CN105948338A - 焦化废水深度处理方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种焦化废水深度处理方法及系统，主要针对现有焦化废水处理工艺达不到排放要求而提出。本发明焦化废水深度处理方法及系统经过生化系统处理后的焦化废水首先经过微波辐射处理，再进行铁碳微电解催化还原处理，进一步对废水进行非均相Fenton催化氧化处理而后进行混凝沉淀处理、微滤处理，最终达到排放要求。本发明焦化废水深度处理方法及系统解决了常见的焦化废水处理工艺方法难以将经生化处理后的焦化废水处理达标的问题，具有药剂用量少、污泥产量小、能耗低、处理效果稳定高效的特点。

Description

焦化废水深度处理方法及系统
技术领域
本发明涉及废水处理领域，尤其涉及一种焦化废水深度处理方法及系统。
背景技术
焦化废水是指焦化生产过程中排放出大量含酚、氰、油、氨氮等有毒、有害物质的废水，其来源相当复杂，主要来自炼焦和煤气净化过程及化工产品的精炼过程，其中以蒸氨过程中产生的剩余氨水为主要来源。受原煤性质及焦化产品回收等诸多因素的影响，焦化废水的成分非常复杂，含有多种污染物质，其中有机物以酚类化合物为主，其占总有机物的一半以上，有机物中还包括多环芳香族化合物和含氮、氧、硫的杂环化合物等；无机物主要以氰化物、硫化物、铵盐、硫酸盐等为主。焦化废水的主要特点为氨氮浓度高、难生物降解、有机物含量高。目前国内大部分的焦化厂普遍采用普通活性污泥法处理经过蒸氨、脱酚预处理的焦化废水，普通活性污泥法处理后的出水中COD和氨氮浓度仍然较高，无法达到国家排放标准，此外，随着水处理技术的发展，污染物排放标准也在不断提高，因此，对焦化废水进行三级处理即深度处理非常必要。
发明内容
针对现有焦化废水处理工艺达不到排放要求的问题，本发明提供一种能够有效提高焦化废水处理出水水质的焦化废水深度处理方法及系统。
为达到上述目的，本发明一种焦化废水深度处理方法，所述方法包括以下步骤：
步骤1：对经过生化处理的焦化废水进行微波辐射处理；
步骤2：调节进行微波辐射处理后的焦化废水的PH值至3-5，对焦化废水进行铁碳微电解催化还原处理，并在铁碳微电解催化还原处理过程中对废水进行曝气；
步骤3：对铁碳微电解催化还原处理后的出水进行非均相Fenton催化氧化处理；
步骤4：调节Fenton催化氧化处理后出水的PH值至8-10，进行混凝处理而后进行沉淀处理；
步骤5：对沉淀处理后的废水进行微滤处理。
进一步地，所述步骤3非均相Fenton催化氧化处理是通过如下方法实现的：首先向铁碳微电解催化还原处理后的出水中投加FeSO4溶液，再缓慢投加H2O2溶液，控制反应时间为30-60min。
进一步地，所述非均相Fenton催化氧化处理的过程采用Fenton流化床形式并使用固体Fenton反应催化剂，Fe2+与COD的质量比为1:2-1:5，H2O2与COD的质量比为1:2-1:4。
进一步地，在所述混凝处理过程中向混凝处理的废水中投加活性炭和/或助凝剂PAM。
进一步地，所述微波辐射处理采用的微波功率范围为200-600w，微波辐射处理时间为3-10min；
所述铁碳微电解催化还原处理的铁碳微电解反应时间为45-90min，曝气所用气水比为1:1-3:1；
所述混凝处理的时间为10-20min，所述沉淀处理的时间为45-90min。
进一步地，所述活性炭投加量为5-20mg/L；
所述助凝剂PAM投加量为0.1-1.0mg/L。
进一步地，所述微滤处理采用微孔活性陶瓷滤料为过滤材质；所述微滤处理的滤速为15-25m/h。
为达到上述目的，本发明一种焦化废水深度处理系统，所述系统包括PH值检测设备和PH值调节设备以及按焦化废水处理流程依次设置的微波处理设备、铁碳微电解催化还原处理设备、非均相Fenton催化氧化处理设备、混凝处理设备、微滤处理装置；
所述PH值检测设备和PH值调节设备用于检测和调节焦化废水的PH值；
所述微波处理设备用于对生化处理后的焦化废水进行微波辐射处理；
所述铁碳微电解催化还原处理设备用于对焦化废水进行铁碳微电解催化还原处理；
非均相Fenton催化氧化处理设备用于对铁碳微电解催化还原处理后的焦化废水进行非均相Fenton催化氧化处理；
所述混凝处理设备用于对非均相Fenton催化氧化处理后的焦化废水进行混凝沉淀处理；
所述微滤处理装置用于对混凝沉淀处理后的焦化废水进行微滤处理。
进一步地，所述系统还包括曝气装置，所述曝气装置用于在对焦化废水进行铁碳微电解催化还原处理过程中向焦化废水中曝气。
进一步地，所述非均相Fenton催化氧化处理设备包括FeSO4溶液投加装置和H2O2溶液投加装置；
所述非均相Fenton催化氧化处理设备还包括Fenton流化床，所述Fenton流化床上设置有固体Fenton反应催化剂。
本发明焦化废水深度处理方法及系统，解决了常见的焦化废水处理工艺难以将经生化处理后的焦化废水处理达标的问题，具有药剂用量少、污泥产量小、能耗低、处理效果稳定高效的特点。
附图说明
图1是实施例2焦化废水深度处理方法的工艺示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明焦化废水深度处理方法及系统为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图1对本发明进行详细的描述。
实施例1
本实施例焦化废水深度处理系统包括PH值检测设备、PH值调节设备以及按焦化废水处理流程依次设置的微波处理设备、铁碳微电解催化还原处理设备、非均相Fenton催化氧化处理设备、混凝处理设备、微滤处理装置、曝气装置；其中，所述非均相Fenton催化氧化处理设备包括FeSO4溶液投加装置和H2O2溶液投加装置，所述混凝处理设备包括混凝池、沉淀池、活性炭投加装置和助凝剂投加装置。
所述PH值检测设备和PH值调节设备用于检测和调节焦化废水的PH值；
所述微波处理设备用于对生化处理后的焦化废水进行微波辐射处理；
所述铁碳微电解催化还原处理设备用于对焦化废水进行铁碳微电解催化还原处理；
非均相Fenton催化氧化处理设备用于对铁碳微电解催化还原处理后的焦化废水进行非均相Fenton催化氧化处理；
所述混凝处理设备用于对非均相Fenton催化氧化处理后的焦化废水进行混凝沉淀处理；
所述微滤处理装置用于对混凝沉淀处理后的焦化废水进行微滤处理。
所述曝气装置用于在对焦化废水进行铁碳微电解催化还原处理过程中向焦化废水中曝气。
实施例2
本实施例焦化废水深度处理方法是通过实施例1焦化废水深度处理系统实现的。
本实施例焦化废水深度处理方法的具体工艺过程为：经过生化处理后的焦化废水，首先经过微波辐射设备进行微波处理，加热和极化有机污染物分子，微波的最佳功率范围为200-600w，微波最佳反应时间为3-10min。然后利用PH值检测设备和PH值调节设备采用1+3硫酸溶液调节微波处理出水pH值至3-5，采用铁碳微电解催化还原处理设备对焦化废水进行铁碳微电解催化还原处理进行铁碳微电解催化还原处理，铁碳微电解最佳反应时间为45-90min，微电解反应的同时采用曝气装置进行曝气，最佳气水比为1:1-3:1。铁碳微电解处理后出水直接进入非均相Fenton催化氧化处理设备，通常采用Fenton流化床形式，使用固体Fenton反应催化剂，首先向铁碳微电解催化还原处理后的出水中投加FeSO4溶液，再缓慢投加H2O2溶液，Fenton最佳反应时间为30-60min，Fe2+与COD的最佳质量比为1:2-1:5，H2O2与COD的最佳质量比为1:2-1:4，大大减少药剂投加量和污泥产生量。经过Fenton反应后的废水利用PH值检测设备和PH值调节设备用NaOH溶液调节pH值至8-10，进入混凝处理设备，在混凝处理设备内采用活性炭投加装置投加活性炭增强难降解有机物的去除效率，采用助凝剂投加装置投加助凝剂如PAM加强污泥的沉淀效果，活性炭投加量为5-20mg/L，PAM投加量为0.1-1.0mg/L。最佳混凝时间为10-20min，最佳沉淀时间为45-90min，最佳活性炭污泥回流比为5％-10％。沉淀出水再经过微滤处理装置进行微滤处理，微滤处理装置采用微孔活性陶瓷滤料为过滤材质，滤速为15-25m/h，微滤出水达标排放。
本实施例焦化废水深度处理方法的工艺方法适用于经过物化和生化处理后的焦化废水的深度处理，同样适用于难降解有机废水的深度处理，如制革废水、制药废水、石化废水等。本发明焦化废水深度处理方法具有如下有益效果：
1、技术方案设计和操作简单；
2、通过微波辐射处理，能够加热和极化水分子及有机污染物分子，降低后续催化还原和催化氧化分解有机污染物所需的活化能，加速反应的进行；
3、通过铁碳微电解催化还原处理，将可被催化还原处理但不易被催化氧化处理的那部分有机污染物去除掉，减小后续芬顿处理负担；
4、通过非均相Fenton催化氧化处理，采用固体Fenton反应催化剂，降低药剂使用量，减小污泥产生量，提高处理效果；
5、微滤处理进一步去除悬浮颗粒物、色度等，提高出水水质。
下面给出本发明焦化废水深度处理方法的具体实施例以方便更好的理解本发明的过程和效果。
某焦化废水处理厂，处理量200t/d，生化处理采用A/O内循环生物脱氮处理工艺，经分析测定，经生化处理后二沉池出水COD为180～260mg/L。
经过生化处理的焦化废水采用本发明处理方法，用潜污泵将二沉池出水泵入专用微波辐射处理系统，微波功率为600W，微波反应时间为10min。经过微波处理后的废水进入铁炭微电解催化还原反应柱，反应柱内填装铁炭微电解填料，用1+3硫酸溶液调节废水pH值至3.0，铁碳微电解反应时间60min，曝气气水比为1:1，铁碳微电解处理单元出水COD为75～135mg/L。
不调节铁炭微电解处理后废水的pH值，直接进入非均相Fenton催化氧化流化床，流化床中填装固体Fenton反应催化剂，Fenton反应时间60min，Fe2+投加量为50mg/L，H2O2投加量为50mg/L。然后调节Fenton反应出水pH值至9.0进入混凝池，并在混凝池中投加活性炭和PAM，活性炭投加量为10mg/L，PAM投加量为0.2mg/L。混凝时间为10min，沉淀时间为60min，活性炭污泥回流比为6％。沉淀池出水COD为28～42mg/L。
沉淀池出水进入装有微孔活性陶瓷滤料的微滤罐，以进一步去除沉淀池出水中的悬浮颗粒物、色度等，确保出水水质。过滤材质为微孔活性陶瓷滤料，滤速20m/h。过滤出水COD为25-38mg/L，COD指标达到《城镇污水处理厂污染物排放标准GB 18918-2002》一级A标准。
本实施例所提出的一种焦化废水的深度处理方法，解决了常见的深度处理工艺方法难以将经生化处理后的焦化废水处理达标的问题，具有药剂用量少、污泥产量小、能耗低、处理效果稳定高效的特点。
以上，仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种焦化废水深度处理方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
步骤1：对经过生化处理的焦化废水进行微波辐射处理；
步骤2：调节进行微波辐射处理后的焦化废水的PH值至3-5，对焦化废水进行铁碳微电解催化还原处理，并在铁碳微电解催化还原处理过程中对废水进行曝气；
步骤3：对铁碳微电解催化还原处理后的出水进行非均相Fenton催化氧化处理；
步骤4：调节Fenton催化氧化处理后出水的PH值至8-10，进行混凝处理而后进行沉淀处理；
步骤5：对沉淀处理后的废水进行微滤处理。
2.根据权利要求1所述的焦化废水深度处理方法，其特征在于：所述步骤3非均相Fenton催化氧化处理是通过如下方法实现的：首先向铁碳微电解催化还原处理后的出水中投加FeSO4溶液，再缓慢投加H2O2溶液，控制反应时间为30-60min。
3.根据权利要求2所述的焦化废水深度处理方法，其特征在于：所述非均相Fenton催化氧化处理的过程采用Fenton流化床形式并使用固体Fenton反应催化剂，Fe2+与COD的质量比为1:2-1:5，H2O2与COD的质量比为1:2-1:4。
4.根据权利要求1所述的焦化废水深度处理方法，其特征在于：在所述混凝处理过程中向混凝处理的废水中投加活性炭和/或助凝剂PAM。
5.根据权利要求1所述的焦化废水深度处理方法，其特征在于：所述微波辐射处理采用的微波功率范围为200-600w，微波辐射处理时间为3-10min；
所述铁碳微电解催化还原处理的铁碳微电解反应时间为45-90min，曝气所用气水比为1:1-3:1；
所述混凝处理的时间为10-20min，所述沉淀处理的时间为45-90min。
6.根据权利要求4所述的焦化废水深度处理方法，其特征在于：所述活性炭投加量为5-20mg/L；
所述助凝剂PAM投加量为0.1-1.0mg/L。
7.根据权利要求1所述的焦化废水深度处理方法，其特征在于：所述微滤处理采用微孔活性陶瓷滤料为过滤材质；所述微滤处理的滤速为15-25m/h。
8.一种焦化废水深度处理系统，其特征在于：所述系统包括PH值检测设备和PH值调节设备以及按焦化废水处理流程依次设置的微波处理设备、铁碳微电解催化还原处理设备、非均相Fenton催化氧化处理设备、混凝处理设备、微滤处理装置；
所述PH值检测设备和PH值调节设备用于检测和调节焦化废水的PH值；
所述微波处理设备用于对生化处理后的焦化废水进行微波辐射处理；
所述铁碳微电解催化还原处理设备用于对焦化废水进行铁碳微电解催化还原处理；
非均相Fenton催化氧化处理设备用于对铁碳微电解催化还原处理后的焦化废水进行非均相Fenton催化氧化处理；
所述混凝处理设备用于对非均相Fenton催化氧化处理后的焦化废水进行混凝沉淀处理；
所述微滤处理装置用于对混凝沉淀处理后的焦化废水进行微滤处理。
9.根据权利要求8所述的焦化废水深度处理系统，其特征在于：所述系统还包括曝气装置，所述曝气装置用于在对焦化废水进行铁碳微电解催化还原处理过程中向焦化废水中曝气。
10.根据权利要求8所述的焦化废水深度处理系统，其特征在于：所述非均相Fenton催化氧化处理设备包括FeSO4溶液投加装置和H2O2溶液投加装置；
所述非均相Fenton催化氧化处理设备还包括Fenton流化床，所述Fenton流化床上设置有固体Fenton反应催化剂。
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