CN109231715A - 一种处理化工蒸氨废水的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及工业废水处理技术领域，尤其涉及一种处理化工蒸氨废水的方法。化工蒸氨废水经调节池、内电解反应池、中和池、好氧气池、缺氧池、沉淀池、臭氧氧化塔、曝气生物滤池进行处理，包括如下步骤：1)化工蒸氨废水的预处理，2)化工蒸氨废水的生化处理，3)化工蒸氨废水的深度处理。本发明提供了一种由调节池、内电解反应池、中和池作为预处理，好氧池、缺氧池、沉淀池作为生化处理，臭氧氧化塔和曝气生物滤池作为深度段处理焦化废水的方法，处理过程中合理的应用冶金企业生产过程中产生的废弃物，不仅降低了废水处理和工艺运行成本，而且实现了以废制废的目的，对焦化行业的可持续发展具有重要的现实意义。
Description
技术领域
本发明涉及工业废水处理技术领域，尤其涉及一种处理化工蒸氨废水的方法。
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)，是一种成分及其复杂的难处理的工业废水之一。
当前国内对焦化废水的处理普遍采用预处理加生化处理的二级处理工艺，但常规二级生物处理后废水中的COD和氨氮等污染物均难以达标排放，满足不了新的污水排放标准，严重制约着企业的发展。而国外在二级生化处理之前采取了更为复杂的预处理和其他方法控制进入生化系统的水质，防止有毒污染物浓度过高，并在生化处理流程之后采取三级净化系统。结果造成处理工艺的运行和投资费用均较高，不利于实际工程的放大应用。找出一种处理效果好，工艺流程简单，且设备的运行和投资费用都比较合理的焦化废水处理工艺，对于企业的可持续发展具有重要的现实意义。
专利“一种焦化废水处理工艺方法”(CN200810234318.0)，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。
专利“处理焦化废水的工艺”(CN 101224936)，该方法采用一级缺氧+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，处理效果不理想。
专利“焦化废水的处理方法”(CN 101781067A)，此专利将焦化废水通过隔油池、调节池、铁碳—芬顿氧化池、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。此种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“节能型高氨氮废水处理方法”(CN101195513)，该方法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“一种处理除氨后的焦化废水的方法”(CN 101875526A)，通过在废水中加入双氧水，在表面催化剂存在下发生催化氧化，并将氧化后废水泵入生化系统，通过合理的控制反应条件，最终将生化处理的废水和污泥混合液一起通入二沉池，上清液达标排出，污泥另行外运处理。本发明反应条件温和，自动化程度高，操作简便，经生化处理后可以达标排放，缺点是排泥量较大，产生污泥处理问题，且氨氮去除效果不理想。
专利“处理焦化废水的工艺”(CN 101224936)，该方法采用一级缺氧+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，处理效果不理想。
化工蒸氨废水作为最难处理的工业废水之一，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。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种处理化工蒸氨废水的方法。有效去除难降解有机污染物和氨氮，强化出水水质同时减少设备的运行和投资费用。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种处理化工蒸氨废水的方法，化工蒸氨废水经调节池、内电解反应池、中和池、好氧气池、缺氧池、沉淀池、臭氧氧化塔、曝气生物滤池进行处理，具体包括如下步骤：
1)化工蒸氨废水的预处理：
A、首先将化工蒸氨废水通入调节池，向调节池加入浓硫酸对化工蒸氨废水的pH值进行调节，控制化工蒸氨废水的pH值在2.0～2.8之间；
B、然后将化工蒸氨废水引入内电解反应池中，以粉煤灰为阴极，铁屑为阳极，在电化学反应、氧化还原反应、混凝沉降和物理吸附过程的联合作用下，使化工蒸氨废水中有机物发生氧化反应，破坏其有机高分子结构；
C、化工蒸氨废水在内电解反应池中上进下出，停留时间为2.2h～2.8h，内电解反应池的出水流入中和池，在搅拌的状态下向中和池中投加脱硫灰，脱硫灰为烧结烟气半干法脱硫的副产物，控制化工蒸氨废水的pH值在7～8之间；
2)化工蒸氨废水的生化处理：
A、中和池的出水流入好氧池中，化工蒸氨废水中的氨氮在此被氧化成硝态氮，并在此与沉淀池回流的部分活性污泥充分混合，由微生物进一步降解废水中的有机物；
B、在好氧池中按照体积比为1～2：1的比例投加废铁屑和活性炭颗粒，铁与炭之间形成无数个微小的原电池，发生原电池反应，使废水中难降解的有机物质进一步得到降解，提高废水的可生化性；
此外，铁的不断溶出起到了同向生化池中投加铁盐的生物铁法相同的效果，形成生物铁活性污泥，达到强化生化处理效果的目的；
控制好氧池污泥浓度为3600～4000mg/L，pH值控制在7.5～8.5之间，停留时间控制在10h～16h；
C、好氧池出水流入缺氧池，在缺氧池中异养细菌的作用下进一步进行反硝化脱氮反应，使焦化废水中残余的氨氮、COD污染物质得以进一步降解去除；控制缺氧池污泥浓度为4400mg/L～5000mg/L，停留时间控制在14h～18h；
D、缺氧池出水流入沉淀池，在此进行分离缺氧池出来的泥水混合物，分离出来的部分活性污泥作为回流污泥返回好氧池，污泥回流比1～3：1，沉淀池化工蒸氨废水的pH值控制在6～8之间，沉淀30min～50min后所得的上清液进入臭氧氧化塔中；
3)化工蒸氨废水的深度处理：
A、控制臭氧氧化塔的进水反应温度在20℃～30℃，臭氧投加量为18mg/L～26mg/L，在臭氧的强氧化作用下，废水中无法生物降解的有机物被臭氧氧化成容易生物降解的小分子有机物或部分矿化；
B、臭氧氧化塔出水再进入曝气生物滤池，经过曝气生物滤池生物降解和过滤的多种作用，进一步去除废水中的没有降解的有机物和氨氮，使废水得到进一步净化；
C、曝气生物滤池中装有陶粒滤料，控制曝气生物滤池的溶解氧为2.0mg/L～3.0mg/L，pH值控制在7.0～8.0之间，停留时间为13h～17h，曝气生物滤池的出水即为化工蒸氨废水深度处理后的最终出水。
与现有方法相比，本发明的有益效果是：
本发明提供了一种由调节池、内电解反应池、中和池作为预处理，好氧池、缺氧池、沉淀池作为生化处理，臭氧氧化塔和曝气生物滤池作为深度段处理焦化废水的方法，处理过程中合理的应用冶金企业生产过程中产生的废弃物，不仅降低了废水处理和工艺运行成本，而且实现了以废制废的目的，对焦化行业的可持续发展具有重要的现实意义。
附图说明
图1是本发明工艺流程图。
具体实施方式
本发明公开了一种处理化工蒸氨废水的方法。本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。
以下结合图1说明介绍本发明的最佳实施方式：
实施例1：
1)化工蒸氨废水的预处理：
化工蒸氨废水首先进入调节池，加入浓硫酸使蒸氨废水的pH值为2.0；然后将废水引入内电解反应池中，控制蒸氨废水在内电解反应池中的停留时间为2.2h，内电解反应池的出水流入中和池，在搅拌的状态下向中和池中投加脱硫灰，控制废水pH为7。
2)化工蒸氨废水的生化处理：
中和池的出水流入好氧池中，在好氧池中按照体积比为1：1的比例投加废铁屑和活性炭颗粒，控制好氧池污泥浓度为3600mg/L，pH控制在7.5，停留时间控制在10h，好氧池出水流入缺氧池，控制缺氧池污泥浓度为4400mg/L，停留时间控制在14h，缺氧池出水流入沉淀池，在此进行分离缺氧池出来的泥水混合物，分离出来的部分活性污泥作为回流污泥返回好氧池，污泥回流比1：1，沉淀池废水pH控制为6，沉淀30min后所得的上清液进入臭氧氧化塔中。
3)化工蒸氨废水的深度处理：
控制臭氧氧化塔的进水反应温度在20℃，臭氧投加量为18mg/L，臭氧氧化出水进入曝气生物滤池，进一步去除废水中的没有降解的有机物和氨氮，控制曝气生物滤池的溶解氧为2.0mg/L，pH为7.0，水力停留时间为13h，曝气生物滤池的出水即为化工蒸氨废水深度处理后的最终出水。
实施例2：
1)化工蒸氨废水的预处理：
化工蒸氨废水首先进入调节池，加入浓硫酸使蒸氨废水的pH值为2.4；然后将废水引入内电解反应池中，控制蒸氨废水在内电解反应池中的停留时间为2.5h，内电解反应池的出水流入中和池，在搅拌的状态下向中和池中投加脱硫灰，控制废水pH为7.5。
2)化工蒸氨废水的生化处理：
中和池的出水流入好氧池中，在好氧池中按照体积比为1.5：1的比例投加废铁屑和活性炭颗粒，控制好氧池污泥浓度为3800mg/L，pH控制在8.0，停留时间控制在13h，好氧池出水流入缺氧池，控制缺氧池污泥浓度为4700mg/L，停留时间控制在16h，缺氧池出水流入沉淀池，在此进行分离缺氧池出来的泥水混合物，分离出来的部分活性污泥作为回流污泥返回好氧池，污泥回流比2：1，沉淀池废水pH控制为7，沉淀40min后所得的上清液进入臭氧氧化塔中。
3)化工蒸氨废水的深度处理：
控制臭氧氧化塔的进水反应温度在25℃，臭氧投加量为22mg/L，臭氧氧化出水进入曝气生物滤池，进一步去除废水中的没有降解的有机物和氨氮，控制曝气生物滤池的溶解氧为2.5mg/L，pH为7.5，水力停留时间为15h，曝气生物滤池的出水即为化工蒸氨废水深度处理后的最终出水。
实施例3：
1)化工蒸氨废水的预处理：
化工蒸氨废水首先进入调节池，加入浓硫酸使蒸氨废水的pH值为2.8；然后将废水引入内电解反应池中，控制蒸氨废水在内电解反应池中的停留时间为2.8h，内电解反应池的出水流入中和池，在搅拌的状态下向中和池中投加脱硫灰，控制废水pH为8.0。
2)化工蒸氨废水的生化处理：
中和池的出水流入好氧池中，在好氧池中按照体积比为2：1的比例投加废铁屑和活性炭颗粒，控制好氧池污泥浓度为4000mg/L，pH控制在8.5，停留时间控制在16h，好氧池出水流入缺氧池，控制缺氧池污泥浓度为5000mg/L，停留时间控制在18h，缺氧池出水流入沉淀池，在此进行分离缺氧池出来的泥水混合物，分离出来的部分活性污泥作为回流污泥返回好氧池，污泥回流比3：1，沉淀池废水pH控制为8，沉淀50min后所得的上清液进入臭氧氧化塔中。
3)化工蒸氨废水的深度处理：
控制臭氧氧化塔的进水反应温度在30℃，臭氧投加量为26mg/L，臭氧氧化出水进入曝气生物滤池，进一步去除废水中的没有降解的有机物和氨氮，控制曝气生物滤池的溶解氧为3.0mg/L，pH为8.0，水力停留时间为17h，曝气生物滤池的出水即为化工蒸氨废水深度处理后的最终出水。
化工蒸氨废水的主要水质指标为：COD：4770mg/L，氨氮：215mg/L，石油类：19 mg/L，总氮：262 mg/L，挥发酚：1080mg/L，总氰：27mg/L，各实施例经上述预处理+生化处理+深度处理后，出水的主要指标如表1所示。
表1各实施例对污染物的去除效果(单位：mg/L)
| COD | 氨氮 | 石油类 | 总氮 | 总氰 | 挥发酚 | |
| 实施例1 | 37.2 | 1.9 | 0.54 | 9.7 | 0.05 | 0.03 |
| 实施例2 | 36.6 | 1.3 | 0.71 | 8.6 | 0.08 | 0.05 |
| 实施例3 | 31.7 | 1.5 | 0.67 | 10.3 | 0.07 | 0.06 |
由表1中结果可知，经上述工艺处理后的焦化废水，COD≤50mg/L、氨氮≤8mg/L、石油类≤3mg/L、总氮≤15mg/L、总氰≤0.2 mg/L、挥发酚≤0.3 mg/L，工艺出水水质稳定，可以满足辽宁省污水综合排放标准(DB 21/1627-2008)的要求。
本发明一种处理效果好，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，一种由调节池、内电解反应池、中和池作为预处理，好氧池、缺氧池、沉淀池作为生化处理，臭氧氧化池和曝气生物滤池作为深度段处理焦化废水的方法，处理过程中合理的应用冶金企业生产过程中产生的废弃物，不仅降低了废水处理和工艺运行成本，而且实现了以废制废的目的，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。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种处理化工蒸氨废水的方法，其特征在于，化工蒸氨废水经调节池、内电解反应池、中和池、好氧池、缺氧池、沉淀池、臭氧氧化塔、曝气生物滤池进行处理，具体包括如下步骤：
1)化工蒸氨废水的预处理：
A、首先将化工蒸氨废水通入调节池，向调节池加入浓硫酸对化工蒸氨废水的pH值进行调节，控制化工蒸氨废水的pH值在2.0～2.8之间；
B、然后将化工蒸氨废水引入内电解反应池中，使化工蒸氨废水中有机物发生氧化反应，破坏其有机高分子结构；
C、化工蒸氨废水在内电解反应池中上进下出，停留时间为2.2h～2.8h，内电解反应池的出水流入中和池，在搅拌的状态下向中和池中投加脱硫灰，控制化工蒸氨废水的pH值在7～8之间；
2)化工蒸氨废水的生化处理：
A、中和池的出水流入好氧池中，并在此与沉淀池回流的部分活性污泥充分混合，由微生物进一步降解废水中的有机物；
B、在好氧池中按照体积比为1～2：1的比例投加废铁屑和活性炭颗粒；
C、好氧池出水流入缺氧池，在缺氧池中进一步进行反硝化脱氮反应；
D、缺氧池出水流入沉淀池，分离出来的部分活性污泥作为回流污泥返回好氧池，污泥回流比1～3：1，沉淀池化工蒸氨废水的pH值控制在6～8之间，沉淀30min～50min后所得的上清液进入臭氧氧化塔中；
3)化工蒸氨废水的深度处理：
A、控制臭氧氧化塔的进水反应温度在20℃～30℃，臭氧投加量为18mg/L～26mg/L；
B、臭氧氧化塔出水再进入曝气生物滤池，进一步去除废水中的没有降解的有机物和氨氮，使废水得到进一步净化；
C、控制曝气生物滤池的溶解氧为2.0mg/L～3.0mg/L，pH值控制在7.0～8.0之间，停留时间为13h～17h，曝气生物滤池的出水即为化工蒸氨废水深度处理后的最终出水。
2.根据权利要求1所述的一种处理化工蒸氨废水的方法，其特征在于，所述步骤1)步骤C中脱硫灰为烧结烟气半干法脱硫的副产物。
3.根据权利要求1所述的一种处理化工蒸氨废水的方法，其特征在于，所述步骤2)步骤B中好氧池污泥浓度控制在3600mg/L～4000mg/L，pH值控制在7.5～8.5之间，停留时间控制在10h～16h。
4.根据权利要求1所述的一种处理化工蒸氨废水的方法，其特征在于，所述步骤2)步骤C中缺氧池污泥浓度控制在4400mg/L～5000mg/L之间，停留时间控制在14h～18h。
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