本發(fā)明屬于水處理
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體地涉及一種新型、高效的處理焦化廢水方法。
背景技術(shù)：
：焦化廢水是煤在高溫及中溫干餾、煤氣凈化以及化學(xué)產(chǎn)品精制過程中形成的廢水，其中含有酚類、苯系物、多環(huán)芳烴、含氮雜環(huán)化合物等有機(jī)污染物以及氨、氰、硫氰化物等無機(jī)污染物，成分復(fù)雜，組分種類繁多，有機(jī)污染物濃度及污水色度高、毒性大，性質(zhì)非常穩(wěn)定，是一種典型的難降解復(fù)雜有毒工業(yè)有機(jī)廢水。為滿足達(dá)標(biāo)排放的處理難度大，成本較高，如處理不當(dāng)，將對全國水環(huán)境造成重大的危害。目前國內(nèi)大部分企業(yè)執(zhí)行鋼鐵行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)GB13456-92(含焦化行業(yè))。2012年10月1日，國家頒布了《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB16171-2012)，以下簡稱新標(biāo)準(zhǔn)。新標(biāo)準(zhǔn)在污染物排放濃度和監(jiān)控范圍上更為嚴(yán)格，對懸浮物、COD、氨氮、石油類和氰化物的排放要求明顯提升，增加了BOD5、T-N、苯和多環(huán)芳烴的排放要求；同時，新標(biāo)準(zhǔn)也相應(yīng)提升了噸產(chǎn)品水耗要求。針對國內(nèi)焦化行業(yè)的水處理現(xiàn)狀，該標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)格執(zhí)法將是對焦化行業(yè)的巨大挑戰(zhàn)。基本國內(nèi)所有焦化廢水處理裝置都必須進(jìn)行升級改造，才可能滿足排放要求；同時對處理設(shè)施的管理水平也必須進(jìn)一步提升。而目前成熟的焦化廢水處理技術(shù)若要穩(wěn)定達(dá)到國家最新的排放標(biāo)準(zhǔn)需要付出昂貴的運(yùn)行成本，國內(nèi)大部分焦化企業(yè)無法承受，因此開展生命周期成本更低，環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)更小的焦化廢水處理系統(tǒng)和專項(xiàng)技術(shù)的研究，以實(shí)現(xiàn)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展和提高綜合競爭力具有重要意義。膜生物反應(yīng)器(MBR)為膜分離技術(shù)與生物處理技術(shù)有機(jī)結(jié)合之新型態(tài)廢水處理系統(tǒng)。以膜組件取代傳統(tǒng)生物處理技術(shù)末端二沉池，在生物反應(yīng)器中保持高活性污泥濃度，提高生物處理有機(jī)負(fù)荷，從而減少污水處理設(shè)施占地面積，并通過保持低污泥負(fù)荷減少剩余污泥量，從而達(dá)到降低廢水處理設(shè)施的投資以及運(yùn)營成本的目的。但其應(yīng)用到焦化廢水處理領(lǐng)域仍存在出水COD較高，無法直接排放；膜組件易污堵，增加運(yùn)營成本的問題。生物酶是一種具有催化功能的蛋白質(zhì)。它與一般的化學(xué)催化劑相比，具有專一性、效率高和反應(yīng)條件溫和等優(yōu)點(diǎn)。自然界存在數(shù)以億記種類的酶，不同的酶能夠催化單一底物發(fā)生特定化學(xué)反應(yīng)。焦化廢水的水質(zhì)特征決定了焦化廢水生化系統(tǒng)所能夠富集的菌群種類和數(shù)量，其中的一部分菌群處于優(yōu)勢地位，而能夠降解二氮雜苯、吡啶、喹啉、吲哚、萘、嗯、菲等多環(huán)及雜環(huán)芳香族有機(jī)化合物的微生物則處于相對弱勢的地位。我們通過對焦化廢水的組分以及性質(zhì)進(jìn)行分析，尋找到能夠特異降解這些多環(huán)及雜環(huán)芳香物質(zhì)的生物酶，將其投加到生化處理系統(tǒng)中，開發(fā)這部分弱勢菌群，以提高這部分菌群的活性并富集更多的數(shù)量，使其逐步成為優(yōu)勢菌種。菌群活性的提高和數(shù)量的增加就意味著處理負(fù)荷、處理效率的提高，原來很難生物降解的那部分有機(jī)物也因?yàn)榫夯钚缘奶岣叨玫讲煌潭鹊慕到?，使出水COD得以大幅降低。同時通過投加抗鹽、抗氰化物種類的生物酶，增強(qiáng)生化系統(tǒng)微生物的抗毒能力和抗沖擊能力，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種處理焦化廢水的方法。本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種處理焦化廢水的方法，其特征在于，包括如下步驟：(1)焦化廢水進(jìn)入缺氧槽進(jìn)行反硝化反應(yīng)，通過攪拌均勻混合水質(zhì)及防止活性污泥沉積，向所述缺氧槽內(nèi)投加復(fù)合型普通生物酶，調(diào)節(jié)焦化廢水pH7.5～8.5，溫度控制在25～35℃，DO控制在0.5mg/l以下，反應(yīng)停留時間為16～25小時；(2)所述缺氧槽出水通過溢流進(jìn)入好氧槽進(jìn)行硝化反應(yīng)，在好氧槽投加復(fù)合型普通生物酶和特殊酶，調(diào)節(jié)硝化系統(tǒng)pH6.5～7.5，溫度控制在25～35℃，混合液回流比控制在1：1～5倍原水量，DO控制在3～5mg/l，MLSS控制在4000～6000mg/l，反應(yīng)停留時間為40～55小時；(3)好氧槽出水通過污泥回流泵分2路輸送：一路回缺氧段以對T-N進(jìn)一步去除，另一路導(dǎo)入膜分離槽；(4)在膜分離槽中的廢水pH保持在6.5～7.5，溫度控制在25～35℃，DO控制在3～5mg/l，MLSS控制在6000～10000mg/l，反應(yīng)停留時間為10～25小時；(5)通過產(chǎn)水泵以抽吸過濾的方式使混合液固液分離，活性污泥截留在生化系統(tǒng)內(nèi)，過濾后出水后續(xù)可接物化或高級氧化處理工藝使出水達(dá)標(biāo)外排或進(jìn)深度回用系統(tǒng)進(jìn)一步深 化處理。根據(jù)本發(fā)明所述一種處理焦化廢水的方法，優(yōu)選的是，在所述步驟(1)中缺氧槽內(nèi)所述復(fù)合型普通生物酶包括脂肪酶、纖維素酶、半纖維素酶，淀粉酶和氰水合酶。進(jìn)一步，在所述步驟(1)中復(fù)合型普通生物酶的投加量為0.1g～0.2g/噸水。根據(jù)本發(fā)明所述一種處理焦化廢水的方法，優(yōu)選的是，在步驟(2)中所述復(fù)合型普通生物酶包括脂肪酶、纖維素酶、半纖維素酶，淀粉酶和氰水合酶，所述特殊酶為萘雙加氧酶。進(jìn)一步，在所述步驟(2)中的復(fù)合型普通生物酶的投加量為0.2g～0.4g/噸水，特殊酶的投加量為0.1g～0.3g/噸水。根據(jù)本發(fā)明所述一種處理焦化廢水的方法，優(yōu)選的是，在所述步驟(2)中好氧槽內(nèi)投加流化床式懸浮填料作為載體以附著好氧性生物酶及活性污泥。根據(jù)本發(fā)明所述一種處理焦化廢水的方法，優(yōu)選的是，所述流化床式懸浮填料材質(zhì)為聚乙烯，比表面積為300～1000㎡/m3，投加比例為好氧槽容積的10％～20％。根據(jù)本發(fā)明所述一種處理焦化廢水的方法，優(yōu)選的是，所述pH的調(diào)節(jié)通過投加NaOH溶液、KOH溶液或者氨水溶液中的一種。進(jìn)一步，所述pH的調(diào)節(jié)通過投加NaOH溶液。根據(jù)本發(fā)明所述一種處理焦化廢水的方法，優(yōu)選的是，在所述步驟(4)中的膜分離槽采用內(nèi)置有機(jī)平板膜的形式，PVDF材質(zhì)，膜孔徑為0.04～0.1μm，。根據(jù)本發(fā)明所述一種處理焦化廢水的方法，優(yōu)選的是，在所述步驟(4)中在膜分離槽的膜系統(tǒng)采用間歇過濾運(yùn)轉(zhuǎn)方式：產(chǎn)水泵設(shè)定每抽每吸8～10min后停止運(yùn)行1～2min，以此作為一個周期循環(huán)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。進(jìn)一步，產(chǎn)水泵設(shè)定每抽每吸9min后停止運(yùn)行1min，以此作為一個周期循環(huán)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。發(fā)明詳述：本發(fā)明針對焦化廢水的成分特性與處理難點(diǎn)，創(chuàng)造性地將焦化廢水難處理組分相關(guān)的復(fù)合生物酶添加用膜分離技術(shù)取代傳統(tǒng)生化沉淀池的AO+MBR系統(tǒng)中，增加了生化反應(yīng)的效率，強(qiáng)化微生物作用和抗沖擊能力,使得降低出水COD與總氰指標(biāo)持續(xù)降低；當(dāng)生物酶體系建立后，膠團(tuán)菌占有優(yōu)勢，溶解性的油得到有效降解，活性污泥粘性降低，降低了膜污堵的可能性，同時保留了膜分離技術(shù)系統(tǒng)產(chǎn)泥量低、運(yùn)行成本低、出水水質(zhì)好、占地面積小的優(yōu)點(diǎn)，而且還利用膜對大分子有機(jī)物具有截留作用的特性來降低生物酶的流失，提高了生物酶的使用效率，降低其運(yùn)行使用成本。本發(fā)明最大程度地發(fā)揮了MBR與生物酶技術(shù)的互補(bǔ)作用，是 針對焦化廢水處理開發(fā)的低成本綜合處理技術(shù)。本發(fā)明采用的裝置包括缺氧槽、好氧槽、污泥回流泵、膜分離槽、膜組件、產(chǎn)水泵。該處理系統(tǒng)具體運(yùn)行步驟如下：(1)調(diào)整槽廢水通過輸水泵送入缺氧槽進(jìn)行反硝化反應(yīng)。缺氧槽內(nèi)通過攪拌槳葉起到均勻混合水質(zhì)以及防止活性污泥沉積的作用，PH保持在7.5～8.5，溫度控制在25～35℃，DO控制在0.5mg/l以下，反應(yīng)停留時間為16～25小時。(2)缺氧槽出水通過溢流進(jìn)入好氧槽進(jìn)行硝化反應(yīng)。調(diào)節(jié)硝化系統(tǒng)PH至6.5～7.5，溫度控制在25～35℃，混合液回流比控制在1：1～5倍原水量，DO(溶解氧)控制在3～5mg/l，MLSS(污泥濃度)控制在4000～6000mg/l，反應(yīng)停留時間為40～55小時。(3)好氧槽出水通過污泥回流泵分2路輸送：一路回缺氧段以對T-N進(jìn)一步去除，另一路導(dǎo)入膜分離槽。(4)膜分離槽PH保持在6.5～7.5，溫度控制在25～35℃，DO控制在3～5mg/l，MLSS控制在6000～10000mg/l，反應(yīng)停留時間為10～25小時。(5)通過產(chǎn)水泵以抽吸過濾的方式使混合液固液分離，活性污泥截留在生化系統(tǒng)內(nèi)，過濾后出水后續(xù)可接物化或高級氧化處理工藝使出水達(dá)標(biāo)外排或進(jìn)深度回用系統(tǒng)進(jìn)一步深化處理。所述步驟(1)中在缺氧槽投加復(fù)合型普通生物酶(其中包括脂肪酶、纖維素酶、半纖維素酶，淀粉酶，氰水合酶)，其中投加量為0.1g～0.2g/噸水。所述步驟(2)中在好氧槽投加復(fù)合型普通生物酶(其中包括脂肪酶、纖維素酶、半纖維素酶，淀粉酶，氰水合酶)與特殊酶-萘雙加氧酶，其中復(fù)合型普通生物酶投加量為0.2g～0.4g/噸水，特殊酶投加量為0.1g～0.3g/噸水。所述步驟(2)好氧槽內(nèi)投加流化床式懸浮填料作為載體以附著好氧性生物酶及活性污泥，材質(zhì)為聚乙烯，比表面積為300～1000m2/m3，投加比例為好氧槽容積的10％～20％。所述步驟(4)膜分離槽采用內(nèi)置有機(jī)平板膜的形式，PVDF材質(zhì)，膜孔徑為0.04～0.1μm。膜系統(tǒng)采用間歇過濾運(yùn)轉(zhuǎn)方式：產(chǎn)水泵設(shè)定每抽每吸9min后停止運(yùn)行1min，以此作為一個周期循環(huán)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。沒有抽吸時的曝氣可以實(shí)現(xiàn)有效的膜面清潔效果。所述平板膜的膜片是附于ABS支撐板的兩側(cè)，膜片是有聚氯乙烯材質(zhì)的過濾層和PET無紡布材質(zhì)的支撐層所組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)。膜片擁有集中的小孔徑(0.8μm)分布。單片膜元件的面積為1.4㎡、膜元件數(shù)量共50只，總過濾面積為70㎡。(結(jié)構(gòu)示意圖2)平板膜元件 結(jié)構(gòu)包括膜、支撐板、產(chǎn)水管管嘴等。所述生化系統(tǒng)指的是由缺氧+好氧組合形成的廢水處理工藝，在缺氧槽內(nèi)異養(yǎng)菌將廢水中的懸浮污染物和可溶性有機(jī)物水解為有機(jī)酸，使大分子有機(jī)物分解為小分子有機(jī)物，不溶性的有機(jī)物轉(zhuǎn)化成可溶性有機(jī)物，當(dāng)這些經(jīng)缺氧水解的產(chǎn)物進(jìn)入好氧槽進(jìn)行好氧處理時，可提高污水的可生化性及氧的效率；在缺氧段，異養(yǎng)菌將蛋白質(zhì)、脂肪等污染物進(jìn)行氨化(有機(jī)鏈上的N或氨基酸中的氨基)游離出氨(NH3、NH4+)，在充足供氧條件下，自養(yǎng)菌的硝化作用將NH3-N(NH4+)氧化為NO3-，通過回流控制返回至缺氧池，在缺氧條件下，異氧菌的反硝化作用將NO3-還原為分子態(tài)氮(N2)完成C、N、O在生態(tài)中的循環(huán)，實(shí)現(xiàn)污水無害化處理。本發(fā)明提供的一種處理焦化廢水的方法的有益技術(shù)效果：(1)原有生化系統(tǒng)占地面積大，運(yùn)用本發(fā)明處理技術(shù)可大幅減少生化處理所需構(gòu)筑物以減少使用占地面積及投資成本。(2)原有AO工藝處理出水COD在250～350mg/l左右，T-CN在4～5mg/l左右，本發(fā)明技術(shù)可將出水COD降解到80mg/l以下，T-CN降解到0.5mg/l以下，濁度降到1NTU以下，后續(xù)簡單物化便可達(dá)到《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB16171-2012)直接排放標(biāo)準(zhǔn)。(3)本發(fā)明同時大幅降低膜組件、生物酶投加以及后續(xù)物化處理的運(yùn)行成本，技術(shù)處理運(yùn)行成本為<7元/噸水，較原有AO工藝具有較高的經(jīng)濟(jì)效益。附圖說明圖1為本發(fā)明提供的一種高效處理焦化廢水方法的流程圖。圖2為本發(fā)明應(yīng)用的平板膜元件的結(jié)構(gòu)圖。其中：1-缺氧槽、2-曝氣槽(好氧槽)、3-膜分離槽、4-攪拌器、5-膜、6-支撐板、7-產(chǎn)水管管嘴。具體實(shí)施方式為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)施例。本發(fā)明所應(yīng)用的復(fù)合型普通生物酶和特殊酶均為市購。實(shí)施例1本發(fā)明提供的一種處理焦化廢水的方法：取某鋼鐵廠焦化廢水進(jìn)行處理:缺氧槽pH保持在7.5～8.5，溫度控制在25～35℃，DO控制在0.5mg/l以下，反應(yīng)停留時間為18小時；其中生物酶投加總量為0.1g/噸水，好氧槽pH控制在6.5～7.5，溫度控制在25～35℃，混合液回流比為1：3倍原水量，DO控制在3～5mg/l，MLSS控制在6000mg/l，懸浮填料投加比例為好氧槽容積的20％；反應(yīng)停留時間為46小時；所述生物酶投加總量為0.3g/噸水(所述普通生物酶投加量為0.2g/噸水，特殊酶投加量為0.1g/噸水.)，所述膜分離槽的膜系統(tǒng)采用有機(jī)平板膜PVDF材質(zhì)，膜孔徑為0.04～0.1μm，pH保持在6.5～7.5，溫度控制在25～35℃，DO控制在3～5mg/l，反應(yīng)停留時間為16小時；廢水處理前后水質(zhì)數(shù)據(jù)見下表格，處理后CODcr、總氮、氨氮等重要指標(biāo)均達(dá)到煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB16171-2012)表2直接排放標(biāo)準(zhǔn)。項(xiàng)目處理前處理后CODcr≤2000mg/l≤70mg/l氰化物≤30mg/l≤0.5mg/l總氮≤500mg/l≤20mg/l氨氮≤300mg/l≤10mg/lpH6～96～9實(shí)施例2本發(fā)明提供的一種處理焦化廢水的方法：取某焦化廠焦化廢水進(jìn)行處理:缺氧槽pH保持在7.5～8.5，溫度控制在25～35℃，DO控制在0.5mg/l以下，反應(yīng)停留時間為21小時；其中生物酶投加總量為0.2g/噸水，好氧槽pH控制在6.5～7.5，溫度控制在25～35℃，混合液回流比為1：4倍原水量，DO控制在3～5mg/l，MLSS控制在7000mg/l，懸浮填料投加比例為好氧槽容積的20％；反應(yīng)停留時間為52小時；所述生物酶投加總量為0.5g/噸水(所述普通生物酶投加量為0.3g/噸水，特殊酶投加量為0.2g/噸水.)，所述膜分離槽的膜系統(tǒng)采用有機(jī)平板膜PVDF材質(zhì)，膜孔徑為0.04～0.1μm，pH保持 在6.5～7.5，溫度控制在25～35℃，DO控制在3～5mg/l，反應(yīng)停留時間為21小時；廢水處理前后水質(zhì)數(shù)據(jù)見下表格，處理后CODcr、總氮、氨氮等重要指標(biāo)均達(dá)到煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB16171-2012)表2直接排放標(biāo)準(zhǔn)。項(xiàng)目處理前處理后CODcr≤5000mg/l≤70mg/l氰化物≤50mg/l≤0.5mg/l總氮≤800mg/l≤20mg/l氨氮≤500mg/l≤10mg/lpH6～96～9當(dāng)然，本
技術(shù)領(lǐng)域：
內(nèi)的一般技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，上述實(shí)施例僅是用來說明本發(fā)明，而非用作對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)，對上述實(shí)施例的變換、變形都將落在本發(fā)明權(quán)利要求的范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3