CN108911440A - 一种处理焦化废水的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明是关于一种处理焦化废水的方法和系统，该方法包括对焦化废水进行OAOO生化处理；进行电化学处理；进行非均相催化氧化和UV催化氧化；进行快速絮凝沉淀，分离悬浮物；最后进行过滤。采用了本发明的技术方案，不仅降解率高、出水水质稳定，而且能耗低、运行成本低。

Description

一种处理焦化废水的方法和系统

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，尤其涉及一种处理焦化废水的方法和系统。

背景技术

焦化废水的主要来源于炼焦制气、煤气净化、化工产品回收加工等工序，包括剩余氨水、沥青冷却水、终冷退水、两苯分离水、粗苯分离水、精苯分离水、焦油洗涤废水、生化污水及其它废水。焦化废水中主要含有氨氮、酚、氰、硫化物及数百种有机物，成份复杂，还含有氰、无机氟离子和氨氮等有毒有害物质，污染物色度高，属较难生化降解的高浓度有机工业废水。

焦化废水是含芳香族化合物与杂环化合物的典型废水，有机污染物以酚类化合物为主，占有机污染物的一半以上，另外还有多环芳香族化合物和含氮、氧、硫的杂环化合物等；无机污染物主要以氢化物、硫氢化物、硫化物和氨盐等为主，属有毒有害高浓度有机废水，处理难度很大，尤其是未经脱酚蒸氨除油处理的废水，酚、NH3-N(氨氮)、油含量都很高，处理工艺复杂，运行费用高，而且最终出水COD(化学需氧量)、NH3-N(氨氮)、油难以达标排放。因此，焦化废水的大量排放，不仅对环境造成严重污染，而且会直接威胁到人类的健康。许多物质不但难以生物降解，通常还是直接或间接的致癌物质。因此，焦化废水治理技术是一个国际性的难题。

目前针对焦化废水有催化湿式氧化技术、电化学氧化技术、光催化氧化技术、Fenton(芬顿)法、活性炭吸附法、生化处理法等技术，但是这些技术都存在着各种缺陷。催化湿式氧化技术处理效果理想，但是催化剂价格昂贵，处理成本高，且在高温高压条件下运行，对工艺设备要求严格。光催化氧化法能显著增加COD(化学需氧量)的降解率，但是由于光受到浊度影响，使用场合受到限制。Fenton(芬顿)法氧化能力强，由于其能产生氧化能力很强OH自由基，在处理难生物降解或一般化学氧化难以奏效的有机废水时，具有反应迅速、温度和压力等反应条件缓和且无二次污染等优点，但是会伴随大量的铁泥排放。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明实施例提供一种处理焦化废水的方法和系统，不仅降解率高、出水水质稳定，而且能耗低、运行成本低。

根据本发明实施例的一方面，提供一种处理焦化废水的方法，包括以下步骤：

步骤1、对焦化废水进行OAOO(好氧-缺氧-好氧-好氧)生化处理；

步骤2、对步骤1处理的焦化废水进行电化学处理；

步骤3、对步骤2处理后的焦化废水进行非均相催化氧化和UV(紫外线)催化氧化；

步骤4、对步骤3处理后的焦化废水进行快速絮凝沉淀，分离悬浮物；

步骤5、对步骤4处理后的焦化废水进行过滤。

进一步地，步骤1进一步包括以下步骤：

对焦化废水进行曝气，去除酚、氰和/或硫化物，降低COD(化学需氧量)；

采用AOO(缺氧-好氧-好氧)工艺进行脱氮。

进一步地，步骤3中，非均相催化氧化采用铁、钴、镍、铂、铑和/或其化合物作为催化剂；

UV(紫外线)催化氧化采用紫外光对臭氧进行催化氧化。

步骤4进一步包括以下步骤：

加入PAC(聚合氯化铝)和PAM(聚丙烯酰胺)絮凝沉淀，PAC(聚合氯化铝)加入量为30mg/L，PAM(聚丙烯酰胺)为5mg/L。

本发明实施例的另一方面，还提供一种处理焦化废水的系统，包括OAOO(好氧-缺氧-好氧-好氧)生化处理设备、铁碳微电解反应器、一级非均相催化氧化塔、二级UV(紫外线)催化氧化塔、高密度快速澄清池和快速过滤器，所述OAOO(好氧-缺氧-好氧-好氧)生化处理设备、所述铁碳微电解反应器、所述一级非均相催化氧化塔、所述二级UV(紫外线)催化氧化塔、所述高密度快速澄清池和所述快速过滤器依此连接，其中，

OAOO(好氧-缺氧-好氧-好氧)生化处理设备用于对焦化废水进行OAOO(好氧-缺氧-好氧-好氧)生化处理；

铁碳微电解反应器用于对焦化废水进行电化学处理；

一级非均相催化氧化塔用于对焦化废水进行非均相催化氧化；

二级UV(紫外线)催化氧化塔用于对焦化废水进行UV(紫外线)催化氧化；

高密度快速澄清池用于对焦化废水进行快速絮凝沉淀，分离悬浮物；

快速过滤器用于对焦化废水进行过滤。

进一步地，所述OAOO(好氧-缺氧-好氧-好氧)生化处理设备进一步包括预曝气池、A池、O1池、回流沉淀池和O2池。

进一步地，所述一级非均相催化氧化塔进一步包括旋转式布水器和反应器，所述反应器用于填充沸石负载Mn、Ti离子中的不少于一种为活性组分的非均相催化剂。

进一步地，所述二级UV(紫外线)催化氧化塔进一步包括紫外线发生器。

本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

1、工艺合理，使用效果好，能够明显地降解焦化废水的COD(化学需氧量)、氨氮等污染物，出水水质稳定；

2、系统运行的能耗低，运行成本低。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是本发明的实施例中处理焦化废水的流程图。

图2是本发明的实施例中处理焦化废水系统的结构示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置及相关应用、方法的例子。

图1是本发明的实施例中处理焦化废水的流程图。如图1所示，该处理焦化废水的流程包括以下步骤：

步骤101、对焦化废水进行OAOO(好氧-缺氧-好氧-好氧)生化处理。

本实施例以焦化废水为处理对象，经过专门针对设计的OAOO生化处理设备进行生化处理，对废水内的氨氮、酚、氰等有机物具有良好的降解率，因为酚、氰类污染物对厌氧污泥有较强的抑制作用，因此设置了前置O段曝气去除一部分酚、氰、硫化物等抑制物，同时也降低部分COD(化学需氧量)，提高缺氧污泥的降解能力。然后结合AOO工艺优异的脱氮能力进行脱氮，使之达到稳定的处理效果。

步骤102、对步骤101处理的焦化废水进行电化学处理。经过OAOO生化处理设备处理之后，废水的污染物已经得到了大部分的降解，然后进入铁碳微电解反应器进行电化学处理。

步骤103、对步骤102处理后的焦化废水进行非均相催化氧化和UV(紫外线)催化氧化。

经过步骤102处理后，废水进入二级加强型高效臭氧催化氧化塔进行深度处理。所述二级加强型高效臭氧催化氧化塔由一级非均相催化氧化塔和二级UV催化氧化塔共同组成两级耦合催化氧化系统。一级催化氧化塔中的催化可以由铁、钴、镍、铂、铑等金属或者其化合物构成，可以由一种或几种催化剂共同催化。二级UV催化氧化塔利用紫外线发生器产生的紫外光对臭氧进行催化氧化。

步骤104、对步骤103处理后的焦化废水进行快速絮凝沉淀，分离悬浮物。

经过二级加强型高效臭氧催化氧化塔处理，臭氧分别受到金属催化剂和紫外线的催化产生不同的氧化作用，将污水中的有机污染物以不同的化学反应参与氧化反应被氧化分解，然后进入高密度快速澄清池进行快速絮凝沉淀，分离其中的悬浮物。

步骤105、对步骤104处理后的焦化废水进行过滤，然后循环使用。

为了实现上述流程，本发明实施例还提供了一种处理焦化废水的系统。图2是本发明的实施例中处理焦化废水系统的结构示意图。如图2所示，该处理焦化废水的系统，包括OAOO(好氧-缺氧-好氧-好氧)生化处理设备201、铁碳微电解反应器202、一级非均相催化氧化塔203、二级UV(紫外线)催化氧化塔204、高密度快速澄清池205和快速过滤器206。

OAOO(好氧-缺氧-好氧-好氧)生化处理设备、铁碳微电解反应器、一级非均相催化氧化塔、二级UV(紫外线)催化氧化塔、高密度快速澄清池和快速过滤器依此连接。

OAOO(好氧-缺氧-好氧-好氧)生化处理设备用于对焦化废水进行OAOO(好氧-缺氧-好氧-好氧)生化处理。OAOO(好氧-缺氧-好氧-好氧)生化处理设备进一步包括预曝气池31、A池32、O1池33、回流沉淀池34、O2池35。

铁碳微电解反应器用于对焦化废水进行电化学处理。

一级非均相催化氧化塔用于对焦化废水进行非均相催化氧化。一级非均相催化氧化塔进一步包括旋转式布水器41和反应器42，反应器用于填充沸石负载Mn、Ti离子中的不少于一种为活性组分的非均相催化剂。

二级UV(紫外线)催化氧化塔用于对焦化废水进行UV(紫外线)催化氧化。二级UV(紫外线)催化氧化塔进一步包括紫外线发生器51。

高密度快速澄清池用于对焦化废水进行快速絮凝沉淀，分离悬浮物。

快速过滤器用于对焦化废水进行过滤。

下面描述该系统的具体处理流程。某碎煤加压气化工艺废水首先经过OAOO生化处理设备，OAOO生化处理设备包括预曝气池、A池、O1池、回流沉淀池、O2池，A池DO控制在0.5mg/L以内保证反硝化的进行，O1池进水符合相对较高，DO控制在3-4mg/L之间，O2池进水符合相对较低，DO控制在2-3mg/L之间，DO不能太高，否则会造成污泥自身氧化分解。

OAOO生化处理设备的出水进入铁碳微电解反应器，进水pH值控制在4-6，同时对填料进行曝气，促进有机物的氧化增加对铁屑的搅动减少结块，向系统内加入催化剂，改进阴极电极性能和电化学活性。

然后出水进入一级非均相催化氧化塔。一级非均相催化氧化塔设有旋转式布水器和填充沸石负载Mn、Ti离子中的一种或几种为活性组分的非均相催化剂，填充比例35％，水力停留时间1h，反应器通入臭氧，臭氧经过非均相催化剂的催化氧化作用产生OH自由基，与O3协同作用共同氧化水中残余的有机污染物，其中加入臭氧浓度为25mg/L水。

然后出水进入二级UV催化氧化塔，塔内设有紫外线发生器，紫外光的辐射也会促进产生大量OH自由基，同时UV能光解氧气产生游离活性氧，进而产生臭氧，促进水中的难降解物质转化为低分子化合物如二氧化碳和水等，串联在一级催化氧化塔后使得臭氧发生器产生的臭氧得到了梯级利用，臭氧的利用率得到提高。

然后出水进入高密度快速澄清池，加入PAC和PAM絮凝沉淀，PAC(聚合氯化铝)加入量为30mg/L，PAM(聚丙烯酰胺)为5mg/L，高效去除污水中剩余的悬浮物等污染物质。

最后出水进入快速过滤器进行最终吸附过滤，出水循环回用或达标排放。

采用了上述实施例，其工艺合理，使用效果好，能够明显地降解焦化废水的COD(化学需氧量)、氨氮等污染物，出水水质稳定；而且系统运行的能耗低，运行成本低。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (8)

1.一种处理焦化废水的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、对焦化废水进行OAOO生化处理；

步骤2、对步骤1处理的焦化废水进行电化学处理；

步骤3、对步骤2处理后的焦化废水进行非均相催化氧化和UV催化氧化；

步骤4、对步骤3处理后的焦化废水进行快速絮凝沉淀，分离悬浮物；

步骤5、对步骤4处理后的焦化废水进行过滤。

2.根据权利要求1所述的处理焦化废水的方法，其特征在于，步骤1进一步包括以下步骤：

对焦化废水进行曝气，去除酚、氰和/或硫化物，降低COD；

采用AOO工艺进行脱氮。

3.根据权利要求1所述的处理焦化废水的方法，其特征在于，步骤3中，非均相催化氧化采用铁、钴、镍、铂、铑和/或其化合物作为催化剂；

UV催化氧化采用紫外光对臭氧进行催化氧化。

4.根据权利要求1所述的处理焦化废水的方法，其特征在于，步骤4进一步包括以下步骤：

加入PAC和PAM絮凝沉淀，PAC加入量为30mg/L，PAM为5mg/L。

5.一种处理焦化废水的系统，其特征在于，包括OAOO生化处理设备、铁碳微电解反应器、一级非均相催化氧化塔、二级UV催化氧化塔、高密度快速澄清池和快速过滤器，所述OAOO生化处理设备、所述铁碳微电解反应器、所述一级非均相催化氧化塔、所述二级UV催化氧化塔、所述高密度快速澄清池和所述快速过滤器依此连接，其中，

OAOO生化处理设备用于对焦化废水进行OAOO生化处理；

铁碳微电解反应器用于对焦化废水进行电化学处理；

一级非均相催化氧化塔用于对焦化废水进行非均相催化氧化；

二级UV催化氧化塔用于对焦化废水进行UV催化氧化；

高密度快速澄清池用于对焦化废水进行快速絮凝沉淀，分离悬浮物；

快速过滤器用于对焦化废水进行过滤。

6.根据权利要求5所述的处理焦化废水的系统，其特征在于，所述OAOO生化处理设备进一步包括预曝气池、A池、O1池、回流沉淀池和O2池。

7.根据权利要求5所述的处理焦化废水的系统，其特征在于，所述一级非均相催化氧化塔进一步包括旋转式布水器和反应器，所述反应器用于填充沸石负载Mn、Ti离子中的不少于一种为活性组分的非均相催化剂。

8.根据权利要求5所述的处理焦化废水的系统，其特征在于，所述二级UV催化氧化塔进一步包括紫外线发生器。