CN103922524B

CN103922524B - 一种焦化废水的深度处理方法

Info

Publication number: CN103922524B
Application number: CN201410201208.XA
Authority: CN
Inventors: 殷自道; 高桂富; 殷云华
Original assignee: Shandong Sheng Yang Group Co ltd
Current assignee: Shandong Sheng Yang Group Co ltd
Priority date: 2014-05-14
Filing date: 2014-05-14
Publication date: 2015-03-11
Anticipated expiration: 2034-05-14
Also published as: CN103922524A

Abstract

本发明提供一种焦化废水的深度处理方法，采用电解、絮凝、深度处理、排水等步骤用于处理生物法处理之后的焦化废水，经传统生物处理法处理后，废水色度较大，COD浓度满足不了排放标准，且残留少量的酚类和氰化物。该方法有效解决了生物法处理焦化废水的局限性，出水水质稳定，达到中水回用水质标准，即《城市污水再生利用城市杂用水水质》（GB/T18920-2002）水质标准，实现了水资源的循环使用。

Description

一种焦化废水的深度处理方法

技术领域

本发明属于废水治理领域，具体涉及一种焦化废水的深度处理方法。

背景技术

焦化废水是在煤制焦炭、煤气净化及焦化产品回收过程中产生的大量芳香族化合物和杂环化合物的废水。焦化废水是一种公认的难生物降解的工业废水，其处理难度在于氰化物、酚类含量高，多环芳烃及杂环化合物难生物降解，可生化性差，高浓度氨氮抑制生物活性导致生物脱氮效果不佳。

目前焦化废水的处理方法主要是采用生物法进行处理。经传统生物处理法处理后，废水色度较大，COD浓度满足不了排放标准，且残留少量的酚类和氰化物，因此生物处理并不能对焦化废水进行有效处理，直接排入水体势必造成环境的破坏，由于外排水不能用于回用水，造成了水资源的大量浪费，因此，探索焦化废水的深度处理工艺，使其能够达标排放以及进行循环使用，对于保护环境和节约企业成本势在必行。

发明内容

为了使焦化废水得到有效处理，降低焦化废水中COD、色度、酚类和氰化物浓度，使其满足排放标准并做为回用水加以循环利用，本发明的目的在于提供一种经济有效的焦化废水深度处理方法。本发明有效解决了生物法处理焦化废水的局限性，出水水质稳定，达到中水回用水质标准，即《城市污水再生利用城市杂用水水质》（GB/T18920-2002）水质标准，实现了水资源的循环使用。为了实现上述发明目的，本发明采用下述组合工艺对焦化废水进行深度处理：

1）电解；

2）絮凝；

3）深度处理；

4) 排水。

如上所述的焦化废水的深度处理方法，其具体包括以下步骤：

1）电解：酸化、电解。

上述所述电解步骤，具体如下：经生物处理后的焦化废水进入酸化池，调节废水pH值后进入电解槽，电解槽中安装有电极板。其中阳极为金属氧化物电极，阴极为可溶性金属电极，阳极与阴极的极板间距为1cm-3cm，采用稳压稳流电源供电，电流密度20-40mA/cm²，电解时间为60-90min，废水采用连续进水方式，水板比0.1-0.3cm²/cm³。废水中有机物、氰化物、酚类在阳极和阴极分别发生氧化和还原反应得以去除，同时，废水由酸性变为中性至碱性。

在上述步骤中，所述废水pH值为5-7，pH值调节剂为硫酸；所述金属氧化物电极为Ti/SnO₂、Ti/PbO₂、Ti/MnO₂种的一种，可溶性金属电极为Fe、Al种的一种。

2）絮凝：碱化、絮凝、沉淀；

上述所述絮凝步骤，具体如下：经电解处理后的废水进入碱化池，调节废水pH值，加入絮凝剂后搅拌1-5分钟废水中悬浮物在絮凝及的关闭搅拌静置沉淀1-10小时。絮凝剂能够提供大量的络合离子，通过吸附、桥架、交联作用强烈吸附胶体微粒，从而使废水中胶体凝聚，水质得以净化。

上述步骤中，所述废水pH值为7-9，pH值调节剂为Na₂CO₃、NaOH中的一种或其组合；所述絮凝剂为聚合硫酸铁（PFS）、聚合氯化铝（PAC）、聚丙烯酰胺（PAM）中的一种或其组合，絮凝剂加入量为0.1-0.5‰（体积比）。

3）深度处理：光催化反应、沉淀；

上述所述深度处理步骤，具体如下：经絮凝处理后的废水上清液进入光催化反应池，加入双氧水、二氧化钛，开启曝气装置，开启紫外线高压汞灯，光催化反应1-3小时后停止曝气，关闭高压汞灯，静置沉淀1-10小时后二氧化钛沉于池底。二氧化钛在紫外光下产生的电子孔穴对具有很强的氧化性，同时二氧化钛比表面积大，对有机污染物吸附作用强，在电子孔穴的作用下，有机污染物发生氧化还原反应的以去除。

上述步骤中，所述双氧水质量分为30-35%，加入量1-3‰（体积比）；所述二氧化钛为锐钛矿型纳米二氧化钛，加入量0.5-2.0‰（质量比）；所述曝气装置为穿孔管曝气、盘式曝气中的一种，溶解氧为0.5-2mg/L；所述紫外线高压汞灯为200-500W，所述沉于池底的二氧化钛可以反复利用，每批次反应补充新的二氧化钛为原加入二氧化钛量的1-2%（质量分数）。

4）排水：砂滤，活性炭过滤、排水。

上述所述排水步骤，具体如下：经深度处理后的废水上清液依次进入砂滤池，活性炭过滤池，处理完毕后的废水经过滤池排出。废水中的杂质颗粒在物理力学作用靠近滤料颗粒表面，在范德华引力和静电力相互作用下，以及某些化学键和某些特殊的化学吸附力作用下，被粘附于滤料表面上，或者粘附在滤粒表面上原先粘附的颗粒上。

上述步骤中，所述砂滤池中填充有滤料，滤料为石英砂滤料、无烟煤中的一种；所述活性炭为颗粒活性炭、柱状活性炭中的一种或其组合。

与现有废水处理方法比较，本发明所述焦化废水处理方法具有如下优点：

1）本发明深度处理组合工艺用于处理生物法处理后的焦化废水，有效解决了生物法处理焦化废水的局限性，降低焦化废水中COD、色度、酚类和氰化物浓度，出水水质稳定，达到中水回用水质标准，实现了水资源的循环使用。

2）本发明的电解处理单元和絮凝处理单元先后顺序组合合理，药剂用量少，处理效果佳。其中电解在弱酸性环境下进行，电极选型合理，适合焦化废水水质，可有效去除焦化废水中的有机物、氰化物和酚类；电解后的废水由弱酸性变为中性至碱性，后续絮凝处理单元只需加入少量碱调节废水pH即可获得良好的絮凝沉淀效果。

3）本发明采用二氧化钛+紫外+双氧水进行光催化反应，并提供一定量的溶解氧。其中纳米二氧化钛用于提供电子空穴，紫外光用于提供光子，双氧水和溶解氧用于加速反应进程，该组合对有机污染物去除效率高，无需调节废水pH，二氧化钛可以重复利用。

4）本发明采用砂滤与活性炭过滤组合对焦化废水进行末端排水处理，可有效去除废水中悬浮物和杂质，砂滤池在活性炭过滤之前，废水中较大的杂质颗粒粘附于砂滤池滤料中，减轻了活性炭吸附阻力，延长了活性炭的使用寿命。

5）本发明所述处理方法能够适用生物处理后的焦化废水的水质要求，出水水质满足《城市污水再生利用城市杂用水水质》（GB/T18920-2002）水质标准，既减轻了环境污染，又节约了水资源。

附图说明

附图1为本发明焦化废水深度处理工艺流程图。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合工艺流程图对本发明进一步说明，本领域技术人员应该能够知晓，本发明不只限于此实施例。

实施例1：

某焦化厂生物处理单元产生的焦化废水水质见表一。采用本发明的处理方法进行处理，操作如下：

经生物处理后的焦化废水进入酸化池，用硫酸调节废水pH值至5后进入电解槽，电解槽中安装有电极板，其中阳极为Ti/SnO₂，阴极为Fe，阳极与阴极的极板间距为1cm，采用稳压稳流电源供电，电流密度20mA/cm²，电解时间为60min，废水采用连续进水方式，水板比0.3cm²/cm³；经电解处理后的废水进入碱化池，用NaOH调节废水pH值至9，加入PFS量为 0.3‰，加入PAM量为0.1‰（体积比），搅拌3分钟后关闭搅拌，静置沉淀6小时；经絮凝处理后的废水上清液进入光催化反应池，加入质量分为30-35%的双氧水3‰（体积比），加入锐钛矿型纳米二氧化钛0.5‰，开启曝气装置，溶解氧为0.5mg/L，开启200W紫外线高压汞灯，光催化反应3小时后停止曝气，关闭高压汞灯，静置沉淀4小时后二氧化钛沉于池底；经深度处理后的废水上清液依次进入砂滤池，活性炭过滤池，砂滤池中填充有滤料，滤料为石英砂滤料，活性炭为颗粒活性炭；处理完毕后的废水经滤池排出。各单元水质情况见表一。

表一：各单元水质一览表

单元	COD_Cr（mg/L）	氨氮（mg/L）	挥发酚（mg/L）	氰化物（mg/L）	浊度（NTU）
						进水	486	34.2	2.6	1.8	200
电解出水	303	32.1	0	0	125
						絮凝出水	125	15.8	0	0	50
深度处理出水	25	8.7	0	0	12
						排水	15	5	0	0	3

实施例2：

某焦化厂生物处理单元产生的焦化废水水质见表二。采用本发明的处理方法进行处理，操作如下：

经生物处理后的焦化废水进入酸化池，用硫酸调节废水pH值至7后进入电解槽，电解槽中安装有电极板，其中阳极为Ti/PbO₂，阴极为Al，阳极与阴极的极板间距为3cm，采用稳压稳流电源供电，电流密度40mA/cm²，电解时间为90min，废水采用连续进水方式，水板比0.1cm²/cm³；经电解处理后的废水进入碱化池，用Na₂CO₃调节废水pH值至9，加入PAC量为 0.2‰，加入PAM量为0.1‰（体积比），搅拌5分钟后关闭搅拌，静置沉淀4小时；经絮凝处理后的废水上清液进入光催化反应池，加入质量分为30-35%的双氧水1‰（体积比），加入锐钛矿型纳米二氧化钛1‰，开启曝气装置，溶解氧为2mg/L，开启500W紫外线高压汞灯，光催化反应2小时后停止曝气，关闭高压汞灯，静置沉淀6小时后二氧化钛沉于池底；经深度处理后的废水上清液依次进入砂滤池，活性炭过滤池，砂滤池中填充有滤料，滤料为无烟煤滤料，活性炭为柱状活性炭；处理完毕后的废水经过滤池排出。各单元水质情况见表一。

表二：各单元水质一览表

单元	COD_Cr（mg/L）	氨氮（mg/L）	挥发酚（mg/L）	氰化物（mg/L）	浊度（NTU）
						进水	525	28.6	3.1	2.1	250
电解出水	325	25.3	0	0	132
						絮凝出水	106	13.4	0	0	46
深度处理出水	20	7.3	0	0	15
						排水	11	3	0	0	3

Claims

1.一种焦化废水的深度处理方法，其特征在于包括以下步骤：

1)电解：经生物处理后的焦化废水进入酸化池，调节废水pH值后进入电解槽，电解槽中金属氧化物电极为阳极，可溶性金属电极为阴极，极板间距1cm-3cm，采用稳压稳流电源供电，电流密度20-40mA/cm²，电解时间为60-90min，废水采用连续进水，水板比0.1-0.3cm²/cm³；

2)絮凝：经电解处理后的废水进入碱化池，调节废水pH值，加入絮凝剂后搅拌1-5分钟，关闭搅拌静置沉淀1-10小时；

3)深度处理：经絮凝处理后的废水上清液进入光催化反应池，加入双氧水、二氧化钛，开启曝气装置，开启紫外线高压汞灯，光催化反应1-3小时后停止曝气，关闭高压汞灯，静置沉淀1-10小时后二氧化钛沉于池底；

4)排水：经深度处理后的废水上清液依次进入砂滤池，活性炭过滤池，处理完毕后的废水经过滤池排出。

2.如权利要求1所述的焦化废水的深度处理方法，其特征在于电解步骤中所述废水pH值为5-7，pH值调节剂为硫酸；所述金属氧化物电极为Ti/SnO₂、Ti/PbO₂、Ti/MnO₂种的一种，可溶性金属电极为Fe、Al种的一种。

3.如权利要求1所述的焦化废水的深度处理方法，其特征在于絮凝步骤中所述废水pH值为7-9，pH值调节剂为Na₂CO₃、NaOH中的一种或其组合；所述絮凝剂为PFS、PAC、PAM中的一种或其组合，按照体积比加入量为0.1-0.5‰。

4.如权利要求1所述的焦化废水的深度处理方法，其特征在于深度处理步骤中所述双氧水质量分为30-35％，按照体积比加入量为1-3‰；所述二氧化钛为锐钛矿型纳米二氧化钛，按照质量比加入量为0.5-2.0‰；所述曝气装置为穿孔管曝气、盘式曝气中的一种，溶解氧为0.5-2mg/L；所述紫外线高压汞灯为200-500W，所述沉于池底的二氧化钛反复利用，每批次反应补充新的二氧化钛，按照原加入二氧化钛量质量分数的1-2％补充。

5.如权利要求1所述的焦化废水的深度处理方法，其特征在于排水步骤中所述砂滤池中填充有滤料，滤料为石英砂滤料、无烟煤中的一种；所述活性炭为颗粒活性炭、柱状活性炭中的一种或其组合。