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焦化废水高效生物处理技术

发布时间:2023-06-28 05:58:28

⑴ 焦化废水深度处理研究现状

焦化废水主要是焦化厂在煤气化、液化、炼焦过程中所产生的废水,此种废水中含有大量的有毒、难降解的有机物是一种较难处理的有机废水。目前主要采用以下方法对焦化废水进行处理:首先利用常规方法对废水进行预处理、然后利用生化方法对预处理废水进行二次处理。
但是,经过上述过程处理后的焦化废水外排水中的氰化物、COD及氨氮含量仍然无法达标。针对焦化废水组成复杂、难于处理、经传统方法处理后无法达标排放这种状况,综合了近几年来国内外有关焦化废水处理方面的大量的研究成果,系统地介绍了焦化废水深度处理过程中所应用的物化方法、氧化方法、膜处理三大类方法的优缺点,列举了当前几种焦化废水回用实例及不足,并指出了焦化废水处理技术今后的发展方向。
焦化废水主要是指在煤炼焦、煤气净化、化工产品回收和化工产品精制过程中产生的废水。由于受原煤性质、产品回收、生产工艺等多种因素的影响,导致废水成分异常复杂。焦化废水中所含有机物主要以酚类化合物为主,其含量达到有机物总量的一半以上,剩余有机化合物主要为含硫、氧、氮的杂环有机化合物以及多环芳香族有机化合物等。
焦化废水以其排放量大、成分复杂、处理困难等特点使焦化废水极难再循环利用或者达标排放。因此,降低焦化废水中的污染物浓度,提高废水的循环利用率是亟待解决的问题。
随着人们环保意识的加强和国家对环保问题的重视,中国环境保护部于2012年6月颁布了《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171-2012),该标准除对废水中主要污染物给出了更为严格的排放标准,而且在原标准基础上增加了苯、苯并芘、多环芳烃以及总氮等化合物的排放指标,该标准同时也对单位产品的排水量做了更为严格的要求,开发研究新型、高效能、低成本的废水处理技术以及对现有技术进行优化改进提高废水处理效果使其能够达标排放是目前亟待解决的问题。
多年以来,虽然前人已做了大量关于焦化废水处理的基础研究工作,但是由于焦化废水排放量大,水中污染物种类多且有些污染物难于生物降解而使得焦化废水处理至今为止仍未有突破性的研究进展。因此研究并开发一种高效能、低成本、处理效果好的废水处理技术以及对现有技术进行优化改进是今后焦化废水处理研究的重点。
本文对废水深度处理过程中所应用的物化方法、氧化方法、膜处理三大类方法进行了分析对比,并列举了当前几种焦化废水回用实例及不足,同时指出了今后焦化废水处理技术的发展方向。
1 焦化废水深度处理技术
1.1 物理化学法
1.1.1 混凝沉淀法
混凝沉淀法是利用电中和原理对焦化废水进行处理,具体处理过程如下:将混凝剂在一定条件下定量投入到焦化废水中,废水中的带电物质与混凝剂发生电中和形成大颗粒胶团,而后经过进一步的沉淀使焦化废水得以净化处理。
卢建杭、王红斌等开发出了针对上海宝钢集团下属焦化厂焦化废水专用的混凝剂——M180,用于处理上海宝钢焦化厂 A/O 生化池出水,通过实验发现在 pH 值为 6.0~6.5、混凝剂投加量为 300mg/L时,专用混凝剂对焦化废水的 COD、色度、CN等指标有良好的处理效果,并且在实验过程中还发现进水水质的波动对专用混凝剂处理效能的影响很小。
周静和李素芹研制出了一种新型的复合絮凝剂——PFASSB,并将其与 PFS、PAC 和 PFAC 进行对比研究,考察了 PFS、PAC、PFAC 以及新型新型絮凝剂 PFASSB 对焦化废水 COD、浊度等的处理效果。
通过实验结果发现,在相同的条件下新型复合絮凝剂对焦化废水的处理效果明显优于 PAC、PFS和 PFAC,并且新型絮凝剂的用量明显比其他絮凝剂的用量低;当废水 PH 为 8,新型絮凝剂投加量在 10 mg/L 时,经过絮凝处理后的出水 SS<70 mg/L,CODcr<150 mg/L。
郑义、张琢等研究对比了硫酸铝、聚合硫酸铁和聚丙烯酰胺对焦化厂生化池出水的处理效果,并将其组合搭配,考察了它们联合处理焦化废水的能力。通过实验发现,将聚合硫酸铁与聚丙烯酰胺组合处理焦化废水,处理效果明显优于各混凝剂单独使用时的处理效果;当 pH 为 5,投加量为聚合硫酸铁 40 mg/L、聚丙烯酰胺 6 mg/L 时,组合混凝剂对焦化废水处理效果最佳,此时处理后废水出水色度为 70 倍,COD 为 68 mg/L,去除率分别达到了73.08%、62.22%。
通过以上分析发现,混凝沉淀法对焦化废水色度,COD 等指标的去除效果较好,处理后的焦化废水可实现达标排放。但是,使用混凝沉淀法对焦化废水进行深度处理的过程中会产生大量的固体沉渣,而且这种固体沉淀物较难处理会对环境造成新的污染,并且采用混凝沉淀的方法处理焦化废水需要对沉淀池入水以及出水调节 pH 值,而且混凝剂需要人工投加操作较为复杂,经过处理后的废水只能外排无法实现达标回用。
1.1.2 吸附法
吸附法处理焦化废水主要是利用吸附剂为比表面积较大的多孔类物质,对大分子有机物、油类物质、以及部分固体悬浮物等污染物具有良好的吸附性能,吸附剂在对焦化废水吸附处理后经过沉淀得以分离。
周静、李素芹等采用粉煤灰作为吸附剂,对焦化废水生化出水中的氨氮进行深度处理,通过实验对药剂投加量、pH 值、吸附时间三个主要影响因素进行了考察。实验结果表明:当废水 pH 为 5,粉煤灰投加量为 150 g/L、生石灰投加量为 2.5 g/L,吸附时间为 1 h 时,焦化废水中的氨氮含量由 77.67 mg/L降到了 25 mg/L 以下,氨氮去除率达到 70%以上。
王红梅、郑振晖利用改性膨润土对焦化废水生化出水进行深度处理。通过实验结果发现:当焦化废水 pH 在8.0~10.0,改性膨润土投加量为 1 200~1 500 mg/L 时,焦化废水脱色率达到 65%以上,氰化物、CODcr的去除率也分别达到了31%和26.5%。
孙宝东、马雁林对南京钢铁联合有限公司的两座焦化废水处理站进行技术改进,通过在原处理站基础上增加活性炭过滤装置,并对原有的操作方法进行改进。通过活性炭过滤装置改进后,南京钢铁联合有限公司焦化废水处理站出水由原来的国家二级标准提升到了国家一级排放标准,并且通过改进操作方法使废水处理站的运行成本得以降低,活性炭的使用寿命得以延长。
李茂、韩永忠等采用树脂吸附和 Fenton 氧化的组合工艺处理高浓度的焦化废水。通过实验发现:当吸附树脂与 Fenton 试剂在最佳的工作条件下时,焦化废水中酚类有机化合物去除率几乎可达100%,COD 的去除率达到 74.82%,并且经过树脂吸附和Fenton氧化的组合工艺处理过的高浓度焦化废水可生化性也有很大的提高。
张昌鸣等利用粉煤灰作为吸附剂对山西焦化集团有限公司下属焦化厂的焦化废水生化出水进行深度处理。当粉煤灰用量为 17.47 g/L 时,焦化废水处理效果较好,除氨氮含量偏高外废水中 COD、色度、油、硫化物、氰化物、挥发酚等污染物含量均达到国家排放标准。吸附后的粉煤灰可以烧砖或筑路进行再利用。采用粉煤灰吸附处理焦化废水,体现了以废治废的环保理念。
以活性炭作为吸附剂对焦化废水进行深度处理,废水处理效果较好,处理后的废水可达标排放,但是由于活性炭价格较高再生困难使得废水处理成本较高,目前绝大多数企业以弃之不用。而以粉煤灰作为吸附剂对焦化废水进行深度处理,处理效果较好,吸附后的粉煤灰仍可进行烧砖筑路等再利用对其品质不会产生影响,并且利用粉煤灰作为吸附剂处理焦化废实现了废物再利用符合当前国家绿色化工循环利用的政策。
1.1.3 化学沉淀法
采用化学沉淀的方法不仅使废水中氨氮含量达到了国家的排放标准,同时也间接的提高了废水的可生化性。但是,目前化学沉淀的方法处理焦化废水的研究较少,技术还不成熟无法实现工业化
应用。
1.2 氧化法
1.2.1 Fenton 氧化法
Fenton 试剂通过将焦化废水中难降解大分子有机物氧化分解成小分子有机物,降低了焦化废水的COD 值和色度,同时在一定程度上提高了焦化废水的可生化性,使焦化废水得到较好的处理。
1.2.2 臭氧氧化法
臭氧分子中的氧原子具有强烈的亲电子或亲质子性以及极强的氧化活性,臭氧可将焦化废水中的大分子有机物等物质氧化分解。臭氧氧化技术具有氧化能力强、反应速度快、处理效率高、不受温度影响、不产生污泥等特点。
2 结 论
近年来,随着国家对环保问题的的日益重视以及国民环保意识的不断提高,废水的排放标准也变得更为严格。各国学者经过不断的探索研究出了一些新的焦化废水处理技术,如:电化学氧化技术、光催化氧化技术、膜技术等。
这些技术对焦化废水中的污染物处理的较为彻底且不会产生二次污染,但是这些技术投资成本和运行成本较高并且很多仍处于理论研究和实验室研究阶段,较难实现大规模工业化应用。因此在深人研究焦化废水先进处理技术的同时,我们也应该充分发掘现有技术的优点,对现有技术进行优化改良提高其处理效能。
通过以上分析可以发现粉煤灰吸附效果较好且符合国家以废治废的环保节能政策,并且膜技术也已在部分工厂中应用并取得了较好的效果,采用粉煤灰吸附预先对焦化废水进行预处理除去废水中大部分有机物减轻膜过滤的负担提高其使用寿命降低处理成本,将粉煤灰吸附技术与膜技术协同作用处理焦化废水应是今后焦化废水处理回用的研究重点。

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⑵ 工业废水中焦化废水生化处理后尾水成分主要是什么

焦化废水的特点
焦化废水主要成分有挥发酚、矿物油、氰化物、苯酚及苯系化合物、氨氮等,属于污染物浓度高,污染物成分复杂,难于治理的工业废水之一。其处理的关键之处在于:
酚含量高
废水中酚含高,有的高达2~12g/L。由于酚的可生化性差,需用萃取法或其它物化法进行预处理加以回收利用。当它的含量高时,还是有很大的回收价值。
氨氮含量高
焦化废水中氨含量高,有时高达2000mg/L。高浓度的氨不仅难以用生化法去除,而且其对生化处理单元有一定的毒害作用,严重时可杀死活性污泥,破坏整个生物处理系统。因此,该高含氨氮废水在进入污水处理站之前,要设蒸氨预处理过程。
经过蒸氨预处理的废水氨氮浓度在100~300mg/L左右,如果要处理到国家一级排放标准15mg/L以下,氨氮的去除尘器仍为该类污水处理工艺选择时首先要考虑的问题。
难降解有机物含量高
焦化废水中含有大量苯系、萘系及杂环类难降解有机物,通常的好氧活性污泥法难以直接处理达标。因此,在好氧法前,需改善其可生化性,提高BOD:COD值。
关键工艺的选择
焦化废水的处理方法主要分为物化法和生化法。
物化法
物化法由于要消耗大量的化学药剂,运行成本非常高,所以很少采用。现在普遍采用生化法。
生化法
生化法可分为普通活性污泥法、A/O法、A2/O、SBR法,以及它们的各种变体。其中:
(1)普通活性污泥法在过去采用较普遍,但是由于焦化废水的可生化性差,难以使COD及氨氮达标。即使延长废水在好氧池中的停留时间,也不可能使氨氮达到一级标准。
(2)A/O法对氨氮有很好的去除效果,但由于焦化废水的COD较高,可生化性差,难以使COD达标。
(3)SBR法操作复杂,针对性不强,同时去除COD和氨氮的效果不好。
(4)A2/O法既可以先改善废水的可生化性,又可以高效地去除氨氮,因此,它非常适合处理焦化废水,为焦化废水的首选方案。

⑶ 焦化废水处理工艺会产生那些优化效果呢

焦化废水处理工艺的优化流程具有一定的优势,主要表现为以下几方面:(1)焦化废水的生化处理阶段,按照比例将废水分流,分别进入好氧池与厌氧池进行处理。此过程与传统的处理工艺相比,能降低好氧池的压力,提高污水的降解能力,并且将少部分废水排入厌氧池,能补充好氧池的动力与碳源,从而促进反硝化反应的进行。(2)一沉池的废水回流到1号好氧池中,能促进硝化反应,提高了1号好氧池的污泥浓度,从而提高好氧池的COD降解能力,促进硝化菌的成长。(3)焦化废水的生化处理过程,能将各个阶段的反应融合在一起,微生物菌群比较独立,在专门微生物的作用下,废水中的化学物质能被有效地降解。此过程对焦化废水中的COD、NH3-N、酚、以及氰化物等处理的效果较好,能促进脱氮的硝化反应,废水处理的效果较好,并且效率较高。(4)好氧池利用弹性原料,可以使活性污泥不会产生膨胀,具有良好的出水效果,SS降低,有利于后续处理。

⑷ 焦化废水怎么处理

一般都是生化,AO工艺。预处理气浮(除悬浮物)、微电解或者水解酸化(降低部分COD,增强可生化性)、缺氧(污水内回流,进行反硝化)、好氧(出去大部分COD、氨氮、挥发酚),然后就是絮凝沉淀了。
当然,焦化废水是比较难处理的废水,在生化阶段可以适当添加稀释水或者把好氧设为两段,中间加上一个臭氧氧化,这样可能出水效果会好一些。
深度处理用高级氧化(一般是芬顿法),超滤+反渗透,或者是吸附(考虑经济性,这个得有专门的可再生吸附材料)。
常用的方法就是这些,除非是大设计院,否则一般的环工公司也就是这样了。

⑸ 使用生物技术方法的废水处理

生物强化技术的主要特点 生物强化技术是一种利用生物治理废水的高效技术,在废水治理中具有广阔的应用前景。与传统的活性污泥法相比,生物强化技术更体现出易于操作、针对性强等优点,这种废水处理技术主要研究并投放特殊菌种进入污水,通过其新陈代谢,将分解并吸收废水中的一些物质,净化污水,具有明显的低成本、高效率等特点,所以在近期成为废水处理领域的重要研究方向。 首先来看其技术原理。所谓生物强化技术,就是以生物制住生物,以菌制菌,向自然菌群中投入特殊的微生物以增强生物力量,并对污水等特定环境或特殊污染物加以反应。按投入菌种与底质之间的不同作用,可分为直接作用与共代谢作用两种方式。 其中,直接作用是以驯化、筛选、诱变、基因重组等一系列关键技术的实施,获得一批以污水为主要能源的微生物,然后复制投入一定数量,对目标物质进行降解,达到去除污染的目标,这种技术方法使用的菌株大多通过质粒育种和基因工程获取。共代谢作用则是针对废水中的一些有害物质,在一定条件下降解,改变其化学结构,从而降低物质的有害性,主要包括菌株通过新陈代谢将二级基质共同氧化、不同微生物之间的协同作用、休眠细胞对污染物降解等三种类型。这三种类型所采取的原理有所不同,例如不同微生物协同,是因为有些污染物的降解必须以两种甚至多种微生物共同作用才能完成,通过几种微生物的交替作用,微生物制造氧化物,然后氧化物再被另一种微生物降解,多次作用后彻底消除污染物。再如休眠细胞降解,由于处于休眠状态的微生物在含有不同有机物的污水中会产生不同的酶,在一定条件下可以相互作用,降解废水中的不同有机物。 其次来看其应用。生物强化技术作用用于焦化废水、印染废水和制药废水等几个领域。焦化废水因成分复杂,无机物和有机物的种类多,被列为难以降解工业废水,一般通过投放高效菌种,以固定化、高效降解微生物法等强化技术来进行处理。而印染废水中的有机物含量非常大,以前采用生物膜法来处理,无法有效去除其中的有机物,通过应用高效脱氧色菌和pva降解菌,加快生物膜的形成速度,稳定性好,效率高。对于制药废水,近年通常以混合菌种加以处理,并得到广泛推广。因为混合菌比单一菌种具备更强的降解能力,降解速度和降解效率明显提升,并且在稳定性和抑制其他杂菌生长等方面有大幅改善,这些特性单靠单一菌种根本无法完成。 总的说来,由于成本低廉、操作简单、效率较高,生物技术在污水处理领域不断得到推广,并取得显著效果。随着对生物膜法和生物强化等生物技术的深入研究,发展出越来越多污水处理技术,成本降低和效益提升日渐突出,我们只有不断吸收国际上先进的生物技术信息,勇于创新,敢于实践,才能逐渐提高国内污水处理的系统性水平

⑹ 焦化废水如何处理

焦化化工废水处理一般需通过预处理、生化处理以及深度处理三个阶段方能实现达标排放。今天,介绍下焦化废水预处理步骤是什么。预处理常用的方法有稀释和气提、混凝沉淀、气浮和高级氧化技术等。预处理系统的任务是除油和水质、水量的调节,为后续处理工艺奠定基础,是生化处理稳定运行的前提。

稀释和气提

焦化废水中含有的高浓度氨氮物质以及微量高毒性的CN-等,对微生物有抑制作用。 因此这些污染物应尽可能在生化处理前降低其浓度。通常采用稀释和气提的方法。气提是利用蒸馏对挥发性物质进行提取的方法,在气提过程中,被处理的挥发性物质由液相传递到气相。气提法在焦化废水的预处理中用于提取其中的氨氮。

气浮法

焦化废水处理方法的气浮是将空气以微小气泡的形式通入水中,使微小气泡与在水中悬浮的颗粒或油滴粘附,形成水-气-颗粒(油滴)三相混合体系,颗粒粘附于气泡上浮至水面,从水中分离出去形成浮渣。因过多的油类会影响后续生化处理的效果,气浮法在焦化废水预处理的作用是除去其中的油类并回收再利用,此外还起到预曝气的作用。

高级氧化技术

由于焦化废水中的有机物复杂多样, 其中酚类、多环芳烃、含氮有机物等难降解的有机物占多数,这些难降解有机物的存在严重影响了后续生化处理的效果,焦化废水处理的高级氧化技术是在废水中产生大量HO·自由基,HO·自由基能够无选择性地将废水中的有机污染物降解为二氧化碳和水。

⑺ 焦化废水一般都是用什么方式处理

处理方式有很多,比如利用微生物烟花分解废水中有机物的生物处理法,催化湿式氧 化法、还有微电解法等等。
比较推荐的是使用微电解法,我们之前使用拓步环保的TPFC铁碳微电解填料反应后,COD 进一步去除,去除率达到47.2%,可生化性显著提高,B/C值由原来的0.18提高到0.45 ,色度以及气味也有明显改观

⑻ 焦化废水的处理方法有哪些需要什么设备吗

焦化废水的处理方法分为两大类、化学处理法和物理处理法,回化学处理方法有催 化湿式氧化技答术,电化学氧化技术,光催化氧化法。物理处理方法有吸附法、 Fenlon试剂法、生物处理法。
一般情况下,看你是什么废水,采用不同的处理方法,设备也是不一样的

⑼ 焦化废水中的污染物有哪些如何处理焦化废水

焦化生产过程中排放大量含酚、氰、油、氨氮等有毒、有害物质的废水。焦化废水所包含污染物有酚类、多环芳香族化合物及含氮、氧、硫的杂环化合物等是一种典型的含有难降解的有机化合物的工业废水。
目前焦化废水一般常规方法先进行预处理,然后进行生物脱酚二次预处理。但是,焦化废水经上述处理后,外排废水中氰化物、COD及氨氮等指标仍然很难达标。近年来国内外有研究了有效的4种方法包括分为生物法、化学法、物化法和循环利用法等。

⑽ 生物技术在废水处理中的作用有哪些

生物脱氮技术工艺简介
新型节能生物脱氮技术与传统的焦化废水处理工艺相比耗能更加低,投资少,处理效果大,因此目前使用生物脱氮技术的炼焦厂非常多。生物脱氮技术处理焦化废水的工艺有:缺氧—好氧法,SBR法,厌氧—缺氧—好氧法等。使焦化废水达到零排放的标准就是要去除废水中的氨氮,目前生物脱氮技术是最经济有效的,并且无污染的工艺技术,它利用生物化学的作用将焦化废水中的氨氮转化成无害的氮气而去除,统称为反硝化过程。
通过众多用户在焦化废水生产回用过程中使用生物脱氮技术总结出其具有以下特点:
(1)效率高。该工艺对废水中的有机物,氨氮等均有较高的去除效果。当总停留时间大于54h,经生物脱氮后的出水再经过混凝沉淀,可将COD值降至100mg/L以下,其他指标也达到排放标准,总氮去除率在70%以上。
(2) 流程简单,投资省,操作费用低。该工艺是以废水中的有机物作为反硝化的碳源,故不需要再另加甲醇等昂贵的碳源。尤其,在蒸氨塔设置有脱固定氨的装置后,碳氮比有所提高,在反硝化过程中产生的碱度相应地降低了硝化过程需要的碱耗。
(3) 缺氧反硝化过程对污染物具有较高的降解效率。如COD、BOD5和SCN-在缺氧段中去除率在67%、38%、59%,酚和有机物的去除率分别为62%和36%,故反硝化反应是最为经济的节能型降解过程。

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