CN104496119A - 焦化废水深度处理方法及装置 - Google Patents

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Abstract

焦化废水深度处理的方法：先调节废水pH值，后过滤；在一级及二级臭氧反应塔反应；在封闭式中间水池进行臭氧分解；曝气生物过滤池处理；未分解的臭氧引入尾气吸收或破坏器内；处理装置，主要由混沉池、一级臭氧反应塔、二级臭氧反应塔、曝气生物过滤池、输送管组成，其在混沉池与一级臭氧反应塔之间的输送管上连接多介质过滤器；在二级臭氧反应塔与曝气生物过滤池的输送管上连接封闭式中间水池；与二个臭氧反应塔及封闭式中间水池连接的尾气吸收或破坏装置。本发明通过臭氧催化氧化及曝气生物滤池联用，利用臭氧氧化废水中无法生物降解的有机物，将其矿化或部分氧化生成易降解的小分子有机物，在曝气生物滤池利用廉价的微生物即可后续处理。

Description

焦化废水深度处理方法及装置
技术领域
本发明涉及一种废水的处理方法及处理装置，具体地属于一种焦化废水深度处理方法及装置。
背景技术
焦化废水是一种公认的难生物降解的工业废水，其难度在于废水的可生化性差，除氨、氰及硫氰根等无机污染物外，还含有酚类、萘、吡啶、喹啉等杂环及多环芳香族化合物(PAHS)很难生物降解，这些物质能够对环境产生长期影响，且部分已被研究证实为致癌物质，另外高浓度氨氮对微生物活性有很强的抑制作用，生物脱氮效果不佳。目前，焦化废水的处理普遍采用以A/O或以A/O工艺改进后的A/O/O、A/A/O、O/A/O等生物强化工艺为基础的生物处理方法，在生物处理方法后常辅以混凝沉淀处理，勉强达到排放标准要求，此外，由于深度处理费用昂贵，令国内许多焦化厂望而却步，所以多数焦化废水经过二级处理后就直接排放了。然而废水虽经过上述处理，但其中有毒、有害物质(氰化物、COD及杂环化合物等)仍留存较多，达不到国家允许的排放标准。
2012年国家颁布实施的《炼焦化学工业污染物排放标准》（GB16171-2012）要求现有焦化企业的排放要求于2015年1月1日起执行表2标准，其中表2中要求COD排放浓度小于80mg/L，而目前焦化行业普遍采取的生化处理工艺由于受工艺本身的限制还不能达到出水COD≤80mg/L的水平，因此，在巨大的环保压力下，焦化企业必须采取合适的深度处理方式。目前研究最多的几种深度处理技术有微波反应+Fenton试剂氧化技术、混凝+活性炭吸附技术、膜技术、高级氧化技术（技术及上述技术的组合工艺）等，这些技术大部分都停留在实验室的小试及中试研究；此外，也有部分焦化企业已上焦化废水的深度处理装置，如宝钢的超滤反渗透装置、鞍钢的高级氧化装置等。不管是实验室技术或者是已经规模化应用的技术，都依然存在着如吨水成本较高、焦化废水虽经深度处理但不能回收利用等不足。
经检索，中国专利申请号为CN201010117965.0的文献，其公开了一种焦化废水的回用处理***，其包括膜生物反应器(MBR)、臭氧接触氧化处理、活性炭吸附处理、反渗透处理。预处理、A/O生化处理后的焦化废水，进入MBR，MBR产水经臭氧接触氧化处理，最后经活性炭吸附和反渗透处理后的焦化废水，可满足生产净循环水补充水水质要求。该方法同样采取臭氧氧化处理，并将臭氧氧化和膜生物反应器、活性炭吸附及反渗透等联用，该工艺不仅工艺流程较长，且实施起来处理成本高，也难以大规模化应用。    
此外，中国专利申请号为CN201010527008.5的文献，其公开了一种焦化废水深度处理***，主要由臭氧发生器、催化臭氧氧化反应器、气液分离装置、缓冲柱、生物活性炭反应器、尾气吸收装置组成，催化臭氧氧化反应器为三段重复结构，每一段重复结构又分为三小段，由下至上分别为臭氧吸收段、催化剂床层以及催化反应段。利用三段叠加方式强化了臭氧在溶液中传质的问题，提高了臭氧的利用率；但是针对现实中常规生化段出水中携带大量悬浮物及水中溶解性的臭氧对生物活性炭反应器微生物的毒害作用等未做进一步详细处理。
发明内容
本发明的目的针对现有技术存在的不足，提供一种通过采用臭氧催化氧化及曝气生物滤池联用的组合工艺及装置，利用臭氧氧化废水中无法生物降解的有机物，将其矿化或部分氧化生成易生物降解的小分子有机物，在曝气生物滤池利用廉价的微生物即可进行后续处理，从而使深度处理费用降低，不会存在环境污染及对操作人员的身体危害；本发明还在于并为焦化废水的深度处理提供了一条经济、高效的深度处理工艺和装置。
实现上述目的的措施：
焦化废水深度处理的方法，其步骤：
1）先将常规生化及混凝处理后的废水pH值调节至7～10，后进入多介质过滤器进行过滤；
2）经多介质过滤的废水进入一级臭氧反应塔进行反应，反应塔中臭氧投加量为50～100mg/L废水，水力停留时间控制在20~30min；
3）一级臭氧反应塔出水进入二级臭氧反应塔进行反应，反应塔中臭氧投加量为0～50 mg/L废水，水力停留时间控制在15~25min；
4）经二级臭氧反应塔后废水引入封闭式中间水池进行臭氧分解，并使废水在封闭式中间水池内的水力停留30~60min；
5）经封闭式中间水池进行臭氧分解后的废水进入曝气生物过滤池进行常规处理；
6）对于封闭式中间水池中未予以分解的臭氧通过臭氧排放管引入尾气吸收或破坏器内。
焦化废水深度处理装置，主要由混沉池、与混沉池连接的一级臭氧反应塔、与一级臭氧反应塔连接的二级臭氧反应塔、与二级臭氧反应塔连接的曝气生物过滤池、连接各部件的输送管组成，其在于：在混沉池与一级臭氧反应塔之间的输送管上连接有多介质过滤器；在二级臭氧反应塔与曝气生物过滤池的输送管上连接有封闭式中间水池；与二个臭氧反应塔及封闭式中间水池通过臭氧尾气管连接的残余尾气吸收或破坏装置。
其在于：所述的多介质过滤器由过滤器壳体、设置在过滤器壳体上端的废水进口，连接于过滤器壳体下部的排出口及反冲洗气管，铺设在过滤器壳体内的多介质过滤料层、及连接在过滤器壳体外的排气阀组成。
其在于：所述的封闭式中间水池为廊道状。
其在于：所述的多种过滤介质为粒度0.5~2mm的焦炭、粒度为0.5~2mm无烟煤、粒度为3~6mm的陶粒、粒度为4~10mm的石英砂。
本发明与现有技术相比，其特点：
（1）其工艺及装置***设计合理，运行成本低廉处理后的排放液体满足标准要求，解决了焦化废水深度处理及回用中的难题，具有很强的工程应用价值。
（2）该工艺及装置前端多介质过滤器的设置，对后续催化氧化进行安全保证；在多介质过滤器前对废水的pH调节至7~9，能使后续臭氧氧化的效率提高；通过设置催化氧化塔后廊道式中间水槽，能有效降低废水中溶解性臭氧的浓度，对后续曝气生物滤池进行安全处理提供了保证。
（3）臭氧存在的各装置密封，尾气收集后进破坏***，避免了散逸的臭氧对操作人员不安全因素和危害健康的潜在风险。
附图说明
图1是本发明焦化废水深度处理装置结构示意图；
图2 是图1中多介质过滤器的示意图；
图中：1—混沉池，2—一级臭氧反应塔，3—二级臭氧反应塔，4—曝气生物过滤池，5—尾气吸收或破坏器，6—输送管，7—多介质过滤器，8—封闭式中间水池，9—取样口，10—滤器壳体，11—废水进口，12—反冲洗气管，13—多种过滤介质层，14—排气阀，15—臭氧尾气管。
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的详细说明：
本发明的深度处理方法均采用如下所述结构的焦化废水处理装置：
焦化废水深度处理装置，主要由主要由混沉池1、与混沉池1连接的一级臭氧反应塔2、与一级臭氧反应塔2连接的二级臭氧反应塔3、与二级臭氧反应塔3连接的曝气生物过滤池4、连接各部件的输送管6组成，其在混沉池1与一级臭氧反应塔2之间的输送管6上连接有多介质过滤器7；在二级臭氧反应塔3与曝气生物过滤池4的输送管6上连接有封闭式中间水池8，且封闭式中间水池8为廊道状；与一级臭氧反应塔2和二级臭氧反应塔3及封闭式中间水池通过臭氧尾气管15连接的残余尾气吸收或破坏装置5。另还在封闭式水池8的出口端设有取样口9。
所述的多介质过滤器7由过滤器壳体10、设置在过滤器壳体10上端的废水进口11，连接于过滤器壳体10下部的排出口及反冲洗气管12，铺设在过滤器壳体10内的多介质过滤料层13、及连接在过滤器壳体10外的排气阀14组成。
所述的多种过滤介质料层13为由：粒度为0.5~2mm的焦炭、粒度为0.5~2mm无烟煤、粒度为3~6mm的陶粒、粒度为4~10mm的石英砂组成，且其多种过滤介质料层13的铺设按照粒度从大到小自下而上进行。
焦化废水深度处理的方法各实施例：
实施例1
焦化废水深度处理的方法，其步骤：
1）将常规生化及混凝处理后的废水pH值调节7，后进入多介质过滤器7进行过滤；
2）经多介质过滤器7过滤后的废水进入一级臭氧反应塔2，并按照50mg/ L废水加入臭氧，搅拌并使水力停留时间在21min，使废水与臭氧进行充分反应；
 3）经一级臭氧反应塔2的废水进入二级臭氧反应塔3，在未加入臭氧下，搅拌并使水力停留时间为19min，使废水与臭氧进行再次充分反应；
4）经二级臭氧反应塔3处理后的废水进入廊道状的封闭式中间水池8进行臭氧分解，并使废水在其内的水力停留时间为35min；
5）经廊道状的封闭式中间水池8进行臭氧分解后的废水进入曝气生物过滤池4进行常规处理；
6）对于曝气生物过滤池4中未予以分解的臭氧则通过臭氧尾气管15进入残余尾气吸收或破坏装置5进行吸收或破坏消除臭氧。
经检测，进入曝气生物过滤池4的臭氧含量仅为0.6ppm，从而增强了曝气生物过滤池4的安全生产，为操作人员的健康提供了有益保证。
实施例2
焦化废水深度处理的方法，其步骤：
1）将常规生化及混凝处理后的废水pH值调节至8，后进入多介质过滤器7进行过滤；
2）经多介质过滤器7过滤后的废水进入一级臭氧反应塔2，并按照60mg/L废水加入臭氧，搅拌并使水力停留时间为26min，使废水与臭氧进行充分反应；
 3）经一级臭氧反应塔2的废水进入二级臭氧反应塔3，并按照10mg/L废水加入臭氧，搅拌并使水力停留时间为15min，使废水与臭氧进行再次充分反应；
4）经二级臭氧反应塔3处理后的废水进入廊道状的封闭式中间水池8进行臭氧分解，并使废水在其内的水力停留时间为40min；
5）经廊道状的封闭式中间水池8进行臭氧分解后的废水进入曝气生物过滤池4进行常规处理；
6）对于曝气生物过滤池4中未予以分解的臭氧则通过臭氧尾气管15进入残余尾气吸收或破坏装置5进行吸收或破坏消除臭氧。
经检测，进入曝气生物过滤池4的臭氧含量仅为0.7ppm，从而增强了曝气生物过滤池4的安全生产，为操作人员的健康提供了有益保证。
实施例3
焦化废水深度处理的方法，其步骤：
1）将常规生化及混凝处理后的废水pH值调节至8.5，进入多介质过滤器7进行过滤；
2）经多介质过滤器7过滤后的废水进入一级臭氧反应塔2，并按照70mg/L废水加入臭氧，搅拌并使水力停留时间为30min，使废水与臭氧进行充分反应；
 3）经一级臭氧反应塔2的废水进入二级臭氧反应塔3，并按照20mg/L废水加入臭氧，搅拌并使水力停留时间为21min，使废水与臭氧进行再次充分反应；
4）经二级臭氧反应塔3处理后的废水进入廊道状的封闭式中间水池8进行臭氧分解，并使废水在其内的水力停留时间为45min；
5）经廊道状的封闭式中间水池8进行臭氧分解后的废水进入曝气生物过滤池4进行常规处理；
6）对于曝气生物过滤池4中未予以分解的臭氧则通过臭氧尾气管15进入残余尾气吸收或破坏装置5进行吸收或破坏消除臭氧。
经检测，进入曝气生物过滤池4的臭氧含量仅为0.8ppm，从而增强了曝气生物过滤池4的安全生产，为操作人员的健康提供了有益保证。
实施例4
焦化废水深度处理的方法，其步骤：
1）将常规生化及混凝处理后的废水pH值调节至9，后进入多介质过滤器7进行过滤；
2）经多介质过滤器7过滤后的废水进入一级臭氧反应塔2，并按照 80mg/L废水加入臭氧，搅拌并使水力停留时间为28min，使废水与臭氧进行充分反应；
3）经一级臭氧反应塔2的废水进入二级臭氧反应塔3，并按照30mg/L废水加入臭氧，搅拌并使水力停留时间为25min，使废水与臭氧进行再次充分反应；
4）经二级臭氧反应塔3处理后的废水进入廊道状的封闭式中间水池8进行臭氧分解，并使废水在其内的水力停留时间为50min；
5）经廊道状的封闭式中间水池8进行臭氧分解后的废水进入曝气生物过滤池4进行常规处理；
6）对于曝气生物过滤池4中未予以分解的臭氧则通过臭氧尾气管15进入残余尾气吸收或破坏装置5进行吸收或破坏消除臭氧。
经检测，进入曝气生物过滤池4的臭氧含量仅为1.0ppm，从而增强了曝气生物过滤池4的安全生产，为操作人员的健康提供了有益保证。
实施例5
焦化废水深度处理的方法，其步骤：
1）将常规生化及混凝处理后的废水pH值调节至10，后进入多介质过滤器7进行过滤；
2）经多介质过滤器7过滤后的废水进入一级臭氧反应塔2，并按照100mg/L废水加入臭氧，搅拌并使水力停留时间为26min，使废水与臭氧进行充分反应；
 3）经一级臭氧反应塔2的废水进入二级臭氧反应塔3，并按照40mg/L废水加入臭氧，搅拌并使水力停留时间为25min，使废水与臭氧进行再次充分反应；
4）经二级臭氧反应塔3处理后的废水进入廊道状的封闭式中间水池8进行臭氧分解，并使废水在其内的水力停留时间为60min；
5）经廊道状的封闭式中间水池8进行臭氧分解后的废水进入曝气生物过滤池4进行常规处理；
6）对于曝气生物过滤池4中未予以分解的臭氧则通过臭氧尾气管15进入残余尾气吸收或破坏装置5进行吸收或破坏消除臭氧。
经检测，进入曝气生物过滤池4的臭氧含量仅为0.95ppm，从而增强了曝气生物过滤池4的安全生产，为操作人员的健康提供了有益保证。
当曝气生物滤池4进口管道6上的压力表的反映值过大时，则常规启动反冲洗***进行冲洗即可。

Claims (5)

1.焦化废水深度处理的方法，其步骤：
1）先将常规生化及混凝处理后的废水pH值调节至7～10，后进入多介质过滤器进行过滤；
2）经多介质过滤的废水进入一级臭氧反应塔进行反应，反应塔中臭氧投加量为50～100mg/L废水，水力停留时间控制在20~30min；
3）一级臭氧反应塔出水进入二级臭氧反应塔进行反应，反应塔中臭氧投加量为0～50 mg/L废水，水力停留时间控制在15~25min；
4）经二级臭氧反应塔后废水引入封闭式中间水池进行臭氧分解，并使废水在封闭式中间水池内的水力停留30~60min；
5）经封闭式中间水池进行臭氧分解后的废水进入曝气生物过滤池进行常规处理；
6）对于封闭式中间水池中未予以分解的臭氧通过臭氧排放管引入尾气吸收或破坏器内。
2.焦化废水深度处理装置，主要由混沉池、与混沉池连接的一级臭氧反应塔、与一级臭氧反应塔连接的二级臭氧反应塔、与二级臭氧反应塔连接的曝气生物过滤池、连接各部件的输送管组成，其特征在于：在混沉池与一级臭氧反应塔之间的输送管上连接有多介质过滤器；在二级臭氧反应塔与曝气生物过滤池的输送管上连接有封闭式中间水池；与二个臭氧反应塔及封闭式中间水池通过臭氧尾气管连接的残余尾气吸收或破坏装置。
3.如权利要求2所述的焦化废水深度处理装置，其特征在于：所述的多介质过滤器由过滤器壳体、设置在过滤器壳体上端的废水进口，连接于过滤器壳体下部的排出口及反冲洗气管，铺设在过滤器壳体内的多介质过滤料层、及连接在过滤器壳体外的排气阀组成。
4.如权利要求2所述的焦化废水深度处理装置，其特征在于：所述的封闭式中间水池为廊道状。
5.如权利要求2所述的焦化废水深度处理装置，其特征在于：所述的多种过滤介质为粒度0.5~2mm的焦炭、粒度为0.5~2mm无烟煤、粒度为3~6mm的陶粒、粒度为4~10mm的石英砂。
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