CN108483601A - 一种煤气化或焦化废水生化出水的深度处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种煤气化或焦化废水生化出水的深度处理方法，其包括如下步骤：(1)向常温常压反应器内的煤气化或焦化废水生化出水中添加过二硫酸盐或单过硫酸盐；(2)加入与过二硫酸盐或单过硫酸盐的质量比不小于1:5的零价铁并搅拌，使煤气化或焦化废水生化出水结出絮状体并沉淀。进一步的，本发明还包括步骤：(3)在所述反应器内经过硫酸根自由基氧化的煤气化或焦化废水生化出水中添加适量助凝剂并搅拌，然后输送至磁性旋流分离器内；(4)将所述磁性旋流分离器内经过分离回收的煤气化或焦化废水生化出水经过陶瓷砂过滤器进入清水池。本发明解决了煤气化或焦化废水生化出水中的含有大量难生物降解有机物的问题，减少了铁盐污泥产生量，且出水COD和色度极低。

Description

一种煤气化或焦化废水生化出水的深度处理方法
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，特别涉及一种煤气化或焦化废水生化出水的深度处理方法。
背景技术
煤气化或焦化废水是煤在高温干馏、煤气净化、副产品回收和精制过程中产生的一种成分复杂、有毒、难降解的工业废水，除含有高浓度的氨、氰化物、硫氰化物、氟化物等无机污染物外，还含有酚类、多环芳烃、含氮杂环化合物及衍生物、苯系物和长链烷烃等污染物。
煤气化或焦化废水生化出水是通常指经过生化处理后排放的废水。煤气化或焦化行业炼焦工艺具有差异，煤气化或焦化废水的水质不稳定，生化出水B/C值非常低，而出水COD、氰化物、SS和色度仍然居高不下，很难达到国家的《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171-2012)中要求。加之煤气化或焦化废水利用生活污水出水混合以熄焦的方式消耗煤气化或焦化废水，煤气化或焦化废水生化出水后导致难生物降解的有机物排放到环境中，造成严重的环境污染。
目前，煤气化或焦化废水的深度处理常采用芬顿法、类芬顿法、臭氧法、臭氧+生物曝气滤池等方法。芬顿反应必须在酸性条件下才能有较高的氧化能力，造价较高且具有一定环境危险；类芬顿法需要引入缓释剂或者催化剂，成本居高且带来二次污染；臭氧催化法及臭氧+生物曝气滤池能够较好的氧化煤气化或焦化废水生化出水的有机物，但是悬浮物过高时臭氧氧化效果差，需要增加臭氧吸收设备，且提高出水急性毒性与遗传毒性，对环境安全带来隐患。
发明内容
为解决现有技术中煤气化或焦化废水生化出水处理后难降解的问题，本发明提出一种煤气化或焦化废水生化出水的深度处理方法。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种煤气化或焦化废水生化出水的深度处理方法，包括如下步骤：(1)向常温常压反应器内的煤气化或焦化废水生化出水中添加过二硫酸盐或单过硫酸盐；(2)加入与过二硫酸盐或单过硫酸盐的质量比不小于1:5的零价铁并搅拌，零价铁作为激活剂，激活过二硫酸盐或单过硫酸盐，产生强氧化性的硫酸根自由基，硫酸根自由基氧化处理煤气化或焦化废水生化出水，经过激活反应的零价铁成为三价铁离子，三价铁离子作为絮凝剂，将经过硫酸根自由基氧化的煤气化或焦化废水生化出水结出絮状体并沉淀。
优选的是，还包括步骤：(3)在所述反应器内经过硫酸根自由基氧化的煤气化或焦化废水生化出水中添加适量助凝剂聚丙烯酰胺，并在搅拌速度20r/min下搅拌5min，然后输送至磁性旋流分离器内；所述絮状体和反应剩余的零价铁在助凝剂聚丙烯酰胺的作用下形成以零价铁为核心的絮状沉淀物，磁性旋流分离器分离絮状沉淀物并回收零价铁。
优选的是，所述反应器为连续流反应器。
优选的是，所述零价铁的粒径为10μm-150μm。
优选的是，所述步骤(2)中搅拌的速度为100-300r/min，搅拌的时长为15～30min。
优选的是，所述步骤(3)中搅拌的速度为10-50r/min，搅拌的时长为5～10min。
优选的是，还包括步骤：(4)将所述磁性旋流分离器内经过分离回收的煤气化或焦化废水生化出水经过陶瓷砂过滤器进入清水池。
优选的是，所述步骤(1)中煤气化或焦化废水生化出水的COD与过二硫酸盐的质量浓度比的范围为1:2～1:10。
优选的是，所述步骤(1)中煤气化或焦化废水生化出水的COD与单过硫酸盐的质量浓度比的范围为1:4～1:16。
优选的是，所述步骤(3)中添加的助凝剂聚丙烯酰胺与所述反应器内经过硫酸根自由基氧化的煤气化或焦化废水生化出水的质量浓度比的范围为1％～10％。
本发明的有益效果为：本发明的煤气化或焦化废水生化出水的深度处理方法，利用过二硫酸盐或单过硫酸盐作为氧化剂，利用零价铁作为激活剂，激活过二硫酸盐或单过硫酸盐，产生强氧化性的硫酸根自由基，通过硫酸根自由基快速降解煤气化或焦化废水生化出水中的难生物降解有机物；且产生污泥量远小于二价铁离子作为活化剂的污泥量，且出水COD、色度极低。
经过激活反应的零价铁成为三价铁离子，三价铁离子作为絮凝剂将经过硫酸根自由基氧化的煤气化或焦化废水生化出水结出絮状体，絮状体和反应剩余的零价铁在适量助凝剂的作用下形成以零价铁为核心的絮状沉淀物，并在磁性旋流分离器内磁场的作用下迅速分离絮状沉淀物并回收零价铁，进一步减小由于二价铁离子存在产生的出水色度。最后再经过陶瓷砂过滤器进一步去除细小絮体，进一步降低出水色度，优化出水清澈度。
由于过二硫酸盐或单过硫酸盐易溶于水，而零价铁因具有还原性，可能造成其他产生气体的副反应，因此先向常温常压反应器内的煤气化或焦化废水生化出水中添加过二硫酸盐或单过硫酸盐，后加入零价铁，可以更好地控制反应进程，利于零价铁的充分利用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的煤气化或焦化废水生化出水的深度处理方法所用设施的结构示意图。
图中：
1、反应器；2、磁性旋流分离器；3、陶瓷砂过滤器；4、清水池。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：参照图1所示，本实施例的煤气化或焦化废水生化出水的深度处理方法，包括如下步骤：(1)向常温常压反应器内的COD为200mg/L、氰化物为0.5mg/L、色度100倍的1L煤气化或焦化废水生化出水中添加过二硫酸盐(Na2S2O8：400mg/L)；(2)加入粒径为10μm的0.08g的零价铁，并在搅拌速度100r/min下搅拌15min，零价铁作为激活剂，激活过二硫酸盐，产生强氧化性的硫酸根自由基，硫酸根自由基氧化处理煤气化或焦化废水生化出水，经过激活反应的零价铁成为三价铁离子，三价铁离子作为絮凝剂，将经过硫酸根自由基氧化的煤气化或焦化废水生化出水结出絮状体并沉淀。在反应器1内经过硫酸根自由基氧化的煤气化或焦化废水生化出水中添加与其质量浓度比为1％的助凝剂聚丙烯酰胺，并在搅拌速度20r/min下搅拌5min，然后输送至磁性旋流分离器2内，絮状体和反应剩余的零价铁在助凝剂聚丙烯酰胺的作用下形成以零价铁为核心的絮状沉淀物，磁性旋流分离器2分离絮状沉淀物并回收零价铁。磁性旋流分离器2内经过分离回收的煤气化或焦化废水生化出水经过陶瓷砂过滤器3进入清水池4。煤气化或焦化废水生化出水经过深化处理后，COD为120mg/L、氰化物为0.1mg/L、色度30倍。
实施例2：参照图1所示，本实施例的煤气化或焦化废水生化出水的深度处理方法，包括如下步骤：(1)向常温常压反应器内的COD为200mg/L、氰化物为0.5mg/L、色度200倍的1L煤气化或焦化废水生化出水中添加过二硫酸盐(Na2S2O8：1200mg/L)；(2)加入粒径为44μm的1.2g的零价铁，并在搅拌速度150r/min下搅拌30min，零价铁作为激活剂，激活过二硫酸盐，产生强氧化性的硫酸根自由基，硫酸根自由基氧化处理煤气化或焦化废水生化出水，经过激活反应的零价铁成为三价铁离子，三价铁离子作为絮凝剂，将经过硫酸根自由基氧化的煤气化或焦化废水生化出水结出絮状体并沉淀。在反应器1内经过硫酸根自由基氧化的煤气化或焦化废水生化出水中添加与其质量浓度比为5％的助凝剂聚丙烯酰胺，并在搅拌速度50r/min下搅拌7min，然后输送至磁性旋流分离器2内，絮状体和反应剩余的零价铁在助凝剂聚丙烯酰胺的作用下形成以零价铁为核心的絮状沉淀物，磁性旋流分离器2分离絮状沉淀物并回收零价铁。磁性旋流分离器2内经过分离回收的煤气化或焦化废水生化出水经过陶瓷砂过滤器3进入清水池4。煤气化或焦化废水生化出水经过深化处理后，COD为75mg/L、氰化物为0.1mg/L、色度20倍。
实施例3：参照图1所示，本实施例的煤气化或焦化废水生化出水的深度处理方法，包括如下步骤：(1)向常温常压反应器内的COD为200mg/L、氰化物为1mg/L、色度250倍的1L煤气化或焦化废水生化出水中添加过二硫酸盐(Na2S2O8：2000mg/L)；(2)加入粒径为150μm的4g的零价铁，并在搅拌速度300r/min下搅拌20min，零价铁作为激活剂，激活过二硫酸盐，产生强氧化性的硫酸根自由基，硫酸根自由基氧化处理煤气化或焦化废水生化出水，经过激活反应的零价铁成为三价铁离子，三价铁离子作为絮凝剂，将经过硫酸根自由基氧化的煤气化或焦化废水生化出水结出絮状体并沉淀。在反应器1内经过硫酸根自由基氧化的煤气化或焦化废水生化出水中添加与其质量浓度比为10％的助凝剂聚丙烯酰胺，并在搅拌速度10r/min下搅拌10min，然后输送至磁性旋流分离器2内，絮状体和反应剩余的零价铁在助凝剂聚丙烯酰胺的作用下形成以零价铁为核心的絮状沉淀物，磁性旋流分离器2分离絮状沉淀物并回收零价铁。磁性旋流分离器2内经过分离回收的煤气化或焦化废水生化出水经过陶瓷砂过滤器3进入清水池4。煤气化或焦化废水生化出水经过深化处理后，COD为59mg/L、氰化物为0.05mg/L、色度20倍。
实施例4：参照图1所示，本实施例的煤气化或焦化废水生化出水的深度处理方法，包括如下步骤：(1)向常温常压反应器内的COD为200mg/L、氰化物为0.5mg/L、色度200倍的1L煤气化或焦化废水生化出水中添加单过硫酸钾盐(复合KHSO5、KHSO4、K2SO4：800mg/L)；(2)加入粒径为10μm的0.08g的零价铁，并在搅拌速度100r/min下搅拌15min，零价铁作为激活剂，激活过二硫酸盐，产生强氧化性的硫酸根自由基，硫酸根自由基氧化处理煤气化或焦化废水生化出水，经过激活反应的零价铁成为三价铁离子，三价铁离子作为絮凝剂，将经过硫酸根自由基氧化的煤气化或焦化废水生化出水结出絮状体并沉淀。在反应器1内经过硫酸根自由基氧化的煤气化或焦化废水生化出水中添加与其质量浓度比为1％的助凝剂聚丙烯酰胺，并在搅拌速度20r/min下搅拌5min，然后输送至磁性旋流分离器2内，絮状体和反应剩余的零价铁在助凝剂聚丙烯酰胺的作用下形成以零价铁为核心的絮状沉淀物，磁性旋流分离器分离絮状沉淀物并回收零价铁。磁性旋流分离器2内经过分离回收的煤气化或焦化废水生化出水经过陶瓷砂过滤器3进入清水池4。煤气化或焦化废水生化出水经过深化处理后，COD为130mg/L、氰化物为0.2mg/L、色度30倍。
实施例5：参照图1所示，本实施例的煤气化或焦化废水生化出水的深度处理方法，包括如下步骤：(1)向常温常压反应器内的COD为200mg/L、氰化物为0.5mg/L、色度200倍的1L煤气化或焦化废水生化出水中添加单过硫酸钾盐(复合KHSO5,KHSO4,K2SO4：2400mg/L)；(2)加入粒径为44μm的1.2g的零价铁，并在搅拌速度150r/min下搅拌30min，零价铁作为激活剂，激活过二硫酸盐，产生强氧化性的硫酸根自由基，硫酸根自由基氧化处理煤气化或焦化废水生化出水，经过激活反应的零价铁成为三价铁离子，三价铁离子作为絮凝剂，将经过硫酸根自由基氧化的煤气化或焦化废水生化出水结出絮状体并沉淀。在反应器1内经过硫酸根自由基氧化的煤气化或焦化废水生化出水中添加与其质量浓度比为5％的助凝剂聚丙烯酰胺，并在搅拌速度50r/min下搅拌7min，然后输送至磁性旋流分离器2内，絮状体和反应剩余的零价铁在助凝剂聚丙烯酰胺的作用下形成以零价铁为核心的絮状沉淀物，磁性旋流分离器分离絮状沉淀物并回收零价铁。磁性旋流分离器2内经过分离回收的煤气化或焦化废水生化出水经过陶瓷砂过滤器3进入清水池4。煤气化或焦化废水生化出水经过深化处理后，COD为70mg/L、氰化物为0.1mg/L、色度20倍。
实施例6：参照图1所示，本实施例的煤气化或焦化废水生化出水的深度处理方法，包括如下步骤：(1)向常温常压反应器内的COD为200mg/L、氰化物为1mg/L、色度250倍的1L煤气化或焦化废水生化出水中添加单过硫酸钾盐(复合KHSO5,KHSO4,K2SO4：3200mg/L)(2)加入粒径为150μm的0.64g的零价铁，并在搅拌速度300r/min下搅拌20min，零价铁作为激活剂，激活过二硫酸盐，产生强氧化性的硫酸根自由基，硫酸根自由基氧化处理煤气化或焦化废水生化出水，经过激活反应的零价铁成为三价铁离子，三价铁离子作为絮凝剂，将经过硫酸根自由基氧化的煤气化或焦化废水生化出水结出絮状体并沉淀。在反应器1内经过硫酸根自由基氧化的煤气化或焦化废水生化出水中添加与其质量浓度比为10％的助凝剂聚丙烯酰胺，并在搅拌速度10r/min下搅拌10min，然后输送至磁性旋流分离器2内，絮状体和反应剩余的零价铁在助凝剂聚丙烯酰胺的作用下形成以零价铁为核心的絮状沉淀物，磁性旋流分离器分离絮状沉淀物并回收零价铁。磁性旋流分离器2内经过分离回收的煤气化或焦化废水生化出水经过陶瓷砂过滤器3进入清水池4。煤气化或焦化废水生化出水经过深化处理后，COD为70mg/L、氰化物为0.1mg/L、色度20倍。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种煤气化或焦化废水生化出水的深度处理方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)向常温常压反应器内的煤气化或焦化废水生化出水中添加过二硫酸盐或单过硫酸盐；(2)加入与过二硫酸盐或单过硫酸盐的质量比不小于1:5的零价铁并搅拌，零价铁作为激活剂，激活过二硫酸盐或单过硫酸盐，产生强氧化性的硫酸根自由基，硫酸根自由基氧化处理煤气化或焦化废水生化出水，经过激活反应的零价铁成为三价铁离子，三价铁离子作为絮凝剂，将经过硫酸根自由基氧化的煤气化或焦化废水生化出水结出絮状体并沉淀。
2.根据权利要求1所述的煤气化或焦化废水生化出水的深度处理方法，其特征在于，还包括步骤：(3)在所述反应器内经过硫酸根自由基氧化的煤气化或焦化废水生化出水中添加适量助凝剂聚丙烯酰胺并搅拌，然后输送至磁性旋流分离器内；所述絮状体和反应剩余的零价铁在助凝剂聚丙烯酰胺的作用下形成以零价铁为核心的絮状沉淀物，磁性旋流分离器分离絮状沉淀物并回收零价铁。
3.根据权利要求1所述的煤气化或焦化废水生化出水的深度处理方法，其特征在于，所述反应器为连续流反应器。
4.根据权利要求1所述的煤气化或焦化废水生化出水的深度处理方法，其特征在于，所述零价铁的粒径为10μm-150μm。
5.根据权利要求1所述的煤气化或焦化废水生化出水的深度处理方法，其特征在于，所述步骤(2)中搅拌的速度为100-300r/min，搅拌的时长为15～30min。
6.根据权利要求1所述的煤气化或焦化废水生化出水的深度处理方法，其特征在于，所述步骤(3)中搅拌的速度为10-50r/min，搅拌的时长为5～10min。
7.根据权利要求2所述的煤气化或焦化废水生化出水的深度处理方法，其特征在于，还包括步骤：(4)将所述磁性旋流分离器内经过分离回收的煤气化或焦化废水生化出水经过陶瓷砂过滤器进入清水池。
8.根据权利要求1所述的煤气化或焦化废水生化出水的深度处理方法，其特征在于，所述步骤(1)中煤气化或焦化废水生化出水的COD与过二硫酸盐的质量浓度比的范围为1:2～1:10。
9.根据权利要求1所述的煤气化或焦化废水生化出水的深度处理方法，其特征在于，所述步骤(1)中煤气化或焦化废水生化出水的COD与单过硫酸盐的质量浓度比的范围为1:4～1:16。
10.根据权利要求1所述的煤气化或焦化废水生化出水的深度处理方法，其特征在于，所述步骤(3)中添加的助凝剂聚丙烯酰胺与所述反应器内经过硫酸根自由基氧化的煤气化或焦化废水生化出水的质量浓度比的范围为1％～10％。
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