CN107344798A - 一种焦化废水处理装置及其处理方法 - Google Patents

一种焦化废水处理装置及其处理方法 Download PDF

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Abstract

一种焦化废水处理方法及装置，其特征在于，预处理后的焦化废水首先进入缺氧反应池，进行反硝化脱氮，缺氧反应池污泥浓度控制在3‑7g//L，停留时间控制在10‑30h。缺氧反应池出水进入好氧反应池，在该反应池内进行微孔曝气，利用微生物的新陈代谢将水中的COD降解、硝化，转化为水和二氧化碳，同时硝化液从这里回流到缺氧反应池。好氧反应池污泥浓度控制在4‑8g//L，停留时间控制在30‑50h。根据本发明，出水COD小于50mg/L，TN小于20mg/L，氨氮小于10mg/L，SS小于10mg/L，最终出水指标明显优于《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171‑2012)。

Description

一种焦化废水处理装置及其处理方法
技术领域
本发明涉及污水处理领域，具体地，本发明涉及一种焦化废水处理装置及其处理方法。
背景技术：
焦化废水是一种高CODcr、高酚值、高氨氮且很难处理的工业有机废水，具有色度高，有机物性质非常稳定，可生化性较差，氨氮浓度高等特点。目前，国内焦化厂普遍采用的是以传统生物脱氮处理为核心的焦化废水工艺流程，采用AO或以AO工艺改进后的A2/O、A/O2、O-A-O等生物强化工艺为基础的生物处理方法，生化处理后常辅以混凝沉淀处理。然而，上述处理后的焦化废水指标很难达到《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171-2012)表2的标准，特别是CODcr和总氮这两个指标很难同时达到排放要求。所以采用单一的技术很难有效处理焦化废水，两种或多种方法联用的技术常可以深化降解焦化废水中的有机物，降低废水中CODcr含量。
由于焦化酚氰废水成分复杂且不稳定、排放量大、难降解，使用常规生化处理方法难达到最佳回用效果。有人采用超滤-纳滤双膜工艺成功对焦化废水进行深度处理，经过一年多的生产实践表明，该工艺运行稳定，工艺出水平均COD指标达到24.54mg/L,平均氨氮指标达到0.39mg/l，对悬浮物、色度的去除率达到100％，系统出水符合工业循化冷却水水质标准，实现了节能减排和水资源的合理利用([1]周正、闻晓今等，超滤一纳滤双膜工艺在焦化废水深度处理上的应用，中国炼焦行业协会五届三次会员(理事)大会论文集，460-464)。
高级氧化法可以无选择地将有机物氧化降解为CO2、H2O及其它低分子无机化合物，去除效率高，氧化速度快，无二次污染，在焦化废水处理领域具有广阔的应用前景。高级氧化法可以分为Fenton试剂法、湿式氧化法、光催化氧化法、超声声化学氧化法等。利用多种方法的协同作用处理焦化废水中的有机污染物，可发挥各自的优点，有助于更进一步的提高处理效率。因此，多种方法联用也是焦化废水处理技术的发展方向。
专利申请号为“201210408185.0”的专利文献公布了一种焦化废水处理方法，该方法提供一种由A2/O作为生化处理，然后经内电解、芬顿氧化混凝沉淀、活性炭吸附组成深度处理段，共同处理焦化废水，最后出水可达到CODcr≤50mg/L氨氮≤8mg/L、挥发酚≤0.3mg/L的要求。但是该专利文献所述工艺流程较长，且实施起来成本及运行费用较高，难以实现规模化应用。
此外，申请号为“CN201010117965.0”专利申请公开了一种焦化废水的深度处理工艺，其预处理和A/O生化处理后的焦化废水先后依次经MBR膜生物反应池处理、臭氧接触氧化处理、活性炭吸附处理、反渗透膜处理后的焦化废水即可满足生产净循环水补充水水质要求。但是该方法工艺较复杂，占地面积大，运行成本高，且容易产生膜污染等问题。
如上所述，目前国内大多数污水处理企业采用的是“电催化氧化+电絮凝+电气浮+超滤+反渗透”的生化水深度处理工艺，通过采用电催化氧化技术和电絮凝气浮技术等作为预处理手段，再结合超滤和反渗透技术，深度处理及回用焦化废水。该方法实际处理效果较好，超滤和反渗透技术目前日臻成熟、应用逐渐广泛。但如上所述，预处理流程仍存在一定的问题，如流程占地面积过大、设备较多、操作复杂；实际运行成本较高；废水中的盐含量较高，产水偶有超标现象等问题。
因此在巨大的环保压力下，焦化企业必须采取合适的处理工艺处理焦化废水，寻求一种效果好且成本低的焦化废水处理方法，以提供一种由多种工艺联用的技术全面深度去除焦化废水中的污染物，使出水达标排放。
发明内容：
为克服以上不足，本发明提供一种焦化废水处理装置及其处理方法，由多种工艺联用的技术全面深度降解焦化废水中的污染物，使出水达标排放。实验表明：传统物化预处理后的焦化废水再经过A/O+MBR生化处理+臭氧深度处理工艺处理后，出水COD小于50mg/L，TN小于20mg/L，氨氮小于10mg/L，SS小于10mg/L，最终出水指标明显优于《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171-2012)表2的标准。
根据本发明，采用的工艺流程较简单，即能达到《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171-2012)表2的标准；运行成本低廉，且运行效果稳定，容易实现工程规模化；臭氧催化氧化装置的控制灵活，臭氧利用率高，有机污染物去除率高，出水水质好。
本发明的焦化废水处理方法技术方案如下：
一种焦化废水处理方法，使用这样一种处理系统，所述系统包括：
缺氧反应池，好氧反应池、MBR膜生物反应池及臭氧催化氧化装置，
其特征在于，
预处理后的焦化废水首先进入缺氧反应池，进行反硝化脱氮，缺氧反应池污泥浓度控制在3-7g//L，停留时间控制在10-30h；
缺氧反应池出水进入好氧反应池，在该反应池内进行微孔曝气，利用微生物的新陈代谢将水中的COD降解、硝化，转化为水和二氧化碳，同时硝化液从这里回流到缺氧反应池，
好氧反应池污泥浓度控制在4-8g//L，停留时间控制在30-50h。
所述预处理包括蒸氨、脱酚、隔油处理等。
根据本发明所述一种焦化废水处理方法，其特征在于，
所述好氧反应池出水的一部分回流至缺氧池进行脱氮，回流水量为原水量的2～4倍。
根据本发明所述一种焦化废水处理方法，其特征在于，
臭氧催化氧化设备顶部设有臭氧尾气破坏装置。
根据本发明所述一种焦化废水处理方法，其特征在于，
所述臭氧催化氧化设备臭氧投加量在20-100mg/L，pH为6.5-9。
根据本发明所述一种焦化废水处理方法，其特征在于，
所述MBR膜生物反应池采用内置式膜生物反应器，所述膜是平板膜或帘式中空纤维膜。
所述膜材质为PVDF、PP、PES。
根据本发明所述一种焦化废水处理方法，其特征在于，
MBR膜生物反应池浓度为6～10g/L，
MBR反应池出水进入臭氧催化氧化设备，臭氧投加量在20-100mg/L，pH为6.5-9。
在臭氧、催化剂的联合作用下，利用臭氧的强氧化性能将废水中难生化有机物氧化为水、二氧化碳等简单的无机物，从而除去水中的COD。
根据本发明所述一种焦化废水处理方法，其特征在于，
所述焦化废水处理出水COD小于50mg/L，TN小于20mg/L，氨氮小于10mg/L，SS小于10mg/L.
本发明提供一种焦化废水处理装置，用于所述的焦化废水处理方法，其特征在于，
所述装置顺序包括输送管道连接的预处理出水池、缺氧池、好氧池、MBR反应池及臭氧催化氧化装置，
缺氧池至好氧池之间有硝化液回流管道，将硝化液从好氧池回流到缺氧反应池，回流量为2～4倍的原水量。
根据本发明所述一种焦化废水处理装置，其特征在于，
MBR膜生物反应池浓度为6～10g/L。
根据本发明所述一种焦化废水处理装置，其特征在于，
臭氧催化氧化设备臭氧投加量在20-100mg/L，pH为6.5-9。
根据本发明所述一种焦化废水处理装置，其特征在于，
缺氧反应池污泥浓度控制在3-7g//L，停留时间控制在10-30h；好氧反应池污泥浓度控制在4-8g//L，停留时间控制在30-50h。
根据本发明所述一种焦化废水处理装置，其特征在于，
MBR膜生物反应池浓度提升至6～10g/L。
根据本发明的一种焦化废水处理装置，其特征在于，
臭氧催化氧化设备臭氧投加量在20-100mg/L，pH为6.5-9。
本发明的有益效果是：
1、该方法采用的工艺流程较简单，即能达到优于《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171-2012)表2的标准。
2、相较现有技术，本发明实施成本较低，运行成本低廉，且运行效果稳定，容易实现工程规模化。
3、臭氧催化氧化装置的控制灵活，臭氧利用率高，有机污染物去除率高，出水水质好。
附图说明
附图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
实施例
一种焦化废水处理方法，使用下述顺序连接的处理系统装置：
缺氧池、好氧池、MBR反应池、臭氧催化氧化装置及输送管道。预处理后的焦化废水首先进入缺氧池，进行A/O工艺脱氮，缺氧反应池污泥浓度控制在40-6g//L，停留时间控制在15h-20；硝化液由好氧反应池返回至缺氧反应池。
通过硝化液内循环由好氧反应池输送过来的硝态氮循环的混合液量较大，为2-3倍进水量。
缺氧池出水进入好氧池，在该反应池内曝气，微生物可进行降解污染物，硝化等作用，同时硝化液从这里回流到缺氧反应池。好氧反应池污泥浓度控制在5-6g//L，停留时间控制在40h。
A/O工艺出水接着进入MBR膜生物反应池，利用沉浸于好氧生物池内的膜分离设备截留槽内的活性污泥与大分子有机物反应，膜生物反应池因其有效的截留作用，可保留世代周期较长的微生物，提高污泥浓度，该反应池内活性污泥(MLSS)浓度可提升至7～8g/L，污泥龄(SRT)延长至30-40天。硝化菌在系统内能充分繁殖，其硝化效果明显。
另外，臭氧催化氧化装置设有尾气破坏系统。
生化处理后的焦化废水，即MBR反应池出水进入机械过滤器，通过吸附、沉降、机械筛分等作用去除水中SS、胶体及部分CODcr，减少污染物在后续处理中被氧化分解的干扰因素，提高后续臭氧接触反应塔臭氧利用效率。机械过滤器出水进入一级臭氧催化氧化塔，一级反应塔臭氧浓度为20-30mg/L，pH为7-9。
根据本发明，采用的工艺流程较简单，即能达到《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171-2012)表2的标准；运行成本低廉，且运行效果稳定，容易实现工程规模化；臭氧催化氧化装置的控制灵活，臭氧利用率高，有机污染物去除率高，出水水质好。

Claims (10)

1.一种焦化废水处理方法，使用这样一种处理系统，所述系统包括：
缺氧反应池，好氧反应池、MBR膜生物反应池及臭氧催化氧化装置，
其特征在于，
预处理后的焦化废水首先进入缺氧反应池，进行反硝化脱氮，缺氧反应池污泥浓度控制在3-7g//L，停留时间控制在10-30h；
缺氧反应池出水进入好氧反应池，在该反应池内进行微孔曝气，利用微生物的新陈代谢将水中的COD降解、硝化，转化为水和二氧化碳，同时硝化液从这里回流到缺氧反应池，
好氧反应池污泥浓度控制在4-8g//L，停留时间控制在30-50h。
2.如权利要求1所述一种焦化废水处理方法，其特征在于，
所述好氧反应池出水的一部分回流至缺氧池进行脱氮，回流水量为原水量的2～4倍。
3.如权利要求1所述一种焦化废水处理方法，其特征在于，
臭氧催化氧化设备顶部设有臭氧尾气破坏装置。
4.如权利要求1所述一种焦化废水处理方法，其特征在于，
所述臭氧催化氧化设备臭氧投加量在20-100mg/L，pH为6.5-9。
5.如权利要求1所述一种焦化废水处理方法，其特征在于，
所述MBR膜生物反应池采用内置式膜生物反应器，所述膜是平板膜或帘式中空纤维膜。
6.如权利要求1所述一种焦化废水处理方法，其特征在于，
MBR膜生物反应池浓度为6～10g/L，
MBR反应池出水进入臭氧催化氧化设备，臭氧投加量在20-100mg/L，pH为6.5-9。
7.如权利要求1所述一种焦化废水处理方法，其特征在于，
所述焦化废水处理出水COD小于50mg/L，TN小于20mg/L，氨氮小于10mg/L，SS小于10mg/L。
8.一种焦化废水处理装置，用于权利要求1-7所述的焦化废水处理方法，其特征在于，
所述装置顺序包括输送管道连接的预处理出水池、缺氧池、好氧池、MBR反应池及臭氧催化氧化装置，
缺氧池至好氧池之间有硝化液回流管道，将硝化液从好氧池回流到缺氧反应池，回流量为2～4倍的原水量。
9.如权利要求8所述一种焦化废水处理装置，其特征在于，
MBR膜生物反应池浓度为6～10g/L。
10.如权利要求8一种焦化废水处理装置，其特征在于，
臭氧催化氧化设备臭氧投加量在20-100mg/L，pH为6.5-9。
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