專利名稱：一種焦化廢水的高效處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種廢水處理方法，特別地涉及一種焦化廢水的處理方法。
背景技術(shù)：
焦化廢水一般指來自焦?fàn)t煤氣初冷和焦化生產(chǎn)過程中的產(chǎn)生用水以及蒸汽冷凝廢水。我國是全球焦炭生產(chǎn)和消費大國，焦炭行業(yè)在滿足鋼鐵、化工、機(jī)械等各行業(yè)發(fā)展需要的同時，其帶來的工業(yè)三廢處理問題，也日益突出，尤其是焦化廢水的處理，更是行業(yè)內(nèi)研究的熱點和難點。焦化廢水一方面含有多種環(huán)境污染物，另一方面還含有多種強(qiáng)致癌物質(zhì)，因此焦化廢水一方面會對環(huán)境造成嚴(yán)重污染，另一方面也會直接威脅到人類健康。焦化廢水中含有大量的氨氮、以酚類為主的有機(jī)污染物，還含有氰、無機(jī)氟離子和氯離子等有毒有害物質(zhì)，另外還包含大量懸浮顆粒，污染物色度高。在對焦化廢水的處理過程中，除氨氮，除酚，除氰以及除懸浮顆粒是幾個最重要也是最影響效率的環(huán)節(jié)。而由于焦化廢水中含氮量高的特點致使生物凈化所需的氮源過剩，導(dǎo)致使用生化法去除酚、氰等污染物時無法取得良好效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種高效的焦化廢水的處理方法，該方法包括預(yù)處理、除氮、生物處理、電絮凝處理以及反滲透處理的步驟，其關(guān)鍵點在于通過前期高效地除氨步驟，使原本存在的生物氮源過剩的問題不復(fù)存在，從而保證了后期生化處理的效果和效率。具體地來說，該方法包含以下步驟:(I)預(yù)處理，主要由隔油和pH調(diào)節(jié)組成，排放出的廢水首先經(jīng)過隔油池，隔油池中采用表層平板刮油器去除表層油污，隨后用鹽酸或氫氧化鈉將廢水的pH值調(diào)節(jié)至7.5
8.5 ；(2)除氮，步驟⑴處理后的廢水進(jìn)入柱狀除氮裝置，其中填充有除氨劑，廢水通過該柱狀除氮裝置后進(jìn)入生物處理步驟，廢水在除氮裝置中的水力停留時間為3 6小時；(3)生物處理，主要由生物厭氧、兼氧、耗氧、MBR分離池構(gòu)成，利用傳統(tǒng)的厭氧、兼氧、耗氧生物處理技術(shù)去除焦化廢水中的大部分無機(jī)和有機(jī)污染物，降低C0D、B0D、氰化物、酚以及污水的色度，同時利用MBR膜分離技術(shù)進(jìn)行完全的分離出水，最大可能的保留生物處理系統(tǒng)中有效菌，提高污泥濃度，進(jìn)而提高生物處理的效率；(4)電絮凝處理，使用電絮凝反應(yīng)器對生物處理之后的廢水進(jìn)行處理，絮凝沉淀從下層污泥排出口排出，上清液進(jìn)入下一處理步驟；(5)反滲透(RO)處理，對電絮凝處理之后得到的上清液作進(jìn)一步處理，利用反滲透裝置除鹽降低水中的SS，使得處理出水達(dá)到排放或回用標(biāo)準(zhǔn)。優(yōu)選地， 在步驟(4)中，電絮凝反應(yīng)器采用鋁板作為陽極，采用不銹鋼作為陰極，陽極與陰極的極板之間的間距為4.0 5.0mm,陽極與陰極的極板電壓為18 20V。
優(yōu)選地，在步驟(2)中使用的除氨劑是一種含有金屬的高分子材料，該高分子材料可以通過下述步驟制得:a、將對叔丁基苯酚、甲醛水溶液、無機(jī)或有機(jī)分散劑，以及致孔劑進(jìn)行混合，加入氫氧化鈉水溶液使系統(tǒng)pH值為11 12，使整個混合體呈聚合懸浮狀態(tài)，制成聚合物I，所述成分的重量比為對叔丁基苯酚:甲醛:分散劑:致孔劑=0.7
0.8: 0.1 0.15: 0.05 0.1: 0.05 0.1 ;b、對步驟a的聚合物I與氯甲基化試劑反應(yīng)，引入氯甲基，再將產(chǎn)物與胺化劑進(jìn)行胺化反應(yīng)；C、在室溫下，將金屬化合物配制成硝酸鹽或氯化鹽溶液，將該溶液流經(jīng)步驟b的產(chǎn)物，進(jìn)行動態(tài)金屬摻雜，流速控制在3BV/h 4BV/h，其中金屬元素可以是Cr、Mn、Fe、N1、Cu或Zn，金屬化合物的濃度為20 60%重量百分比。所述步驟a中懸浮聚合具體為將各成分加入反應(yīng)釜中，向反應(yīng)釜中通入氮氣，使反應(yīng)釜中壓力保持在表壓小于等于0.4MPa的正壓狀態(tài)下，升溫至110°C 120°C，保溫4小時 8小時，再冷卻至60°C 80°C，保溫3小時 8小時，然后水洗、干燥、篩分，收集粒度為0.1mm 0.5mm的球狀母體聚合物。所述步驟a中的分散劑為無機(jī)分散劑或有機(jī)分散劑中的一種或兩種，所述無機(jī)分散劑為硅酸鹽、碳酸鹽或磷酸鹽中的一種或幾種，所述有機(jī)分散劑為聚乙烯醇、明膠、羧甲基纖維素或聚丙烯酸鹽中的一種幾種。所述步驟a中的致孔劑為硫酸鋁、氯化鎂、小蘇打或明礬中的一種或幾種。優(yōu)選地，在步驟(2)中，當(dāng)除氮劑的除氮能力下降時可以用稀酸沖洗除氮劑使其除氮功能再生。本發(fā)明提供的焦化廢水處理方法主要包括預(yù)處理、除氮、生物處理、電絮凝處理以及反滲透處理的步驟。通過一系列物理、化學(xué)以及生物方法最終達(dá)到對焦化廢水的處理。本發(fā)明的發(fā)明點在于:1、使用了新型的除氮劑，這種除氮劑一方面除氮效率高，另一方面專一性高，使用這種除氮劑獲得的效果是單純地降低了氮含量，而且可以通過廢水通過除氮裝置的時間控制除氮之后水中氨氮含量的濃度，為后續(xù)的生物處理創(chuàng)造良好的環(huán)境。2、通過預(yù)處理、除氮、生物處理、電絮凝以及反滲透的組合，提高了焦化廢水的處理效率，提升了焦化廢水的處理效果，能有效地去除焦化廢水中的有害物，有其對去除氨氮以及難降解有機(jī)物有非常良好的效果。
具體實施例方式實施例1將某焦化廠產(chǎn)生的焦化廢水用本發(fā)明所述的方法進(jìn)行處理，步驟如下:(I)預(yù)處理，主要由隔油和pH調(diào)節(jié)組成，排放出的廢水首先經(jīng)過隔油池，隔油池中采用表層平板刮油器去除表層油污，隨后用鹽酸或氫氧化鈉將廢水的pH值調(diào)節(jié)至8 ；

(2)除氮，步驟(I)處理后的廢水進(jìn)入柱狀除氮裝置，其中填充有除氨劑，廢水通過該柱狀除氮裝置后進(jìn)入生物處理步驟，廢水在除氮裝置中的水力停留時間為4小時；(3)生物處理，主要由生物厭氧、兼氧、耗氧、MBR分離池構(gòu)成，利用傳統(tǒng)的厭氧、兼氧、耗氧生物處理技術(shù)去除焦化廢水中的大部分無機(jī)和有機(jī)污染物，降低COD、BOD、氰化物、酚以及污水的色度，同時利用MBR膜分離技術(shù)進(jìn)行完全的分離出水，最大可能的保留生物處理系統(tǒng)中有效菌，提高污泥濃度，進(jìn)而提高生物處理的效率；(4)電絮凝處理，使用電絮凝反應(yīng)器對生物處理之后的廢水進(jìn)行處理，電絮凝反應(yīng)器采用鋁板作為陽極，采用不銹鋼作為陰極，陽極與陰極的極板之間的間距為4.5mm,陽極與陰極的極板電壓為18V，絮凝沉淀從下層污泥排出口排出，上清液進(jìn)入下一處理步驟；(5)反滲透(RO)處理，對電絮凝處理之后得到的上清液作進(jìn)一步處理，利用反滲透裝置除鹽降低水中的SS，使得處理出水達(dá)到排放或回用標(biāo)準(zhǔn)。在步驟(2)中使用的除氨劑是一種含有金屬的高分子材料，其通過下述步驟制得:a、將對叔丁基苯酚、甲醛水溶液、聚乙烯醇以及硫酸鋁進(jìn)行混合，加入氫氧化鈉水溶液使系統(tǒng)PH值為11，使整個混合體呈聚合懸浮狀態(tài)，制成聚合物I，所述成分的重量比為對叔丁基苯酚:甲醛:聚乙烯醇:硫酸鋁=0.7: 0.15: 0.07: 0.08，將上述成分加入反應(yīng)釜中，向反應(yīng)釜中通入氮氣，使反應(yīng)釜中壓力保持在表壓小于等于0.4MPa的正壓狀態(tài)下，升溫至120°C，保溫8小時，再冷卻至80°C，保溫8小時，然后水洗、干燥、篩分，收集粒度為0.2mm 0.3mm的球狀母體聚合物。b、對步驟a的球狀母體聚合物與氯甲基化試劑反應(yīng)，引入氯甲基，再將產(chǎn)物與胺化劑進(jìn)行胺化反應(yīng)；C、在室溫下，將濃度為30%重量百分比的硝酸銅，將該溶液流經(jīng)步驟b的產(chǎn)物，進(jìn)行動態(tài)金屬摻雜，流速控制在3BV/h。處理前后的水質(zhì) 情況見下表。
CODcr (mg/L) 氨氮(mg/L)總酸(mg/L)懸浮顆粒(mg/L)總氰(mg/L)
進(jìn)水174042378326T&
出水25θΓδ ΓθΙλ07 實施例2將某焦化廠產(chǎn)生的焦化廢水用本發(fā)明所述的方法進(jìn)行處理，步驟如下:(I)預(yù)處理，主要由隔油和pH調(diào)節(jié)組成，排放出的廢水首先經(jīng)過隔油池，隔油池中采用表層平板刮油器去除表層油污，隨后用鹽酸或氫氧化鈉將廢水的pH值調(diào)節(jié)至8 ；(2)除氮，步驟(I)處理后的廢水進(jìn)入柱狀除氮裝置，其中填充有除氨劑，廢水通過該柱狀除氮裝置后進(jìn)入生物處理步驟，廢水在除氮裝置中的水力停留時間為5小時；(3)生物處理，主要由生物厭氧、兼氧、耗氧、MBR分離池構(gòu)成，利用傳統(tǒng)的厭氧、兼氧、耗氧生物處理技術(shù)去除焦化廢水中的大部分無機(jī)和有機(jī)污染物，降低C0D、B0D、氰化物、酚以及污水的色度，同時利用MBR膜分離技術(shù)進(jìn)行完全的分離出水，最大可能的保留生物處理系統(tǒng)中有效菌，提高污泥濃度，進(jìn)而提高生物處理的效率；(4)電絮凝處理，使用電絮凝反應(yīng)器對生物處理之后的廢水進(jìn)行處理，電絮凝反應(yīng)器采用鋁板作為陽極，采用不銹鋼作為陰極，陽極與陰極的極板之間的間距為5_，陽極與陰極的極板電壓為20V，絮凝沉淀從下層污泥排出口排出，上清液進(jìn)入下一處理步驟；(5)反滲透(RO)處理，對電絮凝處理之后得到的上清液作進(jìn)一步處理，利用反滲透裝置除鹽降低水中的SS，使得處理出水達(dá)到排放或回用標(biāo)準(zhǔn)。在步驟(2)中使用的除氨劑是一種含有金屬的高分子材料，其通過下述步驟制得:a、將對叔丁基苯酚、甲醛水溶液、硅酸鈉以及氯化鎂進(jìn)行混合，加入氫氧化鈉水溶液使系統(tǒng)PH值為12，使整個混合體呈聚合懸浮狀態(tài)，制成聚合物I，所述成分的重量比為對叔丁基苯酚:甲醛:硅酸鈉:氯化鎂=0.75: 0.13: 0.06: 0.06，將上述成分加入反應(yīng)釜中，向反應(yīng)釜中通入氮氣，使反應(yīng)釜中壓力保持在表壓小于等于0.4MPa的正壓狀態(tài)下，升溫至110°C，保溫7小時，再冷卻至70°C，保溫5小時，然后水洗、干燥、篩分，收集粒度為
0.3mm 0.5mm的球狀母體聚合物；b、對步驟a的球狀母體聚合物與氯甲基化試劑反應(yīng)，引入氯甲基，再將產(chǎn)物與胺化劑進(jìn)行胺化反應(yīng)；C、在室溫下，將濃度為35%重量百分比的氯化鋅，將該溶液流經(jīng)步驟b的產(chǎn)物，進(jìn)行動態(tài)金屬摻雜，流速控制在4BV/h。處理前后的水質(zhì)情況見下表。
權(quán)利要求
1.一種焦化廢水的高效處理方法，該方法包括包含以下步驟: (1)預(yù)處理，主要由隔油和PH調(diào)節(jié)組成，排放出的廢水首先經(jīng)過隔油池，隔油池中采用表層平板刮油器去除表層油污，隨后用鹽酸或氫氧化鈉將廢水的PH值調(diào)節(jié)至7.5 8.5 ; (2)除氮，步驟(I)處理后的廢水進(jìn)入柱狀除氮裝置，其中填充有除氨劑，廢水通過該柱狀除氮裝置后進(jìn)入生物處理步驟，廢水在除氮裝置中的水力停留時間為3 6小時； (3)生物處理，主要由生物厭氧、兼氧、耗氧、MBR分離池構(gòu)成，利用傳統(tǒng)的厭氧、兼氧、耗氧生物處理技術(shù)去除焦化廢水中的大部分無機(jī)和有機(jī)污染物，降低COD、BOD、氰化物、酚以及污水的色度， 同時利用MBR膜分離技術(shù)進(jìn)行完全的分離出水，最大可能的保留生物處理系統(tǒng)中有效菌，提高污泥濃度，進(jìn)而提高生物處理的效率； (4)電絮凝處理，使用電絮凝反應(yīng)器對生物處理之后的廢水進(jìn)行處理，絮凝沉淀從下層污泥排出口排出，上清液進(jìn)入下一處理步驟； (5)反滲透(RO)處理，對電絮凝處理之后得到的上清液作進(jìn)一步處理，利用反滲透裝置除鹽降低水中的SS，使得處理出水達(dá)到排放或回用標(biāo)準(zhǔn)。
2.權(quán)利要求1中所述的焦化廢水的高效處理方法，其特征在于在步驟(4)中，電絮凝反應(yīng)器采用鋁板作為陽極，采用不銹鋼作為陰極，陽極與陰極的極板之間的間距為4.0 5.0mm,陽極與陰極的極板電壓為18 20V。
3.權(quán)利要求1或2中所述的焦化廢水的高效處理方法，其特征在于在步驟(2)中使用的除氨劑是一種含有金屬的高分子材料，該高分子材料可以通過下述步驟制得: a、將對叔丁基苯酚、甲醛水溶液、無機(jī)或有機(jī)分散劑，以及致孔劑進(jìn)行混合，加入氫氧化鈉水溶液使系統(tǒng)pH值為11 12，使整個混合體呈聚合懸浮狀態(tài)，制成聚合物I， 所述成分的重量比為對叔丁基苯酚:甲醛:分散劑:致孔劑=0.7 0.8: 0.1 0.15: 0.05 0.1: 0.05 0.1 ; b、對步驟a的聚合物I與氯甲基化試劑反應(yīng)，引入氯甲基，再將產(chǎn)物與胺化劑進(jìn)行胺化反應(yīng); C、在室溫下，將金屬化合物配制成硝酸鹽或氯化鹽溶液，將該溶液流經(jīng)步驟b的產(chǎn)物，進(jìn)行動態(tài)金屬摻雜，流速控制在3BV/h 4BV/h，其中金屬元素可以是Cr、Mn、Fe、N1、Cu或Zn，金屬化合物的濃度為20 60%重量百分比。
所述步驟a中懸浮聚合具體為將各成分加入反應(yīng)釜中，向反應(yīng)釜中通入氮氣，使反應(yīng)釜中壓力保持在表壓小于等于0.4MPa的正壓狀態(tài)下，升溫至110°C 120°C，保溫4小時 8小時，再冷卻至60°C 80°C，保溫3小時 8小時，然后水洗、干燥、篩分，收集粒度為0.1mm 0.5mm的球狀母體聚合物。
4.權(quán)利要求2或3中所述的焦化廢水的高效處理方法，其特征在于所述步驟a中的分散劑為無機(jī)分散劑或有機(jī)分散劑中的一種或兩種，所述無機(jī)分散劑為硅酸鹽、碳酸鹽或磷酸鹽中的一種或幾種，所述有機(jī)分散劑為聚乙烯醇、明膠、羧甲基纖維素或聚丙烯酸鹽中的一種幾種。
5.權(quán)利要求2或3中所述的焦化廢水的高效處理方法，其特征在于所述步驟a中的致孔劑為硫酸鋁、氯化鎂、小蘇打或明礬中的一種或幾種。
6.權(quán)利要求2或3中所述的焦化廢水的高效處理方法，其特征在于在步驟(2)中，當(dāng)除氮劑的除氮能力下降時可以用稀酸沖洗除氮劑使其除氮功能再生。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種高效的焦化廢水的處理方法，該方法包括預(yù)處理、除氮、生物處理、電絮凝處理以及反滲透處理的步驟，其關(guān)鍵點在于通過前期高效地除氨步驟，使原本存在的生物氮源過剩的問題不復(fù)存在，從而保證了后期生化處理的效果和效率。
文檔編號C02F9/14GK103145303SQ20131011197
公開日2013年6月12日 申請日期2013年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月2日
發(fā)明者周亞強(qiáng), 潘翼, 呂優(yōu)技, 彭麗燕 申請人:江蘇艾特克環(huán)境工程有限公司