焦化废水深度净化新技术述评

焦化废水深度净化新技术述评

焦化废水深度净化新技术述评 篇1

焦化废水深度净化新技术述评

摘要：评述了当前先进的厌氧一缺氧一好氧处理工艺及SBR、MBR生物脱氮方法;论述了活性生物酶焦化废水深度净化新技术的研究与应用.作 者：黄跃明 作者单位：太原煤气化(集团)有限责任公司,山西,太原,030024期 刊：机械管理开发 Journal：MECHANICAL MANAGEMENT AND DEVELOPMENT年，卷(期)：,25(2)分类号：X703.1关键词：焦化废水 净化 技术

焦化废水深度净化新技术述评 篇2

2013年3月实施的《炼焦化学工业污染物排放标准》 (GB16171-2012) 对焦化废水中苯、氰化氢、酚类以及多环芳烃 (PAHs) 等对人体健康及自然环境危害严重的有毒有害物质进行了严格控制。其中, PAHs在单位产品基准排水量条件下的排放浓度限值为0.05mg/L, 苯并 (a) 芘为0.03μg/L。单纯的生物处理工艺很难实现焦化废水达标排放或回用, 国内已有及新建焦化废水处理工程都面临着PAHs及苯并 (a) 芘等难生物降解有机物出水达标的难题。因此, 寻求工艺合理、控制先进、规模化生产水平高的深度处理技术及装备是目前焦化废水处理迫切需要解决的问题。

1 混凝沉淀法

焦化废水生化系统出水中悬浮态和胶体态组分对残余COD的贡献分别占25.9%-46.3%和18.7%-44.4%[1]。混凝沉淀法原理是利用混凝剂在废水中发生化学反应产生的氢氧化物胶体中和焦化废水里物质表面所带的异性电荷, 使其絮凝、凝集, 最终沉降、分离[2]。因此, 选择合适的混凝剂对生化系统出水进行深度处理, 可以有效降低废水中难生物降解有机物的浓度[3]。

郭军等[4]采用混凝沉淀工艺处理焦化废水A/O工艺出水, 处理后水质达到《钢铁工业水污染物排放标准》 (GB13456-1992) 一级标准。肖林波等[5]向生化池出水中投加聚合氯化铝 (PAC) , 对COD及色度去除率分别为44.83%和70%。Peng Lai等[6]以Fe2 (SO4) 3为混凝剂, 深度处理焦化废水, COD去除率达到27.5%-31.8%。张哲等[7]采用磁絮凝技术深度处理焦化废水, COD、NH3-N及浊度去除率分别为62.5%、22.3%及92.2%。

混凝沉淀法深度处理焦化废水时, 设备结构简单, 操作管理方便, 可以有效去除COD、多环芳烃 (PAHs) 及苯并 (a) 芘等, 但无法去除废水中一些溶解性污染物, 且产生的沉渣量大, 不易脱水。

2 吸附法

焦化废水深度处理中多采用多孔性吸附材料吸附废水中的一种或多种污染物, 从而降低其在废水中的浓度。用于焦化废水处理的吸附剂主要有改性粉煤灰、树脂、活性炭、焦粉、沸石及蒙脱石等[8]。

王丽娜等[9]向废水 (pH=4) 中投加20g/L改性兰炭 (粒径1～2mm) , 室温下吸附30min后, TOC去除率在60%以上。王小文等[10]采用疏水性介孔分子筛 (MCM-41-dry) 作为吸附剂, 吸附焦化废水生化系统出水, MCM-41-dry对焦化废水中COD和TOC的去除率分别达53%和66%;GC/MS数据表明, 焦化废水生化系统出水中残留的长链烷烃、多环芳烃等难降解有机物均得到降低。郭海霞等[11]开发了一种无机-有机复合膨润土用于焦化废水深度处理, 改性膨润土在一定的试验条件下对焦化废水生物处理系统出水中NH3-N和COD的去除率可达75%和47%。

粉煤灰是火力发电厂产生的固体废弃物, 具有孔隙率高、比表面积大、吸水性强等特点, 作为一种吸附剂, 可以吸附去除废水中的有机化合物、阳离子、阴离子等, 实现以废治废[12]。任宁梅等[13]采用粉煤灰作为吸附剂处理焦化废水生化系统出水, 结果表明, 随着粉煤灰投加量的增加, COD去除率从46%增加到87%。硅酸钙是粉煤灰提取高铝粉后的一种工业废弃物, 为了探索硅酸钙的吸附性能, 韩剑宏等[14]利用其对焦化废水生化处理后出水中COD进行了吸附实验研究, 结果表明, pH为4, 每100mL废水中硅酸钙投加量为3.15g, 振荡时间为45min时吸附达到平衡, 硅酸钙对焦化废水生化系统出水中COD的去除率为46.3%。

吸附法可有效去除焦化废水中溶解性有机物及色度, 具有出水水质好、运行稳定等优点, 并且吸附剂可重复使用, 但是吸附剂吸附容量小, 对进水预处理要求较高, 设备运转费用高, 操作较麻烦。

3 高级氧化法

Fenton试剂氧化法是利用H2O2、Fe SO4在酸性条件下产生具有很强氧化能力的·OH, 能有效氧化废水中有机物, 可降低废水的COD和色度[15]。赵晓亮等[16]采用Fenton试剂氧化法处理A2/O工艺处理后出水, 在进水COD为100～340mg/L、色度为480～940倍的条件下, 出水COD和色度等指标均可达到《城市污水再生利用工业用水水质》 (GB/T 19923-2005) 的要求。赖鹏等[17]采用Fenton试剂氧化法对焦化废水进行了深度处理, 结果表明, Fenton试剂氧化法可迅速降低焦化废水生化系统出水中的COD, 有效去除难生物降解有机物。

郑俊等[18]采用臭氧氧化法处理经生化处理后的焦化废水, 在气水接触90min时, 整个系统对COD、NH3-N和色度的去除率分别达到30.3%、21.9%和64.5%;大部分难降解有机物被完全去除, 一部分被分解生成了一些中间产物和衍生物, 如酰氯、酮类、醇类等易降解有机物。

高级氧化法深度处理焦化废水具有氧化能力强、适用范围广、反应速率快等特点, 可分解大部分难生物降解有机物, 但氧化剂成本较高, 且在反应器优化设计、高效稳定催化剂的研发及与其他深度处理技术的耦合等方面有待进一步研究。

4 电化学法

李飞飞等[19]对生化处理后的焦化废水进行深度处理, 在原水的pH值为3, 反应时间为4h, 铁屑和颗粒活性炭的投加量分别为10g/L, 回流比为200%时, COD由274～322mg/L降至58～90mg/L。张璇等[20]采用电絮凝法深度处理焦化废水, 处理后COD≤100mg/L, 氨氮≤15mg/L。

电化学法深度处理焦化废水, 具有占地面积小、操作管理方便、产泥量少、耐冲击性强等优点, 但是能耗大, 电解费用较高, 成套电化学反应器尚处于研发阶段。

5 组合工艺技术

焦化废水水质复杂, 且《炼焦化学工业污染物排放标准》 (GB16171-2012) 对出水水质要求严格, 单一方法很难满足出水达标排放或回用的要求。根据焦化废水生化系统出水水质情况, 合理组合深度处理工艺, 将在经济和技术两方面满足深度处理的要求。

王开春等[21]采用微电解-芬顿氧化的组合工艺处理焦化废水生化系统出水, 在最佳试验条件下焦化废水COD浓度由700mg/L降到91mg/L, 去除率达87%。李登勇等[22]构建了氧化-吸附-混凝的深度处理过程, 在最佳条件下, 可以实现COD去除率为75%以上, 色度去除率80%以上, 处理后的水样其COD值与色度值分别下降到60mg/L及20倍以下。

6 结语

焦化废水水质复杂, 单一深度处理方法很难经济地实现废水的达标排放。因此, 根据特定项目水质情况, 选择合适的处理工艺组合, 实现优势互补, 同时研发模块化制造及整体控制关键技术及装备, 将是未来焦化废水深度处理技术研究和工程化应用的方向。

摘要：焦化废水成分复杂, 含有大量有毒有害物质, 属高浓度难生物降解有机废水。经常规生化系统处理后的焦化废水存在COD、多环芳烃 (PAHs) 及苯并 (a) 芘等不达标的问题。介绍了包括混凝沉淀法、吸附法、高级氧化法及电化学法等焦化废水生化系统出水深度处理技术的研究现状及存在的问题, 并对今后的研究方向提出了建议, 即深入研究多种深度处理技术的耦合、相关设备模块化制造及整体控制关键技术, 提升焦化废水深度处理技术装备水平。

焦化废水处理技术浅析 篇3

通过对焦化废水的.来源和水质的分析,从物理、化学、生物三个方面,阐述了国内外对焦化废水的处理技术,并建议从源头控制焦化废水的产生和克服处理中的环境污染问题.

作 者：刘晓涛 王春艳 LIU Xiao-tao WANG Chun-yan 作者单位：刘晓涛,LIU Xiao-tao(安阳市环境科学研究所,河南,安阳,455000)

王春艳,WANG Chun-yan(安阳市环境保护监测中心站,河南,安阳,455000)

焦化废水深度净化新技术述评 篇4

1 实验部分

1.1 实验水样及试剂

水样取自某钢铁厂焦化公司生化外排水。该废水经过O/A/O生化处理和混凝沉淀, 水质指标见表1。

实验试剂包括浓硫酸、氢氧化钠 (Na OH) 、硫酸银、硫酸汞、重铬酸钾和硅胶。

1.2 分析方法和仪器

各参数测定方法和实验仪器如下: (1) COD浓度:重铬酸钾法; (2) NH3-N浓度:5B-6 (D) 型氨氮分析仪; (3) p H值:PHS-3B型精密p H计; (4) 电导率:EC-215电导率分析仪; (5) 色度:稀释倍数法; (6) UV-2450紫外分光光度计; (7) HF-10型臭氧发生器; (8) LZB-10转子流量计。

1.3 实验装置及方法

本文中所使用的自制反应器如图1所示, 臭氧发生器以空气为气源, 采用连续投加方式将臭氧通入反应器.反应器底部采用曝气头均匀布气, 尾气通过碘化钾溶液吸收。在反应过程中, 每隔10 min取样10 m L, 进行COD检测。

每次实验用水固定为2 L, 以COD去除率作为评价指标, 分别考察反应时间、p H值、臭氧投加量等参数对臭氧氧化反应效果的影响。

2 结果与讨论

2.1 反应时间对COD去除率的影响

臭氧发生器的臭氧产量10 g/h, 臭氧浓度10~15 g/m3, 臭氧的输出压力为0.05 MPa, 压缩空气流量1.5 m3/h。室温条件下, p H=7.5, 臭氧流量为6 g/h, 取2 L的废水于反应器中, 通入臭氧后, 分别于10、20、30、40、50、60、70 min后取样, 测定臭氧对废水COD的处理效果, 结果见图2。

由图2可见, 随着氧化反应时间的增加, COD去除率增加。当臭氧氧化反应时间为40 min时, 废水COD的去除率达到46.2%, 此后废水COD去除率小幅增加, 在70 min时COD去除率为48.5%。综合考虑处理效果及处理成本等因素, 确定该实验最佳反应时间为40 min, 此时不但处理成本较低, 也可以满足排放标准要求。

2.2 p H值对COD去除率的影响

室温条件下, 取2 L的的废水于反应器中, 其它条件不作改变, 调节p H=8~12之间, 通入臭氧后, 分别于10、20、30、40、50 min后取样, 测定臭氧对废水COD的处理效果。

由图3可见, p H值对臭氧氧化反应有很明显的影响。p H=9时, COD去除率最高达到50%, 当p H值超过9后, 随着p H值增加, COD去除率降低, 说明在碱性范围内, 臭氧氧化体系不能很好地去除有机物, 可能是碱性溶液中的OH-将捕获O3裂解产生的·O自由基, 使实际发生效应的氢氧自由减少, 导致去除率降低。

2.3 臭氧流量对COD去除率的影响

室温条件下, 取2 L的的废水于反应器中, 调节p H=9, 臭氧发生器的臭氧产量10 g/h, 臭氧浓度10~15 g/m3, 臭氧的输出压力为0.05 MPa, 压缩空气流量1.5 m3/h。改变通入反应器中臭氧流量, 分别于10、20、30、40、50 min后取样, 测定臭氧对废水COD的处理效果。

从图4可以看出, 随着臭氧流量的增加, COD去除率也不断提高。这是由于随着臭氧流量的增加, 能氧化废水中有机物的臭氧浓度也逐渐增加, 从而提高了COD去除率。

3 结论

(1) 臭氧氧化工艺处理焦化废水的推荐反应条件为:p H值为8~9, 臭氧流量8.4 g/h, 反应时间约40 min, COD去除率达到50%, 出水达到炼焦化学工业污染物排放标准 (GB16171-2012) 。

(2) 臭氧氧化工艺可以作为焦化废水深度处理的一种手段, 具有良好的实用价值。

摘要：焦化废水含COD、NH3-N、挥发酚、氰化物等多种污染物, 且浓度高, 色度大, 可生化性差, 是极难处理的工业废水之一。本文利用臭氧氧化工艺对焦化废水生化出水进行深度处理, 考察了反应时间、pH值、臭氧流量对COD去除率的影响。研究结果表明:在pH值89、曝气量8.4 g/h、反应时间40 min, 臭氧氧化工艺对COD的去除率达到50%左右, 出水达到炼焦化学工业污染物排放标准 (GB16171-2012) 。