CN101885566A - 焦化废水的处理***及处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种焦化废水的处理***及处理方法，属焦化废水处理技术领域。该***包括：调节池、电絮凝反应器、生化处理设备、二沉池、混凝反应池和混凝沉淀池；所述调节池上设有引入焦化废水的进水口，调节池的出水口依次与电絮凝反应器、生化处理池、二沉池、混凝反应池和混凝沉淀池连接；所述混凝沉淀池上设有排出处理后水的出水口。利用该***可对焦化废水进行降解COD_Cr与氨氮的处理，使出水COD_Cr达100mg/l以下，氨氮达15mg/l以下，出水总氰浓度为0.5mg/l以下，达国家污水综合排放标准(GB8978-96)中一级标准。

Description

焦化废水的处理***及处理方法

技术领域

本发明涉及焦化废水处理技术领域，特别是涉及一种焦化废水的处理***及处理方法。

背景技术

焦化废水是一种难处理的工业废水，其含有吡啶、呋喃、吡咯、喹啉、吲哚、等多种难降解的化合物，这些化合物性质稳定，易生物富集，具有致癌，致畸，致突变作用，单一的生物法难以消除，只有结合物理化学的方法才能有效去除，芬顿法因在低pH下运行而难以应用，臭氧氧化因需纯氧造价高与维护复杂。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种焦化废水的处理***及处理方法，该***在提高焦化废水的可生化性后，再对废水进行生化处理，使处理焦化废水的COD_Cr与NH₃-N达到了国家污水综合排放标准(GB8978-1996)中一级标准，该***结构简单，处理效率高，管理方便，处理时不需添加生活污水来提高废水的可生化性。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

本发明实施例提供一种焦化废水的处理***，包括：

调节池、电絮凝反应器、生化处理设备、二沉池、混凝反应池和混凝沉淀池；

所述调节池上设有引入焦化废水的进水口，调节池的出水口依次与电絮凝反应器、生化处理池、二沉池、混凝反应池和混凝沉淀池连接；所述混凝沉淀池上设有排出处理后水的出水口。

本发明实施例还提供一种焦化废水的处理方法，包括：

采用上述权利要求1～7任一项所述的处理***对焦化废水进行处理；

调节处理：使所处理的焦化废水进入处理***的调节池，通过调节池对焦化废水水量的进行调节；

电絮凝处理：调节池的出水进入电絮凝反应器进行电絮凝反应，通过电絮凝反应破坏焦化废水中难生物降解的有机物结构并去除部分有机物，提高废水的可生化性；

生化处理：电絮凝反应器的出水进入生化处理设备进行生化处理，通过生化处理的兼氧反应进行水解与反硝化脱氮，兼氧反应的出水进入生化处理的好氧反应除去COD_Cr，并进行氨氮的氧化及氰化物的去除；

后处理：生化处理设备的出水进入二沉池进行二次沉淀处理后，再进入混凝反应器进行混凝反应，混凝反应池的出水进入混凝沉淀池进行混凝沉淀处理去除污染物，混凝沉淀处理处理后的出水作为好水外排。

从本发明实施例提供的技术方案中可以看出，本发明实施例中通过在生化处理设备前设置电絮凝反应器，使处理的焦化废水经电絮凝反应器进行电絮凝反应处理，提高废水的可生化性后，再进入生化处理设备进行生化处理，提高了对焦化废水的处理效果，经处理后的焦化废水的COD_Cr、NH₃-N及总氰浓度达到国家污水综合排放标准(GB8978-1996)的一级标准。该***结构简单，管理方便，处理时不需添加生活污水来提高废水的可生化性，处理成本低，每吨水处理运行费用仅为7.0元左右。

附图说明

图1为本发明实施例1提供的处理***的示意图；

图2为本发明实施例1提供的处理***中的电絮凝反应器结构示意图；

图3为本发明实施例2提供的处理***的示意图；

图1中各标号为：1-调节池；2-电絮凝反应器；3-兼氧池；4-第一好氧池；5-第二好氧池；6-二沉池；7-混凝反应池；8-混凝沉淀池；9-风机；10、11-回流泵；12-搅拌器；13、14-隔墙；

图1中各标号为：1-调节池；2-电絮凝反应器；3-第一兼氧池；16-第二兼氧池；4-第一好氧池；5-第二好氧池；6-二沉池；7-混凝反应池；8-混凝沉淀池；9-风机；10、11-回流泵；12、15-搅拌器；13、14-隔墙；

20-正极；21-负极；22-第一出水口；23-循环泵；24-第一控制阀；25-第三控制阀；26-第二控制阀；27-酸液槽；28-输酸泵；29-第二出水口；210-反应器本体；211-多孔布水管；212-阴极；213-阳极。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明：

实施例1

本实施例提供一种焦化废水的处理***，主要用于对焦化废水进行处理，在不需添加生活污水来提高废水的可生化性的前提下，即可使处理后的焦化废水达到相应标准，如图1所示，该处理***包括：调节池1、电絮凝反应器2、生化处理设备、二沉池6、混凝反应池7和混凝沉淀池8；

其中，调节池1上设有引入所处理焦化废水的进水口A，调节池1的出水口依次与电絮凝反应器2、生化处理池、二沉池6、混凝反应池7和混凝沉淀池8连接；混凝沉淀池8上设有排出处理后水的出水口B；电絮凝反应器2、二沉池6和混凝沉淀池8的污泥排出口均通过管路和回流泵11回连至生化处理设备的进水口；并且，电絮凝反应器2、二沉池6和混凝沉淀池7的污泥排出口同时与污泥外排口D连接。这样电絮凝反应器、二沉池和混凝沉淀池的部分污泥回流，部分污泥外排。

如图2所示，上述处理***中的电絮凝反应器2具体结构为：反应器本体210的长宽高为2m×1.5m×1.5m，反应器本体210的进水口处设多孔布水管211，反应器本体210内设置电极组件，电极组件长宽高为1m×0.4m×1m，电极组件上设置作为电极的阳极213与阴极212，阳极213采用不锈钢板，阴极212采用铝板，铝板与不锈钢板间隔交错排列在电极组件上，铝板与不锈钢板之间的间距为2.1～3.5mm，采用直流电源，阳极与阴极分别与直流电源的正、负极20、21连接，阳极213与阴极212的极板之间电压为12～18V；该反应器接兼氧池的第一出水口22经回流用的循环泵23回连至该反应器本体210的进水口，循环泵23的回水流量为进水(调节池排出水)流量的3倍；该反应器本体的接兼氧池的第二出水口29经第二控制阀26与反应器本体210外部的酸液槽27连接，酸液槽27通过管路和输酸泵28回连至该反应器本体210的进水口。

使用时，电源的正极与该电絮凝反应器内的作为阳极的不锈钢板相连，负极与作为阴极的铝板相连，废水与回流的电絮反应器出水一同进入循环泵，并通过多孔布水管进入反应器本体内的电极组件中进行电絮凝处理，电絮凝出水部分进入兼氧池，部分回流至该电絮凝反应器中；电絮凝反应器工作3天后，停止进水，关闭第一控制阀打开第三控制阀，将电絮凝反应器内的存留废水排入兼氧池，排空后，开启输酸泵，将酸液槽内的稀盐酸泵入反应器中，使电极组件在酸液中浸泡10～15min后，达到清洗的目的，清洗后再打开第二控制阀，将酸液排入酸液槽使稀盐酸可循环重复使用。实际中，可在该处理***中设置两个电絮凝反应器并联使用，工作时交替运行，保证对废水处理的连续性，该电絮凝反应器极板电压低，耗电省，定期清洗与大流量回流用循环泵的冲涮保证了电极处理效率高效，消除了传统电絮凝反应器处理效率低及电极组件清洗与更换不方便的问题。反应器本体进水口处的多孔布水管保证布水均匀，有效被免短路的发生，保证了处理废水的高效。具有处理效率高和操作维护简便的优点。处理的废水在电絮凝反应器中的反应时间为10～15分钟。该电絮凝反应器可对进入的废水进行电絮凝反应，通过电絮凝反应过程中的氧化作用，可氧化复杂有机化合物为简单有机物，从而改善废水的可生化性，通过电絮凝反应过程中的还原作用，可还原有机物，也改善废水的可生化性，大大减弱废水对微生物的抑制作用，从而提高生物处理的兼氧池与好氧池、二沉池和混凝沉淀池的废水处理效率，使出水达标。

上述处理***中的生化处理设备由兼氧池3、第一好氧池4、第二好氧池5、风机9、回流管和回流泵10构成；其中，兼氧池3与第一好氧池4、第二好氧池5连接，三者为一体式结构；具体是在一个整体的反应池内设置两道隔墙13、14，将反应池的池体内分隔成三个反应池，三个反应池依次为兼氧池3、第一好氧池4和第二好氧池5，每道隔墙上均设置连通孔，使三个反应池连通；这种合建为一体式结构的生化处理设备节省占地面积，可降低成本；

所述兼氧池3内设有搅拌器12；两个好氧池底部均设有曝气设备，所述曝气设备与风机9连接；

所述第一好氧池4上设有碱液和磷酸盐的加入口C，第二好氧池5底部设置的回流口通过回流管和回流泵10回连至所述兼氧池3的进水口。

上述生化处理设备中，兼氧池3可设计为完全混合型或混合型，兼氧池内发生有机物的水解反应，并发生硝酸盐的反硝化反应；好氧池4、5可以是非单一的完全混合或推流的反应器，为混合型；好氧池内发生有机物的氧化，氨氮的硝化反应；污泥回流比为100％，混合液回流比为200～300％，兼氧池污泥浓度为3.2～4.1g/l，好氧池内污泥浓度为3.2～4.4g/l；工作时，兼氧池的反应温度为29℃～31℃，污泥龄为20～25天，DO为0.1mg/l～0.4mg/l，pH为7.1～7.8，兼氧池内可以顺利实现微生物对有机物及氰化物的水解，反硝化细菌将硝酸盐还原。两个好氧反应器的反应温度为29℃～31℃，污泥龄为20～25天，DO为2.0～2.5mg/l，pH值为8.0～8.6，控制反应器进水侧DO为2.3mg/l左右，出水侧DO为2.0～2.5mg/l，通过投加液碱控制pH值为8.0～8.6。在进水侧的第一好氧池内主要发生脱碳反应，同时发生少部分硝化反应；而在出水侧的第二好氧池内主要发生硝酸菌的硝化反应，同时发生部分脱碳反应。

上述处理***处理焦化废水时，混凝反应池的水力停留时间为15min，混凝沉淀池的表面负荷为1.0～1.3m³/m².h。

本实施例的处理***结构简单，管理方便，由于在生化处理设备前设置电絮凝反应器，通过电絮凝反应器，将废水中难生物降解的有机物变为易生物降解的有机物，同时显著减弱了有毒有害物对微生物的抑制作用，整体改变了废水的生化处理性质，使得生物反应***有机负荷提高15～20％，从而减少生物反应***体积，污泥龄降低，污泥沉淀性较没加电絮凝反应器时好，使得二沉池表面负荷可提高30％，减少了沉淀池体积，从而节约了投资，从而保证后续生化处理设备的生化处理效果，使出水达标。因此，在处理过程中不需添加生活污水来提高废水的可生化性，处理成本低，每吨水处理运行费用仅为7.0元左右。

实施例2

本实施例提供一种焦化废水的处理***，主要用于对焦化废水进行处理，在不需添加生活污水来提高废水的可生化性的前提下，即可使处理后的焦化废水达到相应标准，如图3所示，该处理***的结构与实施例1中给出的处理***基本相同，不同的是该处理***的生化处理设备由第一兼氧池3、第二兼氧池16、第一好氧池4、第二好氧池5、风机9、回流管和回流泵19构成；其中，第一兼氧池3与第二兼氧池16、第一好氧池4和第二好氧池5依次连接，其中，第一兼氧池3与第二兼氧池16为一体式结构，具体是采用一个整体的反应池作为兼氧池，其内设置一道隔墙13，将反应池的池体内分隔成第一兼氧池和第二兼氧池，隔墙上均设有连通孔，使第一兼氧池与第二兼氧池连通；而第一好氧池4与第二好氧池5为一体式结构，具体是采用一个整体的反应池作为好氧池，其内设置一道隔墙14，将反应池的池体内分隔成第一好氧池和第二好氧池，隔墙上均设有连通孔，使第一好氧池与第二好氧池连通；这种结构的生化处理设备，一体式的兼氧池与一体式的好氧池分建，提高微生物活性，兼氧反应器与好氧反应器分建为了适应建设场地的需要，也有利于检修。

所述两个兼氧池内均设有搅拌器；两个好氧池底部均设有曝气设备，所述曝气设备与所述风机连接；

所述第一好氧池上设有碱液和磷酸盐的加入口，第二好氧池底部设置的回流口通过回流管和回流泵回连至所述兼氧池的进水口。

实施例3

本实施例提供一种焦化废水的处理方法，可采用上述实施例1或实施例2中给出的处理***，使处理的生化废水达到相应标准，该方法包括：

调节处理：使所处理的焦化废水进入处理***的调节池，通过调节池对焦化废水水量的进行调节；

电絮凝处理：调节池的出水进入电絮凝反应器进行电絮凝反应，调节池的出水在电絮凝反应器中进行电絮凝反应的时间为10～15分钟，通过电絮凝反应破坏焦化废水中难生物降解的有机物结构并去除部分有机物，大大减弱废水对微生物的抑制作用，提高废水的可生化性，电絮凝反应后废水的可生化性提高；提高生物处理***的有机去除负荷，提高二沉池污泥的沉淀性能，减弱混凝沉淀池药剂用量；

生化处理：电絮凝反应器的出水进入生化处理设备进行生化处理，通过生化处理的兼氧反应进行水解与反硝化脱氮，兼氧反应的出水进入生化处理的好氧反应除去COD_Cr，并进行氨氮的氧化及氰化物的去除；

上述生化处理中，兼氧池内进行兼氧反应的反应温度为29℃～31℃，污泥浓度为3.2～4.1g/l，污泥龄为20～25天，DO为0.1mg/l～0.4mg/l，pH值为7.1～7.8；

好氧池内进行好氧反应的反应温度为29℃～31℃，污泥浓度为3.2～4.4g/l，污泥龄为20～25天，DO为2.0～2.5mg/l，pH值为8.0～8.6；

生化处理中，对污泥与混合液进行回流，污泥回流比为100％，混合液回流比为200～300％，兼氧反应器污泥浓度为3.2～4.1g/l，好氧反应器内污泥浓度为3.2～4.4g/l。

后处理：生化处理设备的出水进入二沉池进行二次沉淀处理后，再进入混凝反应器进行混凝反应，混凝反应的水力停留时间为15分钟，混凝反应池的出水进入混凝沉淀池进行混凝沉淀处理去除污染物，混凝沉淀池的表面负荷为1.0～1.3m³/m².h，混凝沉淀处理处理后的出水作为好水外排。

上述处理方法中，主要是通过电絮凝反应提高所处理焦化废水的可生化性，从而提高生化处理设备的处理效率与处理效果；电絮凝反应过程中，通过下述反应来提高焦化废水的生化性，包括：

氧化作用(可氧化复杂有机化合物为简单有机物，从而改善废水的可生化性)电解过程中的氧化作用直接氧化，即污染物直接在阳极失去电子而发生氧化；间接氧化：利用溶液中的电极电势较低的阴离子，例如OH-、Cl-在阳极失去电子生成新的较强的氧化剂的活性物质[0]、Cl2等，利用这些活性物质使污染物失去电子，起氧化分解作用，以降低原液中的BOD5、CODcr、NH3-N等。

还原作用(可还原有机物，从而改善废水的可生化性，从而提高废水的处理效率。)电解过程中的还原作用直接还原，即污染物直接在阴极上得到电子而发生还原作用。凝聚作用可溶性阳极例如铁、铝等阳极，通以直流电后，阳极失去电子后，形成金属阳离子Fe2+、Al3+，与溶液中的OH-生成金属氢氧化物胶体絮凝剂，吸附能力极强，将废水中的污染物质吸附共沉而去除。

本实施例的处理方法中，通过将电絮凝与A-O工艺相结合对焦化废水进行处理，通过电絮凝反应，可将焦化废水中一些难降解的有机物改性或破坏，变为易生物处理的有机物，特别是采用本发明实施例中的电絮凝反应器和相应的处理参数，使电絮凝反应处理后的焦化废水的可生化性提高，使得A-O的处理效率提高，较同等处理条件的A-O工艺处理焦化废水的COD去除率提高6～8个百分点，因此，这种电絮凝与A-O工艺相结合对焦化废水进行处理的方法，处理过程中不用添加生活污水提高焦化废水的可生化性，处理后可使出水COD_Cr达100mg/l以下，氨氮达15mg/l以下，出水总氰浓度为0.5mg/l以下，达国家污水综合排放标准(GB8978-96)中一级标准。

上述处理方法中，电絮凝反应器产生的污泥、二沉池剩余污泥及混凝沉淀池产生的污泥作为全部剩余污泥进行机械脱水后外运。

综上所述，本发明实施例中通过在生化处理设备前设置电絮凝反应器，使电絮凝反应设备作为预处理，提高废水的可生化性，使后续的生化处理设备进行生化处理时更易进行，提高了处理效果和处理效率，降低了对焦化废水的处理成本。

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，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种焦化废水的处理***，其特征在于，包括：

调节池、电絮凝反应器、生化处理设备、二沉池、混凝反应池和混凝沉淀池；

所述调节池上设有引入焦化废水的进水口，调节池的出水口依次与电絮凝反应器、生化处理池、二沉池、混凝反应池和混凝沉淀池连接；所述混凝沉淀池上设有排出处理后水的出水口。

2.如权利要求1所述的焦化废水的处理***，其特征在于，所述***还包括：

所述电絮凝反应器、二沉池和混凝沉淀池的剩余污泥排出口均通过管路连接至污泥处理***，二沉池的剩余污泥排出口还通过回流泵回连至兼氧池进水口。

3.如权利要求1所述的焦化废水的处理***，其特征在于，所述电絮凝反应器包括：

反应器本体、电极组件、循环泵、输酸泵、酸液槽和多个控制阀；

反应器本体上设有进水口，进水口处设有多孔布水管，反应器本体内设有电极组件，电极组件上设置作为电极的阳极和阴极，阳极采用不锈钢板，阴极采用铝板，铝板与不锈钢板在电极组件上间隔交错排列，铝板与不锈钢板之间的间距为2.1～3.5mm；阳极和阴极与电压为12～18V的直流电源连接；反应器本体的接兼氧池的第一出水口经回流用的循环泵和第一控制阀回连至该反应器本体的进水口；

反应器本体的接兼氧池的第二出水口经第二控制阀与酸液槽连接，酸液槽通过管路和输酸泵回连至该反应器本体的进水口。

4.如权利要求1所述的焦化废水的处理***，其特征在于，所述生化处理设备包括：

兼氧池、第一好氧池、第二好氧池、风机、回流管和回流泵；

所述兼氧池与第一好氧池、第二好氧池连接，三者为一体式结构；

所述兼氧池内设有搅拌器；两个好氧池底部均设有曝气设备，所述曝气设备与所述风机连接；

所述第一好氧池上设有碱液和磷酸盐的加入口，第二好氧池底部设置的回流口通过回流管和回流泵回连至所述兼氧池的进水口。

5.如权利要求4所述的焦化废水的处理***，其特征在于，所述兼氧池与好氧池连接，三者为一体式结构具体包括：

在一个整体的反应池内设置两道隔墙，将反应池的池体内分隔成三个反应池，三个反应池依次为兼氧池、第一好氧池和第二好氧池，每道隔墙上均设置连通孔，使三个反应池连通。

6.如权利要求1所述的焦化废水的处理***，其特征在于，所述生化处理设备包括：

第一兼氧池、第二兼氧池、第一好氧池、第二好氧池、风机、回流管和回流泵；

所述第一兼氧池与第二兼氧池、第一好氧池和第二好氧池依次连接，其中，第一兼氧池与第二兼氧池为一体式结构；第一好氧池与第二好氧池为一体式结构；

所述两个兼氧池内均设有搅拌器；两个好氧池底部均设有曝气设备，所述曝气设备与所述风机连接；

所述第一好氧池上设有碱液和磷酸盐的加入口，第二好氧池底部设置的回流口通过回流管和回流泵回连至所述兼氧池的进水口。

7.如权利要求6所述的焦化废水的处理***，其特征在于，所述第一兼氧池与第二兼氧池为一体式结构具体包括：

兼氧池为一个整体的反应池，其内设置一道隔墙，将反应池的池体内分隔成第一兼氧池和第二兼氧池，隔墙上均设有连通孔，使第一兼氧池与第二兼氧池连通；

所述第一好氧池与第二好氧池为一体式结构具体包括：

好氧池为一个整体的反应池，其内设置一道隔墙，将反应池的池体内分隔成第一好氧池和第二好氧池，隔墙上均设有连通孔，使第一好氧池与第二好氧池连通。

8.一种焦化废水的处理方法，其特征在于，包括：

采用上述权利要求1～7任一项所述的处理***对焦化废水进行处理；

调节处理：使所处理的焦化废水进入处理***的调节池，通过调节池对焦化废水水量的进行调节；

电絮凝处理：调节池的出水进入电絮凝反应器进行电絮凝反应，通过电絮凝反应破坏焦化废水中难生物降解的有机物结构并去除部分有机物，提高废水的可生化性；

生化处理：电絮凝反应器的出水进入生化处理设备进行生化处理，通过生化处理的兼氧反应进行水解与反硝化脱氮，兼氧反应的出水进入生化处理的好氧反应除去COD_Cr，并进行氨氮的氧化及氰化物的去除；

后处理：生化处理设备的出水进入二沉池进行二次沉淀处理后，再进入混凝反应器进行混凝反应，混凝反应池的出水进入混凝沉淀池进行混凝沉淀处理去除污染物，混凝沉淀处理处理后的出水达标外排。

9.如权利要求8所述的焦化废水的处理方法，其特征在于，所述电絮凝处理中，调节池的出水在电絮凝反应器中进行电絮凝反应的时间为10～15分钟，絮凝反应后提高废水的可生化性；

所述方法还包括：

生化处理中，对污泥与混合液进行回流，污泥回流比为100％，混合液回流比为200～300％，兼氧反应器污泥浓度为3.2～4.1g/l，好氧反应器内污泥浓度为3.2～4.4g/l。

10.如权利要求8所述的焦化废水的处理方法，其特征在于，所述生化处理中，兼氧反应的反应温度为29℃～31℃，污泥浓度为3.2～4.1g/l，污泥龄为20～25天，DO为0.1mg/l～0.4mg/l，pH值为7.1～7.8；

好氧反应的反应温度为29℃～31℃，污泥浓度为3.2～4.4g/l，污泥龄为20～25天，DO为2.0～2.5mg/l，pH值为8.0～8.6；

所述混凝反应的水力停留时间为15分钟，混凝沉淀池的表面负荷为1.0～1.3m³/m².h。

Images