焦化廢水處理技術(shù)

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

焦化廢水成分復(fù)雜。

含有大量難降解物質(zhì)和有

毒有害物質(zhì)。

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

有毒有害物質(zhì)，可使受納水體中的生物大量死亡，造成水體水質(zhì)惡化.不經(jīng)處理就大量廢水外排將會(huì)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(zhì)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(diǎn)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(diǎn)26分，星期五

焦化廢水的有機(jī)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(biāo)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(diǎn)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(zhì)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(zhì)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(zhì),是焦?fàn)t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(guān)注和側(cè)重的對(duì)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(diǎn)26分，星期五主要排放點(diǎn)水質(zhì)情況排放點(diǎn)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(diǎn)26分，星期五國內(nèi)鋼廠焦化廢水水質(zhì)水量排放點(diǎn)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(biāo)準(zhǔn)

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

目前焦化廢水一般按常規(guī)方法先進(jìn)行預(yù)處理，然后進(jìn)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(biāo)仍然很難達(dá)標(biāo)。針對(duì)這種狀況，近年來國內(nèi)外學(xué)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(shù)。這些方法大致分為生物法、化學(xué)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(jī)物的方法，常作為焦化廢水處理系統(tǒng)中的二級(jí)處理。目前，活性污泥法是一種應(yīng)用最廣泛的焦化廢水好氧生物處理技術(shù)。這種方法是讓生物絮凝體及活性污泥與廢水中的有機(jī)物充分接觸；溶解性的有機(jī)物被細(xì)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(jī)物先被轉(zhuǎn)化為溶解性有機(jī)物，然后被代謝第8頁，共22頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)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(jìn)水的COD濃度較高、可生化性較低，出水中污染物指標(biāo)均難于達(dá)標(biāo)，人們?cè)噲D通過改進(jìn)曝氣方式提高處理效果。②生物脫氮技術(shù)，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(shù)，具有處理廢水高效率和承受負(fù)荷變化沖擊的雙重優(yōu)點(diǎn)，近年在處理難降解有機(jī)廢水方面越來越受到人們的重視;④生物強(qiáng)化技術(shù)，在原有的廢水處理設(shè)施基礎(chǔ)上，提高廢水處理的范圍和能力，DongheePark等采用生物強(qiáng)化技術(shù)處理焦化廢水，有效提高了廢水中總氰的去除，該處理技術(shù)存在操作過程難于全面控制的缺點(diǎn)。第9頁，共22頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)26分，星期五生物處理方法的最大優(yōu)點(diǎn)是處理成本低，沒有二次污染，但是同時(shí)存在的最大缺點(diǎn)是在處理過程中需要添加大量稀釋水，處理設(shè)施占地大，處理過程中水力停留時(shí)間長，對(duì)廢水的水質(zhì)有嚴(yán)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(diǎn)26分，星期五2）化學(xué)處理法化學(xué)處理方法主要包括:①等離子體處理技術(shù)，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(diǎn)，但是設(shè)備費(fèi)用高，尚未大規(guī)模應(yīng)用于實(shí)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(dá)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(jī)廢水時(shí)，操作方便、高效等優(yōu)點(diǎn)，不僅處理費(fèi)用較高，并且僅限于少量低濃度。

③光催化氧化法，對(duì)水中酚類物質(zhì)和有機(jī)物有較好的處理效果，也會(huì)產(chǎn)生一些有害的光化學(xué)產(chǎn)物，造成二次污染。④超臨界水氧化技術(shù)，能在短的時(shí)間內(nèi)降解危險(xiǎn)的有機(jī)物并徹底轉(zhuǎn)化為CO2和H2O實(shí)現(xiàn)無害化，但技術(shù)不夠成熟，超臨界水作為反應(yīng)介質(zhì)己經(jīng)受到廣泛的關(guān)注;⑤濕式氧化技術(shù)，處理廢水效率高，無污染，但所需要的催化劑價(jià)格昂貴，導(dǎo)致第11頁，共22頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)26分，星期五處理成本高，且在高溫高壓條件下運(yùn)行，對(duì)工藝設(shè)備要求嚴(yán)格，國內(nèi)很少用于實(shí)踐；

⑥電化學(xué)氧化技術(shù)，氧化能力強(qiáng)、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(shù)，當(dāng)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(yīng)用少;⑧臭氧氧化法不會(huì)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(xué)處理方法需采用催化劑或絮凝劑等藥劑，但因其的價(jià)格較高，導(dǎo)致處理成本高，且處理過程對(duì)設(shè)備要求嚴(yán)格，有些化學(xué)方法處理還會(huì)造成二次污染。第12頁，共22頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)26分，星期五3）物理化學(xué)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(shí)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(yù)處理;④煙道氣處理焦化廢水，具有投資省、運(yùn)行費(fèi)用低、處理效果好的巨大優(yōu)勢(shì)。物理化學(xué)處理方法一般是焦化廢水深度處理方法。

物理化學(xué)方法對(duì)氨氮等物質(zhì)的去除率較低，單獨(dú)使用，很難使焦化廢水處理達(dá)標(biāo)排放，必須與其他方法相結(jié)合，才能使出水達(dá)標(biāo)。該方法具有操作簡單，管理方便，運(yùn)行成本相對(duì)較低，但處理設(shè)施第13頁，共22頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)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(zhuǎn)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(shù)對(duì)設(shè)備要求高，操作復(fù)雜，耗能大，目前在工廠中實(shí)際應(yīng)用很少。SBBR工藝概述序批式生物膜反應(yīng)器（SequencingBatchBiofilmReactor，簡稱SBBR），最早是由Gonzales和Wilderer的試驗(yàn)方法在1990年引出的。隨后,由德國學(xué)者Wilderer于1992年正式提出。序批式生物膜反應(yīng)器是一種復(fù)合式生物膜反應(yīng)器，它是在序批式活性污泥法(SBR)的基礎(chǔ)上,遵循序批式活性污泥法(SBR)的操作方式，在反應(yīng)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?yīng)器中安裝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(diǎn)26分，星期五是一種將生物膜與活性污泥法進(jìn)行有機(jī)結(jié)合的新型的復(fù)合式生物膜反應(yīng)器，是結(jié)合了SBR工藝與膜法的特點(diǎn)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(diǎn)26分，星期五SBBR工藝的特點(diǎn)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(diǎn)，如基建費(fèi)用少、操作簡單、靈活，能有效脫氮除磷等，還具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）生物相更多、更復(fù)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(qiáng);(4）耐沖擊負(fù)荷，對(duì)水質(zhì)、水量變動(dòng)的適應(yīng)性強(qiáng);

（5）易于維護(hù)管理;

第16頁，共22頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)26分，星期五（1）流動(dòng)填料式SBBR。SBR裝置中投加粒狀可流動(dòng)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(jié)構(gòu)和運(yùn)行特點(diǎn)，SBBR一般可分為三類：第17頁，共22頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)26分，星期五影響SBBR工藝運(yùn)行的因素（1）填料對(duì)SBBR的影響（2）有機(jī)負(fù)荷濃度對(duì)SBBR的影響（3）C/N比對(duì)SBBR的影響（4）溶解氧對(duì)SBBR的影響（5）pH值對(duì)SBBR的影響（6）溫度對(duì)SBBR的影響（7）水力停留時(shí)間對(duì)SBBR的影響（8）有毒有害物質(zhì)對(duì)SBBR的影響

反應(yīng)器的構(gòu)造、填料類型、有機(jī)負(fù)荷濃度、營養(yǎng)物質(zhì)含量、對(duì)微生物具有毒害作用的污染物的量、水力停留時(shí)間、溶解氧含量、pH值及溫度等均能對(duì)SBBR的運(yùn)行產(chǎn)生影響。第18頁，共22頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)26分，星期五SBBR反應(yīng)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?；げ馁|(zhì)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(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)，需要使用大量的化工原料，對(duì)環(huán)境造成危害。杜平等研究實(shí)驗(yàn)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(zhì)逐漸穩(wěn)定，生物膜附著良好。多數(shù)流動(dòng)類型填料(多面空心球、懸浮球等)的出水水質(zhì)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(dòng)類型填料開發(fā)比較困難。從填料材質(zhì)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(diǎn)；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(diǎn)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(duì)環(huán)境造成污染。目前而言，組合填料等化工填料在SBBR實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用比較