CN1837077A - 物化法焦化酚氰废水处理工艺及专用设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种物化法焦化酚氰废水处理工艺及专用设备，属于废水或污水的处理技术，特别是至少有一个化学处理步骤的废水多级处理技术。该处理工艺的工艺流程为：气浮脱油→铁凝脱硫脱氰→焦炭吸附过滤脱除悬浮沉淀物→解吸脱除NH3－N→臭氧氧化脱除酚及有机物，处理后的废水用作熄焦、洗煤的补充水。本发明提出的新型物化法焦化酚氰废水处理工艺及专用设备，较传统处理方案具有投资少，处理效果好，废水中的可用资源如焦油、氨等得到很好的回收利用，处理后的废水用于熄焦达到处理后废水零排放，熄焦排放气体污染物也可以达标，既适用于新建焦化厂的废水处理，也可用于原有焦化厂废水处理系统的技术改造。
Description
所属技术领域
本发明属于水、废水或污水的处理技术特别是至少有一个化学处理步骤的废水多级处理技术。
背景技术
焦化废水是煤炼焦和煤气净化及焦化产品加工过程中产生的高浓度有机废水。其组成复杂，含有大量的酚类、、硫化物、氰化物及NH3-N等有机及无机污染物，污染物色度高，属较难生化降解的高浓度有机工业废水。因此焦化废水的处理，一直是国内外废水处理领域的一大难题。目前处理焦化废水的技术主要有物化法、生化法以及物化-生化法等三大类。其中物化法简单易行，在焦化废水的处理中得到广泛应用。CN1721344公开了一种焦化废水处理及回用技术，采用物理化学方法处理焦化废水，去除焦化废水中的氨氮、酚、氰、悬浮物等污染物，使其达到可以回用的标准，并将处理后的焦化废水作为生产用水回用到内部其它系统。采用蒸氨和“MAP法”去除焦化废水中的氨氮，对焦化废水进行初步蒸氨后，加入Mg2+(镁盐)和PO4 3-(磷酸盐)，与废水中的氨氮发生反应生成MgNH4PO4.6H2O(磷酸镁铵，Magnesium Ammonium Phosphate，即MAP)沉淀然后过滤除去，向焦化废水中加入强碱，让酚转变成酚盐从而降低毒性，酚盐存在于焦化废水中并被回用到烧结、炼钢和焦化洗氨等环节，在这些环节的高温作用下，酚盐可以分解成CO2和水，向焦化废水中加入纯碱、铁盐等脱氰剂，使氰类物质转化为Na4Fe(CN)6沉淀而除去，加入铝盐或铁盐类无机絮凝剂和有机高分子絮凝剂(如聚丙烯酰胺)，并调节两者的用量和比例，处理后的焦化废水作为生产用水回用到转炉除尘、焦化洗氨、烧结等内部其它系统，该技术较好的实现了对焦化废水的处理，但是该方法处理中生成的磷酸镁铵和Na2Fe(CN)6的溶解度较大有可能存在处理后不达标的缺陷，同时蒸氨耗用能源多。
发明内容
本发明的目的是提出一种处理费用低、综合处理效果好、资源利用充分的新型物化法焦化酚氰废水处理工艺的技术方案，本发明的另一个目的是提供适用于该方法的专用设备。
本发明的技术方案为，一种物化法焦化酚氰废水处理工艺，其工艺流程为：气浮脱油→铁凝脱硫脱氰→焦炭吸附过滤脱除悬浮沉淀物→解吸法脱除NH3-N→臭氧氧化脱酚及有机物，处理后的废水用作焦化厂洗煤、熄焦的补充水。
所述的气浮脱油工序是采用引射气浮除油装置其充气比例为7-8％。
所述的铁凝脱硫脱氰工序是在专用反应器中进行，在该反应器中根据微电池效应由单质铁获取Fe2+，硫氰化物与Fe2+反应生成不溶于水的FeS和Fe2[Fe(CN)6]
其主要反应如下：
反应液在沉淀澄清器中澄清去除沉淀物，清液进入下一工序。
所述的焦炭吸附过滤脱除悬浮沉淀物工序在过滤器中使用粒度为10-30mm的焦炭吸附过滤层，焦炭滤层厚度为1200mm-2000mm。
所述的解吸法脱除NH3-N工序，包含三步：1.加碱分解固定铵盐，在碱反应器中按照废水中固定铵的重量相应加入NaOH把固定铵转化为挥发氨，为从废水中脱除NH3-N做准备；2.解吸脱NH3-N在氨解吸塔中进行；3.氨吸收是将解吸出的NH3在氨吸收器中用18-20％的硫酸溶液吸收氨并形成硫酸铵母液，然后将母液送往焦化厂的硫铵工段制取硫铵产品。
所述的臭氧氧化脱除酚及有机物工序在催化氧化塔中进行将臭氧加入已经铁凝吸附和脱除NH3-N后的废水中脱除酚和有机物
主要化学反应为：酚首先被氧化成邻苯二酚，接着邻苯二酚被氧化生成邻苯醌，
该物化法焦化酚氰废水处理工艺的专用设备，其特征在于：主要包括气浮除油机、铁凝脱硫脱氰专用反应器、澄清器、过滤器、碱反应器、氨解吸塔、氨吸收器、催化氧化塔。
所述的铁凝脱硫脱氰专用反应器的结构为筒体内设有卵石液体再分布层和Fe2+生成剂反应层，需处理的废水由反应器下部进水口进入，反应后的废水由上部出水口送到澄清器。
本废水处理方法首先将废水进行气浮除油，气浮装置中生成的气泡粒径仅10-15μm，生成含气量约8％的气液混合物，废水中的焦油等不溶性污染物被吸附在气泡表面，并随气泡上浮至泡沫层，经刮板机刮至泡沫油槽，实现油水分离。年产60万吨的焦化厂每年可回收焦油200吨左右。本发明中的铁凝脱硫脱氰工序是在专用反应器中进行，在该反应器根据微电池效应由单质铁获取Fe2+，硫氰化物与Fe2+反应生成不溶于水的FeS和Fe2[Fe(CN)6]，反应液在澄清器中澄清去除沉淀物后，再经焦炭吸附过滤脱除悬浮沉淀物后其污染物的净化可以达到极高的程度，实践证明，硫化物可降至3-5mg/L，氰化物可降至8-10mg/L，沉淀的废渣可加到炼焦煤中。本发明使用的加碱分解固定铵盐、解吸脱NH3-N、氨吸收三步法脱NH3-N的方法，并将铵与酸生成的硫酸铵母液送往焦化厂的硫铵工段制取硫铵产品，实现资源回收利用，本发明的臭氧氧化脱除酚及有机物工序是在经过铁凝脱硫脱氰、焦炭吸附过滤脱除悬浮沉淀物后，在本工序中只用臭氧催化氧化脱除剩余的酚和有机物，减少了臭氧的使用量可以降低处理成本。处理后的废水用来熄焦可以达到废水零排放，全年可节水175000吨。
本发明公开的铁凝脱硫脱氰专用反应器可保证根据微电池效应由单质铁获取Fe2+，硫氰化物与Fe2+反应生成不溶于水的FeS和Fe2[Fe(CN)6]，该设备结构简单处理效果好运行成本低。
以60×104t/a规模焦化厂为例原蒸氨-A2/O2生化-熄焦-外排工艺建设投资1400-1500万元，运行费45--47元/m3(含蒸氨费用)，本发明方法投资仅400万元，且处理后的废水用于熄焦，熄焦排放气体污染物也可以达标，运行费不足7元/m3。总之本发明提出的新型物化法焦化酚氰废水处理工艺，较传统处理方案具有投资少，处理效果好，废水中的可用资源如焦油、氨等得到很好的回收利用，处理后的废水用于熄焦达到处理后废水零排放，熄焦排放气体污染物也可以达到GB16297-1996和GB14554-1993的要求，既适用于新建焦化厂的废水处理也可用于原有焦化厂废水处理系统的技术改造，还可作为A2/O2法的预处理，同时可以确保生化法处理废水后的零排放。
附图说明
附图1为本发明的工艺流程及主要设备示意图，
图2为铁凝脱硫脱氰专用反应器的结构示意图。
图中，1气浮除油机.，2.气浮除油机，3.铁凝脱硫脱氰反应器，4.沉淀澄清器，5.焦炭过滤器，6.碱反应器，7.氨解吸塔，8.氨吸收塔，9.硫铵母液出口，10催化氧化塔，11.尾气处理，12.处理后废水出口，13.污泥浓缩压滤器，14污泥排出口，21.废水出口，22.筒体，23.Fe2+生成剂反应层，24.卵石液体再分布层，25.废水进口，26.排污口，27.加料口。
具体实施方式
本发明的具体实施方式是，如图所示：
实施例1，一种物化法焦化酚氰废水处理工艺，其工艺流程为：气浮脱油→铁凝脱硫脱氰→焦炭吸附过滤脱除悬浮沉淀物→解吸法脱除NH3-N→臭氧氧化脱除酚及有机物，处理后的废水用作焦化厂洗煤、熄焦的补充水。
所述的气浮脱油工序是采用引射气浮除油装置其充气比例为7-8％。
所述的铁凝脱硫脱氰工序是在专用反应器中进行，在该反应器根据微电池效应由单质铁获取Fe2+，硫氰化物与Fe2+反应生成不溶于水的FeS和Fe2[Fe(CN)6]
其主要反应如下：
反应液在沉淀澄清器中澄清去除沉淀物，清液进入下一工序。
所述的焦炭吸附过滤脱除悬浮沉淀物工序在过滤器中使用粒度为10-30mm的焦炭吸附过滤层，焦炭滤层厚度为1200mm-2000mm。
所述的解吸法脱除NH3-N工序，包含三步：1.加碱分解固定铵盐，在碱反应器中按照废水中固定铵的重量相应加入NaOH把固定铵转化为挥发氨，为从废水中脱除NH3-N做准备；2.解吸脱NH3-N在氨解吸塔中进行；3.氨吸收将解吸出的NH3在氨吸收器中用18-20％的硫酸溶液吸收氨并形成硫酸铵母液，然后将母液送往焦化厂的硫铵工段制取硫铵产品。
所述的臭氧氧化脱除酚及有机物工序在催化氧化塔中进行将臭氧加入已经铁凝吸附和脱除NH3-N后的废水中脱除酚和有机物
主要化学反应为：酚首先被氧化成邻苯二酚，接着邻苯二酚被氧化生成邻苯醌，
该物化法焦化酚氰废水处理工艺的专用设备，主要包括气浮除油机1、2、铁凝脱硫脱氰专用反应器3、沉淀澄清器4、过滤器5、碱反应器6、氨解析塔7、氨吸收器8、催化氧化塔10。
所述的铁凝脱硫脱氰专用反应器的结构为筒体22内设有卵石液体再分布层24和Fe2+生成剂反应层23，需处理的废水由反应器下部进水口25进入，反应后的废水由上部出水口21送到沉淀澄清器，反应器下部有排污口26，侧面有加料口27。
Claims (8)
1.一种物化法焦化酚氰废水处理工艺，其特征在于：其工艺流程为：气浮脱油→铁凝脱硫脱氰→焦炭吸附过滤脱除悬浮沉淀物→解吸法脱除NH3-N→臭氧氧化脱除酚及有机物，处理后的废水用作焦化厂洗煤、熄焦的补充水。
2.根据权利要求1所述的物化法焦化酚氰废水处理工艺的专用设备，其特征在于：主要包括气浮除油机、铁凝脱硫脱氰专用反应器、沉淀澄清器、过滤器、碱反应器、氨解吸塔、氨吸收器、催化氧化塔。
3.根据权利要求1所述的物化法焦化酚氰废水处理工艺，其特征在于：所述的气浮脱油工序是采用引射气浮除油装置其充气比例为7-8％。
4.根据权利要求1所述的物化法焦化酚氰废水处理工艺，其特征在于：所述的铁凝脱硫脱氰工序是在专用反应器中进行，在该反应器根据微电池效应由单质铁获取Fe2+，硫氰化物与Fe2+反应生成不溶于水的FeS和Fe2[Fe(CN)6]
其主要反应如下：
反应液在沉淀澄清器中澄清去除沉淀物，清液进入下一工序。
5.根据权利要求1所述的物化法焦化酚氰废水处理工艺，其特征在于：所述的焦炭吸附过滤脱除悬浮沉淀物工序在过滤器中使用粒度为10-30mm的焦炭吸附过滤层，焦炭滤层厚度为1200mm-2000mm。
6.根据权利要求1所述的物化法焦化酚氰废水处理工艺，其特征在于：所述的解吸法脱除NH3-N工序，包含三步：1.加碱分解固定铵盐，在碱反应器中按照废水中固定铵的重量相应加入NaOH把固定铵转化为挥发氨，为从废水中脱除NH3-N做准备；2.解吸脱NH3-N在氨解吸塔中进行；3.氨吸收是将解吸出的NH3在氨吸收器中用18-20％的硫酸溶液吸收氨并形成硫酸铵母液，然后将母液送往焦化厂的硫铵工段制取硫铵产品。
7.根据权利要求1所述的物化法焦化酚氰废水处理工艺，其特征在于：所述的臭氧氧化脱除酚及有机物工序在催化氧化塔中进行将臭氧加入已经铁凝吸附和脱除NH3-N后的废水中脱除酚和有机物
主要化学反应为：酚首先被氧化成邻苯二酚，接着邻苯二酚被氧化生成邻苯醌，
8.根据权利要求2所述的物化法焦化酚氰废水处理方法的专用设备，其特征在于：所述的铁凝脱硫脱氰专用反应器的结构为筒体内设有卵石液体再分布层和Fe2+生成剂反应层，需处理的废水由反应器下部进水口进入，反应后的废水由上部出水口送到沉淀澄清器。
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