焦化废水催化氧化处理工艺的研究_郑志军

第34卷第4期2009年4月上海化工ShanghaiChemicalIndustry焦化废水催化氧化处理工艺的研究郑志军王奎涛张炳烛高金龙吴海霞刘燕河北科技大学化学与制药工程学院（河北石家庄050018）刘晓青石家庄市绿源环保技术开发有限公司（河北石家庄050018）环境保护摘要通过试验设计了“二氧化氯催化氧化+破乳混凝”原水预处理、“二氧化氯催化氧化”三级深度处理工艺。将化学氧化处理技术、破乳混凝技术与生化工艺相结合，该应用技术将前级二氧化氯催化氧化、混凝与现有气浮除油设施有机地结合起来，不仅充分地利用了二氧化氯氧化破乳功能，而且消除了多余二氧化氯及亚氯酸根进入后续生化处理工段的隐患。通过三种技术的协调运用，提高废水处理效率，使外排废水中的COD、色度和氨氮在现有基础上进一步降低，达到国家一级排放标准。关键词焦化废水二氧化氯催化氧化破乳混凝生化中图分类号X784第一作者简介：郑志军男1981年生硕士研究生主要从事工业污水的处理焦化废水是炼焦、煤气净化及副产品回收过程中产生的废水，其污染物组成复杂、浓度高、毒性大，是一种典型的含难降解有机污染物的工业废水。这种废水主要来源于剩余氨水、粗苯分离水、终冷富余水、焦油分离水四部分。废水量大、水质成分复杂，除含有高浓度的酚、氰、油、氨氮等物质外，还含有喹啉类、苯类及其衍生物等多环或杂环类化合物。污染物形成的色度高，在水中以真溶液或准胶体的形式存在，性质非常稳定，COD及色度去除困难。随着环保意识的不断强化，国家已把“节能减排”工作提上了重要的议事日程，并提出了严格要求。在《污水综合排放标准》（GB8979-96）中规定，外排污水中的氨氮质量浓度小于15mg/L，对排入重点保持水域的具有致癌性的BaP一类污染物要求小于30mg/L。由于焦化污水中大量存在氨-氮及一些致癌性芳烃及稠环芳烃，其超标排放将对环境造成严重污染。因此，开发经济有效的焦化污水净化技术已是当务之急。1设计方案1.1工艺流程（见图1）1.2工艺流程说明（1）蒸氨废水进入二氧化氯催化氧化塔，经过二氧化氯催化氧化后进入调节池。通过处理，降解30%~50%的酚、硫化物、氰化物等对后续生化处理效率影响较大的物质，同时将难降解的稠环芳烃和杂环化合物如吲哚、喹啉等大分子有机污染物氧化成小分子物质，提高废水的可生化性。图1焦化废水处理工艺流程图调节池的主要作用是均衡废水的水质和水量，保证后续生化处理设施运行的稳定性。调节池出来的废水由两台泵分别提升至除油池，进入气浮混凝池，投加聚铁铝硅盐类絮凝剂进行气浮混凝，在通过气浮除油后进入生化系统。通过上述预处理，降解焦化蒸氨废水中40%~50%的CODCr，达到降低后续生化处理负荷、减少一次稀释水用量的目的。（2）在生化处理系统中，废水的降解过程如下：a、焦化废水首先进入厌氧酸化段。在该段，废水1··DOI:10.16759/j.cnki.issn.1004-017x.2009.04.008上海化工第34卷中的苯酚、二甲酚以及喹啉、异喹啉、吲哚、吡啶等杂环化合物得到了较大的转化或去除，厌氧酸化段的设置对于复杂有机物的转化与去除是十分有利的。因此，废水经过厌氧酸化段后水质得到了很好的改善，废水的可生化性进一步提高，为后续反硝化段提供了较为有效的碳源。b、在缺氧段进行的主要是反硝化反应。从酸化段出来的废水进入缺氧段，同时好氧段处理后的出水也部分回流至缺氧段，为缺氧段提供硝态氮。另外，由于焦化废水中所含反硝化碳源不足，需在缺氧池中加入甲醇作为补充碳源。经过缺氧段的处理，硝态氮被转化为氮气，达到脱氮的目的。同时，废水中的大部分有机物得到了去除，使废水以较低的COD进入好氧段，这对于好氧段进行的硝化反应是十分有利的。c、废水经过缺氧段的处理后进入好氧段。在好氧段，由于废水中所含氨氮较高而COD较低，因此，在这里进行的主要是硝化反应，在好氧段需投加纯碱溶液提供硝化反应所需的碱度。废水经过好氧段的处理后，氨氮基本可全部转化为硝酸盐氮（硝酸盐氮通过回流至缺氧段，在缺氧段最终转化为氮气后得到有效脱氮），同时，有机物得到进一步的降解。（3）废水经生化系统处理出来后，经过二沉池、混凝沉淀池进行泥水分离，在混凝部分投加原工艺已有的絮凝剂，以增加沉淀部分污泥的沉淀性能，并且进一步降低出水COD。混凝沉淀池接入“二氧化氯催化氧化系统”，深度处理后回用或达标排放。（4）从二沉池排出的剩余污泥定时排至污泥浓缩池进行浓缩稳定处理，浓缩池上清液回流至调节池再次进行处理，浓缩池污泥排入污泥贮池中，定时由污泥脱水机进行脱水处理。脱水前需加入PAM与污泥进行絮凝反应，提高污泥脱水效率。2二氧化氯催化氧化综合处理技术成本分析2.1探索性试验结果（见表1、2）根据小试实验结果，采用本发生工艺进行二氧化氯催化氧化处理，以蒸氨废水COD降解率