CN104355458A

CN104355458A - 焦化废水的深度处理方法

Info

Publication number: CN104355458A
Application number: CN201410677839.9A
Authority: CN
Inventors: 杨世辉; 邱利祥
Original assignee: CISDI Engineering Co Ltd
Current assignee: CISDI Engineering Co Ltd
Priority date: 2014-11-21
Filing date: 2014-11-21
Publication date: 2015-02-18

Abstract

本发明公开了一种焦化废水的深度处理方法，包括以下步骤：将转炉除尘灰制浆后在接触池中对焦化废水生化出水进行吸附，吸附后的上清液进入初沉池进行初步固液分离，分离后的上清液加入混凝剂絮凝后进入二沉池进一步固液分离，最后过滤或超滤至出水达标。本发明采用的吸附剂转炉除尘灰由于含有钙基多孔性微粒，比表面积大，能够有效吸附难降解有机物，吸附后的沉淀物可以运送至烧结厂进行掺烧，实现了转炉除尘灰的二次利用；并且由于操作过程中采取延长转炉除尘灰的梯次复用流程措施，实现了钢铁厂内部的循环利用，从而无需外购吸附剂，大大降低了焦化废水的处理成本，是一种环境友好、成本低廉，符合钢铁厂节能降耗、综合治理的工艺。

Description

焦化废水的深度处理方法

技术领域

本发明属于钢铁工业废水处理领域，具体涉及焦化废水的深度处理方法。

背景技术

焦化废水中由于含有高浓度的有机物以及氨氮，不仅具有较大的生物毒性，而且难以降解，是处理难度较大的工业废水之一。焦化废水按处理程度可分为一级、二级和三级处理。一级处理可称为初级处理或预处理，是通过沉淀、萃取、氧化还原等方法去除废水中的悬物，回收有价值的物质；二级处理是在一级处理的基础上对废水进一步处理；三级处理也称深度处理，它是将二级处理的水再进一步处理，从而有效除去水中不同性质的污染物。由于焦化废水中含有苯酚、多环芳烃、含氮硫的杂环、喹啉、吡啶、吲哚以及噻吩等难降解有机物，导致焦化废水生化出水COD难以进一步降低，因此，深度处理阶段需要解决的问题主要涉及难降解有机物、悬浮物和色度问题。

针对以上问题，焦化废水深度处理工艺主要包括高级氧化法、膜分离法、吸附法等。高级氧化法一般用芬顿、臭氧等能产生羟基自由基的活性物质，利用其强氧化性降解有机物，该技术氧化效果好，但成本也相对较高，现基本处于实验室研究阶段。膜分离法无论是去除有机物还是悬浮物效果均较好，但其存在的问题是进水的预处理一旦不满足要求便会导致膜污染严重，需要频繁更换膜，导致运行成本增加，从而致使浓水处理困难。另外，吸附法的核心是吸附剂，而吸附剂使用最多也最为成熟的是活性炭，另外还有高分子树脂材料，但上述吸附剂均存在吸附饱和后的再生问题，因而存在运行费用较高及二次污染的问题。目前，焦化废水多采用蒸氨、生化处理、活性炭吸附和膜分离工艺组合，由于运行成本中活性炭的费用占了很大的比例，因此，有必要寻找便宜、高效、环境友好的吸附剂。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种焦化废水的深度处理方法，该方法为将经过二级生化处理的出水采用转炉除尘灰进行难降解有机物的吸附，进而实现焦化废水的三级深度处理，该方法不仅能够有效深度处理废水，而且运行成本低。本发明采取的技术方案如下：

焦化废水的深度处理方法，包括以下步骤：将转炉除尘灰加入接触池中对焦化废水生化处理出水进行难降解有机物吸附，吸附处理后的上清液进入初沉池进行固液分离后加入混凝剂混凝，然后进入二沉池进一步固液分离，最后过滤或超滤即可。

优选的，所述固液分离为自然沉降分离，分离得到的沉淀或絮体经除水后进行烧结掺烧。

优选的，所述转炉除尘灰为干法除尘灰。

优选的，所述转炉除尘灰为粒径大于0.2mm的一次除尘灰。

优选的，转炉除尘灰加入接触池之前先进行制浆，制浆时按1L水投入10～50g干重的转炉除尘灰进行配制。

更优选的，转炉除尘灰加入接触池之前先进行制浆，制浆时按1L水投入30～50g干重的转炉除尘灰进行配制。

优选的，吸附后的上清液进入初沉池后的停留时间为10～15min。

优选的，所述混凝剂为聚合氯化铝、聚合硫酸铁、氯化铝、硫酸铝、聚丙烯酰胺中的一种或多种。

本发明所述焦化废水为钢铁工业焦化厂和城市煤气厂在生产焦炭、煤气、焦油以及焦化产品的过程中产生的废水；所述转炉除尘灰为转炉烟气所携带的粉尘，属高细粉状态物质；所述难降解有机物主要包括酚类化合物、多环芳烃(PAHs)、含氮杂环化合物、含氧或含硫杂环化合物以及长链的脂肪族化合物等。

本发明的有益效果在于：本发明采用的吸附剂转炉除尘灰由于含有钙基多孔性微粒，比表面积很大，能够有效吸附难降解有机物，吸附后的沉淀物可以运送至烧结厂进行掺烧，实现了转炉除尘灰的废物资源再利用；并且由于操作过程中采取延长转炉除尘灰的梯次复用流程措施，实现了钢铁厂内部的循环利用，从而无需外购吸附剂，大大降低了焦化废水的处理成本，是一种环境友好、成本低廉，符合钢铁厂节能降耗、综合治理的工艺。

具体实施方式

下面对本发明的优选实施例进行详细的描述。实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。

实施例1

一般地，先将由干法除尘获得的转炉除尘灰进行制浆，制浆时按1L水投入10～50g干重、粒径大于0.2mm的一次转炉除尘灰进行配制；然后将其加入经过前端生化或两级生化处理后的焦化废水中，并在接触池中搅拌混匀，从而充分吸附难降解有机物，吸附时间控制在3～5min；吸附后的上清液进入初沉池停留10～15min，去除粒径大于100μm的固体颗粒物，完成初步固液分离；固液分离后的上清液加入混凝剂进行混凝，使粒径小于100μm的颗粒物形成大而密实的矾花，随后进入二沉池停留1.5～2.5h，进一步固液分离；最后分离后的上清液经过滤或超滤至出水达标，达标后的水或排放或回收再利用。

需要说明的是，初沉池和二沉池沉淀的污泥为吸附有难降解有机物的转炉除尘灰、生物处理过程带出的悬浮物、混凝沉淀的絮体等混合物，将这些污泥经过浓缩和脱水至含水率达80％后可送至烧结厂掺烧。另外，转炉除尘灰吸附时的用量及吸附时间可根据水质进行适当调整；混凝剂则根据水质，依据常规的使用量进行添加，混凝时间亦根据实际情况进行常规调整；过滤或超滤同样采用本领域常规技术手段。

实施例2

某钢铁企业焦化废水采用A²/O工艺进行生化处理，生化处理出水主要水质指标如表1所示。

表1 生化处理出水主要水质指标(单位：mg/L)

COD	氨氮	酚	悬浮物	油
					293.35	0.04	0.35	122.21	4.90

其中COD、酚、悬浮物、油等指标都远高于《炼焦化学工业污染物排放标准GB16171-2012》的要求，不能直接排放或回用。

针对该钢铁企业焦化废水生化处理出水，将该钢铁企业转炉除尘灰制浆(按照1L水投入干法除尘所得的30g干重、粒径大于0.2mm的一次转炉除尘灰进行制浆)后按灰浆：焦化废水生化出水的体积比为1:1000在接触池中混合并接触5min，使难降解有机物吸附在转炉除尘灰上；吸附后的上清液随后进入初沉池停留15min，之后再进入混凝单元；在混凝时，分别投加150ppm的聚合硫酸铁和200ppm的聚丙烯酰胺并搅拌，控制搅拌强度为40rpm，至悬浮物形成大而密实的矾花后进入二沉池停留时间2h，进一步实现固液分离；最后上清液经过超滤后出水指标如表2所示。

表2 处理后出水指标(单位：mg/L)

COD	氨氮	酚	悬浮物	油
					67.49	1.02	0.16	42.19	2.15

由表2可知处理过后的出水满足《炼焦化学工业污染物排放标准GB16171-2012》的要求。

另外，初沉池和二沉池沉淀的吸附有难降解有机物的转炉除尘灰污泥、生物处理单元带出的悬浮物以及混凝单元的絮体等可经过浓缩和脱水至含水率为80％，然后送至烧结厂掺烧。

实施例3

某钢铁企业焦化废水采用A/O-O工艺进行生化处理，生化处理出水主要水质指标如表3所示。

表3 生化处理出水主要水质指标(单位：mg/L)

COD	氨氮	酚	悬浮物	油
					252.62	0.06	0.10	21.46	1.02

其中COD指标远高于《炼焦化学工业污染物排放标准GB16171-2012》的要求。

针对该钢铁企业焦化废水生化处理出水，将该钢铁企业转炉除尘灰制浆(按照1L水加入50g干重、粒径大于0.2mm的一次转炉除尘灰进行制浆)后按灰浆：焦化废水生化出水体积比为1:1000在接触池中混合并接触5min，使难降解有机物(水质指标表现为COD)吸附在转炉除尘灰上；吸附后的上清液随后进入初沉池停留15min，之后再进入混凝单元；在混凝时，分别投加100ppm的聚合硫酸铁和150ppm的聚丙烯酰胺并搅拌，控制搅拌强度为35rpm，至悬浮物形成大而密实的矾花后进入二沉池停留时间2h，进一步实现固液分离；最后上清液经过超滤后出水指标如表4所示。

表4 处理后出水指标(单位：mg/L)

COD	氨氮	酚	悬浮物	油
					63.40	0.06	0.02	18.98	0.56

由表4可知处理过后的出水满足《炼焦化学工业污染物排放标准GB16171-2012》的要求。

对比实施例

将实施例3所述生化处理出水用酸化活性炭作为吸附剂深度处理，处理后出水指标如表5所示。

表5 处理后出水指标(单位：mg/L)

COD	氨氮	酚	悬浮物	油
					58.24	——	——	10.56	0.43

由表5可知，酸化活性炭作为吸附剂深度处理后的出水指标满足《炼焦化学工业污染物排放标准GB16171-2012》的要求。

另外，将表4及表5进行比较可知，用转炉除尘灰处理过后的出水指标与酸化活性炭处理出水指标相当，但由于活性炭价格较贵，并且其沉降性能较差会导致混凝剂投加量增加，最终导致该工艺处理成本超过20元/m³焦化废水。而转炉除尘作为吸附剂不仅实现了以废治废，更重要的是大大降低了处理成本。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims

1.焦化废水的深度处理方法，其特征在于，包括以下步骤：将转炉除尘灰加入接触池中对焦化废水生化处理出水进行难降解有机物吸附，吸附处理后的上清液进入初沉池进行固液分离后加入混凝剂混凝，然后进入二沉池进一步固液分离，最后过滤或超滤即可。

2.根据权利要求1所述焦化废水的深度处理方法，其特征在于，所述固液分离为自然沉降分离，分离得到的沉淀或絮体经除水后进行烧结掺烧。

3.根据权利要求1所述焦化废水的深度处理方法，其特征在于，所述转炉除尘灰为干法除尘灰。

4.根据权利要求3所述焦化废水的深度处理方法，其特征在于，所述转炉除尘灰为粒径大于0.2mm的一次除尘灰。

5.根据权利要求3所述焦化废水的深度处理方法，其特征在于，转炉除尘灰加入接触池之前先进行制浆，制浆时按1L水投入10～50g干重的转炉除尘灰进行配制。

6.根据权利要求3所述焦化废水的深度处理方法，其特征在于，转炉除尘灰加入接触池之前先进行制浆，制浆时按1L水投入30～50g干重的转炉除尘灰进行配制。

7.根据权利要求1所述焦化废水的深度处理方法，其特征在于，吸附后的上清液进入初沉池后的停留时间为10～15min。

8.根据权利要求1～7任一项所述焦化废水的深度处理方法，其特征在于，所述混凝剂为聚合氯化铝、聚合硫酸铁、氯化铝、硫酸铝、聚丙烯酰胺中的一种或多种。