申请日2011.12.05
公开(公告)日2013.06.05
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明公开一种焦化蒸氨废水的处理方法，工序为蒸氨废水的预处理和生化处理，预处理采用调节池、内电解反应器、Fenton氧化池和混凝沉淀池，生化处理采用序批式膜生物反应器工艺，按时间周期顺次经历流入、闲置、反应、排放四个工序;可在有效去除难降解有机污染物和氨氮、强化出水水质的同时，减少设备的运行和投资费用。
权利要求书
1.一种焦化蒸氨废水的处理方法，包括调节池、内电解反应器、 Fenton氧化池、混凝沉淀池和序批式膜生物反应器，其特征在于所述 方法按如下工序进行：
A：蒸氨废水的预处理：首先对蒸氨废水进行预处理，将收集到 的蒸氨废水通入调节池，加入酸类物质对其pH值进行调节，控制废 水的pH在2.6～3.1之间，使其成为酸性溶液，以满足于内电解反应 的要求;废水由泵注入内电解反应器，停留时间为0.5-2.5h，出水流 入Fenton氧化池;
Fenton氧化池为间歇式操作，在不断搅拌的状态下，加入酸类物 质，使其pH值控制在2.8-3.2之间;随后投加硫酸亚铁固体，使得亚 铁离子的浓度达到100-300ppm，然后再加入浓度为900-1100ppm的 双氧水溶液，在搅拌的状态下控制氧化反应时间为0.5-2h，反应后的 废水流入混凝沉淀池;
混凝沉淀池中投加碱液调节废水的pH在9-10之间，投加1ppm 的助凝剂PAM，搅拌五分钟后静置沉淀25-40min，沉淀后所得的上 清液即为预处理后的蒸氨废水;
B：蒸氨废水的生化处理：采用序批式膜生物反应器工艺，按时 间周期顺次经历流入、闲置、反应、排放四个工序;
流入工序：预处理后的蒸氨废水由泵注入膜生物反应器的下部， 经布水管喷射流入反应池，通过不断的搅拌，使污泥与蒸氨废水充分 接触，控制缺氧进蒸氨废水时间为1.5-2.5h，蒸氨废水pH控制在 8.5-9.0;
闲置工序：控制时间范围为4-5h;
反应工序：启动鼓风机开始对污水进行曝气，反应时间控制在 15-17h，pH控制在7.5-8.5之间，曝气量和进水量控制在25-35∶1;
排放工序：排放工序时间控制为1.5-2.5h;
随后顺次重复流入、闲置、反应、排放四个工序。
2.根据权利要求1所述的焦化蒸氨废水的处理方法，其特征在 于：所述序批式膜生物反应器中的接种污泥浓度达到9500mg/L。
3.根据权利要求1所述的焦化蒸氨废水的处理方法，其特征在 于：所述排放工序中蒸氨废水排放量为部分排放。
说明书
一种焦化蒸氨废水的处理方法
技术领域
本发明属于水处理技术领域，尤其涉及一种焦化蒸氨废水的处理 方法。
背景技术
冶金行业是我国污染排放的超级大户，而焦化废水又是冶金行业 最大的污染源之一。焦化废水中除含有大量的挥发酚、COD、氰化物、 硫化物外，还有高浓度的氨氮及许多难降解的稠环芳烃和杂环化合 物，如吲哚、萘、喹啉等，对环境的影响极大，被认为是最难处理的 工业废水之一，长期以来，一直是全国各冶金企业招标攻关的难题。 近些年，随着我国钢铁行业的发展，与之相配套的炼焦规模不断扩大， 由此产生的焦化废水排放量成倍增加，污染强度日趋加剧。
通过查新，检索到一些相关的专利和文章，如“焦化废水的处理 方法”(CN 101781067)发明，此种方法所需处理构筑物较多，工艺 复杂，占地面积大，运行成本也较高。“一种处理除氨后的焦化废水 的方法”(CN 101875526A)发明，该方法排泥量较大，产生污泥处 理问题，且氨氮去除效果不理想。“一体式膜生物反应器处理焦化废 水”(裴亮等)，该文章讨论了用一体式膜生物反应器处理焦化废水的 可行性，通过调整试验操作参数，对COD，NH3-N和浊度均取得了 较好的处理效果，但存在着排泥量较大，产生污泥处理问题，且氨氮 去除效果不理想。
当前国内对焦化废水的处理普遍采用预处理加生化处理的二级 处理工艺，但常规二级生物处理后废水中的COD和氨氮等污染物均 难以达标排放，满足不了新的污水排放标准，严重制约着企业的发展。 而国外在二级生化处理之前采取了更为复杂的预处理和其他方法控 制进入生化系统的水质，防止有毒污染物浓度过高，并在生化处理流 程之后采取三级净化系统。所谓三级处理，是采取脱酚、蒸氨、生物 处理和活性碳吸附等组成的以生物处理为中心的多种物理化学方法 组成的工艺流程。但三级处理工艺的运行和投资费用均较高，如能筛 选出适当的预处理工艺，使其经过预处理后大大降低进入二级生化系 统的有毒因子的含量，提高废水的可生化性，加之后续采用高效的生 化处理系统，强化处理出水水质，以此来代替成本高昂的三级处理工 艺，对于企业的可持续发展具有重要的现实意义。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明提供了一种低成本、高效 的焦化蒸氨废水的处理方法，蒸氨废水经过优化后的预处理+高效生 化处理，可在有效去除难降解有机污染物和氨氮、强化出水水质同时， 减少设备的运行和投资费用。
一种焦化蒸氨废水的处理方法，包括调节池、内电解反应器、 Fenton氧化池、混凝沉淀池和序批式膜生物反应器，所述方法按如下 工序进行：
A：蒸氨废水的预处理。首先对蒸氨废水进行预处理，将收集到 的蒸氨废水通入调节池，加入酸类物质对其pH值进行调节，控制废 水的pH在2.6～3.1之间，使其成为酸性溶液，以满足于内电解反应 的要求;废水由泵注入内电解反应器的上部，进行内电解反应。该工 艺以活性炭颗粒为阴极，铁屑为阳极，电解质起导电作用构成原电池 来处理废水中较为容易降解的有机物质，在腐蚀电化学作用、铁的还 原作用、氢氧化铁的絮凝作用和电化学附集等过程的联合作用下，使 有机物发生氧化反应，破坏其有机高分子结构。保持废水在内电解反 应器中的停留时间为0.5-2.5h，出水流入Fenton氧化池;
Fenton氧化池为间歇式操作，在不断搅拌的状态下，加入酸类物 质(通常为浓硫酸)，使其pH值控制在2.8-3.2之间;随后投加硫酸 亚铁固体，使得亚铁离子的浓度达到100-300ppm，然后再加入浓度 为900-1100ppm的双氧水溶液。利用H2O2在Fe2+的催化作用下产生 具有很高氧化电位的羟基自由基，无选择的氧化废水中所剩余的有机 物。在搅拌的状态下控制氧化反应时间为0.5-2h，反应后的废水流入 混凝沉淀池;
混凝沉淀池中投加碱液调节废水的pH在9-10之间，投加1ppm 的助凝剂PAM，搅拌五分钟后静置沉淀25-40min。沉淀后所得的上 清液即为预处理后的蒸氨废水。
B：蒸氨废水的生化处理。采用序批式膜生物反应器工艺 (SBMBR)，通过采用搅拌/曝气的方式来控制好氧硝化和缺氧反硝 化环境，使整个系统按时间周期顺次经历流入、闲置、反应、排放四 个工序，其中序批式膜生物反应器中的接种污泥取自化工厂好氧回流 污泥，先将其放入膜生物反应器中驯化一个月，使污泥浓度达到 9500mg/L。
流入工序：预处理后的蒸氨废水由泵注入膜生物反应器的下部， 经布水管喷射流入反应池，通过不断的搅拌，使污泥与蒸氨废水充分 接触，控制缺氧进蒸氨废水时间为1.5-2.5h，蒸氨废水pH控制在 8.5-9.0。通过进水缺氧搅拌，一方面可以利用进水中的高NH3-N、高 COD的特点，向反应器中提供丰富的碳源，使得碳氮比基本符合反 硝化条件，使硝态氮还原成氮气，另一方面，缺氧搅拌运行对一些难 降解的有机物如多环芳烃有开环作用，使得其易降解，即提高了蒸氨 废水的可生化性。
闲置工序：控制时间范围为4-5h，此时反应器中的活性污泥微生 物保持为缺氧的环境，可以充分利用进水高浓度有机物作为反硝化的 碳源，使反硝化反应进行的更加充分彻底。
反应工序：启动鼓风机开始对污水进行曝气，为膜生物反应器中 的活性污泥提供充足的氧，使其处于好氧状态，其可对污水中的含碳 有机物进行有效降解。同时，硝化菌将废水中的氨氮氧化成亚硝酸盐 氮和硝酸盐氮，为缺氧阶段提供充足的电子受体。曝气反应时间控制 在15-17h，pH控制在7.5-8.5之间，曝气量∶进水量(气水流量比) 控制在25-35∶1。鼓风机停止曝气，反应工序结束。
排放工序：在抽吸泵的负压抽吸或者水头差的作用下，水及部分 小分子物质透过膜组件，经过出水管路成为系统出水，大分子物质、 活性污泥微生物以及无机颗粒均为膜组件截留在反应器内。排放工序 时间控制为1.5-2.5h，排放量控制为部分排放，排放工序结束后，关 闭抽吸泵，开始下一周期的循环。
系统在随后的时间内顺次重复流入、闲置、反应、排放四个工序， 整个系统始终处于缺氧、好氧交替的状态，间歇进水和出水，并在反 应工序末期经由排泥管和排泥阀定期排放剩余的活性污泥。
本发明的有益效果是：提供了一种由调节池、内电解、Fenton氧 化和混凝沉淀组合工艺作为预处理，序批式膜生物反应器作为生化段 处理焦化废水的方法。高浓度焦化废水经过本发明处理后，出水水质 可以达到钢铁工业水污染一级排放标准，大大增加焦化废水的串级使 用和循环利用。预处理的组合工艺不仅能够降解废水中长链和环状有 机物，而且能够有效的提高废水可生化性，为后续的处理奠定良好的 基础。生化段采用序批式膜生物反应器，不仅保留了传统SBR工艺 抗冲击负荷能力强、氧转移效率和生化反应效率高、运行相对稳定、 不易发生污泥膨胀等优点，而且在单一的反应器内就可以实现硝化和 反硝化，节省了厌氧池、缺氧池，沉淀池及回流系统，极大地减小了 工艺占地面积。
