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焦化廢水處理工藝綜述


來源:《基層建設》   時間:2019-12-03 15:24:11


北極星水處理網訊:摘要:焦化廠在進行焦炭煉制、化工產品回收以及煤氣凈化的過程中,都會有工業廢水產生,這些工業廢水有著較差的可生化性,并且成分復雜,含有的毒性物質也比較多,是典型的難降解有機工業廢水。鑒于此,本文就焦化廢水處理工藝展開探討,以期為相關工作起到參考作用。

關鍵詞:焦化廢水;總氮;芬頓氧化;提標改造

1.焦化廢水的特點及危害

1.1 焦化廢水的特點

焦化廢水是煉焦、氣體凈化及產品加工制備中產生的,其來源廣泛、組分復雜、毒性大,其中,除了酚類化合物外,還有難降解的雜環化合物、脂肪類化合物和多環化合物等;無機成分包括氰化物、硫化物、氨氮,屬于高濃度難降解有機廢水。

1.2 焦化廢水的危害

資料表明,不直接處理排放的焦化廢水對生物、農田、水體及環境等會造成嚴重危害。焦化廢水中的酚類化合物會使生物細胞內蛋白凝固,長時間接觸會使人身體中毒。難降解有機物在水產中后通過食物鏈進入人體,對人身體造成危害。氮化合物引起水富營養化,水體變質。

2.焦化廢水處理工藝

2.1 活性污泥法

活性污泥法是將廢水與活性污泥混合攪拌在曝氣池中進行生物分解,隨后微生物經沉淀池沉降分離,并根據工藝需要設定部分污泥回流,剩余污泥定期進行排除。該工藝對酚、氰去除效果好,對溫度、對PH值的要求不嚴格;缺點是活性污泥對COD的處理效率不高,因其不具備反硝化能力,只能發將廢水中的氮氧化成硝態氮、亞硝態氮,這導致了廢水中的氨氮反而高于進水,無法達到排放標準。故自上世紀90年代之后,傳統的活性污泥法已經不再被我國企業用于焦化廢水的處理。

2.2 生物流化床

流化床反應器是一種固體顆粒與氣相、液相、氣液相之間混合傳質、傳熱的設備。與傳統活性污泥法及生物膜法相比,生物流化床法的優勢是占地面積小、耐沖擊負荷能力強、污染物高度富集生物量大。但是,該工藝還屬較新的污水處理工藝,如何準確地控制氣、液、固三相協調的操作條件,以及目前的運營成本相對過大都是該工藝面臨的主要問題。

2.3 濕式催化氧化法

此法是一種治理高濃度焦化廢水的新型處理技術,在高溫(200-280℃)高壓(2-8MP)條件下,用富氧氣體或氧氣作為氧化劑,加以催化劑,使廢水中有機物與氧化劑間快速進行呼吸反應,徹底氧化成H2O、CO2、和N2等無害成分。該法不涉及污泥二次污染,僅需處理少量的內部清洗廢液。當達到一定處理規模時,還可以熱能形式回收較多能量。濕式催化氧化技術不需要預處理和后處理工藝,直接即可達到排放標準。適合用于處理生化法無法降解的污染物和化學需氧量過高的廢水,工藝流程簡單且無二次污染,被認為是一種有廣泛工業應用前景的廢水處理新技術。

2.4 化學氧化法

化學氧化法是將廢水中呈溶解狀態的無(有)機物轉化為微(無)毒的物質。常用的化學氧化法藥劑有NaClO、O3、H2O2、ClO2及KMO4等。近年來,Fenton試劑常作為氧化劑處理水中污染物。Fenton試劑是Fe2+與H2O2的催化反應物。Fe3+催化劑被稱為類Fenton試劑,也能激發這種反應。Fenton試劑作為強氧化劑,傳統方法無法處理的有機物能被Fenton試劑氧化而去除。常見的化學氧化法有如下幾種:

臭氧法。臭氧法是利用臭氧的強氧化能力將焦化廢水中的污染物氧化為無害物質,由于臭氧能與大多數有機物和微生物發生作用,同時還具有脫色、除臭、殺菌的作用,采用此法處理后的水質較好。為清除徹底一般都會過量添加臭氧,在水中只會分解為氧氣,不會造成二次污染。但是此法存在著投資高、電力消耗大等缺點,另外對設備要求較高,容易發生泄漏。因此,臭氧法的研究方向目前主要用于焦化廢水的深度處理。(2)芬頓試劑法。芬頓試劑是由Fe2+與H2O2 組成的均相催化氧化體系,其分解產生的強氧化性羥基對廢水中難以進行生物降解的物質能起到很好的氧化作用,從而降低廢水的色度和COD。Fenton 試劑反應迅速,在很短的時間內就能降低焦化廢水中的COD 含量。(3)光催化氧化法。在太陽能的利用中光電轉化以及光化學轉化一直是十分活躍的研究領域。光催化氧化法是近幾年來快速發展的一項技術,所謂光催化反應,就是在光的作用下以半導體為催化劑,用光子能量做為活化能,通過光激發引起氧化-還原反應來氧化分解廢水中有機和無機污染物的方法。該工藝流程中不需添加任何化學物質,對水體不會造成二次污染。

3.深度處理工藝

3.1 工藝流程簡介

二沉池出水進入深度處理原水池,原水經提升泵加壓提升后進入微催化罐,出水進入深度氧化池,深度氧化池出水經機械攪拌池和混凝沉淀池出水自流入(或出水自流進入深度處理2#原水池,經泵送至活性炭過濾器,出水進入)超濾水池,經過潛污泵提升后經過板式換熱器升溫(當水溫在20攝氏度左右時無需升溫,直接通過板式換熱器的旁通)后經過自清洗過濾器降除去水中部分大顆粒懸浮物、膠體等,降低原水的濁度,其產水進入袋式過濾器、保安過濾器后進一步除去水中的小顆粒懸浮物。保安過濾器出水進入超濾系統降低水體的濁度、懸浮物后,出水進入反滲透水池,超濾系統的濃水和反洗水進入深度處理1#原水池,超濾系統的產水經泵提升后經過一級反滲透保安過濾器過濾,出水經反滲透高壓泵提升后進入反滲透系統,一級反滲透系統的產水進入清水池,一級反滲透的濃水進入反滲透濃水箱,濃水箱出水經增壓泵、保安過濾器、二級高壓泵增壓后進入二級反滲透系統,二級反滲透系統的清水進入清水池,濃水進入濃水池,濃水送至低品質用水系統;清水送往動力用做循環水補充水。

3.2 進、出水水質

二期項目增項后,出水水質得到很大提升,其進、出水水質指標如表1所示

表1深度處理工藝進、出水水質指標

1.png

由此可以看出:二期項目超濾-反滲透組合工藝使處理后廢水的COD≤60mg/L、氨氮≤15mg/L、酚基本全部去除,各項指標均達到循環冷卻水用水標準。不僅出水水質好可以回用,還為企業節省大量的新水;而且該工藝還可以替代運行成本較高的絮凝藥劑投加工藝,降低運行費用,為焦化廢水處理技術帶來新的變革。

結語

我國的水環境現狀已不容樂觀,因此,加大水污染治理力度刻不容緩,焦化企業應遵循清潔生產要求,不斷改進工藝技術,努力提高污水處理技術水平和水資源利用率,從源頭上減少水污染物排放量,在取得良好經濟效益的同時,取得良好的環境效益和社會效益。

參考文獻:

[1]文德.利用微藻-細菌共生體處理焦化廢水可行性研究[N].世界金屬導報,2018-08-21(B12).

[2]熊蔚,劉魯建,張嵐欣.焦化廢水降解優勢菌的馴化及其降解特性研究[J].化學與生物工程,2018,35(06):60-64+68.

延伸閱讀:

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原標題:焦化廢水處理工藝綜述

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