焦化廢水處理技術

關于焦化廢水處理技術第1頁，共22頁，2022年，5月20日，7點26分，星期五焦化廢水作為高COD、高氨氮的難降解有機廢水。其主要是煤在高溫干餾以及煤氣凈化、化學產(chǎn)品精制過程中形成的廢水。焦化廢水特點焦化廢水危害

焦化廢水成分復雜。

含有大量難降解物質和有

毒有害物質。

色度高，有機物性質非常穩(wěn)定，可生化性較差。氨氮濃度高，危害巨大。水質變化幅度大。

有毒有害物質，可使受納水體中的生物大量死亡，造成水體水質惡化.不經(jīng)處理就大量廢水外排將會使受納水體的色度加深、水體發(fā)臭、水體富營養(yǎng)化，使水體惡化“黑臭”。廢水中大量氨氮類物質的存在容易堵塞管道、形成生物垢。

焦化廢水概述第2頁，共22頁，2022年，5月20日，7點26分，星期五焦化廢水來源

圖1焦化生產(chǎn)工藝第3頁，共22頁，2022年，5月20日，7點26分，星期五

焦化廢水的有機組分50%苯酚類40%含氮雜環(huán)化合物10%苯胺類、多環(huán)芳烴、萘酚、異氰酸酯、腈類、含氧雜環(huán)化合物等

酚類和苯并(a)芘是焦化廠的特征污染物,焦化廠污水直接排入河道,下游河水中酚含量超標與焦化廠有著直接聯(lián)系,焦化廠是上述污染物的污染源。第4頁，共22頁，2022年，5月20日，7點26分，星期五焦化廠廢水的毒性成分多、環(huán)境毒性大,其主要來源有二:其一為酚化物,是廢水中的主要成分,也是主要的環(huán)境污染物,本身雖無致癌性,但具有明顯的促癌作用,這類物質主要是苯酚、甲酚和二甲酚,其中苯酚和2,4-二甲酚是美國環(huán)保局優(yōu)先污染物,而苯酚、m-甲酚則是我國的優(yōu)先污染物,這些物質在焦化廢水中含量極高;其二為PAHS(多環(huán)芳烴),這是一類廣為人知的致癌致突物質,是焦爐的高溫焦油中最主要的成分,而且種類最多,但卻不是廢水中的主要成分,由于其顯著的毒害作用,長期以來一直是人們關注和側重的對象。其中的致癌物或可疑致癌物如萘、蒽、苯并(a)蒽、苯并(a)芘等皆屬于美國環(huán)保局優(yōu)先污染物。第5頁，共22頁，2022年，5月20日，7點26分，星期五主要排放點水質情況排放點pH揮發(fā)酚mg/L揮發(fā)氨mg/L氰化物mg/L硫化物

mg/L焦油類mg/LCODcrmmg/L氨氮mg/L蒸氨廢水

6-9800-1200120-35010-2550-70200-5005000-8000200-300粗苯分離水6-7300-600100-200100-2501-2微

1000-2500--精苯分離混

4-6-35035-8550-7505-30--350-2500--終冷排污水6-7100-30050-100100-20020-50200-500700-1000--焦油精制分

6-7-4050-705-1010-2050-80----煤氣水封排6-7-50-601-51-520-40----第6頁，共22頁，2022年，5月20日，7點26分，星期五國內(nèi)鋼廠焦化廢水水質水量排放點水量m3/hpHCODcrmg/L氨氮mg/L揮發(fā)酚mg/L氰化物mg/L油mg/LSSmg/L南京鋼鐵聯(lián)合有限公司煉鐵新廠

30-407.726501445232653125包鋼--6-9<5000<200<1000<2050100南鋼556-91200-3200200-300200-500<50<50<250寶鋼

300--1500-2000150-30050-2005-15----首鋼

(北京地區(qū)）130-1808-8.51000-2000200-300200-40020-4020-30--遷鋼90-105--4000-600020-270600-9002----鋼鐵工業(yè)水污染物排放標準

6-9150250.50.510200北京市水污染物排放標準6-960100.20.2450第7頁，共22頁，2022年，5月20日，7點26分，星期五焦化廢水的處理技術

目前焦化廢水一般按常規(guī)方法先進行預處理，然后進行生物脫酚二次處理。但是，焦化廢水經(jīng)上述處理后，外排廢水中氰化物、COD及氨氮等指標仍然很難達標。針對這種狀況，近年來國內(nèi)外學者開展了大量的研究工作，找到了許多比較有效的焦化廢水治理技術。這些方法大致分為生物法、化學法、物化法。

1）生物處理法生物處理法是利用微生物氧化分解廢水中有機物的方法，常作為焦化廢水處理系統(tǒng)中的二級處理。目前，活性污泥法是一種應用最廣泛的焦化廢水好氧生物處理技術。這種方法是讓生物絮凝體及活性污泥與廢水中的有機物充分接觸；溶解性的有機物被細胞所吸收和吸附，并最終氧化成為最終產(chǎn)物（主要是CO2)非溶解性有機物先被轉化為溶解性有機物，然后被代謝第8頁，共22頁，2022年，5月20日，7點26分，星期五和利用。生物處理方法主要包括:①活性污泥法，有效地去除焦化廢水中的酚、氰等污染物，但由于進水的COD濃度較高、可生化性較低，出水中污染物指標均難于達標，人們試圖通過改進曝氣方式提高處理效果。②生物脫氮技術，包括A/O、A2/O等工藝，目前我國主要采用A/O和A2/O工藝，脫氮效果較好，工藝較簡單。③生物流化床技術，具有處理廢水高效率和承受負荷變化沖擊的雙重優(yōu)點，近年在處理難降解有機廢水方面越來越受到人們的重視;④生物強化技術，在原有的廢水處理設施基礎上，提高廢水處理的范圍和能力，DongheePark等采用生物強化技術處理焦化廢水，有效提高了廢水中總氰的去除，該處理技術存在操作過程難于全面控制的缺點。第9頁，共22頁，2022年，5月20日，7點26分，星期五生物處理方法的最大優(yōu)點是處理成本低，沒有二次污染，但是同時存在的最大缺點是在處理過程中需要添加大量稀釋水，處理設施占地大，處理過程中水力停留時間長，對廢水的水質有嚴格的要求。圖2普通活性污泥法焦化廢水處理工藝第10頁，共22頁，2022年，5月20日，7點26分，星期五2）化學處理法化學處理方法主要包括:①等離子體處理技術，用放電等離子體處理焦化廢水，高效、處理量大、低能耗等優(yōu)點，但是設備費用高，尚未大規(guī)模應用于實踐。②Fenton試劑法，焦化廢水經(jīng)過UV-Fenton氧化處理后，COD去除率能達到86%以上，揮發(fā)酚基本能被完全去除，在處理難生物降解的低濃度有機廢水時，操作方便、高效等優(yōu)點，不僅處理費用較高，并且僅限于少量低濃度。

③光催化氧化法，對水中酚類物質和有機物有較好的處理效果，也會產(chǎn)生一些有害的光化學產(chǎn)物，造成二次污染。④超臨界水氧化技術，能在短的時間內(nèi)降解危險的有機物并徹底轉化為CO2和H2O實現(xiàn)無害化，但技術不夠成熟，超臨界水作為反應介質己經(jīng)受到廣泛的關注;⑤濕式氧化技術，處理廢水效率高，無污染，但所需要的催化劑價格昂貴，導致第11頁，共22頁，2022年，5月20日，7點26分，星期五處理成本高，且在高溫高壓條件下運行，對工藝設備要求嚴格，國內(nèi)很少用于實踐；

⑥電化學氧化技術，氧化能力強、工藝簡單、不產(chǎn)生二次污染，是一種前景比較廣闊的廢水處理技術，當用Ti/TiO2一Ru02作為電極降解焦化廢水，去除效果很理想。⑦焚燒法，適用于高濃度廢水，處理效率雖高，但成本高，國內(nèi)應用少;⑧臭氧氧化法不會造成二次污染，管理操作方便，但投資高，電耗大，主要用于廢水深度處理?；瘜W處理方法需采用催化劑或絮凝劑等藥劑，但因其的價格較高，導致處理成本高，且處理過程對設備要求嚴格，有些化學方法處理還會造成二次污染。第12頁，共22頁，2022年，5月20日，7點26分，星期五3）物理化學法物化處理方法主要包括:①吸附法，吸附劑再生困難，不利于處理高濃度的廢水，深度處理時常用;②混凝法，起核心作用的是混凝劑，常見的混凝劑主要是鋁鹽和鐵鹽還有聚丙烯酞胺等，國內(nèi)焦化廠通常選聚合硫酸鐵做混凝劑，賴鵬等利用Fe2(S04)3作為混凝劑;③稀釋和氣提法，只能作為預處理;④煙道氣處理焦化廢水，具有投資省、運行費用低、處理效果好的巨大優(yōu)勢。物理化學處理方法一般是焦化廢水深度處理方法。

物理化學方法對氨氮等物質的去除率較低，單獨使用，很難使焦化廢水處理達標排放，必須與其他方法相結合，才能使出水達標。該方法具有操作簡單，管理方便，運行成本相對較低，但處理設施第13頁，共22頁，2022年，5月20日，7點26分，星期五占地面積大，土建投資較大，污染物只是從水中轉移到污泥中，沒有得到無害化降解，并產(chǎn)生污泥處理問題。深度處理技術對設備要求高，操作復雜，耗能大，目前在工廠中實際應用很少。SBBR工藝概述序批式生物膜反應器（SequencingBatchBiofilmReactor，簡稱SBBR），最早是由Gonzales和Wilderer的試驗方法在1990年引出的。隨后,由德國學者Wilderer于1992年正式提出。序批式生物膜反應器是一種復合式生物膜反應器，它是在序批式活性污泥法(SBR)的基礎上,遵循序批式活性污泥法(SBR)的操作方式，在反應器內(nèi)裝有不同的填料，投加活性炭（粉末或顆粒狀）使污泥顆?；蛟诜磻髦邪惭b填料使活性污泥在填料上形成生物膜；第14頁，共22頁，2022年，5月20日，7點26分，星期五是一種將生物膜與活性污泥法進行有機結合的新型的復合式生物膜反應器，是結合了SBR工藝與膜法的特點而發(fā)展起來的一種新型工藝，如圖3SBBR工藝流程圖。圖3傳統(tǒng)的SBBR工藝流程圖第15頁，共22頁，2022年，5月20日，7點26分，星期五SBBR工藝的特點及分類

近些年較多水處理采用SBR工藝。而SBBR工藝不僅具有SBR工藝的優(yōu)點，如基建費用少、操作簡單、靈活，能有效脫氮除磷等，還具有以下優(yōu)點：（1）生物相更多、更復雜;（2）氧傳遞效率高;(3）污泥產(chǎn)量較少、生物量多、處理能力強;(4）耐沖擊負荷，對水質、水量變動的適應性強;

（5）易于維護管理;

第16頁，共22頁，2022年，5月20日，7點26分，星期五（1）流動填料式SBBR。SBR裝置中投加粒狀可流動性載體，如活性炭。（2）固定填料式SBBR。SBR裝置中投加聚乙烯填料、陶粒、軟性纖維填料或其他固定化載體。（3）微孔膜填料式SBBR。SBR裝置中投加如活性炭膜、中空纖維膜和硅橡膠膜等可透過性膜的填料，這種膜有充氧和附著微生物兩種功能。根據(jù)SBBR的結構和運行特點，SBBR一般可分為三類：第17頁，共22頁，2022年，5月20日，7點26分，星期五影響SBBR工藝運行的因素（1）填料對SBBR的影響（2）有機負荷濃度對SBBR的影響（3）C/N比對SBBR的影響（4）溶解氧對SBBR的影響（5）pH值對SBBR的影響（6）溫度對SBBR的影響（7）水力停留時間對SBBR的影響（8）有毒有害物質對SBBR的影響

反應器的構造、填料類型、有機負荷濃度、營養(yǎng)物質含量、對微生物具有毒害作用的污染物的量、水力停留時間、溶解氧含量、pH值及溫度等均能對SBBR的運行產(chǎn)生影響。第18頁，共22頁，2022年，5月20日，7點26分，星期五SBBR反應器常用載體填料

目前國內(nèi)經(jīng)常采用的多仍是化工原料生產(chǎn)的填料，如彈性立體填料、軟性填料、組合填料等。化工材質填料不易腐敗，穩(wěn)定性較好。但是其投資成本較高，許多固定的化工填料檢修和更換不方便，若應用于實際生產(chǎn)，需要使用大量的化工原料，對環(huán)境造成危害。杜平等研究實驗得出：從掛膜效果來說，化工填料(組合填料、彈性立體填料等)出水水質逐漸穩(wěn)定，生物膜附著良好。多數(shù)流動類型填料(多面空心球、懸浮球等)的出水水質并不理想，生物膜松散容易脫落，滿足SBBR掛膜的性能要求的流動類型填料開發(fā)比較困難。從填料材質來說，生物填料掛膜迅速穩(wěn)定，但在取材和耐久性上仍需要尋找良好的切入點；化工填料基本能夠滿足掛膜要求，經(jīng)過特殊處理后第19頁，共22頁，2022年，5月20日，7點26分，星期五生物膜附著也比較穩(wěn)定，但需要大量化工原料，對環(huán)境造成污染。目前而言，組合填料等化工填料在SBBR實驗中應用比較