申请日2019.02.12
公开(公告)日2019.04.12
IPC分类号C02F9/14; C02F101/20
摘要
本发明公开一种焦化废水达标排放的处理方法，高浓度的焦化废水经过絮凝沉淀、弱磁场强化高级Fenton反应、厌氧‑缺氧‑好氧反应和改性矿渣吸附联合工艺处理后，污染物得到有效去除，出水达到辽宁省污水综合排放标准，运行稳定，操作方便，以废治废，经济环保，对钢铁企业绿色发展具有重要的现实意义。
权利要求书
1.一种焦化废水达标排放的处理方法，其特征在于包括如下步骤：
A.混凝沉淀工艺：调节池中的焦化废水输送到混凝沉淀池中，加入质量浓度为3%-10%的Ca(OH)2溶液调节焦化废水pH在6-9之间，边搅拌边加入4-6ppm聚合硫酸铁-非离子聚合物聚丙烯酰胺PFS-PAA絮凝剂，反应7-10min后停止搅拌，静止沉淀15-20min，取上清液进入步骤B;
B.弱磁场强化高级Fenton工艺：混凝沉淀池出水进入弱磁场强化的高级Fenton反应池，在不断搅拌的状态下，加入酸洗废液调节废水pH2.0-4.0，加入0.5-1g零价铁，再加入1500-2000ppm的H2O2溶液，控制反应时间1-1.5h，外加弱磁场，磁场强度5-10mT，反应完全后的出水即可作为预处理出水进入二级处理工艺步骤C;
C.A2O生物脱氮工艺：预处理段出水输送到厌氧池，向厌氧池投加占池容积约25%-30%的活性污泥，控制进水负荷在10-15t/h，反应时间0.5-1h;出水进入缺氧池，向缺氧池中投加占池容积约25%-30%的活性污泥，在不断曝气的条件下，进行反硝化反应，控制pH在7-8之间，DO保持在3-5mg/L，反应温度25-35℃，C/N比为3:1-4:1，反应时间0.5-1h;出水进入好氧池，加入磷酸二氢钾5-10g，DO控制在3-5mg/L，反应温度为25-35℃，pH控制在8.0-8.4，反应时间1-1.5h;出水进入沉淀池静止沉淀1-2h后进入步骤D;
D.改性矿渣吸附工艺：生化处理出水进入深度处理反应池，在深度处理反应池中加入1.5-2g改性矿渣，在搅拌曝气条件下进行充分吸附反应，反应时间0.5-1h，反应结束后静止沉淀1-2h，上清液即为反应出水。
2.根据权利要求1所述的一种焦化废水达标排放的处理方法，其特征在于所述的改性矿渣为90μm以下的矿渣粉,矿渣粉与Na2CO3按质量比0.5:1-0.8:1进行混合，均化后700-800℃加热1-2h，自然冷却即得到改性矿渣。
说明书
一种焦化废水达标排放的处理方法
技术领域
本发明属于工业废水处理技术领域，尤其涉及一种焦化废水达标排放的处理方法。
背景技术
焦化废水主要来自焦炉煤气初冷和焦化生产过程中的生产废水以及蒸汽冷凝废水，由于其来源广泛、成分复杂、特性多变、危害巨大而成为公认的最难处理的工业废水之一，既难以达标排放，回用率又普遍偏低。
目前，国内大多数焦化厂废水处理系统均采用预处理技术、生物处理技术和深度处理技术。预处理技术也称一级处理，可降低焦化废水中的酚类物质、重金属、氨氮和焦油的含量，将大分子有机物氧化成有利于微生物吸收利用的小分子物质，并实现有用化学物质的回收，防止有毒污染物质含量过高，提高废水可生化性，确保后续生物处理(二级处理)的稳定运行，包括蒸氨法、焚烧法、混凝沉淀法、膜分离法、萃取法、吸附法等;二级处理主要指酚氰废水无害化处理，以活性污泥法为主，还包括生物强化技术，如生物铁法、投加生长素法、强化曝气法等;三级深度处理是指在生化处理后的排水仍不能达到排放标准时所采用的再次深度净化，其主要工艺有活性炭吸附法、炭—生物膜法、混凝沉淀法和氧化塘法。
为了清除钢材表面氧化物，采用硫酸、硝酸、盐酸、氢氟酸及磷酸等酸进行酸洗法处理时产生的废水称为酸洗废水，国内钢铁工业每生产1t钢材约产生60kg酸洗废液，每年酸洗废液排放量近一百万立方米，这些酸洗废液若直接排放，将对环境造成严重污染，目前已被列为危险废物进行管理;矿渣是在高炉炼铁过程中的副产品，在炼铁过程中，氧化铁在高温下还原成金属铁，铁矿石中的二氧化硅、氧化铝等杂质与石灰等反应生成以硅酸盐和硅铝酸盐为主要成分的熔融物，经过淬冷成质地疏松、多孔的粒状物，即为高炉矿渣，矿渣若露天堆放，不仅造成扬尘污染空气，雨天渗漏液还会对地下水造成污染。上述两种物质如能加以利用，实现以废治废，是钢铁企业可持续发展的重要举措。
由于焦化废水成分复杂，除含有氨氮、氰、硫氰根及重金属等无机污染物外，还含有酚类、萘、吡啶、喹啉等杂环及多环芳香族化合物(PAHs)，处理难度大，有些处理工艺虽能达标排放，但不同程度上存在操作过程繁琐，处理成本高而难以实现工程化应用的问题。针对上述问题，有必要研究出一种高效稳定运行，处理成本低，利于工业化应用及处理后达到辽宁省污水综合排放标准的技术方法，将对钢铁企业可持续发展具有重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种焦化废水达标排放的处理方法，高浓度的焦化废水经过絮凝沉淀、弱磁场强化高级Fenton反应、厌氧-缺氧-好氧反应和改性矿渣吸附联合工艺处理后，污染物得到有效去除，出水达到辽宁省污水综合排放标准，运行稳定，操作方便，以废治废，经济环保，对钢铁企业绿色发展具有重要的现实意义。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种焦化废水达标排放的处理方法，其特征在于包括如下步骤：
A.混凝沉淀工艺：调节池中的焦化废水输送到混凝沉淀池中，加入质量浓度为3%-10%的Ca(OH)2溶液调节焦化废水pH在6-9之间，边搅拌边加入4-6ppm聚合硫酸铁-非离子聚合物聚丙烯酰胺PFS-PAA絮凝剂，反应7-10min后停止搅拌，静止沉淀15-20min，观察是否沉淀分离完全，取上清液进入步骤B;
B.弱磁场强化高级Fenton工艺：混凝沉淀池出水进入弱磁场强化的高级Fenton反应池，在不断搅拌的状态下，加入酸洗废液调节废水pH2.0-4.0，加入0.5-1g零价铁，再加入1500-2000ppm的H2O2溶液，控制反应时间1-1.5h，使酸性条件下零价铁在具有H2O2的溶液中发生高级Fenton反应，外加弱磁场以提高处理效果，弱磁场由置于反应池底部的永磁铁提供，磁场强度5-10mT，反应完全后的出水即可作为预处理出水进入二级处理工艺步骤C;
C.A2O生物脱氮工艺：预处理段出水输送到厌氧池，通过厌氧反应将大分子有机物转化为小分子有机物，将结构复杂的有机物转化为结构简单的有机物，为参加下一阶段降解过程的微生物提供适宜的基质;向厌氧池投加占池容积约25%-30%的活性污泥，控制进水负荷在10-15t/h，反应时间0.5-1h;出水进入缺氧池，向缺氧池中投加占池容积约25%-30%的活性污泥，在不断曝气的条件下，进行反硝化反应，将硝酸氮还原为N2而逸入空气中，控制pH在7-8之间，DO保持在3-5mg/L，反应温度25-35℃，C/N比为3:1-4:1，反应时间0.5-1h;出水进入好氧池，好氧池和缺氧池是互为作用的，好氧池中的硝化反应会直接影响到缺氧池的反硝化作用，从而达到大量去除废水中氨氮的目的，为保证磷营养充足，加入磷酸二氢钾5-10g，DO控制在3-5mg/L，反应温度为25-35℃，pH控制在8.0-8.4，反应时间1-1.5h;出水进入沉淀池静止沉淀1-2h后进入步骤D;
D.改性矿渣吸附工艺：生化处理出水进入深度处理反应池，在深度处理反应池中加入1.5-2g改性矿渣，在搅拌曝气条件下进行充分吸附反应，反应时间0.5-1h，反应结束后静止沉淀1-2h，上清液即为反应出水。
所述的改性矿渣为90μm以下的矿渣粉,矿渣粉与Na2CO3按质量比0.5:1-0.8:1进行混合，均化后700-800℃加热1-2h，自然冷却即得到改性矿渣。
通过上述工艺的协同作用，有效的去除了焦化废水中的污染物，使处理后出水达到辽宁省污水综合排放标准。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供了一种由新型絮凝剂混凝沉淀，弱磁场强化高级Fenton氧化，厌氧-缺氧-好氧工艺和改性矿渣吸附组合工艺处理焦化废水的方法，高浓度的焦化废水经过本发明的处理后，可达到辽宁省污水综合排放标准。采用新型复合高分子絮凝剂(聚合硫酸铁-非离子聚合物聚丙烯酰胺)，提高了絮凝效果的同时具备高效、廉价、安全环保的优点，高级Fenton反应段采用弱磁场强化的零价铁处理工艺，大大提高了重金属的去除效果，同时系统pH调节选用酸洗废液，零价铁选用废铁屑，深度处理采用改性后的矿渣，这些措施均达到了以废治废的目的，降低了处理成本，真正实现了效果与成本双赢。
