申请日2006.04.11
公开(公告)日2007.11.14
IPC分类号C02F9/04; C02F9/08; C02F1/78; C02F1/58; C02F1/24; C02F1/40
摘要
本发明公开了一种物化法焦化酚氰废水处理工艺及专用设备，属于废水或污水的处理技术，特别是至少有一个化学处理步骤的废水多级处理技术。该处理工艺的工艺流程为：气浮脱油→铁凝脱硫脱氰→焦炭吸附过滤脱除悬浮沉淀物→解吸脱除NH3-N→臭氧氧化脱除酚及有机物，处理后的废水用作熄焦、洗煤的补充水。本发明提出的新型物化法焦化酚氰废水处理工艺及专用设备，较传统处理方案具有投资少，处理效果好，废水中的可用资源如焦油、氨等得到很好的回收利用，处理后的废水用于熄焦达到处理后废水零排放，熄焦排放气体污染物也可以达标，既适用于新建焦化厂的废水处理，也可用于原有焦化厂废水处理系统的技术改造。
权利要求书
1.一种物化法焦化酚氰废水处理工艺，其特征在于：其工艺流 程为：气浮脱油→铁凝脱硫脱氰→焦炭吸附过滤脱除悬浮沉淀物→ 解吸法脱除NH3-N→臭氧氧化脱除酚及有机物，处理后的废水用作 焦化厂洗煤、熄焦的补充水;
所述的铁凝脱硫脱氰工序是在专用反应器中进行，在该反应器 根据微电池效应由单质铁获取Fe2+，硫氰化物与Fe2+反应生成不溶 于水的FeS和Fe2[Fe(CN)6]，
其主要反应如下：
Fe2++S2-=FeS↓
Fe2++6CN-=Fe(CN)6 4--
Fe(CN)6 4--+Fe2+=Fe2[Fe(CN)6]↓
反应液在沉淀澄清器中澄清去除沉淀物，清液进入下一工序，
所述的解吸法脱除NH3-N工序，包含三步：1.加碱分解固定铵 盐，在碱反应器中按照废水中固定铵的重量相应加入NaOH把固定 铵转化为挥发氨，为从废水中脱除NH3-N做准备;2.解吸脱NH3-N 在氨解吸塔中进行;3.氨吸收是将解吸出的NH3在氨吸收器中用 18-20%的硫酸溶液吸收氨并形成硫酸铵母液，然后将母液送往焦 化厂的硫铵工段制取硫铵产品。
2.根据权利要求1所述的物化法焦化酚氰废水处理工艺，其特 征在于：所述的气浮脱油工序是采用引射气浮除油装置其充气比例 为7-8%。
3.根据权利要求1所述的物化法焦化酚氰废水处理工艺，其特 征在于：所述的焦炭吸附过滤脱除悬浮沉淀物工序在过滤器中使用 粒度为10-30mm的焦炭吸附过滤层，焦炭滤层厚度为 1200mm-2000mm。
4.根据权利要求1所述的物化法焦化酚氰废水处理工艺，其特 征在于：所述的臭氧氧化脱除酚及有机物工序在催化氧化塔中进行 将臭氧加入已经铁凝吸附和脱除NH3-N后的废水中脱除酚和有机 物，
主要化学反应为：酚首先被氧化成邻苯二酚，接着邻苯二酚被 氧化生成邻苯醌，
5.根据权利要求1所述的物化法焦化酚氰废水处理工艺的专用 设备，其特征在于：包括气浮除油机、铁凝脱硫脱氰专用反应器、 沉淀澄清器、过滤器、碱反应器、氨解吸塔、氨吸收器、催化氧化 塔。
6.根据权利要求5所述的物化法焦化酚氰废水处理方法的专用 设备，其特征在于：所述的铁凝脱硫脱氰专用反应器的结构为筒体 内设有卵石液体再分布层和Fe2+生成剂反应层，需处理的废水由反 应器下部进水口进入，反应后的废水由上部出水口送到沉淀澄清器。
说明书
物化法焦化酚氰废水处理工艺及专用设备
技术领域
本发明属于水、废水或污水的处理技术特别是至少有一个化学 处理步骤的废水多级处理技术。
背景技术
焦化废水是煤炼焦和煤气净化及焦化产品加工过程中产生的 高浓度有机废水。其组成复杂，含有大量的酚类、、硫化物、氰化物 及NH3-N等有机及无机污染物，污染物色度高，属较难生化降解的高 浓度有机工业废水。因此焦化废水的处理，一直是国内外废水处理 领域的一大难题。目前处理焦化废水的技术主要有物化法、生化法 以及物化-生化法等三大类。其中物化法简单易行，在焦化废水的 处理中得到广泛应用。CN1721344公开了一种焦化废水处理及回用 技术，采用物理化学方法处理焦化废水，去除焦化废水中的氨氮、 酚、氰、悬浮物等污染物，使其达到可以回用的标准，并将处理后 的焦化废水作为生产用水回用到内部其它系统。采用蒸氨和“MAP 法”去除焦化废水中的氨氮，对焦化废水进行初步蒸氨后，加入 Mg2+(镁盐)和PO4 3-(磷酸盐)，与废水中的氨氮发生反应生成 MgNH4PO4.6H2O(磷酸镁铵，Magnesium Ammonium Phosphate，即 MAP)沉淀然后过滤除去，向焦化废水中加入强碱，让酚转变成酚盐 从而降低毒性，酚盐存在于焦化废水中并被回用到烧结、炼钢和焦 化洗氨等环节，在这些环节的高温作用下，酚盐可以分解成CO2和 水，向焦化废水中加入纯碱、铁盐等脱氰剂，使氰类物质转化为 Na4Fe(CN)6沉淀而除去，加入铝盐或铁盐类无机絮凝剂和有机高分 子絮凝剂(如聚丙烯酰胺)，并调节两者的用量和比例，处理后的焦 化废水作为生产用水回用到转炉除尘、焦化洗氨、烧结等内部其它 系统，该技术较好的实现了对焦化废水的处理，但是该方法处理中生 成的磷酸镁铵和Na2Fe(CN)6的溶解度较大有可能存在处理后不达 标的缺陷，同时蒸氨耗用能源多。
发明内容
本发明的目的是提出一种处理费用低、综合处理效果好、资源 利用充分的新型物化法焦化酚氰废水处理工艺的技术方案，本发明 的另一个目的是提供适用于该方法的专用设备。
本发明的技术方案为，一种物化法焦化酚氰废水处理工艺，其 工艺流程为：气浮脱油→铁凝脱硫脱氰→焦炭吸附过滤脱除悬浮沉 淀物→解吸法脱除NH3-N→臭氧氧化脱酚及有机物，处理后的废水 用作焦化厂洗煤、熄焦的补充水。
所述的气浮脱油工序是采用引射气浮除油装置其充气比例为 7-8%。
所述的铁凝脱硫脱氰工序是在专用反应器中进行，在该反应器 中根据微电池效应由单质铁获取Fe2+，硫氰化物与Fe2+反应生成不 溶于水的FeS和Fe2[Fe(CN)6]，
其主要反应如下：
Fe2++S2-=FeS↓
Fe2++6CN-=Fe(CN)6 4--
Fe(CN)6 4--+Fe2+=Fe2[Fe(CN)6]↓
反应液在沉淀澄清器中澄清去除沉淀物，清液进入下一工序。
所述的焦炭吸附过滤脱除悬浮沉淀物工序在过滤器中使用粒度 为10-30mm的焦炭吸附过滤层，焦炭滤层厚度为 1200mm-2000mm。
所述的解吸法脱除NH3-N工序，包含三步：1.加碱分解固定铵 盐，在碱反应器中按照废水中固定铵的重量相应加入NaOH把固定 铵转化为挥发氨，为从废水中脱除NH3-N做准备;2.解吸脱NH3-N 在氨解吸塔中进行;3.氨吸收是将解吸出的NH3在氨吸收器中用 18-20%的硫酸溶液吸收氨并形成硫酸铵母液，然后将母液送往焦 化厂的硫铵工段制取硫铵产品。
所述的臭氧氧化脱除酚及有机物工序在催化氧化塔中进行将臭 氧加入已经铁凝吸附和脱除NH3-N后的废水中脱除酚和有机物，
主要化学反应为：酚首先被氧化成邻苯二酚，接着邻苯二酚被 氧化生成邻苯醌，
该物化法焦化酚氰废水处理工艺的专用设备，其特征在于：主 要包括气浮除油机、铁凝脱硫脱氰专用反应器、澄清器、过滤器、 碱反应器、氨解吸塔、氨吸收器、催化氧化塔。
所述的铁凝脱硫脱氰专用反应器的结构为筒体内设有卵石液体 再分布层和Fe2+生成剂反应层，需处理的废水由反应器下部进水口 进入，反应后的废水由上部出水口送到澄清器。
本废水处理方法首先将废水进行气浮除油，气浮装置中生成的 气泡粒径仅10-15μm，生成含气量约8%的气液混合物，废水中的 焦油等不溶性污染物被吸附在气泡表面，并随气泡上浮至泡沫层， 经刮板机刮至泡沫油槽，实现油水分离。年产60万吨的焦化厂每年 可回收焦油200吨左右。本发明中的铁凝脱硫脱氰工序是在专用反 应器中进行，在该反应器根据微电池效应由单质铁获取Fe2+，硫氰 化物与Fe2+反应生成不溶于水的FeS和Fe2[Fe(CN)6]，反应液在澄 清器中澄清去除沉淀物后，再经焦炭吸附过滤脱除悬浮沉淀物后其 污染物的净化可以达到极高的程度，实践证明，硫化物可降至 3-5mg/L，氰化物可降至8-10mg/L，沉淀的废渣可加到炼焦煤中。 本发明使用的加碱分解固定铵盐、解吸脱NH3-N、氨吸收三步法脱 NH3-N的方法，并将铵与酸生成的硫酸铵母液送往焦化厂的硫铵工 段制取硫铵产品，实现资源回收利用，本发明的臭氧氧化脱除酚及 有机物工序是在经过铁凝脱硫脱氰、焦炭吸附过滤脱除悬浮沉淀物 后，在本工序中只用臭氧催化氧化脱除剩余的酚和有机物，减少了 臭氧的使用量可以降低处理成本。处理后的废水用来熄焦可以达到 废水零排放，全年可节水175000吨。
本发明公开的铁凝脱硫脱氰专用反应器可保证根据微电池效应 由单质铁获取Fe2+，硫氰化物与Fe2+反应生成不溶于水的FeS和 Fe2[Fe(CN)6]，该设备结构简单处理效果好运行成本低。
以60×104t/a规模焦化厂为例原蒸氨-A2/O2生化-熄焦-外排 工艺建设投资1400-1500万元，运行费45--47元/m3(含蒸氨费用)， 本发明方法投资仅400万元，且处理后的废水用于熄焦，熄焦排放 气体污染物也可以达标，运行费不足7元/m3。总之本发明提出的新 型物化法焦化酚氰废水处理工艺，较传统处理方案具有投资少，处 理效果好，废水中的可用资源如焦油、氨等得到很好的回收利用， 处理后的废水用于熄焦达到处理后废水零排放，熄焦排放气体污染 物也可以达到GB16297-1996和GB14554-1993的要求，既适用于新 建焦化厂的废水处理也可用于原有焦化厂废水处理系统的技术改 造，还可作为A2/O2法的预处理，同时可以确保生化法处理废水后 的零排放。
