CN106477825A - 焦化废水处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种焦化废水的处理方法，首先利用烟道气对焦化废水进行预处理，把烟气脱硫、CO2回收利用和焦化废水处理三者有机结合，同时获得化肥；其次，将预处理后的排水与高炉煤气洗涤水进行联合处理，以生物接触氧化法对其进行脱酚和氰化物处理；最后采用曝气生物过滤和反渗透法对生化处理后的排水进行深度处理，使处理后的出水达到回用标准，整个过程无废水排放，并能够实现水资源的循环利用。

Description

焦化废水处理方法
技术领域
本发明属于水处理技术领域，尤其涉及一种焦化废水处理方法。
背景技术
焦化废水来源主要是炼焦煤中水分，是煤在高温干馏过程中，随煤气逸出、冷凝形成的。煤气中有成千上万种有机物，凡能溶于水或微溶于水的物质，均在冷凝液中形成极其复杂的剩余氨水，这是焦化废水中最大一部分废水。其次是煤气净化过程中，如脱硫、除氨和提取精苯、萘和粗吡啶等过程中形成的废水。再次是焦油加工和粗苯精制中产生的废水，这股废水数量不大，但成分复杂。
焦化废水是属有毒有害、难降解的高浓度有机废水，其中有机物以酚类化合物居多，约占总有机物的1/2，有机物中还包括多环芳香族化合物和含氮、氧、碳的杂环化合物等。无机污染物主要以氰化物、硫化物、硫氰化物为主，处理难度大，已成为现阶段环境保护领域亟待解决的一个难题。
国内大多数焦化厂废水处理***曾都是采用一级处理和二级处理工艺，近几年来部分大型企业采用三级处理。当前焦化废水处理的新技术和新工艺主要可分为三个途径：稀释生化法、化学药剂处理法和直接用于湿法熄焦、高炉冲渣等。
其稀释生化法由于焦化废水本身含盐分较高、有毒物浓度高，为满足生化条件必须消耗大量的稀释用工艺水，一般需配加2~6倍的工艺稀释水进一步大幅度降低经预处理后的废水污染物浓度才能满足生化条件，即必须以稀释的方法大幅度增加数倍污水量，另一方面，因含有大量的生物毒性及很难降解的有机化合物，处理效果差而实际上难以稳定达标。
化学药剂法通过添加大量的化学药剂去除废水中的悬浮杂质和有机污染物，效果不太稳定且成本高，也增加了后续脱盐的难度，还引入了二次污染。
焦化废水直接用于熄焦、烧结配料、高炉冲渣等客观上仅仅是污染物的转移，仍然构成对环境的危害，且使这些工艺周围的环境恶化，对岗位工人健康的影响更严重，属于毒性物质的多途径转移。
为解决达标排放的污染问题或降低焦化废水处理投资或成本，有科技工作者采取了焦化废水焚烧处理法，但该方法需消耗大量的焦炉煤气，且产生了新的二次污染。
综合分析目前焦化废水处理技术，可见这些技术虽涉及到焦化废水的高效处理问题，但一方面焦化废水的治理工艺流程长、投资大、能耗高、成本高，对环境仍存在二次污染，存在污染物的转移问题，且还必须考虑剩余污泥和/或浓缩液的安全处理、处置问题。另一方面，除较高价值的酚盐、苯等产品回收外，其焦化废水的处理着重于污染物的降解上或污染物的转移上，且大量的能耗和成本消耗在分解以碳氢元素为主的复杂有机物上，不符合绿色、低碳、循环经济发展理念。
发明内容
发明目的
本发明提供了一种焦化废水处理的新方法，其目的是为了解决现有技术焦化废水处理和烟气脱硫成本高、处理能耗高、存在二次污染和物质循环回收利用不足等问题，使处理后的出水达到回用标准，整个过程无废水排放，并能够实现水资源的循环利用。
技术方案
一种焦化废水处理方法，其特征在于：首先利用烟道气对焦化废水进行预处理，把烟气脱硫、CO2回收利用和焦化废水处理三者有机结合，同时获得化肥；其次，将预处理后的排水与高炉煤气洗涤水进行联合处理，以生物接触氧化法对其进行脱酚和氰化物处理；最后采用曝气生物过滤和反渗透法对生化处理后的排水进行深度处理。
预处理步骤如下：
（1）将除油后的焦化废水与分离重油后的分离水混合；
（2）降低焦化废水中的氨氮，去除浮油；
（3）再将焦化废水与烟道气接触反应，反应后生成的含硫铵水在亚盐和含氧气体的作用下氧化成硫酸铵；
（4）从反应后的废水中提取出硫酸铵；
（5）从反应后的烟道气中提取含CO2的氨水。
将除油后的焦化废水与分离重油后的分离水混合后加入絮凝剂。
步骤（2）采用气浮工艺。
步骤（4）采用蒸发、结晶、过滤工艺提取出硫酸铵；步骤（5）采用冷凝工艺提取含CO2的氨水。
预处理后的焦化废水与经聚合沉淀的高炉煤气洗涤水混合稀释，去除酚、氰，并进一步去除氨氮。
高炉煤气洗涤水聚合沉淀过程加入聚合电解质、石灰。
利用生物接触氧化法去除废水中的酚、氰有机污染物以及氨氮。
经生物接触氧化处理后的废水经微生物絮凝和降解过程，降低废水中的有害物质SS、COD、BOD和脱氮除磷。
所述的焦化废水处理方法，具体工艺如下：
焦化废水，先经隔油池去除焦化废水中的轻油和重油，经隔油处理后的焦化废水进入调节池，与经油水分离器分离重油后的分离水混合，然后进入混合反应池，在混合反应池中加入混凝剂，之后进入气浮池，在气浮池加入药剂，降低焦化废水中的氨氮并去除浮油；
经隔油、气浮处理后的焦化废水进入吸收塔，与经过除尘器除尘的烟道气逆流接触，在吸收塔内发生物理和化学反应，反应后生成的含硫铵水进入亚盐氧化塔，在加入的亚盐和含氧气体的作用下氧化成硫酸铵，再经蒸发、结晶、过滤生产硫酸铵产品；
经吸收塔反应后的烟道气经冷凝器冷凝后分为两部分，一部分是含CO2的烟道气，一部分是含CO2的氨水，含CO2的烟道气经变压吸附装置分离出CO2，分离出的CO2送入储气加压装置加压，之后送入碳酸氢铵合成装置，使加压后的烟道气和氨反应；
经以上工艺处理后的焦化废水进入第二调节池，与经聚合沉淀池聚合沉淀预处理的高炉煤气洗涤水混合；
经预处理后的高炉煤气洗涤水含有较低浓度的酚和氰化物，氨含量低，在第二调节池调节过程中作为焦化废水的稀释剂，与焦化废水进行联合处理；
经第二调节池后的废水进入生物接触氧化池，利用生物接触氧化法去除废水中的酚、氰有机污染物以及氨氮；
处理后的废水进入中间水池，经沉淀过滤后进入曝气生物滤池，通过曝气生物滤池内的微生物絮凝和降解过程，降低废水中的有害物质SS、COD、BOD和脱氮除磷；
从曝气生物滤池中出来的废水输送至反渗透装置中进行进一步除盐。
优点及效果
本发明优点和有益效果如下：
（1）本发明利用焦化废水中的氨吸收烟道气中的SO2和CO2，并生成硫酸铵和碳酸氢铵等化肥产品，可用于烟道气SO2脱除和CO2回收，焦化废水预处理等方面，属于“以废治废”，可以达到既降低脱硫和焦化废水处理成本，提高焦化经济效益，减排CO2，改善环境，又生产氮肥的三重目的。
（2）本发明将预处理后的高炉煤气洗涤水与焦化废水进行联合脱酚、脱氰处理及深度处理，既省去了焦化废水所需要添加的稀释水，又省去了高炉煤气洗涤水的处理设施，大大降低了废水处理成本。
（3）本发明采用生物接触氧化法去除废水中的酚、氰等有机污染物以及氨氮，以废水中的有机物作为生化反应的碳源和能源，不需补充外加碳源，减少了化学药剂和动力消耗。
（4）本发明整个过程投入药剂少，运行成本低，出水全部进行回用，无废水排放，属于焦化废水处理回用与“零”排放的新技术，符合绿色、低碳、循环经济发展理念，是一种技术可行、经济高效、适宜推广的焦化废水处理新方法。
附图说明
图1是本发明处理工艺流程示意图。
图中：隔油池1，调节池2，油水分离器3，混合反应池4，气浮池5，集油池6，吸收塔7，冷凝器8，变压吸附装置9，储气加压装置10，碳酸氢铵合成装置11，烟囱12，除尘器13，过滤机14，亚盐氧化塔15，聚合沉淀池16，第二调节池17，生物接触氧化池18，中间水池19，曝气生物滤池20，反渗透装置21。
具体实施方式：
本发明提出一种焦化废水处理的新方法，如图1所示，首先利用烧结烟气、焦炉烟道气或燃煤锅炉烟气（简称烟道气）对焦化废水进行预处理，把烟气脱硫、CO2回收利用和焦化废水处理三者有机结合，同时获得化肥；其次，将预处理后的排水与高炉煤气洗涤水进行联合处理，以生物接触氧化法对其进行脱酚和氰化物处理；最后采用曝气生物过滤和反渗透法对生化处理后的排水进行深度处理，使处理后的出水达到回用标准，整个过程无废水排放，并能够实现水资源的循环利用。
所述预处理步骤如下：
（1）将除油后的焦化废水与分离重油后的分离水混合；
（2）降低焦化废水中的氨氮，去除浮油；
（3）再将焦化废水与烟道气接触反应，反应后生成的含硫铵水在亚盐和含氧气体的作用下氧化成硫酸铵；
（4）从反应后的废水中提取出硫酸铵；
（5）从反应后的烟道气中提取含CO2的氨水。
将除油后的焦化废水与分离重油后的分离水混合后加入絮凝剂。
所述步骤（2）采用气浮工艺。
所述步骤（4）采用蒸发、结晶、过滤工艺提取出硫酸铵；所述步骤（5）采用冷凝工艺提取含CO2的氨水。
预处理后的焦化废水与经聚合沉淀的高炉煤气洗涤水混合稀释，去除酚、氰，并进一步去除氨氮。
高炉煤气洗涤水聚合沉淀过程加入聚合电解质、石灰。
利用生物接触氧化法去除废水中的酚、氰有机污染物以及氨氮。
经生物接触氧化处理后的废水经微生物絮凝和降解过程，降低废水中的有害物质SS、COD、BOD和脱氮除磷。
上述除油后的焦化废水与分离重油后的分离水混合反应阶段可加入混凝剂，去除和降低氨氮以及去除酚、氰的方法采用行业内一般工艺即可达到目的。优选不引入更多水资源，以及不产生更多废弃或毒害物质的技术手段。
经上述处理后的废水，还可经进一步处理，如絮凝和降解等过程，以达到最终水处理目的。
上述焦化废水处理方法，具体工艺如下：
焦化废水，先经隔油池1去除焦化废水中的轻油和重油，经隔油处理后的焦化废水进入调节池2，与经油水分离器3分离重油后的分离水混合，然后进入混合反应池4，在混合反应池4中加入混凝剂，之后进入气浮池5，在气浮池5加入药剂，降低焦化废水中的氨氮并去除浮油；
经隔油、气浮处理后的焦化废水进入吸收塔7，与经过除尘器13除尘的烟道气逆流接触，在吸收塔7内发生物理和化学反应，反应后生成的含硫铵水进入亚盐氧化塔15，在加入的亚盐和含氧气体的作用下氧化成硫酸铵，再经蒸发、结晶、过滤生产硫酸铵产品；
经吸收塔反应后的烟道气经冷凝器8冷凝后分为两部分，一部分是含CO2的烟道气，一部分是含CO2的氨水，含CO2的烟道气经变压吸附装置9分离出CO2，分离出的CO2送入储气加压装置10加压，之后送入碳酸氢铵合成装置11，使加压后的烟道气和氨反应；
经以上工艺处理后的焦化废水进入第二调节池17，与经聚合沉淀池16聚合沉淀预处理的高炉煤气洗涤水混合；
经预处理后的高炉煤气洗涤水含有较低浓度的酚和氰化物，氨含量低，在第二调节池17调节过程中作为焦化废水的稀释剂，与焦化废水进行联合处理；
经第二调节池17后的废水进入生物接触氧化池18，利用生物接触氧化法去除废水中的酚、氰有机污染物以及氨氮；
处理后的废水进入中间水池19，经沉淀过滤后进入曝气生物滤池20，通过曝气生物滤池20内的微生物絮凝和降解过程，降低废水中的有害物质SS、COD、BOD和脱氮除磷；
从曝气生物滤池20中出来的废水输送至反渗透装置21中进行进一步除盐。
下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明：
实施例1：
一种焦化废水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）预处理工段
先去除焦化废水中的轻油和重油，与分离重油后的分离水混合，然后加入混凝剂等药剂，之后降低焦化废水中的氨氮并去除浮油，处理后的焦化废水与经过除尘的烟道气逆流接触，反应后生成的含硫铵水在亚盐和空气或其他含氧气体的作用下氧化成硫酸铵，从中提取出硫酸铵，从反应后的烟道气中提取含CO2的氨水。
（2）生物接触氧化工段
经预处理工段处理后的焦化废水与经聚合沉淀等预处理的高炉煤气洗涤水混合，高炉煤气洗涤水聚合沉淀过程可加入聚合电解质、石灰等药剂，使高炉煤气洗涤水中的有毒金属和不稳定的氟化物沉淀。经预处理后的高炉煤气洗涤水，在调节池调节过程中作为焦化废水的稀释剂，与焦化废水进行联合处理，去除废水中的酚、氰等有机污染物以及氨氮。
（3）深度处理工段
经生物接触氧化工段处理后的废水经微生物絮凝和降解等过程，降低废水中的SS、COD、BOD等有害物质和脱氮除磷。
实施例2：
一种焦化废水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）预处理工段
来自炼焦、煤气净化以及化工产品精制等工艺过程的焦化废水，先经隔油池1，去除焦化废水中的轻油和重油，经隔油处理后的焦化废水进入调节池2，与经油水分离器3分离重油后的分离水混合，然后进入混合反应池4，在混合反应池4中加入混凝剂等药剂，之后进入气浮池5，在气浮池5加入药剂（混凝药剂），降低焦化废水中的氨氮并去除浮油，经集油池6收集的浮油外运。经隔油、气浮处理后的焦化废水进入吸收塔7，与经过除尘器13除尘的烟道气逆流接触，在塔内发生物理和化学反应，反应后生成的含硫铵水进入亚盐氧化塔15，在加入的亚盐和空气或其他含氧气体的作用下氧化成硫酸铵溶液，硫酸铵溶液经过滤机14过滤，再经蒸发、结晶、过滤等过程生产硫酸铵产品。经吸收塔反应后的烟道气经冷凝器8冷凝后分为两部分，一部分是含CO2的烟道气，一部分是含CO2的氨水。含CO2的烟道气经变压吸附装置9分离出CO2，分离出的CO2送入储气加压装置10加压，之后送入碳酸氢铵合成装置11，使加压后的烟道气和氨反应，可用于生产碳酸氢铵，也可用于其他用途。反应后的烟道气经烟囱12排入大气。
（2）生物接触氧化工段
经预处理工段处理后的焦化废水进入第二调节池17，与经聚合沉淀池聚合沉淀等预处理的高炉煤气洗涤水混合调质调量，在高炉煤气洗涤水聚合沉淀池16可加入聚合电解质、石灰等药剂，使高炉煤气洗涤水中的有毒金属和不稳定的氟化物沉淀，沉淀后的石灰污泥等送去渣堆。经预处理后的高炉煤气洗涤水含有较低浓度的酚和氰化物，氨含量低，在第二调节池17调节过程中作为焦化废水的稀释剂，与焦化废水进行联合处理。经第二调节池17后的废水进入生物接触氧化池18，利用生物接触氧化法去除废水中的酚、氰等有机污染物以及氨氮。处理后的废水进入中间水池19，经沉淀过滤后进入深度处理工段，过滤后的污泥经压滤装置处理后外运。
（3）深度处理工段
经生物接触氧化工段处理后的废水先进入曝气生物滤池20，通过曝气生物滤池20内的微生物絮凝和降解等过程，降低废水中的SS、COD、BOD等有害物质和脱氮除磷。从曝气生物滤池20出来的废水可以直接用作煤场抑尘水和生活杂用水；或者从曝气生物滤池20中出来的废水输送至反渗透装置21中进行进一步除盐，所得除盐废水回用于工艺循环冷却水，而反渗透出来的浓水作为高炉炉渣冷却冲渣用水、煤厂抑尘用水、道路清扫用水等其他用途。

Claims (10)

1.一种焦化废水处理方法，其特征在于：首先利用烟道气对焦化废水进行预处理，把烟气脱硫、CO2回收利用和焦化废水处理三者有机结合，同时获得化肥；其次，将预处理后的排水与高炉煤气洗涤水进行联合处理，以生物接触氧化法对其进行脱酚和氰化物处理；最后采用曝气生物过滤和反渗透法对生化处理后的排水进行深度处理。
2.根据权利要求1所述的焦化废水处理方法，其特征在于：预处理步骤如下：
（1）将除油后的焦化废水与分离重油后的分离水混合；
（2）降低焦化废水中的氨氮，去除浮油；
（3）再将焦化废水与烟道气接触反应，反应后生成的含硫铵水在亚盐和含氧气体的作用下氧化成硫酸铵；
（4）从反应后的废水中提取出硫酸铵；
（5）从反应后的烟道气中提取含CO2的氨水。
3.根据权利要求2所述的焦化废水处理方法，其特征在于：将除油后的焦化废水与分离重油后的分离水混合后加入絮凝剂。
4.根据权利要求2所述的焦化废水处理方法，其特征在于：步骤（2）采用气浮工艺。
5.根据权利要求2所述的焦化废水处理方法，其特征在于：步骤（4）采用蒸发、结晶、过滤工艺提取出硫酸铵；步骤（5）采用冷凝工艺提取含CO2的氨水。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的焦化废水处理方法，其特征在于：预处理后的焦化废水与经聚合沉淀的高炉煤气洗涤水混合稀释，去除酚、氰，并进一步去除氨氮。
7.根据权利要求6所述的焦化废水处理方法，其特征在于：高炉煤气洗涤水聚合沉淀过程加入聚合电解质、石灰。
8.根据权利要求1所述的焦化废水处理方法，其特征在于：利用生物接触氧化法去除废水中的酚、氰有机污染物以及氨氮。
9.根据权利要求8所述的焦化废水处理方法，其特征在于：经生物接触氧化处理后的废水经微生物絮凝和降解过程，降低废水中的有害物质SS、COD、BOD和脱氮除磷。
10.根据权利要求1所述的焦化废水处理方法，其特征在于：
焦化废水，先经隔油池(1)去除焦化废水中的轻油和重油，经隔油处理后的焦化废水进入调节池(2)，与经油水分离器(3)分离重油后的分离水混合，然后进入混合反应池(4)，在混合反应池(4)中加入混凝剂，之后进入气浮池(5)，在气浮池(5)加入药剂，降低焦化废水中的氨氮并去除浮油；
经隔油、气浮处理后的焦化废水进入吸收塔(7)，与经过除尘器(13)除尘的烟道气逆流接触，在吸收塔(7)内发生物理和化学反应，反应后生成的含硫铵水进入亚盐氧化塔(15)，在加入的亚盐和含氧气体的作用下氧化成硫酸铵，再经蒸发、结晶、过滤生产硫酸铵产品；
经吸收塔反应后的烟道气经冷凝器(8)冷凝后分为两部分，一部分是含CO2的烟道气，一部分是含CO2的氨水，含CO2的烟道气经变压吸附装置(9)分离出CO2，分离出的CO2送入储气加压装置(10)加压，之后送入碳酸氢铵合成装置(11)，使加压后的烟道气和氨反应；
经以上工艺处理后的焦化废水进入第二调节池(17)，与经聚合沉淀池(16)聚合沉淀预处理的高炉煤气洗涤水混合；
经预处理后的高炉煤气洗涤水含有较低浓度的酚和氰化物，氨含量低，在第二调节池(17)调节过程中作为焦化废水的稀释剂，与焦化废水进行联合处理；
经第二调节池(17)后的废水进入生物接触氧化池(18)，利用生物接触氧化法去除废水中的酚、氰有机污染物以及氨氮；
处理后的废水进入中间水池(19)，经沉淀过滤后进入曝气生物滤池(20)，通过曝气生物滤池(20)内的微生物絮凝和降解过程，降低废水中的有害物质SS、COD、BOD和脱氮除磷；
从曝气生物滤池(20)中出来的废水输送至反渗透装置(21)中进行进一步除盐。
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