微波—氧化—混凝技術處理焦化生化出水的方法
2023-04-27 10:23:11
專利名稱：微波—氧化—混凝技術處理焦化生化出水的方法
技術領域：
本發明涉及一種處理焦化生化出水的方法，尤其是一種用微波一氧化一混凝技術
處理焦化生化出水的方法，屬於汙水處理技術領域。
背景技術：
焦化汙水是煤在高溫乾餾過程中，以及煤氣淨化、化學產品精製過程中形成的汙 水，該汙水中的汙染物種類繁多、成分複雜，除含有NHfN、氰化物、硫氰酸鹽、酚類化合物、 多環芳香族化合物外，還含有氮、氧、硫的雜環有機化合物，總體性質表現為NH^N、酚類及 油份濃度高，有毒及抑制性物質多，因此是一種典型的高濃度、高汙染、高毒、難降解的工業 有機廢水，在現有的生物化學處理過程中很難實現有機物的完全降解。不僅如此，焦化汙水 還存在處理難度大、投入費用高，對環境構成嚴重汙染等問題。隨著國家可持續發展戰略的 不斷深化，改善和解決焦化汙水對環境的汙染問題，已成為一個迫切需要解決的課題。
目前我國焦化生產過程產生的汙水中含有高濃度的酚、氰、氨氮、COD等汙染物，用 現有生化系統處理後，COD、總氰化物、色度等仍難於達到排放和回用標準，實現焦化汙水的 達標處理和回用已成為汙水處理中的難題之一。如雲南某公司，使用硝化一反硝化工藝系 統處理焦化生產過程中產生的汙水，該系統設計處理量為50mVh，實際處理量為105mVh， 加上系統中的稀釋水和消泡水，總出水量為200mVh，日均外排汙水4800mVd，該系統運行 狀況良好，處理後的外排水中的酚、氰、氨氮等汙染物含量雖已低於國家排放標準，但系統 外排水中的COD平均濃度接近國標臨界值，時有超標現象，需要稀釋達標後才能外排，且出 水色度較高，因此，現有技術中的硝化一反硝化汙水處理系統的外排水不能滿足生產回用 的要求。同時每日外排4800m3的生化出水，每年外排1752000m3的生化出水，未實現焦化生 產用水的內循環，一方面造成水資源的極大浪費，另一方面環境水體依然需要承受相當程 度的汙染。
發明內容
本發明的目的在於提供一種用微波一氧化一混凝技術處理焦化生化系統出水的 方法，使焦化出水水質達到GB/T19923-2005工業用水水質標準，實現焦化出水的循環回 用，達到節能減排、不汙染環境的目的。 本發明通過下列技術方案完成一種微波一氧化一混凝技術處理焦化生化出水的 方法，其特徵在於經過下列工藝步驟 A、在待處理的焦化生化出水中，加入H202與Fe2+的混合試劑至水中過氧化氫的質 量濃度為0. 01% 1X，攪拌混勻，控制混合液pH值為2. 0 6. O，其中，H202與Fe2+的混
合比為h2o2 : Fe2+ = i : 4 io : i的摩爾比； B、將A步驟的混合液送入工業微波爐中，使其在微波場中處理5s 60s ; C、將經過B步驟微波處理的混合液pH值調至6. 0 6. 5或7. 5 8. 5，在曝氣量
為10 40mVh的曝氣條件下，氧化處理1 4h，沉澱分離出上層的液體和下層的汙泥，汙
3泥送收集池； D、在C步驟的上層液體中加入混凝劑至液體中混凝劑的質量濃度為百萬分之一 至十萬分之一，攪拌均勻，得混合液； E、沉澱D步驟的混合液，分離出上層的液體和下層的汙泥，汙泥送收集池；
F、對E步驟的上層液體進行過濾，即得工藝出水，送各用水點；
G、將C、 E步驟收集的汙泥沉澱後，分離出上層的液體和下層的汙泥，上層液體返 回D步驟，汙泥經壓濾，得泥餅。 所述A步驟的H202與Fe2+混合試劑中的Fe2+為常規的亞鐵化合物，具體為硫酸亞 鐵、草酸亞鐵、碳酸亞鐵、氯化亞鐵中的一種。 所述A步驟、C步驟混合液pH值的控制，採用鹼性物質或酸性物質物質調整，其中， 鹼性物質為常規的石灰、石灰乳、純鹼或氫氧化鈉中的一種；酸性物質為常規的硫酸、鹽酸、 硝酸中的一種。 所述B步驟的微波場處理是在現有技術中的常規工業微波爐中進行的，工業微波 爐功率為5 60kW，工作溫度為5 30°C 。 所述D步驟中加入的混凝劑為聚合硫酸鋁、聚合氯化鋁、聚丙烯醯胺、聚合硫酸鐵 中的一種。 本發明具有下列優點和效果 1.處理效率高。對汙水高濁度、高色度及高濃度難降解有機物去除率達到70% 99%。能夠對汙水進行傳統方法無法發揮作用的深度處理，出水可達排放標準和再利用要 求。與單純的化學法相比，80%的主要水質指標處理效率平均提高21.26%，對總氰化物、 C0D、油、硫化物、SS的處理作用尤其明顯；相同處理效果時，藥劑使用量減少15% 20%， 降低了生產運行成本和操作勞動負荷。 2.無二次汙染。微波工藝處理汙水不會引入新的汙染物，且不產生濃鹽水等很難 進一步處理的殘液。 3.操作彈性大。採用微波能水處理技術的工程一旦投用，進水量變化波動不影響 系統運行穩定性，只需適當調整工藝參數即可確保出水水質。 4.固液分離快。微波能作用下，經物化反應後生成大量速沉絮體物，以較快速度匯 聚沉降與液體分離，沉降效率高。與單純的絮凝法相比，固液分離效果明顯，不但提高了汙 水處理效率，而且縮短混合液停留時間，減小了工程用地和投資成本。實踐發現，單純投加 混凝劑，對汙水中SS、 COD、色度等有一定效果，但作用有限。值得注意的是，投加上述藥劑 一段時間後，沉澱池中可能出現膠體狀物質，該物質將造成SS、C0D、色度急劇升高。微波處 理工藝能夠確保出水水質的穩定，不會出現上述不良狀況。 5.殺菌滅藻性強。對菌、藻類有高頻穿透作用，殺傷能力極強，在短時間內可殺滅 微生物，回用水中微生物含量降低，防止管道、設備出現腐蝕和堵塞問題。
6.工程投資低。無需鋪設龐大管網和配置較多的靜置設備，不需複雜的預處理設 備，佔地面積相對較小，汙水處理工程投資費用低。 7.運行費用低。工藝流程相對較短，除主體設備外，其餘都為通用型普通設備。 主體設備設施使用壽命長、操作簡單，不需要對設備設施頻繁的維護和維修，綜合運行費用 低。
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8.適應性強。可採取小型化、分散化的方式，系統調試、達產周期短，工藝對時間和 空間的適應性強，有效實現汙染物的源頭治理。 9.廣譜性強。適用於各類城市、商業、工業、農業汙水，對汙水中的COD、色度、氣 味、細菌量等汙染物均能達到滿意的處理效果。 總之，本發明可以直接應用於焦化生化出水的深度處理，經微波技術處理焦化生 化出水水質達到GB/T19923-2005工業用水水質標準，實現循環使用。通過大量實驗和工業 性生產實踐，證明其技術可行、社會和環保效益顯著、經濟效益明顯，有效解決了我國當前 焦化汙水難處理、難於實現回用的問題。
具體實施例方式
下面結合實施例對本發明做進一步描述。
實施例1 本發明提供的微波處理焦化生化出水的方法，經過下列工藝步驟
A、在待處理的焦化生化出水中，加入H202與氯化亞鐵的混合試劑至水中過氧化氫 的質量濃度為0. 01X，攪拌混勻，使混合液pH值為6. O，其中，H202與氯化亞鐵的混合比為 H202 : Fe2+ = 10 : 1的摩爾比； B、將A步驟的混合液送入功率為40kW，工作溫度為5 30°C的工業微波爐中，使 其在微波場中作用5s ; C、將經過B步驟微波處理的混合液用石灰乳調節pH值至8. 5，在曝氣量為10m3/h 的曝氣條件下，氧化處理(即曝氣)4h，沉澱分離出上層的液體和下層的汙泥，汙泥送收集 池； D、在C步驟的上層液體中，加入混凝劑聚丙烯醯胺至液體中聚丙烯醯胺的質量濃 度為十萬分之一，攪拌均勻，得混合液； E、沉澱D步驟的混合液，分離出上層的液體和下層的汙泥，汙泥送收集池； F、對D步驟的上層液體進行過濾，即得工藝出水，送各用水點； G、將C、E步驟收集的汙泥沉澱後，分離出上層的液體和下層的汙泥，液體返回D步
驟，汙泥經壓濾，得泥餅。 實施例2 本發明通過下列技術方案完成微波一氧化一混凝技術處理焦化生化出水的方 法，其特徵在於經過下列工藝步驟 A、在待處理的焦化生化出水中，加入H202與FeC204(草酸亞鐵)的混合試劑至水 中過氧化氫質量濃度為1 % ，攪拌混勻，使混合液pH值為2. 0，其中，H202與FeC204的混合比 為H202 : Fe2+ = 3:1的摩爾比； B、將A步驟的混合液送入功率為10kW、工作溫度為5 30°C的工業微波爐中，使 其在微波場中作用60s ; C、將B步驟的混合液用氫氧化鈉調節pH至8. 0，在曝氣量為40mVh的曝氣條件下， 氧化處理(即曝氣)lh，沉澱分離出上層的液體和下層的汙泥，汙泥送收集池；
D、在C步驟的上層液體中加入混凝劑聚合硫酸鋁至液體中聚合硫酸鋁的質量濃 度為百萬分之一，攪拌均勻，得混合液；
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E、沉澱D步驟的混合液，分離出上層的液體和下層的泥餅汙泥，汙泥送收集池； F、對D步驟的上層液體進行過濾，即得工藝出水，送各用水點； G、將C、E步驟收集的汙泥沉澱後，分離出上層的液體和下層的汙泥，液體返回D步
驟，汙泥經壓濾，得泥餅。 實施例3 本發明提供的微波處理焦化生化出水的方法，經過下列工藝步驟
A、在待處理的焦化生化出水中，加入H202與碳酸亞鐵的混合試劑至水中過氧化氫 的質量濃度為0. 18X，攪拌混勻，使混合液pH值為4. 0，其中，11202與碳酸亞鐵的混合比為 H202 : Fe2+ =1:4的摩爾比； B、將A步驟的混合液送入功率為10kW、工作溫度為5 30°C的工業微波爐中，使 其在微波場中作用30s ; C、將經過B步驟微波處理的混合液用石灰乳調節pH至7. 5，在曝氣量為30m3/h的 曝氣條件下，氧化處理(即曝氣)2h，沉澱分離出上層的液體和下層的汙泥，汙泥送收集池；
D、在C步驟的上層液體中加入混凝劑聚合硫酸鐵至液體中聚合硫酸鐵的質量濃 度為百萬分之五，攪拌均勻，得混合液； E、沉澱D步驟的混合液，分離出上層的液體和下層的汙泥，汙泥送收集池； F、對D步驟的上層液體進行過濾，即得工藝出水，送各用水點； G、將C、E步驟收集的汙泥沉澱後，分離出上層的液體和下層的汙泥，液體返回D步
驟，汙泥經壓濾，得泥餅。 實施例4 本發明提供的微波處理焦化生化出水的方法，經過下列工藝步驟
A、在待處理的焦化生化出水中，加入H202與硫酸亞鐵的混合試劑至水中過氧化氫 的質量濃度為0. 46X，攪拌混勻，使混合液pH為2.8，其中，H202與硫酸亞鐵的混合比為 H202 : Fe2+ = 5:1的摩爾比； B、將A步驟的混合液送入功率為40kW、工作溫度為5 30°C的工業微波爐中，使 其在微波場中作用10s ; C、將經過B步驟微波處理的混合液用石灰調節pH至6. 5，在曝氣量為20m3/h的曝 氣條件下，氧化處理(曝氣)3h，沉澱分離出上層的液體和下層的汙泥，汙泥送收集池；
D、在C步驟的上層液體中加入混凝劑聚合氯化鋁至液體中聚合氯化鋁的質量濃 度為百萬分之八，攪拌均勻，得混合液； E、沉澱D步驟的混合液，分離出上層的液體和下層的汙泥，汙泥送收集池； F、對D步驟的上層液體進行過濾，即得工藝出水，送各用水點； G、將C、E步驟收集的汙泥沉澱後，分離出上層的液體和下層的汙泥，液體返回D步
驟，汙泥經壓濾，得泥餅。
權利要求
一種微波-氧化-混凝技術處理焦化生化出水的方法，其特徵在於經過下列工藝步驟A、在待處理的焦化生化出水中，加入H2O2與Fe2+的混合試劑至水中過氧化氫的質量濃度為0.01％～1％，攪拌混勻，控制混合液pH為2.0～6.0，其中，H2O2與Fe2+的混合比為H2O2∶Fe2+＝1∶4～10∶1的摩爾比；B、將A步驟的混合液送入工業微波爐中，使其在微波場中處理5～60s；C、將經過B步驟微波處理的混合液pH值調至6.0～6.5或7.5～8.5，在曝氣量為10～40m3/h的曝氣條件下，氧化處理1～4h，沉澱分離出上層的液體和下層的汙泥，汙泥送收集池；D、在C步驟的上層液體中加入混凝劑至液體中混凝劑的質量濃度為百萬分之一至十萬分之一，攪拌均勻，得混合液；E、沉澱D步驟的混合液，分離出上層的液體和下層的汙泥，汙泥送收集池；F、對E步驟的上層液體進行過濾，即得工藝出水，送各用水點；G、將C、E步驟收集的汙泥沉澱後，分離出上層的液體和下層的汙泥，上層液體返回D步驟，汙泥經壓濾，得泥餅。
2. 根據權利要求1所述的微波_氧化_混凝技術處理焦化生化出水的方法，其特徵在 於所述A步驟的H202與Fe2+混合試劑中的Fe2+為常規的亞鐵化合物，具體為硫酸亞鐵、草酸 亞鐵、碳酸亞鐵、氯化亞鐵中的一種。
3. 根據權利要求1所述的微波_氧化_混凝技術處理焦化生化出水的方法，其特徵在 於所述A步驟、C步驟混合液pH值的控制，採用鹼性物質或酸性物質調整，其中，鹼性物質 為常規的石灰、石灰乳、純鹼或氫氧化鈉中的一種；酸性物質為常規的硫酸、鹽酸、硝酸中的 一種。
4. 根據權利要求1所述的微波_氧化_混凝技術處理焦化生化出水的方法，其特徵在 於所述D步驟中加入的混凝劑為聚合硫酸鋁、聚合氯化鋁、聚丙烯醯胺、聚合硫酸鐵中的一 種。
全文摘要
本發明提供一種微波—氧化—混凝技術處理焦化生化出水的方法，其經過下列步驟A、在焦化生化出水中，加入H2O2與Fe2+的混合試劑至水中過氧化氫的質量濃度為0.01％～1％，控制pH為2.0～6.0；B、將混合液送入工業微波爐中處理5～60s；C、調整混合液pH值6.0～6.5或7.5～8.5，在曝氣量為10～40m3/h的曝氣條件下，氧化處理1～4h；D、加入混凝劑至液體中混凝劑的質量濃度為百萬分之一至十萬分之一；E、沉澱分離；F、過濾液體即得工藝出水回用；G、收集汙泥，分離出液體和汙泥，液體返回D步驟，汙泥壓濾得泥餅。實現循環使用，不外排汙水，有效解決了當前焦化汙水難處理、難於實現回用的問題。
文檔編號C02F1/72GK101767912SQ20101003919
公開日2010年7月7日 申請日期2010年1月20日 優先權日2010年1月20日
發明者葉亞雄, 張昆華, 張燕玲, 張竹明, 徐有生, 曹吉良, 李幼靈, 毛雲海, 羅明發, 趙明華, 鍾粵瓊 申請人:昆明鋼鐵控股有限公司