但效果不理想。本研究从煤化工废水生化性的角度出发，采用紫外联合芬顿高级氧化技术，对煤化工废水进行预处理，达到提高煤化工废水生化性的目的，从而提高废水的生化处理效果。

当前对于提高难降解有机废水可生化性的方法较为局限，目前有过研究及应用的提高废水生化性的改性方法有厌氧酸化法、电解法、芬顿试剂高级氧化法三种。

（1）厌氧酸化法是利用厌氧微生物对难降解有机废水中的杂环化合物和多环芳香烃中具有一定的裂解能力。可以将废水中的芳香烃有机物所带的苯、萘、蒽醌等环打开，提高废水生化性，其需要酸性条件，旨在将大分子不溶性复杂的有机物在细胞胞外酶的作用下，水解成小分子溶解性高级脂肪酸。但是此类厌氧消化法，亦属于生化反应，其作用效果受到废水中有毒物质对厌氧微生物的影响，尤其固定床煤气化废水中的成分非常复杂，有毒物质种类多，毒性大，致使此种厌氧酸化预处理方法失效，同时其酸性环境，会影响废水进入下一个生化环境的处理效果。

（2）电解法是指电流通过物质而引起化学变化的过程。在废水处理中，特别是一些难降解、含有双键、强拉电子基团、偶氮键、苯环的物质容易被电解作用还原，从而完成废水生化性的改性，但是此种方法对水量大的煤化工废水，难以见效，其电极功率及电解范围不能满足水利负荷。

（3）芬顿方法属于高级化学氧化法，利用双氧水的羟基的强氧化性，将废水中难降解有机物的大分子、苯环类分子破坏，形成可以被微生物利用的无毒性的小分子有机物。目前芬顿方法在高浓度有机废水处理领域中被广泛研究与示范。但是该工艺药剂成本较高，制约其工业化推广。

发明内容

本发明目的在于提供一种煤化工废水生化预处理方法，解决煤化工废水的生化需氧量与化学需氧量的比值小，可生化性差的问题。本发明所涉及的方法用于煤化工废水生化处理之前，通过紫外联合芬顿高级氧化技术改变煤化工废水中复杂有机物分子结构，对其进行破环、断键等氧化作用，使得煤化工废水分子结构有复杂到简单，从而提高生化阶段微生物对废水的去除效果。煤化工废水经过本方法的处理后，分子结构发生变化，难降解的多环类大分子将被氧化为简单的易被微生物利用的小分子，从而提高了废水可生化性，使经过生化处理后的水质易于达到排放标准。

本发明在对煤化工废水物化预处理后，生化处理之前，增加生化预处理流程，本发明实现发明目的采用的技术方案是，该方法包括如下步骤：

步骤一、将煤化工废水注入反应池，使用辐射强度在0.01W/m²以上的紫外线照射反应池，加入酸性溶液，调节混合溶液PH值在3～3.5之间；

步骤二、向反应池中加入二价铁盐溶液和双氧水溶液，反应后将全部溶液排入过滤池；

步骤三、向过滤池中加入碱性溶液，调节过滤池中混合溶液的PH值在9～10之间，同时生成三价铁的沉淀；

步骤四、对过滤池中的沉淀进行过滤，得到可进行生化处理的溶液。

下面结合附图和实例对本发明做进一步详细的说明。

附图说明

图1改进后煤化工废水处理工艺流程

具体实施方式

本发明为解决煤化工废水的生化需氧量与化学需氧量的比值小，可生化性差的问题，在紫外线的照射催化下，双氧水在二价铁盐的作用下生成具有高反应活性的羟基自由基(·OH)，而羟基自由基(·OH)的高化性能对降解煤化工废水中的大分子难降解有机物效果非常明显。从而提高了煤化工废水的生化需氧量与化学需氧量的比值，提高废水的可生化性。

本发明实现发明目的采用的技术方案是，该方法包括如下步骤：

如图1所示，为改进后的煤化工废水处理工艺流程。

本发明实施例中，对煤化工废水中具代表性的固定床气化炉废水进行处理，处理废水总量为160L，反应池上安装8盏紫外催化灯，设备内部安装可调流量的自动蠕动泵，用于定量定时向反应器内提供双氧水，并且反应池内安装搅拌器。生化预处理前检测废水水质成分特性如表1所示：

项目	数值	项目	数值
				COD	5220mg/L	氟化物	5.03mg/L
BOD5	1430mg/L	碳酸盐	791mg/L
				氨氮	225mg/L	重碳酸盐	836mg/L
有机氮	71.2mg/L	氯化物	0.17mg/L
				硝酸盐	0.47mg/L	总碱度	2.01*10³
亚硝酸盐	<0.01mg/L	悬浮物	20mg/L
				挥发酚	453.2mg/L	总油	<200mg/L
PH	9.6	可溶性硅	24.2mg/L
				电导率	4.33*10³S	胶体硅	65.1mg/L
溶解性总固体	3.63*10³mg/L	挥发性脂肪酸	618mg/L
				含盐量	3.57*10³mg/L	二异丙基醚	100mg/L
硫化物	0.042mg/L	色度	4200
				氯化物	56.2mg/L	磷酸盐	1.35mg/L
硫酸盐	75.3mg/L

表1:煤化工废水水质特性

本发明方法用B/C值来描述废水的可生化性，其中B为BOD5测量值，C为CODcr的测量值。检测方法分别为《化学需氧量的测定-重铬酸盐法GB11914-89》、《五日生化需氧量（BOD5）的测定稀释与接种法HJ505—2009代替GB/T7488-1987》。

反应开始10分钟之内，煤化工废水的可生化性发生了明显的变化。B/C值达到0.6，比最初的0.27相比，可生化性有了明显的提高。

本发明实施例中，所述一种煤化工废水生化预处理方法，步骤一中，紫外线波长在185nm-254nm范围内。该波段的紫外光线更加有利于废水处理以及消毒杀菌的效果。

本发明实施例中，所述一种煤化工废水生化预处理方法，步骤一中所述的反应池由聚丙烯制成。此种材料为防腐材料。

本发明实施例中，所述一种煤化工废水生化预处理方法，步骤二中向反应池中加入二价铁盐溶液的同时，加入絮凝剂。

沉淀物质经絮凝沉降落入过滤池底部，并且絮凝下来部分污染物质，过滤沉淀后，上清液流出，剩余沉淀属于化学泥。

本发明所述生化预处理方法在短HRT（水力停留时间）之内，与煤化工废水中复杂难降解的大分子有机物进行反应，提高废水可生化性。通过使用本发明所述方法，调节反应时间和药剂使用量，可以迅速、高效、低成本地提高煤化工废水可生化性，有利于其生化处理，并使经过生化处理后的水质易于达到排放标准。

Claims

1.一种煤化工废水生化预处理方法，在对煤化工废水物化预处理后，生化处理之前，增加生化预处理流程，该生化预处理方法包括以下步骤：

步骤一、将煤化工废水注入反应池，使用辐射强度在以上的紫外线照射反应池，加入酸性溶液，调节混合溶液PH值在3～3.5之间；

2.根据权利要求1所述的一种煤化工废水生化预处理方法，所述步骤一中，紫外线波长在185nm-254nm范围内。

3.根据权利要求1所述的一种煤化工废水生化预处理方法，步骤一中所述的反应池由聚丙烯制成。

4.根据权利要求1所述的一种煤化工废水生化预处理方法，所述步骤二中向反应池中加入二价铁盐溶液的同时，加入絮凝剂。