專利名稱：一種焦化廢水深度處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)保工程領(lǐng)域，特別涉及一種利用粉煤灰處理焦化廢水的方法。
背景技術(shù)：
焦化廢水是一種較難處理的工業(yè)廢水，其成分十分復(fù)雜，含有多種難以被微生物降解或有生物毒性的有機(jī)物以及大量的銨鹽、硫化物、氰化物等無(wú)機(jī)鹽類，是造成水體污染的重要污染源之一。實(shí)際中多數(shù)企業(yè)采用的生化處理對(duì)于焦化廢水中酚類物質(zhì)去除率較高，但對(duì)難降解有機(jī)物處理效果不佳，出水COD常常不能達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，因此，尋求效果好且成本低的深度處理方法具有積極意義。
目前，對(duì)焦化廢水的治理方法很多，有絮凝處理、生物膜處理、芬頓試劑直接氧化處理、催化空氣氧化處理以及濕式催化氧化和超臨界水氧化處理等方法。其中采用物化方法處理焦化廢水的有“絮凝—吸附法處理焦化廢水的實(shí)驗(yàn)研究”[1]，絮凝劑PFSCB在pH值在5～7之間，最佳投加量在0.3～0.4g/L之間；活性炭作為焦化廢水處理系統(tǒng)中深度處理工藝中的吸附劑，其最佳投加量在1.5～2.0g/L之間；處理后的出水COD值小于150mg/L，符合國(guó)家廢水二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)?！盎瘜W(xué)方法深度處理焦化廢水的研究”[2]中確定了絮凝——吸附工藝對(duì)焦化廢水進(jìn)行深度處理，選擇了聚硅氯化鋁(PASC)作為絮凝劑，電廠爐渣作為吸附劑，最佳處理?xiàng)l件為廢水PH值為6～8時(shí)，PASC的n(Al)/n(Si)＝2，投加量為200mg/L(以Al3+計(jì))；吸附時(shí)爐渣投加量為20g/L，吸附時(shí)間為1h。處理后焦化廢水的COD由1112.8mg/L降至110.6mg/L，出水PH值在7左右，能夠達(dá)標(biāo)排放。
在目前焦化廢水的深度處理工藝中，絮凝—吸附法處理焦化廢水不僅操作簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，而且處理效果相對(duì)比較理想。然而，文獻(xiàn)1中所用的絮凝劑在使用時(shí)需要調(diào)節(jié)PH值，投加量也相對(duì)較大，采用活性碳做吸附劑，成本也較高，出水的水質(zhì)只明確了處理后的COD指標(biāo)可以達(dá)到國(guó)家廢水二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；文獻(xiàn)2種針對(duì)焦化廢水二沉池出水COD較高排放難以達(dá)標(biāo)的問(wèn)題，制備了新型絮凝劑聚硅氯化鋁，PH值使用范圍較大，但絮凝劑的投加量較大，吸附劑采用爐渣可以達(dá)到廢物循環(huán)利用的目的，出水中只能將COD降低，達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。以上兩種較為接近的處理技術(shù)中僅可以降低COD等污染物，對(duì)其他水質(zhì)指標(biāo)尤其是氨氮的處理情況未明確。
近幾年由于環(huán)保要求的提高，特別是對(duì)廢水中氨氮排放濃度提出了更高的要求?！段鬯C合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-96)對(duì)焦化廢水的排放規(guī)定如下一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)是NH3-N≤15mg/L，COD≤100mg/L；二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)是NH3-N≤25mg/L，COD≤150mg/L。
胡紅偉，何正浩.絮凝—吸附法處理焦化廢水的實(shí)驗(yàn)研究.2006，15(3)34-37. 劉紅，邵俊，孫德鋒等.化學(xué)方法深度處理焦化廢水的研究.化學(xué)工程師.2006，841-44.

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是要找到一種既經(jīng)濟(jì)實(shí)用，又能降低焦化廢水中COD和NH3-N污染物質(zhì)，改善出水水質(zhì)以提高二級(jí)處理的凈化效果達(dá)到外排標(biāo)準(zhǔn)或廢水回用的方法。
一種焦化廢水深度處理方法，其特征在于選用含硼聚合硅酸硫酸鋁鐵(PFASSB)作為絮凝劑，粉煤灰-生石灰為吸附劑，采用粉煤灰-生石灰處理廢水工藝，具體步驟如下1.絮凝預(yù)處理經(jīng)生化處理未達(dá)標(biāo)的焦化廢水流入絮凝攪拌池，投加摩爾比為Fe/Si＝0.4～0.6，Si/(Al+Fe)＝0.7～0.9，B/Si＝0.25～0.35的PFASSB絮凝劑，處理過(guò)程中可以免于調(diào)節(jié)水質(zhì)PH值，投加量為8～12mg/L，以120～140rpm的速度攪拌1～2min，再以30～50rpm的速度攪拌5～7min，將處理后的廢水通入絮凝沉淀池，靜置沉淀30～40min。
2.吸附二級(jí)處理經(jīng)絮凝處理后的廢水流入調(diào)節(jié)池，用廢酸和廢堿調(diào)節(jié)廢水PH值至4～5后進(jìn)入粉煤灰的吸附床，加入130g～150/L粒徑為100～140目的粉煤灰和1.5～2.5g/L的石灰，恒溫振蕩吸附1h～2h后流入沉淀池靜置，將上層清液引流出，即得到處理后的出水。
PFASSB是一種在聚合硫酸的基礎(chǔ)上引入鋁鹽、鐵鹽、硼酸、硅酸而合成的新型無(wú)機(jī)高分子絮凝劑。由于鋁鐵復(fù)合兼具了鋁鹽絮體大、脫色性能好；鐵鹽沉降速度快、絮體密實(shí)、成本低的優(yōu)點(diǎn)；聚合硅酸具有很高的分子量，對(duì)水體中的膠粒具有很強(qiáng)的吸附能力；硼的加入進(jìn)一步增強(qiáng)了絮凝劑的除濁和脫色效果，絮凝劑的穩(wěn)定性也有所提高。
焦化廢水經(jīng)過(guò)生化處理后，酚類物質(zhì)去除率較高，但其中仍存在大量難降解有機(jī)物，COD值在300mg/L左右，NH3-N在75mg/L左右，不能達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。因此，在絮凝處理后，采用吸附劑進(jìn)行進(jìn)一步處理。從經(jīng)濟(jì)方面考慮，選用廉價(jià)易得的粉煤灰材料作為吸附劑，進(jìn)行吸附實(shí)驗(yàn)。粉煤灰是冶煉廠、化工廠和燃煤電廠排放的硅鋁酸鹽殘?jiān)?，粒?xì)質(zhì)輕、疏松多孔、表面能高，具有一定的活性基團(tuán)和較強(qiáng)的吸附能力，經(jīng)硫鐵礦渣、酸、堿、鋁鹽或鐵鹽溶液改性后，輔以適量的助凝劑，可用來(lái)處理生活污水、焦化廢水、造紙廢液、含酚廢水等各類廢水。實(shí)踐表明，粉煤灰在廢水脫色除臭、有機(jī)物和懸浮膠體去除、細(xì)菌微生物和雜質(zhì)凈化、以及重金屬離子去除上，均有顯著的處理效果?？梢?jiàn)粉煤灰是一種良好的吸附介質(zhì)，對(duì)廢水中有機(jī)物、重金屬離子、色度等有良好的吸附能力，可用于焦化廢水的前處理和深度處理。在使用粉煤灰做吸附劑時(shí)，可以加少量石灰，這樣不僅可以降低粉煤灰的投加量，而且更有效的去除廢水中的氨氮和F-等污染物。
粉煤灰的比表面積也很大，所以當(dāng)廢水與粉煤灰共混時(shí)，廢水中含有的膠體態(tài)和可溶性有機(jī)物就會(huì)因吸附而與灰渣一起共沉除去，從而使廢水得到凈化。粉煤灰除吸附作用外，還具有以下作用a.中和灰渣中含有CaO、MgO、FeO、Al2O3等可溶堿性氧化物，它們被水浸泡后進(jìn)入廢水中，能提高廢水的堿度，可以調(diào)節(jié)絮凝處理后出水的pH值。
b.絮凝在蒸餾水中加入適量粉煤灰，溶出1～4h，發(fā)現(xiàn)水中含有鋁、硅、鐵，它們都是良好的絮凝劑，能對(duì)廢水中膠體態(tài)和可溶性有機(jī)物起絮凝作用，強(qiáng)化處理效果。
優(yōu)點(diǎn)或積極效果在絮凝預(yù)處理中，PFASSB投加量最低，僅為10mg/L，處理時(shí)可以不調(diào)廢水pH值。處理后出水的懸浮物質(zhì)量濃度＜70mg/L，達(dá)到了《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；COD質(zhì)量濃度＜150mg/L達(dá)到了《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；絮體的機(jī)理分析表明復(fù)合絮凝劑PFASSB除了具有簡(jiǎn)單絮凝劑的電中和、吸附和網(wǎng)捕的作用外，還具有自身?yè)碛械木酆衔锏奈郊軜蚝统恋砭W(wǎng)捕的作用。
采用粉煤灰聯(lián)合石灰對(duì)焦化廢水進(jìn)行吸附二級(jí)處理操作后，出水水質(zhì)中COD可降低至59.1mg/L，達(dá)污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-96)中一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，NH3-N由77.67mg/L降低至19.8mg/L，可達(dá)污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-96)二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例11.絮凝預(yù)處理經(jīng)生化處理未達(dá)標(biāo)的焦化廢水流入絮凝攪拌池，投加摩爾比為Fe/Si＝0.5，Si/(Al+Fe)＝0.8，B/Si＝0.3的PFASSB絮凝劑，處理過(guò)程中可以免于調(diào)節(jié)水質(zhì)PH值，投加量為10mg/L，以120rpm的速度攪拌1min，再以40rpm的速度攪拌5min，將處理后的廢水通入絮凝沉淀池，靜置沉淀30min。
2.吸附二級(jí)處理經(jīng)絮凝處理后的廢水流入調(diào)節(jié)池，用廢酸和廢堿調(diào)節(jié)廢水PH值至4～5后進(jìn)入粉煤灰的吸附床，加入150g/L粒徑為100目的粉煤灰和2.5g/L的石灰，恒溫振蕩吸附1h后流入沉淀池靜置，將上層清液引流出，即得到處理后的出水。
實(shí)施例21.絮凝預(yù)處理經(jīng)生化處理未達(dá)標(biāo)的焦化廢水流入絮凝攪拌池，投加Fe/Si＝0.4，Si/(Al+Fe)＝0.7，B/Si＝0.25PFASSB絮凝劑，處理過(guò)程中可以免于調(diào)節(jié)水質(zhì)PH值，投加量為11mg/L，以140rpm的速度攪拌2min，再以30rpm的速度攪拌7min，將處理后的廢水通入絮凝沉淀池，靜置沉淀40min。
2.吸附二級(jí)處理經(jīng)絮凝處理后的廢水流入調(diào)節(jié)池，用廢酸和廢堿調(diào)節(jié)廢水PH值至5后進(jìn)入粉煤灰的吸附床，加入130g/L粒徑為120目的粉煤灰和2.0g/L的石灰，恒溫振蕩吸附1h后流入沉淀池靜置，將上層清液引流出，即得到處理后的出水。
實(shí)施例31.絮凝預(yù)處理經(jīng)生化處理未達(dá)標(biāo)的焦化廢水流入絮凝攪拌池，投加Fe/Si＝0.6，Si/(Al+Fe)＝0.9，B/Si＝0.35PFASSB絮凝劑，處理過(guò)程中可以免于調(diào)節(jié)水質(zhì)PH值，投加量為12mg/L，以130rpm的速度攪拌1min，再以50rpm的速度攪拌5min，將處理后的廢水通入絮凝沉淀池，靜置沉淀30min。
2.吸附二級(jí)處理經(jīng)絮凝處理后的廢水流入調(diào)節(jié)池，用廢酸和廢堿調(diào)節(jié)廢水PH值至4～5后進(jìn)入粉煤灰的吸附床，加入140g/L粒徑為140目的粉煤灰和2.5g/L的石灰，恒溫振蕩吸附1h后流入沉淀池靜置，將上層清液引流出，即得到處理后的出水。
權(quán)利要求
1.一種焦化廢水深度處理方法，其特征在于選用PFASSB作為絮凝劑，粉煤灰-生石灰為吸附劑，采用粉煤灰-生石灰處理廢水工藝，具體步驟如下(1).絮凝預(yù)處理經(jīng)生化處理未達(dá)標(biāo)的焦化廢水流入絮凝攪拌池，投加摩爾比為Fe/Si＝0.4～0.6，Si/(Al+Fe)＝0.7～0.9，B/Si＝0.25～0.35的PFASSB絮凝劑，處理過(guò)程中免于調(diào)節(jié)水質(zhì)PH值，投加量為8～12mg/L，以120～140rpm的速度攪拌1～2min，再以30～50rpm的速度攪拌5～7min，將處理后的廢水通入絮凝沉淀池，靜置沉淀30～40min；(2).吸附二級(jí)處理經(jīng)絮凝處理后的廢水流入調(diào)節(jié)池，用廢酸和廢堿調(diào)節(jié)廢水PH值至4～5后進(jìn)入粉煤灰的吸附床，加入130g～150/L粒徑為100～140目的粉煤灰和1.5～2.5g/L的石灰，恒溫振蕩吸附1h～2h后流入沉淀池靜置，將上層清液引流出，即得到處理后的出水。
全文摘要
一種焦化廢水深度處理方法，屬于環(huán)保工程領(lǐng)域。其特征在于選用PFASSB作為絮凝劑，粉煤灰－生石灰為吸附劑，采用粉煤灰－生石灰處理廢水工藝，先用絮凝劑預(yù)處理，經(jīng)絮凝處理后的廢水流入調(diào)節(jié)池，用廢酸和廢堿調(diào)節(jié)廢水pH值至4～5后進(jìn)入粉煤灰的吸附床，加入130～150g/L粒徑為100～140目的粉煤灰和1.5～2.5g/L的石灰，恒溫振蕩吸附1h～2h后流入沉淀池靜置，將上層清液引流出，即得到處理后的出水。采用粉煤灰聯(lián)合石灰對(duì)焦化廢水進(jìn)行吸附二級(jí)處理操作后，出水水質(zhì)中COD可降低至59.1mg/L，達(dá)污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978－96)中一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，NH
文檔編號(hào)C02F1/28GK101077815SQ20071011768
公開(kāi)日2007年11月28日 申請(qǐng)日期2007年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月21日
發(fā)明者李素芹, 周靜 申請(qǐng)人:北京科技大學(xué)