一种焦化废水深度处理后回用的方法.pdf

本发明公开一种焦化废水深度处理后回用的方法，针对传统生化工艺（A2/O）处理后的焦化废水，依次采用中间水池+混凝沉淀池+四级焦粉吸附罐+低压膜过滤器的组合工艺，具体如下：生化处理后的焦化废水首先进入中间水池，在搅拌条件下与所加药剂混合后进行混凝沉淀反应。所加药剂分别为聚合氯化铝铁和聚丙烯酰胺，沉淀时间为40-90min。混凝沉淀池出水由泵注入焦粉吸附罐，吸附后的出水由泵打入低压膜过滤器，工作压力为0.21-0.23MPa，孔隙率为83%～87%，停留时间为20-30min。本发明废水处理后COD≤50mg/L。为产生重污染水的钢铁企业来讲提供了一种高效的、廉价的处理方法，对于改善重工业周边环境具有显著的经济和社会社会效益。

权利要求书
1.  一种焦化废水深度处理后回用的方法，其特征在于，针对传统生化工艺（A2/O）处理后的焦化废水，依次采用中间水池+混凝沉淀池+四级焦粉吸附罐+低压膜过滤器的组合工艺，具体如下：
A.生化处理后的焦化废水首先进入中间水池；
B.废水由泵注入混凝沉淀池的上部，在搅拌条件下分别加入聚合氯化铝铁和聚丙烯酰胺，两者浓度分别为80-140mg/L和2-4mg/L，沉淀时间为40-90min；
C.混凝沉淀池出水由泵注入焦粉吸附罐，该工艺采用四级以上串联运行方式，每级均为上进下出，总停留时间为1-2h；
D.焦粉吸附后的出水由泵打入低压膜过滤器，低压膜采用纤维材料，工作压力为0.21-0.23MPa，孔隙率为83%～87%，停留时间为20-30min。

说明书一种焦化废水深度处理后回用的方法
技术领域
本发明属于水处理设备技术领域。
背景技术
钢铁工业是我国国民经济的支柱产业，随着行业的不断发展，环境污染问题越来越得到人们的重视，尤其是焦化废水的达标排放及回用成为研究的热点。焦化废水是在煤炼焦和化工产品精制过程中产生的废水，其成分复杂、波动范围很大、有毒有害。目前所采用的较多处理方法分为两级，一级处理指高浓度废水中污染物的回收利用，包括氨水脱酚、氨水蒸馏、终冷水脱氰等。二级处理主要指酚氰废水无害化处理，以活性污泥法为主，还包括一些生物强化技术。由于焦化废水含有大量的难以生物降解的多环和含氮杂环芳香族化合物，因此二级处理后废水中的COD和氨氮等污染物均难以达标排放，无法满足日益提高的环保要求。
为了进一步强化焦化废水的出水水质，通常采用增设三级处理的方法。常用的方法包括絮膜分离法、吸附法、凝法和化学氧化法等。其中的物理法虽然设备简单、投资节省、操作方便，但去除效果十分有限。而化学氧化法去除效果明显，能将有机物转化为无机物，但是化学药剂用量较大，运输、存储和使用均存在一定的危险性。
《辽宁省地方标准》(DB21/1627-2008)对废水中的COD最高允许 排放浓度为50mg/L，因此传统的两级焦化废水处理工艺均难以达标排放。因此开发经济、高效的焦化废水三级深度处理工艺，具有重要的现实意义。
1、专利申请号201210408539.1：一种焦化废水深度处理后回用的方法。此发明工艺采用的是以活性炭过滤为主的集成深度处理工艺。虽然此工艺处理效果明显，能够有效的减少后续脱盐处理的投资费用，但是活性炭在使用中存在不断流失和需要活化的缺点，大大提高了该工艺的运行成本。
2、专利CN102358634A：一种焦化废水的深度处理方法。此发明的方法是首先向生化处理后的焦化废水中投加阳离子表面活性剂和膨润土，搅拌后再投加混凝剂，静置沉淀后所得上清液即为深度处理后的废水。虽然此发明原料易得，操作简单，对苯并芘具有很好的去除效果，但是总体COD的去除效率较低，仅为55%左右。
3、李娅.采用工业焦粉处理焦化废水的研究.硕士论文,2010.此篇文章采用工业焦粉对湘钢焦化生物脱酚出口废水进行吸附深度处理，但处理后的废水出水仅达到国家污水综合排放标准(GB8978-1996)一级指标，同时由于采用的工艺单一且焦粉的吸附能力有限，所以焦粉的使用寿命很短，需要频繁的更换。
4、专利CN101077815A：一种焦化废水深度处理方法。此发明将PFASSB作为絮凝剂，采用粉煤灰-生石灰作为吸附剂，进入吸附床之前调节pH至酸性，应用此组合工艺来处理焦化二级出水。虽然此工艺运行管理较为简单，运行成本较为节省，但是出水COD仅能 达到污水综合排放标准(GB8978-96)中的一级排放标准。
5、冯玉军,操卫平,李自树,朱勇.物化法处理焦化废水及回用新技术.能源环境保护,2005,19(2):39-42。此篇文章针对焦化废水治理技术的现状和存在问题，提出一种“物化法处理焦化废水及回用”新技术，阐述了其工艺原理和特点；以四川川威集团博威燃化有限公司为例，介绍了一条焦化废水的示范工程的实施状况，并对新技术做出了初步的经济分析。采用新技术处理焦化废水并回用，具有很高的可行性，不仅可以实现废水零排放的目标，而且可以降低废水处理和工业用水成本。但是存在对大气造成二次污染的问题。
6、刘宪,李娅,沈毅,包建国,杨运泉.焦粉吸附法深度处理焦化生化废水的研究.工业安全与环保.2008,34(11),19-22.文章提出利用焦粉代替常规活性炭对该废水进行二次吸附深度处理的方法，吸附后的焦化废水COD≤100mg/L，色度去除率达60%以上。此工艺很难实现《辽宁省地方标准》(DB21/1627-2008)对废水中的COD排放要求。
7、CN200610043520.6：物化法焦化酚氰废水处理工艺及专用设备。此专利主要涉及一种物化法焦化酚氰废水处理工艺，其流程为：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NH4+-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。此方法不但工艺流程较长，而且存在一定的局限性，对于难降解有机物的去除不明显。
发明内容
针对目前日趋严格的环境保护政策要求，有助于实现生态文明建设，本发明提出了一种混凝沉淀、焦粉吸附和低压膜过滤组合工艺深度处理焦化废水的方法。此种工艺可以有效的降低处理后废水的总有 机碳（TOC）含量，实现废水达标排放目标，同时为后续的脱盐工艺奠定基础。
本发明的技术方案是：针对传统生化工艺（A2/O）处理后的焦化废水，依次采用中间水池+混凝沉淀池+四级焦粉吸附罐+低压膜过滤器的组合工艺，具体如下：
A.生化处理后的焦化废水首先进入中间水池，对水质波动范围较大的污水能够起到均匀调节的作用，有效降低后续工序的冲击负荷；
B.废水由泵注入混凝沉淀池的上部，在搅拌条件下与所加药剂混合后进行混凝沉淀反应。所加药剂种类和浓度分别为，聚合氯化铝铁为80-140mg/L，聚丙烯酰胺为2-4mg/L，沉淀时间为40-90min。该工艺主要是进一步去除废水中的悬浮物；
C.混凝沉淀池出水由泵注入焦粉吸附罐，该工艺采用四级串联运行方式，每级均为上进下出，总停留时间为1-2h。降低溶解性COD类物质的含量，强化出水水质，利用焦粉的吸附能力去除废水中微小的有机和无机悬浮颗粒；
D.焦粉吸附后的出水由泵打入低压膜过滤器。低压膜采用纤维材料，工作压力为0.21-0.23MPa，孔隙率为83%～87%，其表面通常能将极其微小的物质吸附，对焦化废水中的难降解有机污染物具有去除效果，停留时间为20-30min。
通过上述的三种工艺协同作用，强化了出水水质，不仅实现了废水达标排放而且为后续的脱盐处理提供了条件。
本发明的优点及效果在于，通过混凝沉淀、焦粉吸附和低压膜过滤组合工艺作为深度处理焦化废水。废水经过处理后，出水COD可以达到《辽宁省地方标准》(DB21/1627-2008)的排放标准的要求，COD ≤50mg/L。对于国家的生态文明建设和环境友好型企业的建设都具有现实意义。为产生重污染水的钢铁企业来讲提供了一种高效的、廉价的处理方法，对于改善重工业周边环境具有显著的经济和社会社会效益。
附图说明
图1为具体实施时的工艺流程图。
具体实施方式
本发明是针对传统生化工艺（A2/O）处理后的焦化废水，依次采用中间水池+混凝沉淀池+四级焦粉吸附罐+低压膜过滤器的组合工艺，以下结合图1说明介绍本发明的最佳实施方式：
实施例1
调节池中的生化处理后的焦化废水由泵注入混凝沉淀池，在搅拌的状态下投入反应药剂，聚合氯化铝铁80mg/L，聚丙烯酰胺2mg/L，沉淀时间为40min；混凝沉淀池出水注入焦粉吸附罐，吸附停留时间为1h；焦粉吸附罐出水由泵打入低压膜过滤器，水力停留时间为20min，低压膜过滤器出水即为深度处理后的焦化废水。
实施例2
调节池中的生化处理后的焦化废水由泵注入混凝沉淀池，在搅拌的状态下投入反应药剂，聚合氯化铝铁110mg/L，聚丙烯酰胺3mg/L，沉淀时间为70min；混凝沉淀池出水注入焦粉吸附罐，吸附停留时间为1.5h；焦粉吸附罐出水由泵打入低压膜过滤器，水力停留时间为25min，低压膜过滤器出水即为深度处理后的焦化废水。
实施例3
调节池中的生化处理后的焦化废水由泵注入混凝沉淀池，在搅拌的状态下投入反应药剂，聚合氯化铝铁140mg/L，聚丙烯酰胺4mg/L，沉淀时间为90min；混凝沉淀池出水注入焦粉吸附罐，吸附停留时间为2h；焦粉吸附罐出水由泵打入低压膜过滤器，水力停留时间为30min，低压膜过滤器出水即为深度处理后的焦化废水。
经过分析测试，此发明处理后的焦化废水COD小于50mg/L，挥发酚小于0.1mg/L，石油类小于2mg/L，氨氮小于8mg/L，TOC小于20mg/L，具体值如表1所示。工艺出水水质达到《辽宁省地方标准》(DB21/1627-2008)的要求，并且能够为后续的脱盐工艺应用提供条件。
表1各实施例对污染物的去除效果