CN114291967A - 一种基于臭氧催化氧化的低能耗焦化厂废水处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于臭氧催化氧化的低能耗焦化厂废水处理工艺，该工艺具体包括依次连接的除油池、调节池、臭氧接触器、厌氧反应器、混凝反应池及斜管沉淀池。废水经除油池除去废水中呈悬浮状态的浮油，经调节池的物理调节作用除去废水中的废渣、废砂，经臭氧接触器氧化分解有机物及其他还原性物质，经厌氧反应器将大部分苯酚、二甲酚以及喹啉、异喹啉、吲哚、吡啶杂环化合物分解，经混凝反应池增加部分污泥的沉淀性能，经斜管沉淀池将剩余污泥打入污泥浓缩池中。本发明具有节能、环保、高效的技术优势，具有良好的经济、环境和社会效益。
Description
技术领域
本发明属于环境工程领域，尤其涉及一种基于臭氧催化氧化的低能耗焦化厂废水处理工艺。
背景技术
焦化污水处理是焦炉煤气净化的最后一道工序。焦化污水含有危害人体和污染环境的大量有害物质。其中，酚类物质可引起急性或慢性中毒，刺激呼吸中枢，诱发神经系统障碍，伤害肝、肾功能；氨和硫化物直接威胁人类身体健康。常规的污水生物处理方法无法高效率去除这些有害物质。
为了满足并入污水管网的排放标准，焦化厂企业对高浓度有机废水处理的主流工艺流程通常由预处理、生物处理、混凝处理、污泥处理和污水催化湿式氧化组成。对于焦化厂企业来讲，一次性投资成本高且后期运行及管理维护费用高，给企业带来很大的经济负担。在当前大力倡导经济、节能、环保的理念下，寻求更加经济、合理、工艺稳定的技术显得尤为重要。因此，开发一种低能耗、处理效果好的工艺显得尤为迫切。
发明内容
本发明针对现有技术中的不足，提供一种基于臭氧催化氧化的低能耗焦化厂废水处理工艺，废水处理系统包括沿废水流经方向依次设置的除油池、调节池、臭氧接触器、厌氧反应
器、混凝反应池和斜管沉淀池；臭氧接触器连接有臭氧发生器；斜管沉淀池内部设置有刮泥机，斜管沉淀池的底部连接有污泥管，通过污泥管与污泥浓缩池连接，污泥管上设置有剩余污泥泵；
处理工艺包括以下步骤：
S1、除油处理：从车间排放出来的废水首先统一泵入除油池，以除去废水中呈悬浮状态的浮油，为后续微生物生长创造有利条件；
S2、调节处理：经过除油处理的废水进一步进入到调节池中，经调节池的物理调节作用除去废水中的废渣、废砂；
S3、氧化处理：废水从调节池进入到臭氧接触器中，臭氧接触器外部连接的臭氧发生器产生一定浓度的臭氧和氧气进入到臭氧接触器中，在臭氧和氧气混合气体的强氧化作用下，废水中的有机物及其他还原性物质被部分氧化分解，不仅为后续的厌氧反应提供碳源，此外还会对废水起到充氧作用，使得以有机物为养料的微生物更易于生存繁殖，进而提高其生物降解能力；
S4、厌氧处理：经过氧化处理的废水流入厌氧反应器中，通过厌氧反应器中的厌氧微生物分别产生水解、酸化、产氢产乙酸、产甲烷四个阶段，将大部分苯酚、二甲酚以及喹啉、异喹啉、吲哚、吡啶杂环化合物分解；
S5、混凝处理：经过厌氧处理的废水进入到投放有沉淀剂的混凝反应池中；沉淀剂附着在污泥上，沉淀剂与废水中的污染物质发生化学作用和传质作用，从而使污泥的沉淀性能提高；其中，污泥包括来自厌氧发生器中的悬浮活性污泥和废水中的固有污泥；化学作用和传质作用具体为：通过化学作用，降低粒子的ζ电位，从而使胶体微粒脱落，发生凝集沉降，同时在同一高分子上吸附多个微粒，使得微粒间产生联系以发生传质作用，因而提高了污泥的沉淀性能，并且进一步降低出水COD；
S6、沉淀处理：经过混凝处理的废水进入到斜管沉淀池中，污泥在刮泥机作用下沉淀到底部，通过污泥管和剩余污泥泵将剩余污泥打入污泥浓缩池中。
为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：
进一步地，所述臭氧发生器产生包括至少10%重量的臭氧和至少40%重量的氧气，气体流量25L/min，最大产气浓度180mg/L。
进一步地，所述臭氧接触器直径0.8m，高4.5m。
进一步地，所述厌氧反应器采用悬挂生物载体和悬浮活性污泥协同作用的设计，获得代谢活力强、耐毒性强、浓度高的厌氧菌群；还采用折叠悬挂球形填料，具有比表面积大、水流阻力小、生物膜和废水接触充分、生物膜不易脱落等特点；悬浮活性污泥从污水中去除溶解性的和胶体状态的可生化有机物以及能被悬浮活性污泥吸附的悬浮固体和其他一些物质；折叠悬挂球形填料上附着有悬挂生物载体，悬挂生物载体上附着有生物膜，生物膜的数量与水中微生物浓度相关，悬浮活性污泥提高了废水中微生物的含量，促进了焦化废水的降解；悬挂生物载体有利于提高厌氧消化系统抵抗有机物冲击负荷的能力，有利于提高悬浮活性污泥的吸附处理的效率（小分子有机物和其他杂质）；折叠悬挂球形填料会截留更多发酵微生物，同时悬挂生物载体会增加厌氧微生物与料液的接触面积，从而提高厌氧反应器的工作效率。
进一步地，所述混凝反应池中投放的沉淀剂是聚丙烯酰胺，混凝反应池外部连接有聚丙烯酰胺加药装置。
进一步地，所述污泥浓缩池中添加有阳离子聚丙烯酰胺。
本发明的有益效果是：
本发明提供一种基于臭氧催化氧化的低能耗焦化厂废水处理工艺，通过依次连接的除油池、调节池、臭氧接触器对废水焦化废水进行处理，将难以生物降解的大分子有机物转化成易于生物降解的小分子有机物，有助于后续反应更好的进行，降低厌氧消化器的运行负担，与此同时，臭氧催化氧化也可为后续的厌氧消化提供碳源，降低了整套系统的运行成本，变废为宝，这也为焦化废水的处理提供新思路；此外，臭氧和氧气还可以对废水起到充氧作用，提高微生物的生物降解能力。
本发明降低生化处理的负荷、提高生化反应效率，降低运行成本。与传统组合工艺相比，本发明具有节能、环保、高效的技术优势，具有良好的经济、环境和社会效益；
本发明为焦化厂企业节约一次性投资成本及后续的运营成本，减轻企业负担，提高企业效益。
附图说明
图1为本发明一种基于臭氧催化氧化的低能耗焦化厂废水处理工艺流程图。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
某焦化厂废水处理厂，处理量为3000m3/d，废水CODCr为3500mg/L，挥发酚为300mg/L，氰化物为10mg/L，油类为60mg/L，浊度为240，NH3-N为280mg/L，pH为6，11月使用本发明处理企业废水，其处理工艺如下：
废水处理系统包括沿废水流经方向依次设置的除油池、调节池、臭氧接触器、厌氧反应器、混凝反应池和斜管沉淀池；臭氧接触器连接有臭氧发生器；斜管沉淀池内部设置有刮泥机，斜管沉淀池的底部连接有污泥管，通过污泥管与污泥浓缩池连接，污泥管上设置有剩余污泥泵；
处理工艺包括以下步骤：
S1、除油处理：从车间排放出来的废水首先统一泵入除油池，以除去废水中呈悬浮状态的浮油，为后续微生物生长创造有利条件；
S2、调节处理：经过除油处理的废水进一步进入到调节池中，经调节池的物理调节作用除去废水中的废渣、废砂；
S3、氧化处理：废水从调节池进入到臭氧接触器中，臭氧接触器外部连接的臭氧发生器产生臭氧进入到臭氧接触器中，其中臭氧发生器产生包括10%重量的臭氧和40%重量的氧气，气体流量为25L/min，产气浓度为180mg/L，在臭氧气体的强氧化作用下，废水中的有机物及其他还原性物质被部分氧化分解，不仅为后续的厌氧反应提供碳源，此外臭氧还会对废水起到充氧作用，使得以有机物为养料的微生物更易于生存繁殖，进而提高其生物降解能力；
S4、厌氧处理：经过氧化处理的废水流入厌氧反应器中，在厌氧反应器中通过厌氧微生物分别产生水解、酸化、产氢产乙酸、产甲烷四个阶段，将大部分苯酚、二甲酚以及喹啉、异喹啉、吲哚、吡啶杂环化合物分解。
S5、混凝处理：经过厌氧处理的废水进入到投放有沉淀剂的混凝反应池中；沉淀剂附着在污泥上，沉淀剂与废水中的污染物质发生化学作用和传质作用，从而使污泥的沉淀性能提高；其中，污泥包括来自厌氧发生器中的悬浮活性污泥和废水中的固有污泥；化学作用和传质作用具体为：通过化学作用，降低粒子的ζ电位，从而使胶体微粒脱落，发生凝集沉降，同时在同一高分子上吸附多个微粒，使得微粒间产生联系以发生传质作用，因而提高了污泥的沉淀性能，并且进一步降低出水COD；
S6、沉淀处理：经过混凝处理的废水进入到斜管沉淀池中，污泥在刮泥机作用下沉淀到底部，通过污泥管和剩余污泥泵将剩余污泥打入污泥浓缩池中，添加阳离子聚丙烯酰胺与污泥进行絮凝反应，提高污泥脱水效率。
处理后的废水CODCr为25mg/L，挥发酚为0.5mg/L，氰化物为0.5mg/L，油类为6mg/L，浊度为20，NH3-N小于1mg/L，pH为7。
对比例1
该焦化厂废水处理厂，废水CODCr为3500mg/L，挥发酚为300mg/L，氰化物为10mg/L，油类为60mg/L，浊度为240，NH3-N为280mg/L，pH为6，6月未使用本发明处理企业废水，其出水水质为：CODCr为620mg/L，挥发酚为4mg/L，氰化物为1mg/L，油类为6mg/L，浊度为21，NH3-N为5mg/L，pH为7。
实施例1和对比例1的水处理站设计进、出水水质对比如表1所示：
【表1】 水处理站设计进、出水指标
从表1中可以看出，利用本发明提供的焦化厂废水处理工艺所处理的11月废水的COD去除率＞99％，挥发酚去除率＞99％，氰化物去除率＞90％，油类去除率＞91％，NH3-N去除率＞99％，水质达到了下水道排放标准；相较于6月水处理站出水水质，本发明增设的臭氧工艺大大提高了COD的去除效果，在降低企业能耗的同时，大大降低了企业的运行成本。
实施例1和对比例1证明了本发明提供的焦化废水处理工艺可以降低生化处理的负荷，降低运行成本，具有良好的经济、环境和社会效益。
本发明中未述及的部分借鉴现有技术即可实现。
需要注意的是，发明中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种基于臭氧催化氧化的低能耗焦化厂废水处理工艺，其特征在于，
废水处理系统包括沿废水流经方向依次设置的除油池、调节池、臭氧接触器、厌氧反应
器、混凝反应池和斜管沉淀池；臭氧接触器连接有臭氧发生器；斜管沉淀池内部设置有刮泥机，斜管沉淀池的底部连接有污泥管，通过污泥管与污泥浓缩池连接，污泥管上设置有剩余污泥泵；
处理工艺包括以下步骤：
S1、除油处理：从车间排放出来的废水首先统一泵入除油池，以除去废水中呈悬浮状态的浮油；
S2、调节处理：经过除油处理的废水进一步进入到调节池中，经调节池的调节作用除去废水中的废渣、废砂；
S3、氧化处理：废水从调节池进入到臭氧接触器中，臭氧发生器产生臭氧和氧气，臭氧和氧气进入到臭氧接触器中，在臭氧和氧气混合气体的强氧化作用下，废水中的有机物及其他还原性物质被部分氧化分解，同时，臭氧和氧气对废水进行充氧；
S4、厌氧处理：经过氧化处理的废水流入厌氧反应器中，通过厌氧反应器中的厌氧微生物分别产生水解、酸化、产氢产乙酸、产甲烷四个阶段，将大部分苯酚、二甲酚以及喹啉、异喹啉、吲哚、吡啶杂环化合物分解；
S5、混凝处理：经过厌氧处理的废水进入到投放有沉淀剂的混凝反应池中；
S6、沉淀处理：经过混凝处理的废水进入到斜管沉淀池中，污泥在刮泥机作用下沉淀到底部，通过污泥管和剩余污泥泵将剩余污泥打入污泥浓缩池中。
2.根据权利要求1所述的基于臭氧催化氧化的低能耗焦化厂废水处理工艺，其特征在于，所述臭氧发生器产生包括至少10%重量的臭氧和至少40%重量的氧气，气体流量25L/min，最大产气浓度180mg/L。
3.根据权利要求1所述的基于臭氧催化氧化的低能耗焦化厂废水处理工艺，其特征在于，所述臭氧接触器直径0.8m，高4.5m。
4.根据权利要求1所述的基于臭氧催化氧化的低能耗焦化厂废水处理工艺，其特征在于，所述厌氧反应器采用悬挂生物载体和悬浮活性污泥协同作用的设计，还采用折叠悬挂球形填料。
5.根据权利要求1所述的基于臭氧催化氧化的低能耗焦化厂废水处理工艺，其特征在于，所述混凝反应池中投放的沉淀剂是聚丙烯酰胺，混凝反应池外部连接有聚丙烯酰胺加药装置。
6.根据权利要求1所述的基于臭氧催化氧化的低能耗焦化厂废水处理工艺，其特征在于，所述污泥浓缩池中添加有阳离子聚丙烯酰胺。
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