CN104724888A

CN104724888A - 一种兰炭废水脱碳脱总氮处理工艺

Info

Publication number: CN104724888A
Application number: CN201510129478.9A
Authority: CN
Inventors: 凌亮
Original assignee: ZHEJIANG HANLAN ENVIRONMENT TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: ZHEJIANG HANLAN ENVIRONMENT TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2015-03-24
Filing date: 2015-03-24
Publication date: 2015-06-24

Abstract

本发明公开了一种兰炭废水脱碳脱总氮处理工艺，依次包括预处理***、生化处理***、深度处理***；所述的预处理***包括一隔油池和二级涡凹气浮池；所述的生化处理***至少包括一个好氧池、一个兼氧池、一个沉淀池；所述的深度处理***至少包括一个光催化臭氧氧化反应塔，臭氧从光催化臭氧氧化反应塔下端通过微孔曝气盘进入水体；光催化臭氧氧化反应塔顶部设有集气管，收集从水面溢出的剩余臭氧后引至所述的第一级涡凹气浮池内。在第一级涡凹气浮池的气浮段引入剩余臭氧，不仅资源化利用了臭氧，而且提高了气浮段除油效果、同时增加了有害物质的去除量、减轻了生化端的处理负荷。本发明针对兰炭废水的处理效果好、适用性强、稳定可靠且操作方便。

Description

一种兰炭废水脱碳脱总氮处理工艺

技术领域

本发明涉及工业废水处理技术领域，尤其涉及一种兰炭废水脱碳脱总氮处理工艺。

背景技术

兰炭又称半焦，它是用长焰煤、不粘煤和弱粘煤等经过中低温干馏（600~800℃）热解得到的较低挥发分固体碳质产物，其废水水质成分与焦化废水相似。焦炭生产中干馏温度约为1000 ℃，而兰炭生产中干馏温度低。故兰炭废水中含有大量未被高温氧化的中低分子污染物，其浓度要比焦化废水高出10 倍左右。兰炭废水主要含有高浓度有机物和无机物，是毒性很强的污染物，一般很难处理回用。其主要含有煤焦油类物质，如甲醇、乙醇、甲酸、乙酸、甲苯、苯、苯酚类物质、萘、蒽、醌等，及大量环链有机物、叠氮类无机化合物和氨氮等，其中COD 高达30000-40000mg/L，氨氮高达2500-3000mg/L；无机污染物主要以铵盐为主，也含有硫化物、硫氰化物、氰化物等有害物质，若未经处理直接排放将会对水环境造成严重污染。目前，兰炭废水已经成为国内外公认的难降解废水之一。

现有兰炭企业废水处理***多采用物理法、化学法和生物法：其主要处理工艺方法有吸附法、烟道气处理法、活性污泥法、焚烧法、催化氧化-生化法、蒸氨脱酚-SBR法和乳状液膜法等，它们存在的问题：投资成本高、处理成本高、适用性不强、处理困难或产生二次污染等问题，如吸附法处理成本高，吸附再生困难，不适用高浓度废水处理，烟道气法要求废水中氨含量必须与烟道气所需氨量平衡，使用受限制；焚烧法处理投资大，对处理水质要求高，适用性不强；催化氧化法要在高温高压条件下进行，处理成本高，投资规模和运行费用大；蒸氨脱酚-SBR法需要用到有机溶剂脱酚，会产生二次污染，且先进行脱酚处理后影响氨氮处理效率，增加了后续处理的难度，这些都可能使出水不能达到《炼焦化学工业污染物排放标准》GB16171-2012中表2直接排放标准。

发明内容

本发明的提出是为了克服以上处理方法存在的问题，提出一种针对兰炭废水的处理效果好、适用性强、稳定可靠且操作方便、处理运行费用较低的脱碳脱总氮的处理工艺。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种兰炭废水脱碳脱总氮处理工艺，依次包括预处理***、生化处理***、深度处理***；

所述的预处理***包括一隔油池和二级涡凹气浮池；所述的生化处理***至少包括一个好氧池、一个兼氧池、一个沉淀池；所述的深度处理***至少包括一个光催化臭氧氧化反应塔，臭氧从光催化臭氧氧化反应塔下端通过微孔曝气盘进入水体；

其特征在于：光催化臭氧氧化反应塔顶部设有集气管，收集从水面溢出的剩余臭氧后引至所述的第一级涡凹气浮池内。

进一步地，所述的涡凹气浮池内设有散气叶轮，并投加破乳剂。

所述的深度处理***还包括内循环曝气生物滤池、曝气生物滤池、多介质过滤器、UF/RO膜***的深度处理***，最终达到回用的功能。

本发明的预处理过程是兰炭废水首先进入隔油池，去除绝大部分重油和部分轻油，出水进入调节池均质处理后连接进入二级涡凹气浮处理，通过散气叶轮把“微气泡”均匀的分布于污水中，同时投加破乳剂，去除绝大部分乳化油和浮油以及大部分不溶解的悬浮物质，如投加季胺多元聚合物，投加量20mg/L左右，比传统药剂PAC等投加量明显减少（传统PAC投加100mg/L以上）；另外浮渣产生量仅为PAC的1/3；同时在第一级的涡凹气浮池气浮段液面上方接入了剩余臭氧，使其以微气泡的形式通入水体中，资源化利用臭氧，臭氧氧化能力很强，通常认为臭氧通过直接反应（臭氧以氧分子形式与水体中的有机物进行直接反应）和间接反应（碱性条件下臭氧在水体中分解后产生氧化性很强的羟基自由基等中间产物，发生间接氧化反应）两种途径与许多有机物或官能团发生反应，如C=C、C≡C、芳香化合物、杂环化合物、N=N、C=N、-OH、-SH、-NH₂、-CHO等；也可将非极性物质转变为极性物质，将高分子有机物转变为低分子有机物，将亲水性有机胶团转变为疏水性易凝聚过滤的无机物，因而，在第一级涡凹气浮池的气浮段引入剩余臭氧，不仅资源化利用了臭氧，而且提高了气浮段除油效果、同时增加了有害物质的去除量、减轻了生化端的处理负荷、降低了***的运行成本，避免了***运行时后端剩余臭氧的处理成本、提高***预处理效率、降低生化***以及深度处理***的处理成本等优点。因此，预处理阶段石油类、总油去除率分别达到93.3%和90%（未利用剩余臭氧的达到85.3%和76%）；同时对COD有较好的去除效果，去除率达到20%以上（未引用剩余臭氧的预处理阶段COD去除率为11%），对挥发酚、氨氮和总氮也有一定的去除效果。

所述的内循环曝气生物滤池（RBAF）是通过调整滤池中的滤料层布置和进水曝气方式，实现进水在滤池中的内循环，从而提高BAF的分解和分离效果，对于生化出水的有机物进行有效去除。所述光催化臭氧氧化承担分解有机物为可生化的小分子物质以及去除部分COD、去除氰化物和脱色的功能，而光催化臭氧氧化反应塔内的多余臭氧引导至第一级涡凹气浮池气浮段液面上方，作为气浮段气源之一，资源化利用剩余臭氧去除部分有害物质，节省资源及成本。光催化臭氧氧化出水再流经BAF、多介质过滤器、UF/RO膜处理，出水水质达到《炼焦化学工业污染物排放标准》GB16171-2012中表3直接排放标准。

附图说明

图1为本发明实施例工艺流程图。

图2为光催化臭氧氧化反应装置示意图。

具体实施方式

参见附图。图1 中，A 为兰炭废水；B 为剩余臭氧；C 为剩余污泥；D 为污泥回流；E为混合液回流；F为出水或回用。

本工程中的兰炭废水来自某兰炭生产厂经由蒸氨、脱酚、除油前处理后的废水，由含酚废水与含油废水两部分（以4:6的进水量）组成，水质指标如表1所示，按图1的工艺流程设计进水量为1m³/h的装置运行。其中光催化臭氧氧化反应塔中，51为入水口，53为出水口，52为臭氧入口，23为微孔曝气盘，22为紫外光源，24为集气管。来水从入水口51进入光催化臭氧反应塔，臭氧通过微孔曝气盘23进入水体，在紫外光催化下进行反应，反应完成后的水从出水口53流出，而剩余的臭氧溢出水面，经集气管24收集后引至第一级涡凹气浮池气浮段液面上方。

本实施例总体处理过程如下。

1）预处理***：

兰炭废水进入隔油池，去除绝大部分重油和部分轻油，进入调节池均质处理后进入二级涡凹气浮处理，每级投加季胺多元聚合物约10mg/L，去除绝大部分乳化油和浮油，同时去除大部分不溶解的悬浮物质，且在第一级涡凹气浮池气浮段上的利用剩余臭氧作为气源之一，资源化利用臭氧，氧化处理部分物质，降低废水中的COD、氨氮、挥发酚等有害物质，气浮出水接入生化***。下表2中就预处理后出水的效果对气浮段引入臭氧和利用空气源进行说明（其他控制参数一样的条件下），资源化利用剩余臭氧的预处理出水石油类、总油去除率分别达到93.3%和90%（未利用剩余臭氧的达到85.3%和76%）；同时对COD有较好的去除效果，去除率达到20%以上（未引用剩余臭氧的预处理阶段COD去除率为11%），对挥发酚、氨氮和总氮也有一定的去除效果。

2）生化***：

预处理出水进入污泥吸附床反应器（PASAB），与剩余污泥充分混合，同时根据实际情况，投加载体和生物酶诱导因子，选取混合物浓度为5000mg/L（PASAB池内控制不同的混合液浓度，其出水水质情况如表3所示），水力停留60min，之后进入第一沉淀池实现泥水分离，出水进入HLA+第一好氧池，在第一好氧池的廊道中设置多个回流口，在第一好氧池的2/3 廊道位置和末端同时回流且其回流比60%和40%，再经第二沉淀池进行泥水分离，后进入A/O***进一步脱氮脱碳，保障***的出水总氮的达标排放。在此次试验过程中得出，生化阶段出水COD降至120mg/L以下，氨氮＜0.5mg/L，总氮＜20mg/L，挥发酚＜0.2mg/L，石油类＜1mg/L，色度降至140倍以下；而仅末端回流，出水总氮在40-60mg/L 的附近内，增加了深度处理负荷，也可能导致最终出水总氮不达标（GB16171-2012 中表2 直接排放）。在整个生化处理过程中，第二沉淀池污泥回流至HLA池，第二沉淀池污泥回流至缺氧池；同时也根据水质及***处理情况排泥，剩余污泥排入PASAB反应器或污泥浓缩池。

3）深度处理：

生化出水先进入RBAF，调整滤池中的滤料层布置和进水曝气方式，实现进水在滤池中的内循环，从而提高BAF的分解和分离效果，对于生化出水的有机物进行有效去除，之后经过光催化臭氧氧化，使大分子物质降解为中间态或小分子可生化的物质，有利于后续BAF的处理，出水的色度降至15倍以下，BAF处理后出水经多介质过滤器、UF/RO膜处理，使最终出水指标满足《炼焦化学工业污染物排放标准》GB16171-2012中表3直接排放标准，同时相关指标优于GB50335-2002中再生水作为循环冷却水补给水的水质标准。处理结果如下表4所示：

从上述实施例可以看出，本发明可以有效地降低各项污染物指标，完成发明目的。尤其是表2的对比试验，很好地证明了本发明的核心区别技术特征具有显著的进步。

Claims

1.一种兰炭废水脱碳脱总氮处理工艺，依次包括预处理***、生化处理***、深度处理***；

所述的预处理***包括一隔油池和二级涡凹气浮池；所述的生化处理***至少包括一个好氧池、一个兼氧池、一个沉淀池；所述的深度处理***至少包括一个光催化臭氧氧化反应塔，臭氧从光催化臭氧氧化反应塔下端通过微孔曝气盘进入水体；其特征在于：光催化臭氧氧化反应塔顶部设有集气管，收集从水面溢出的剩余臭氧后引至所述的第一级涡凹气浮池内。

2.按照权利要求1 所述的一种兰炭废水脱碳脱总氮处理工艺，其特征在于：所述的涡凹气浮池内设有散气叶轮，并投加破乳剂。

3.按照权利要求2 所述的一种兰炭废水脱碳脱总氮处理工艺，其特征在于：所述的深度处理***还包括内循环曝气生物滤池、曝气生物滤池、多介质过滤器、UF/RO 膜***的深度处理***，最终达到回用的功能。