CN105481099B - 一种除油后焦化废水的处理方法 - Google Patents
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Abstract
一种除油后焦化废水的处理方法，在装有重力除油池和气浮除油池预处理后的焦化废水的序批式膜生物反应器中加入轻质吸附剂，并定期向序批式膜生物反应器回流部分Fenton(芬顿)反应产生的氢氧化铁沉淀，序批式膜生物反应器工艺处理后采用Fenton氧化和混凝沉淀进行后续处理。本发明充分利用轻质吸附剂的吸附沉降性能和供给微生物生长的高效载体的功能，使吸附剂的活性得到恢复，并充分发挥氢氧化铁的絮凝作用，改善污泥混合液的性质，强化废水的处理效果，同时缓解硝化过程所消耗的碱度。本发明工艺流程简单，投资费用及运行成本低，处理后焦化废水水质达到《钢铁工业水污染物排放标准》(GB13456‑2012)要求，实现了以废制废的目的。
Description
技术领域
本发明属于工业废水处理技术领域，具体涉及一种经重力除油池和气浮除油池预处理后的焦化废水的处理方法。
背景技术
焦化废水是在煤高温干馏过程中以及煤气净化、化工产品精制过程中形成的废水，成分复杂，污染物浓度高、色度高、毒性大，性质非常稳定，可生化性差，除氨氮、氰及硫氰根等无机污染物外，还含有酚类、萘、吡啶、喹啉等杂环及多环芳香族化合物(PAHs)，是一种成分极其复杂的难处理工业废水之一。
目前，焦化废水的处理工艺大体上可分为物化法和生化法。物化法有混凝沉淀、混凝气浮、吸附、微电解、湿式空气氧化技术等。焦化废水属高浓度有机废水，完全采用物化处理成本高，绝大多数企业无法承担。实际应用中，物化处理工艺多用于废水预处理以改善生化处理段的进水水质和用于深度处理使废水达到排放标准。采用生化处理方法运行成本相对较低，国内大部分焦化厂采用生化处理工艺。一般采用A/O前置反硝化工艺和设厌氧水解预处理的A2O工艺，这些工艺流程长而且十分复杂，占地面积也比较大。由于硝化、反硝化是在两个反应器中实现的，需进行混合液回流，而且回流比较难控制，控制不当达不到很好处理效果。此外，焦化废水中难降解有机物浓度高，生物毒性大，上述工艺抗冲击负荷能力也不理想。
专利公开号CN 101781067A公开的“焦化废水的处理方法”，将焦化废水通过隔油池、调节池、铁碳—芬顿(Fenton)氧化池、升流式厌氧污泥床反应器、水解多功能池、缺氧池、复合活性污泥池及二沉池，然后排放出水。该方法所需处理构筑物较多，工艺复杂，占地面积大，运行成本也较高。
专利公开号CN 101224936提供了一种“处理焦化废水的工艺”，采用一级缺氧+两级好氧生物滤池作为生物处理，并耦合曝气微电解物化处理技术处理焦化废水。此法中虽然加有微电解工艺，能够破解部分难降解有机物但由于并未达到其中全部有机物降解条件，所以出水指标只能达到污水综合排放标准中的二级排放标准，处理效果并不理想。
“一种焦化废水生物处理工艺方法”(CN 101215068A)，公开了一种焦化废水生物滤池处理法，厌氧/缺氧/好氧池分别由滤池串联而成，滤料为球形陶粒滤料或不规则形陶粒滤料，这些工艺在一定程度上提高了焦化废水的生化处理效果，但厌氧和缺氧滤池产生的微气泡在滤池内会长期滞留，长时间占据滤池有效反应空间，降低处理效率，此外一些生物膜填料还存在易板结堵塞的问题，需要频繁反冲洗，致使处理效果不稳定。
专利“节能型高氨氮废水处理方法”(CN101195513)，则先使废水经过预处理将凯式氮转化为氨氮，然后进入短程硝化池中，将氨氮硝化控制在亚硝酸盐氮阶段，然后利用微电解反应器替代厌氧反硝化或氨氧化工艺进行脱氮处理，再运用生物法或Fenton氧化法、物化氧化法作后续处理，总氮去除率达60％-75％。此法主要用于高氨氮处理，对难降解有机物处理仍然不理想。
专利申请号200810234318.0公开了“一种焦化废水处理工艺方法”，该方法由物化处理单元和生化处理单元组成，其中物化处理单元由微电解反应器、沉淀池组成，微电解反应器以废铁屑、废铜屑和轻质块状材料为填料。生化处理单元由内循环三相流化床反应器组成，利用固定化活性污泥小球实现同时脱氮除碳。出水虽然挥发酚、氨氮、色度可以达到污水综合排放标准一级标准，但COD处理效果并不理想，仅能达到污水综合排放标准二级标准。
综上所述，由于焦化废水成分复杂多变，含有多种难降解的长链和环状有机类物质，废水可生化性差，单靠一种处理方法难以达到理想的效果，目前大多采用的物化和生化联用技术来处理焦化废水，但在处理中存在着处理效果不理想，工艺流程复杂和运行成本较高的现状，并没有发挥各自的优点，致使处理出水水质难以满足现行排放标准。针对以上问题有必要开发出一种处理效果好，工艺流程简单，且设备的运行和投资费用都比较合理的处理方法，将对焦化废水最终实现零排放以及对生态环境的保护和焦化企业的可持续发展具有重要的现实意义。
发明内容
本发明旨在提供一种工艺流程简单，设备运行和投资费用较低，且处理后的焦化废水水质可以达到《钢铁工业水污染物排放标准》(GB 13456-2012)要求的利用轻质吸附剂和Fenton反应副产物强化处理焦化废水的方法。
为此，本发明所采取的解决方案是：
一种除油后焦化废水的处理方法，其特征在于，针对重力除油池和气浮除油池预处理后的焦化废水，在已经运行稳定的序批式膜生物反应器中加入轻质吸附剂，并定期向序批式膜生物反应器回流部分Fenton(芬顿)反应产生的氢氧化铁沉淀，序批式膜生物反应器工艺处理后采用Fenton氧化和混凝沉淀进行后续处理，使处理后的焦化废水水质满足《钢铁工业水污染物排放标准》(GB 13456-2012)的要求。其具体步骤为：
1、在装有除油后焦化废水的序批式膜生物反应器内加入粒径30～130目的轻质吸附剂，轻质吸附剂的加入量为序批式膜生物反应器有效体积的7％～12％，所述轻质吸附剂为粉末活性炭、焦粉或粉煤灰中的任意一种。
2、根据序批式膜生物反应器中污泥浓度和所测污泥中铁离子浓度，每2～4天向序批式膜生物反应器内回流一次Fenton反应产生的氢氧化铁沉淀，回流量为序批式膜生物反应器污泥量的3％-5％。
3、序批式膜生物反应器运行为缺氧搅拌5～6h，好氧曝气13～14h，停留时间为65～68h。
本发明的有益效果为：
本发明在序批式膜生物反应器中加入轻质吸附剂作为反应器的填料，充分利用其吸附沉降性能和供给微生物生长的高效载体的功能，轻质吸附剂使用过程中无损耗，吸附在空隙中的污染物依靠微生物能够得到有效的降解，无需额外手段，只依靠反应器内微生物的作用就能使吸附剂的活性得到恢复。将Fenton反应的副产物氢氧化铁沉淀回流到序批式膜生物反应器中，不但充分发挥了氢氧化铁的絮凝作用，改善了污泥混合液的性质，强化了废水的处理效果，而且氢氧化铁沉淀自带的碱性也可以缓解硝化过程所消耗的碱度。本发明工艺流程简单，投资费用少，设备运行成本低，开辟了Fenton反应副产物回收利用的新途径，实现了以废制废的目的。
附图说明
图1是除油后焦化废水处理工艺流程图。
具体实施方式
本发明的进水为焦化废水经过重力除油池和气浮除油池预处理工序处理后的出水。焦化废水进水的主要水质指标为COD：3123.8mg/L，氨氮：113.4mg/L，总氮：172.4mg/L，挥发酚：590.2mg/L，总氰：12.5mg/L，油：31.4mg/L。本发明实施例具体处理工艺流程见图1。
实施例1：
在序批式膜生物反应器内加入粒径30目的粉末活性炭，粉末活性炭的加入量为序批式膜生物反应器有效体积的7％。根据序批式膜生物反应器中污泥浓度和所测污泥中铁离子浓度，每间隔2天向序批式膜生物反应器内回流一次Fenton反应产生的氢氧化铁沉淀，回流量为序批式膜生物反应器污泥量的3％。序批式膜生物反应器运行为缺氧搅拌5h，好氧曝气13h，停留时间为65h。
实施例2：
在序批式膜生物反应器内加入粒径50目的粉末活性炭，粉末活性炭的加入量为序批式膜生物反应器有效体积的8％。根据序批式膜生物反应器中污泥浓度和所测污泥中铁离子浓度，每间隔2天向序批式膜生物反应器内回流一次Fenton反应产生的氢氧化铁沉淀，回流量为序批式膜生物反应器污泥量的4％。序批式膜生物反应器运行为缺氧搅拌5h，好氧曝气13.5h，停留时间为66h。
实施例3：
在序批式膜生物反应器内加入粒径70目的焦粉，焦粉的加入量为序批式膜生物反应器有效体积的9％。根据序批式膜生物反应器中污泥浓度和所测污泥中铁离子浓度，每间隔3天向序批式膜生物反应器内回流一次Fenton反应产生的氢氧化铁沉淀，回流量为序批式膜生物反应器污泥量的3％。序批式膜生物反应器运行为缺氧搅拌5.5h，好氧曝气13h，停留时间为66.5h。
实施例4：
在序批式膜生物反应器内加入粒径90目的焦粉，焦粉的加入量为序批式膜生物反应器有效体积的10％。根据序批式膜生物反应器中污泥浓度和所测污泥中铁离子浓度，每间隔3天向序批式膜生物反应器内回流一次Fenton反应产生的氢氧化铁沉淀，回流量为序批式膜生物反应器污泥量的4％。序批式膜生物反应器运行为缺氧搅拌5.5h，好氧曝气13.5h，停留时间为67h。
实施例5：
在序批式膜生物反应器内加入粒径110目的粉煤灰，粉煤灰的加入量为序批式膜生物反应器有效体积的11％。根据序批式膜生物反应器中污泥浓度和所测污泥中铁离子浓度，每间隔4天向序批式膜生物反应器内回流一次Fenton反应产生的氢氧化铁沉淀，回流量为序批式膜生物反应器污泥量的4％。序批式膜生物反应器运行为缺氧搅拌6h，好氧曝气13.5h，停留时间为67.5h。
实施例6：
在序批式膜生物反应器内加入粒径130目的粉煤灰，粉煤灰的加入量为序批式膜生物反应器有效体积的12％。根据序批式膜生物反应器中污泥浓度和所测污泥中铁离子浓度，每间隔4天向序批式膜生物反应器内回流一次Fenton反应产生的氢氧化铁沉淀，回流量为序批式膜生物反应器污泥量的5％。序批式膜生物反应器运行为缺氧搅拌6h，好氧曝气14h，停留时间为68h。
按照以上各实施例的技术要求，废水经过序批式膜生物反应器+Fenton氧化+混凝沉淀处理后最终出水的主要水质指标及对比例即未添加轻质吸附剂和芬顿副产物出水的主要水质指标如表1所示。
表1 实施例与对比例主要水质指标对比表(单位：mg/L)
| COD | 氨氮 | 总氮 | 油 | 挥发酚 | 总氰 | |
| 实施例1 | 44.5 | 5.3 | 13.6 | 2.4 | 0.35 | 0.31 |
| 实施例2 | 41.4 | 3.6 | 11.9 | 1.5 | 0.31 | 0.24 |
| 实施例3 | 37.4 | 2.5 | 10.1 | 1.2 | 0.22 | 0.20 |
| 实施例4 | 32.6 | 2.9 | 9.3 | 1.1 | 0.18 | 0.16 |
| 实施例5 | 39.6 | 4.1 | 10.4 | 2.3 | 0.25 | 0.19 |
| 实施例6 | 36.7 | 4.9 | 11.7 | 2.6 | 0.32 | 0.26 |
| 对比例 | 65.2 | 6.4 | 21.8 | 3.2 | 0.56 | 0.61 |
由表1中结果可知，按照本发明技术方案实施后的出水水质可以满足《钢铁工业水污染物排放标准》(GB 13456-2012)的排放要求。
Claims (1)
1.一种除油后焦化废水的处理方法，其特征在于，针对重力除油池和气浮除油池预处理后的焦化废水，在已经运行稳定的序批式膜生物反应器中加入轻质吸附剂，并定期向序批式膜生物反应器回流部分Fenton反应产生的氢氧化铁沉淀，序批式膜生物反应器工艺处理后采用Fenton氧化和混凝沉淀进行后续处理，使处理后的焦化废水水质满足《钢铁工业水污染物排放标准》(GB13456-2012)的要求，其具体步骤为：
(1)在装有除油后焦化废水的序批式膜生物反应器内加入粒径30～130目的轻质吸附剂，轻质吸附剂的加入量为序批式膜生物反应器有效体积的7％～12％，所述轻质吸附剂为粉末活性炭、焦粉或粉煤灰中的任意一种；
(2)根据序批式膜生物反应器中污泥浓度和所测污泥中铁离子浓度，每2～4天向序批式膜生物反应器内回流一次Fenton反应产生的氢氧化铁沉淀，回流量为序批式膜生物反应器污泥量的3％-5％；
(3)序批式膜生物反应器运行为缺氧搅拌5～6h，好氧曝气13～14h，停留时间为65～68h。
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