CN106865740A - 一种焦化废水生化***处理生物载体及应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种焦化废水生化***处理生物载体，所述生物特效载体包括以下质量百分比的成分：活性炭A：25‑40％，活性炭B：25‑40％，硅藻土：20‑45％，矿渣微粉：5％‑40％。同时还提供了该生物载体在强化焦化废水生化***处理能力方面的应用。本发明中的吸附剂是利用不同活性炭与矿渣微粉、硅藻土的组合，能够对废水中不同分子结构的污染物进行更有效的吸附，提高了单一活性炭的吸附效率，能强化焦化废水的处理能力。

Description

一种焦化废水生化***处理生物载体及应用

技术领域

本发明涉及废水处理领域，具体涉及一种焦化废组合水处理剂，并且涉及该处理剂的具体应用。

背景技术

焦化废水是煤在高温及中温干馏、煤气净化以及化学产品精制过程中形成的废水，其中含有酚类、苯系物、多环芳烃、含氮杂环化合物等有机污染物以及氨、氰、硫氰化物等无机污染物，成分复杂，组分种类繁多，有机污染物浓度及污水色度高、毒性大，性质非常稳定，是一种典型的难降解复杂有毒工业有机废水。为满足达标排放的处理难度大，成本较高，如处理不当，将对全国水环境造成重大的危害。

焦化废水由于污染物浓度高、组分复杂、可生化性差，同时此类废水水质、水量波动很大，故焦化废水生化***极易受到冲击，一旦受到冲击***恢复周期较长，调节难度也较大。

目前国内大部分企业执行钢铁行业排放标准GB13456-92(含焦化行业)。2012年10月1日，国家颁布了《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171-2012)，以下简称新标准。新标准在污染物排放浓度和监控范围上更为严格，对悬浮物、COD、氨氮、石油类和氰化物的排放要求明显提升，增加了BOD5、T-N、苯和多环芳烃的排放要求；同时，新标准也相应提升了吨产品水耗要求。针对国内焦化行业的水处理现状，该标准的严格执法将是对焦化行业的巨大挑战。基本国内所有焦化废水处理装置都必须进行升级改造，才可能满足排放要求；同时对处理设施的管理水平也必须进一步提升。

新建企业水污染物排放浓度限值及单位产品基准排水量

单位：mg/l(pH值除外)

为了满足日益严格的标准要求，需要不断研发更好的处理焦化废水的方法。

发明内容

因此，为了强化焦化废水生化***的处理能力，本发明要解决的技术问题是提供一种更有效处理焦化废水的特效生物载体。本发明要解决的另一个技术问题是，提供该特效生物载体的应用。

本发明的技术方案是，一种焦化废水生化***处理生物载体，所述生物特效载体包括以下质量百分比的成分：活性炭A：25-40％，活性炭B：25-40％，硅藻土：20-45％，矿渣微粉：5％-40％；

所述活性炭A：比表面积400-800m²/ml，孔径1000-25000nm；所述活性炭B：比表面积600-900m²/ml，孔径400-1000nm；

所述硅藻土的粒径：0.01-1.5μm，比表面积：0.5-100㎡/g；所述矿渣微粉粒径：50-1000μm，含铁>10％，含硅量在0.1％-15％之间。

根据本发明的一种焦化废水生化***处理生物载体，优选的是，所述活性炭A的碘吸附值350-800mg/g，灰分＜6％；所述活性炭B的碘吸附值＞850mg/g，灰分＜14％。

根据本发明的一种焦化废水生化***处理生物载体，优选的是，所述硅藻土的粒径：0.01-1μm，比表面积：1-58㎡/g；所述硅藻土的堆密度：0.32-0.48g/ml。

根据本发明的一种焦化废水生化***处理生物载体，优选的是，所述矿渣微粉粒径：100-500μm，含铁>20％，含硅量在0.5％-10％之间。

本发明还提供了上述生物载体在强化焦化废水生化***处理能力方面的应用。

根据本发明的应用，优选的是，在焦化废水经过蒸氨后的出水，在焦化废水好氧处理段，在好氧槽前端的好氧分配槽内，投加生物载体，投加量以进水水量计算为10mg/L～2600mg/L。

根据本发明的应用，优选的是，投加量以进水水量计算为30mg/L～800mg/L。

根据本发明的应用，优选的是，所述生物载体的投加方式为直接投加，或者将所述生物载体与水混合后制成载体浆液再投加。

进一步地，当载体直接投加时，通过粉剂投药装置投加；当制成载体浆液投加时，通过离心泵将浆液抽吸至好氧分配槽，与进水充分混合。

焦化废水的基本处理流程见图1.主要经过调整槽，缺氧槽，好氧分配槽，好氧槽和沉淀槽。本发明的特效生物载体是在好氧分配槽中添加。

调整槽

经过蒸氨处理后的出水通过蒸氨出水泵抽吸至调整槽，调整槽的功能为储存及均匀水质的作用，并通过调整槽输送泵将废水抽吸至缺氧槽。

所述调整槽为长方形混凝土构筑物，水力停留时间为50～100h；

所述蒸氨出水泵为离心泵，材质碳钢；

所述调整槽输送泵为离心泵，材质碳钢；

缺氧槽

调整槽出水通过输送泵抽吸至缺氧槽，缺氧槽处理水分2部分：一部分为调整槽出水，另一部分为好氧槽的回流混合液，调整槽出水与回流混合液的比值为1:2-1:4。在缺氧槽内，活性污泥中的反硝化细菌在缺氧条件下，将废水中的NO2-及NO3-还原为氮气逸出，达到脱除总氮的目的，缺氧槽出水通过溢流至好氧分配槽内。

所述缺氧槽为正方形混凝土构筑物，水力停留时间为8-30h；

所述缺氧槽内设有潜水搅拌机2台，分别设在缺氧槽对角线处，高度分别为槽内液位的高处和低处；其作用为均匀混合泥水，搅拌机为材质碳钢。

好氧分配槽

缺氧槽出水通过溢流至好氧分配槽内，本文发明的特效生物载体即投加在好氧分配槽内，并通过溢流至好氧槽。

所述的特效载体可以根据权利要求的比例与纯水进行混合，制成混合液浓度为5-10％的载体浆液，并通过离心泵将浆液抽吸至好氧分配槽，与缺氧槽进水充分混合。

所述的特效载体投加方式是通过粉剂投药装置，装置主要由粉料仓、纯水进水管、输送泵、中控***等组成，该设备为通用设备；

所述好氧分配槽为正方形混凝土构筑物，停留时间1h-2h。

好氧槽

好氧分配槽出水通过溢流至好氧槽内，其主要将进入好氧槽的废水在硝化菌的作用下将水中的NH3-N氧化为NO2-及NO3-。过程中需要加入液碱补充碱源以及调节废水PH。为减少好氧槽产生的泡沫，在好氧槽上方设置消泡水喷淋管线。好氧槽内设置微孔曝气膜片连续供氧，保证污泥的活性。好氧槽出水分2路：一路混合液回流至缺氧槽，另一路进入辅流式沉淀池。沉淀池底部通过污泥泵将一部分污泥送回至好氧槽前端作为补充污泥。

所述好氧槽为长方形混凝土构筑物，水力停留时间为30～80h；

所述补充液碱为氢氧化钠，浓度为30％；投加泵为定量泵，好氧槽内设有PH在线检测仪；

所述喷淋消泡水为工业水；

所述微孔曝气膜片所采用的材质是EPDM，曝气主管是UPVC，曝气风机为罗茨式；

所述污泥回流泵为离心式泵，材质碳钢。

采用本发明的一种强化焦化废水生化***处理能力方法及相关生物特效载体，采用焦化酚氰废水的蒸氨处理后出水作为原水，原水水质：pH是6-9，COD是2000～3000mg/l，酚是15～200mg/l，氨氮是200～250mg/l，油是15～20mg/l，T-CN是10～15mg/l，水温是25-35℃。

粉末活性炭具有巨大的比表面积和很强的吸附性，在水处理中一般用作吸附剂，以吸附除去废水的色度、气味、有机污染物等；硅藻土孔隙率高、比表面积大、且表面呈负电性。具有一定的吸附能力，同时能帮助污泥形成稳定性更高的絮体；矿物质(矿渣微粉)含有铁元素，是良好的微生物促生剂，可以提高微生物生长速度，硅可有助于污泥沉降。

该生物特效载体药剂不仅能够利用2种粉剂不同的孔径对焦化废水中不同特性的有机污染物进行更有效的吸附，同时利用其作为特效生物菌群的载体，通过粉末活性炭固定生物菌群，使其形成大的絮体，减少有效菌的流失，增强污泥絮体的沉降性；为微生物提供营养源，提升其生长速度和受冲击后的回复速度。延长了有机物在处理***的停留时间，有利于强化微生物对难降解物质的处理，提高生化***抗冲击能力。

本发明的有益效果：

1.选择性地采用不同孔径和吸附特性的吸附剂，包括不同规格的活性炭和硅藻土，针对焦化废水中特征污染物，有选择性地吸附，从而降低废水的生物毒性，使得微生物***抗冲击能力提升，处理能力提升；

2.选择性地采用不同孔径和吸附特性的吸附剂，包括不同规格的活性炭和硅藻土，针对焦化废水好氧处理***中的自养菌和异养菌进行选择性的吸附，固定生物菌群，使其形成大的絮体，减少有效菌的流失，增强污泥絮体的沉降性，从而提高处理能力；

3.粉末活性炭具有巨大的比表面积和很强的吸附性，在水处理中一般用作吸附剂，以吸附除去废水的色度、气味、有机污染物等；硅藻土孔隙率高、比表面积大、且表面呈负电性。具有一定的吸附能力，同时能帮助污泥形成稳定性更高的絮体；矿物质(矿渣微粉)含有铁元素，是良好的微生物促生剂，可以提高微生物生长速度，硅可有助于污泥沉降；

4.硅藻土由于具有大量的、有序排列的微孔，使得硅藻土比表面积非常大，因此硅藻土具有很强的吸附力及吸附容量。其表面带有负电性，对于带正电荷的胶体态污染物来说，他可以通过电中和而使胶体脱稳。由于硅藻土成本低廉，可以作为活性炭的高效替代品与活性炭组合使用。另一方面，由于硅藻土中富含有机物,是活性污泥中微生物的食物来源之一,促进微生物成长；

5.所复配的矿渣微粉，能为微生物提供铁等微量元素，促进微生物的生产，同时也具有吸附性能，能作为污泥絮体的晶核，协助活性炭及硅藻土固定菌群，形成更大的絮体，提供生化处理能力及***抗冲击能力。矿渣微粉作为高炉生产后的副产品，生产成本极其低廉。实验发现粒径较细的矿渣微粉具有较高的吸附性，而粒径较粗的矿渣微粉可以作为混凝絮体的晶核，加速絮体的沉降。将2种不同粒径规格的矿渣微粉与吸附剂、混凝剂的复配，能够在出水达标外排的同时进一步降低药剂使用成本。

6.本发明将活性炭+硅藻土+矿渣微粉三者合一，相互协同作用使污泥能够更有效的形成大颗粒絮体，同时提供活性污泥中微生物必要的微量元素促进有效菌群的生长，使生化***活性污泥浓度高、沉降性能好、抗冲击能力更佳。

附图说明

图1是焦化废水处理工艺流程图。

具体实施方式

实施例1

1.经过蒸氨处理后的出水通过蒸氨出水泵抽吸至调整槽，原水水质：pH是7.8，COD是2250mg/l，酚是65mg/l，氨氮是220mg/l，油是16mg/l，T-CN是12mg/l，水温是28℃。

2.调整槽出水通过输送泵抽吸至缺氧槽，缺氧槽处理水分2部分：一部分为调整槽出水，另一部分为好氧槽的回流混合液，调整槽出水与回流混合液的比值为1:3，缺氧槽出水通过溢流至好氧分配槽内。

3.缺氧槽出水通过溢流至好氧分配槽内，通过粉剂投药装置将特效载体与纯水混合成浓度10％的浆液后投加在好氧分配槽内，并通过溢流至好氧槽，特效载体固体投加量为30mg/l(以废水进水量计)。.本实施例中生物特效载体的由2种不同规格的活性炭、1种硅藻土和1种矿物质按比例配制而成，按以下重量百分比组成：活性炭A：40％，活性炭B：30％，硅藻土：20％，矿物质(矿渣微粉)：10％。活性炭A：比表面积500m²/ml，孔径1500nm，碘吸附值400mg/g，灰分＜6％，活性炭B：比表面积600m²/ml，，孔径450nm，碘吸附值900mg/g，灰分＜14％。硅藻土粒径：0.5μm，比表面积：30㎡/g，堆密度：0.38g/ml。矿渣微粉粒径：200μm，含铁>20％，含硅量在2％.

4.好氧分配槽出水通过溢流至好氧槽内，好氧槽出水分2路：一路混合液回流至缺氧槽，另一路进入辅流式沉淀池。沉淀池底部通过污泥泵将一部分污泥送回至好氧槽前端作为补充污泥。

实施例2

1.经过蒸氨处理后的出水通过蒸氨出水泵抽吸至调整槽，原水水质：pH是7.5，COD是2050mg/l，酚是70mg/l，氨氮是200mg/l，油是15mg/l，T-CN是10mg/l，水温是29℃。

2.调整槽出水通过输送泵抽吸至缺氧槽，缺氧槽处理水分2部分：一部分为调整槽出水，另一部分为好氧槽的回流混合液，调整槽出水与回流混合液的比值为1:3，缺氧槽出水通过溢流至好氧分配槽内。

3.缺氧槽出水通过溢流至好氧分配槽内，通过粉剂投药装置将特效载体与纯水混合成浓度10％的浆液后投加在好氧分配槽内，并通过溢流至好氧槽，特效载体固体投加量为50mg/l(以废水进水量计)。

本实施例中生物特效载体的由2种不同规格的活性炭、1种硅藻土和1种矿物质按比例配制而成，按以下重量百分比组成：活性炭A：35％，活性炭B：35％，硅藻土：20％，矿物质(矿渣微粉)：10％。

活性炭A：比表面积600m²/ml，孔径5000nm，碘吸附值600mg/g，灰分＜6％，活性炭B：比表面积700m²/ml，，孔径800nm，碘吸附值950mg/g，灰分＜14％。硅藻土粒径：0.2μm，比表面积：20㎡/g，堆密度：0.4g/ml。矿渣微粉粒径：500μm，含铁>20％，含硅量在5％.

4.好氧分配槽出水通过溢流至好氧槽内，好氧槽出水分2路：一路混合液回流至缺氧槽，另一路进入辅流式沉淀池。沉淀池底部通过污泥泵将一部分污泥送回至好氧槽前端作为补充污泥。

实施例3

1.经过蒸氨处理后的出水通过蒸氨出水泵抽吸至调整槽，原水水质：pH是8.2，COD是2540mg/l，酚是62mg/l，氨氮是205mg/l，油是17mg/l，T-CN是16mg/l，水温是30℃。

2.调整槽出水通过输送泵抽吸至缺氧槽，缺氧槽处理水分2部分：一部分为调整槽出水，另一部分为好氧槽的回流混合液，调整槽出水与回流混合液的比值为1:3，缺氧槽出水通过溢流至好氧分配槽内。

3.缺氧槽出水通过溢流至好氧分配槽内，通过粉剂投药装置将特效载体与纯水混合成浓度10％的浆液后投加在好氧分配槽内，并通过溢流至好氧槽，特效载体固体投加量为100mg/l(以废水进水量计)。

4.好氧分配槽出水通过溢流至好氧槽内，好氧槽出水分2路：一路混合液回流至缺氧槽，另一路进入辅流式沉淀池。沉淀池底部通过污泥泵将一部分污泥送回至好氧槽前端作为补充 污泥。

生化***出水指标

1.以上所述实施例中生物特效载体的制作方法：该产品由2种不同规格的活性炭、1种硅藻土和1种矿物质按比例配制而成，按以下重量百分比组成：活性炭A：30％，活性炭B：40％，硅藻土：15％，矿物质(矿渣微粉)：15％。

活性炭A：比表面积800m²/ml，孔径15000nm，碘吸附值650mg/g，灰分＜6％，活性炭B：比表面积800m²/ml，，孔径900nm，碘吸附值950mg/g，灰分＜14％。硅藻土粒径：0.8μm，比表面积：45㎡/g，堆密度：0.5g/ml。矿渣微粉粒径：400μm，含铁>20％，含硅量在8％.

2.所述调整槽为长方形混凝土构筑物，水力停留时间为80h；

3.所述蒸氨出水泵为离心泵，材质碳钢；

4.所述调整槽输送泵为离心泵，材质碳钢；

5.所述缺氧槽为正方形混凝土构筑物，水力停留时间为15h；

6.所述缺氧槽内设有潜水搅拌机2台，分别设在缺氧槽对角线处，高度分别为槽内液位的高处和低处；其作用为均匀混合泥水，搅拌机为材质碳钢。

7.所述的特效载体是根据权利要求的比例与纯水进行混合，制成混合液浓度为10％的载体浆液，并通过离心泵将浆液抽吸至好氧分配槽，与缺氧槽进水充分混合。

8.所述的特效载体投加方式是通过粉剂投药装置，装置主要由粉料仓、纯水进水管、输 送泵、中控***等组成，该设备为通用设备；

9.所述好氧分配槽为正方形混凝土构筑物，停留时间1.5h。

10.所述好氧槽为长方形混凝土构筑物，水力停留时间为50h；

11.所述补充液碱为氢氧化钠，浓度为30％；投加泵为定量泵，好氧槽内设有PH在线检测仪；

12.所述喷淋消泡水为工业水；

13.所述微孔曝气膜片所采用的材质是EPDM，曝气主管是UPVC，曝气风机为罗茨式；

14.所述污泥回流泵为离心式泵，材质碳钢。

本发明中的吸附剂是利用不同活性炭与矿渣微粉、硅藻土的组合，能够对废水中不同分子结构的污染物进行更有效的吸附，提高了单一活性炭的吸附效率，能强化焦化废水的处理能力。

Claims (9)

1.一种焦化废水生化***处理生物载体，其特征在于：所述生物特效载体包括以下质量百分比的成分：活性炭A：25-40％，活性炭B：25-40％，硅藻土：20-45％，矿渣微粉：5％-40％；

所述活性炭A：比表面积400-800m²/ml，孔径1000-25000nm；所述活性炭B：比表面积600-900m²/ml，孔径400-1000nm；

所述硅藻土的粒径：0.01-1.5μm，比表面积：0.5-100㎡/g；所述矿渣微粉粒径：50-1000μm，含铁>10％，含硅量在0.1％-15％之间。

2.根据权利要求1所述的一种焦化废水生化***处理生物载体，其特征在于：所述活性炭A的碘吸附值350-800mg/g，灰分＜6％；所述活性炭B的碘吸附值＞850mg/g，灰分＜14％。

3.根据权利要求1所述的一种焦化废水生化***处理生物载体，其特征在于：所述硅藻土的粒径：0.01-1μm，比表面积：1-58㎡/g；所述硅藻土的堆密度：0.32-0.48g/ml。

4.根据权利要求1所述的一种焦化废水生化***处理生物载体，其特征在于：所述矿渣微粉粒径：100-500μm，含铁>20％，含硅量在0.5％-10％之间。

5.权利要求1所述生物载体在强化焦化废水生化***处理能力方面的应用。

6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于：在焦化废水经过蒸氨后的出水，在焦化废水好氧处理段，在好氧槽前端的好氧分配槽内，投加生物载体，投加量以进水水量计算为10mg/L～2600mg/L。

7.根据权利要求5所述的应用，其特征在于：投加量以进水水量计算为30mg/L～800mg/L。

8.根据权利要求5所述的应用，其特征在于：所述生物载体的投加方式为直接投加，或者将所述生物载体与水混合后制成载体浆液再投加。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于：当载体直接投加时，通过粉剂投药装置投加；当制成载体浆液投加时，通过离心泵将浆液抽吸至好氧分配槽，与进水充分混合。