煤焦油廢水的處理方法與流程
2024-02-27 22:45:15
本發明涉及煤焦油加工和儲存過程產生的廢水的一種處理方法。
背景技術：
煤焦油是生產化學品的重要原料之一，其加工和儲存過程產生的廢水中汙染物COD濃度高，成分複雜，毒性大，並含有大量持久性有機汙染物（含苯環和（或）雜環等的有機物），處理難度大。該廢水若不處理直接排入環境，將對環境造成嚴重汙染。目前煤焦油廢水的處理方法主要有焚燒法和生物處理法。焚燒法處理成本高，而且產生大氣汙染。生物處理法需要先進行高級氧化（如鐵碳微電解、金屬粉還原、Fenton法等）預處理，然後生物處理。在高級氧化預處理過程中，需要加入硫酸，導致後續生物處理（如厭氧、水解酸化）過程中產生H2S，產生較嚴重的二次汙染；同時由於SO42-對微生物的生長有明顯的抑制作用，影響生物處理效果，廢水難以穩定達標排放。開發二次汙染小、處理成本低、能穩定達標排放的煤焦油廢水的處理方法具有較大實用價值。
技術實現要素：
針對目前煤焦油廢水處理方法的問題，本發明的目的是尋找二次汙染小、能穩定達標排放的煤焦油廢水的處理方法，其特徵在於將經調節池調節後的煤焦油廢水送入耐壓反應器，將清潔鋁粉加入反應器，並通入工業CO2進行反應，鋁粉的粒度小於180目，每升廢水加入鋁粉10g～50g，攪拌反應時間為1h～3h，反應溫度為25℃～60℃， CO2的壓力為0.1MPa～1.0MPa。反應後的廢水進行液固分離，分離出的鋁粉返回反應器。液固分離後的廢水用石灰乳或其他鹼性物質調節其pH值到6.8～8.5，然後進入沉澱池沉澱1h～3h，不定期從沉澱池中抽出汙泥進行過濾，濾餅作危險固體廢棄物處置，濾液返回沉澱池。沉澱池的上清廢水送厭氧反應器。廢水在厭氧反應器值停留24h～120h，厭氧溫度為25℃～55℃。厭氧後的廢水進入生物好氧池常溫處理，好氧處理時間為8h～16h。好氧處理後的廢水進入沉澱池沉澱1h～3h，不定期從沉澱池中抽出汙泥進行過濾，濾餅作危險固體廢棄物處置，濾液返回好氧池。沉澱池的上清廢水送多層生物濾塔處理。生物濾塔的填料為活性炭或多孔陶粒，每層厚度為1.0m～2.0m,總厚度為2m～6m。生物濾塔的優勢菌種為光合細菌中的紅假單胞菌（Rhodopseudomonas）。生物濾塔的水力負荷為30 m3/m2.d～90m3/m2.d。生物濾塔的出水達標排放或回用。
本發明的目的是這樣實現的，煤焦油廢水進入鋁粉還原反應器後，廢水中的大分子有機物，特別是持久性有機汙染物（含苯環和（或）雜環等的有機物）通過鋁粉還原產生的強還原自由基的作用而破壞，為後續生化處理創造有利條件。通入壓力CO2的目的是維持鋁粉還原合適的pH值（2.0～5.0），還原後的廢水用石灰乳或其他鹼性物質調節其pH值，以滿足後續厭氧和好氧過程的要求。經前述處理的廢水在厭氧過程中，通過微生物的作用，大分子有機物進一步變成小分子有機物，為後續生物氧化創造更有利條件。通過生物氧化處理，剩餘的大多數有機物被去除，同時去除氮等汙染物。廢水最後進入活性炭或多孔陶粒生物濾塔，在微生物，特別是紅假單胞菌的作用下，進一步去除有機物和氮等汙染物，保證處理後的廢水穩定達標排放。
相對於現有方法（鐵碳微電解、金屬粉還原、Fenton法等），本發明的突出優點是採用CO2代替目前廣泛使用的硫酸作酸化劑，不引入SO42-離子，基本消除了產生H2S的物質基礎（煤焦油廢水含有少量S），從而大大減輕了H2S的汙染，同時也避免了SO42-對厭氧和好氧過程中微生物的抑制作用，大大提高生物處理的效率；煤焦油加工廠都建有燃燒裝置，燃料燃燒產生的CO2廢氣可充分利用，不僅可降低處理成本，而且可以減少碳排放；處理後的廢水能穩定達標排放，具有明顯的經濟效益和環境效益。
具體實施方法
實施例1：日處理1立方米煤焦油廢水（揮發酚2400mg/L、COD15500mg/L、CN-25.5mg/L、NH3-N57mg/L），經鋁粉還原（1h、40℃、CO2壓力0.6MPa、每升廢水加入鋁粉40g）、厭氧（pH8.5、72h、25℃～35℃）、好氧（12h）和生物濾塔（多孔陶粒填料層總厚度4m、水力負荷35m3/m2.d）處理後出水的汙染物濃度分別為CODCr 67mg/L、NH3-N 5.7mg/L、揮發酚0.3mg/L、CN-0.15mg/L。
實施例2：日處理3立方米煤焦油廢水（揮發酚920mg/L，COD8700mg/L,CN-17mg/L、NH3-N48mg/L），經鋁粉還原（3h、25℃、CO2壓力0.1MPa、每升廢水加入鋁粉10g）、厭氧（pH6.8、24h、35℃～55℃）、好氧（8h）和生物濾塔（活性炭填料層總厚度2m、水力負荷90m3/m2.d）處理後出水的汙染物濃度分別為CODCr 47mg/L、NH3-N 4.5mg/L、揮發酚0.2mg/L、CN-0.08mg/L。