焦化廢水處理系統(tǒng)及焦化廢水處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種焦化廢水處理系統(tǒng)及焦化廢水處理方法，屬于環(huán)境工程領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 焦化廢水是原煤高溫干餾、煤氣凈化和化學(xué)產(chǎn)品回收精制等過程產(chǎn)生的一種有毒 有害、高濃度難降解有機(jī)廢水，主要含有酚類化合物、脂肪族化合物、雜環(huán)化合物、多環(huán)芳 烴、氨氮、硫化物、氰化物、硫氰化物等污染物。此前，焦化廢水處理主要由除油、脫酚、蒸氨、 生化等工藝組成，以去除廢水中大部分有機(jī)污染物和氨氮。現(xiàn)今，隨著《煉焦化學(xué)工業(yè)污染 物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 16171-2012代替GB 16171-1996)的實(shí)施，對焦化廢水中C0Dcr、NH3-N、T-N、 氰化物、多環(huán)芳烴、苯并(a)芘等污染物的去除提出了更嚴(yán)格的要求。
[0003] 焦化廢水達(dá)標(biāo)處理是業(yè)內(nèi)公認(rèn)的難題，至今尚未有一套行之有效的標(biāo)準(zhǔn)工藝。將 其處理過程分為"前處理、生物處理、深度處理"三個(gè)工藝段，描述國內(nèi)目前處理技術(shù)現(xiàn)狀和 水平如下：
[0004] (1)前處理:焦化廢水在廢水站內(nèi)的前處理包括重力隔油、均質(zhì)均量、氣浮除油等 設(shè)施。當(dāng)廢水中含高濃度氰化物時(shí)需在前處理中采用鐵鹽沉淀法去除。氣浮通常采用三相 渦流混合器凹?xì)飧』蛉軞鈿飧　?br>[0005] (2)生物處理:生物處理包括反硝化、硝化、C0D降解、脫氰等功能，工藝形式包括A/ 0、Α/Α/0、0/Α/0等。生物強(qiáng)化處理技術(shù)有投加特效菌種、投加生物酶、安裝特殊生物填料、或 采用膜生物反應(yīng)器技術(shù)(MBR)等。
[0006] (3)深度處理:最常見的是投加特效藥劑、高級化學(xué)氧化和膜分離技術(shù)。特效藥劑 包括混凝、絮凝、氧化、吸附等一種或多種功能。高級化學(xué)氧化以Fenton和臭氧催化氧化最 為常見。膜技術(shù)一般采用納濾或反滲透。此外，深度處理也有采用電絮凝、電解氧化等電化 學(xué)技術(shù)。
[0007] 上述三個(gè)處理階段各階段出水水質(zhì)大致如下：
[0008] 表1焦化廢水各處理階段水質(zhì)情況
_〇]^在生物處理工藝段，常見問題包括硝化功能不穩(wěn)定和產(chǎn)生大量生物泡沫:
[0011] (1)焦化廢水中含有酚、氰化物、硫氰化物及其他大量生物毒性物質(zhì)，該類物質(zhì)在 特定濃度時(shí)會(huì)對硝化細(xì)菌產(chǎn)生抑制作用，導(dǎo)致生物處理出水NH3-N指標(biāo)波動(dòng)較大;且因硝化 細(xì)菌生長速率較慢，一旦受到抑制，恢復(fù)至正常功能所需的時(shí)間較長。
[0012] (2)焦化廢水生化處理(特別是活性污泥法)時(shí)產(chǎn)生大量泡沫，必須采用消泡劑或 工業(yè)水進(jìn)行消泡。采用上述消泡措施時(shí)，前者費(fèi)用昂貴;后者會(huì)造成生物處理出水量大幅升 高(升高幅度最高可達(dá)100%)，盡管出水污染物濃度降低但總量去除率不高。
[0013] 在深度處理工藝段，各技術(shù)存在的問題如下表所示：
[0014] 表2焦化廢水深度處理技術(shù)存在問題
[0017] 根據(jù)《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 16171-2012)，焦化廢水處理至直接排 放的主要污染物限值為:〇?。:<8〇1^/1、順34<1〇1^/1、1^<2〇11^/1。根據(jù)目前焦化廢水 處理實(shí)際情況來看，僅僅通過強(qiáng)化生物處理，或者單純依靠特效藥劑、化學(xué)氧化等深度處理 手段，均很難滿足新標(biāo)準(zhǔn)的排放要求。此外，標(biāo)準(zhǔn)中要求的噸焦排水量減少，意味著目前經(jīng) 常采取的加入大量工業(yè)水稀釋使焦化廢水處理達(dá)標(biāo)的手段將不再可行，且今后會(huì)越來越多 地考慮將焦化廢水進(jìn)行回用甚至零排放。
[0018] 對目前國內(nèi)焦化廢水處理普遍難以達(dá)標(biāo)的原因分析如下：
[0019] (1)焦化廢水中有機(jī)物成分復(fù)雜、且含有較高濃度難生物降解有機(jī)物，單純通過生 化工藝不能使之降解，從而造成出水C0D超標(biāo)；
[0020] (2)焦化廢水中含有較大量生物毒性物質(zhì)，該類物質(zhì)不僅不可生物降解，反而會(huì)對 微生物造成抑制，影響微生物正常處理效果；
[0021] (3)除有機(jī)污染物外，焦化廢水中還含有高濃度氨氮和總氮，對生物處理工藝正常 運(yùn)行也會(huì)產(chǎn)生影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0022] 本發(fā)明目的是提供一種焦化廢水處理系統(tǒng)及焦化廢水處理方法，以解決現(xiàn)有技術(shù) 中所存在的上述問題。
[0023] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0024] -種焦化廢水處理系統(tǒng)，其包括依次設(shè)置的氣能絮凝裝置、至少一個(gè)多元催化氧 化裝置和至少一個(gè)生化裝置。
[0025]作為優(yōu)選方案，所述氣能絮凝裝置包括進(jìn)水栗、三相渦流混合器一、空壓機(jī)、三相 渦流混合器二、三相渦流混合器三、絮體分離槽和刮渣機(jī)，所述三相渦流混合器一與進(jìn)水栗 相連通，所述三相渦流混合器二與三相渦流混合器一相連通，所述三相渦流混合器三和三 相渦流混合器二相連通，所述相渦流混合器四和三相渦流混合器三相連通，所述絮體分離 槽內(nèi)設(shè)有豎直方向的隔板和水平方向的穿孔集水板，所述隔板將絮體分離槽內(nèi)分成絮體成 長區(qū)和絮體分離區(qū)，所述穿孔集水板設(shè)置于絮體分離區(qū)下部的清水區(qū)，所述三相渦流混合 器四與絮體成長區(qū)相連通，所述刮渣機(jī)設(shè)置于絮體分離槽的口部。
[0026]該氣能絮凝裝置采用三相渦流混合器流三相混合器作為核心部件，一步完成藥劑 分子拉伸提效、混凝絮凝攪拌(污染物捕集）、絮體形成、氣泡晶核生成和超輕中空化絮體形 成的所有步驟。從而利用精確少量的化學(xué)藥劑，充分捕集水中污染物；同時(shí)形成比重極輕的 中空絮體，浮升至池體表面被刮除。
[0027] 氣能絮凝技術(shù)與傳統(tǒng)氣浮技術(shù)的本質(zhì)區(qū)別在于氣泡與絮體的接觸形式不同：后者 采用簡單的"氣泡與絮體接觸附著"，氣泡易于與絮體發(fā)生脫附；而前者采用"絮體氣泡生長 技術(shù)"一一氣泡在絮體內(nèi)部和周邊生成晶核生長，兩者成為有機(jī)一體。
[0028] 作為優(yōu)選方案，所述三相渦流混合器二還與一空壓機(jī)相連通。
[0029] 作為優(yōu)選方案，所述氣能絮凝裝置還包括渣槽和浮渣輸送栗。
[0030] 作為優(yōu)選方案，所述多元催化氧化裝置包括多元催化氧化反應(yīng)槽，所述多元催化 氧化反應(yīng)槽內(nèi)由下到上依次設(shè)有空氣擴(kuò)散裝置和催化劑承托濾板，所述催化劑承托濾板上 垂直設(shè)有兩塊陰極板和一塊陽極板，所述陽極板設(shè)置于兩塊所述陰極板之間，多元催化氧 化反應(yīng)槽的口部設(shè)有布水槽，所述布水槽的一端與進(jìn)水栗相連通，布水槽的另一端同時(shí)與 一個(gè)回流閥和一個(gè)出水閥相連通，所述回流閥和出水閥由一個(gè)循環(huán)栗控制。
[0031] 多元催化氧化技術(shù)是結(jié)合高級氧化技術(shù)和高級催化技術(shù)、電控技術(shù)和相應(yīng)固體催 化劑的研究，綜合采用鈦基涂層電極、固定復(fù)合催化劑及脫附技術(shù)研制開發(fā)的新型水處理 設(shè)備。其工作原理描述如下:在常溫常壓條件下，通過直流電源在特殊涂層電極之間形成電 磁場，并通過電極間填充的固體復(fù)合催化劑形成多元電極效應(yīng)，在氧氣、催化劑的協(xié)同作用 下，高效快速地促進(jìn)羥基自由基（· 0H)的生成?！?0H具有極強(qiáng)的氧化能力，利用其極高的 氧化電極電位，容易進(jìn)攻有機(jī)物分子的高電子云密度點(diǎn)，無選擇地把高濃度難生物降解的 有機(jī)污染物破環(huán)斷鏈，氧化成C02、H20或簡單的有機(jī)物。
[0032] 作為優(yōu)選方案，所述生化裝置包括:缺氧池、好氧池、鼓風(fēng)機(jī)、硝化液回流栗、微孔 曝氣管、沉淀池和刮泥機(jī)，所述好氧池設(shè)置于缺氧池和沉淀池之間，并與缺氧池相連通，所 述好氧池內(nèi)裝有生物填料，所述微孔曝氣管設(shè)置于好氧池的底部，所述鼓風(fēng)機(jī)與微孔曝氣 管相連通，所述硝化回流栗連通于好氧池和缺氧池之間，所述沉淀池內(nèi)設(shè)有刮泥機(jī)。
[0033] 一種基于前述的焦化廢水處理系統(tǒng)的焦化廢水處理方法，其特征在于，包括氣能 絮凝前處理，以及一次或多次進(jìn)行的如下步驟：
[0034]多元催化氧化處理；
[0035] 生化處理。
[0036] 焦化廢水先經(jīng)重力隔油池去除重油和浮油，再經(jīng)氣能絮凝裝置去除乳化油，降低 濁度，然后進(jìn)入調(diào)節(jié)池均衡水質(zhì)水量。
[0037] 調(diào)節(jié)池中廢水經(jīng)栗提升入一級多元催化氧化裝置，利用反應(yīng)過程中生成的強(qiáng)氧化 劑羥基自由基[· 0H]，對焦化廢水中烯酮類、酚類、稠環(huán)芳烴類、含氮雜環(huán)類化合物（如喹 啉、吲哚、吡啶、蒽、醌等)及硫化物、氰化物等毒性物質(zhì)進(jìn)行氧化，削減其生物毒性，并使難 降解有機(jī)物開環(huán)斷鏈，提高其可生化性。
[0038] -級多元催化氧化出水進(jìn)入一級生化處理，一級生化采用A/0(缺氧/好氧）工藝， 在缺氧段利用進(jìn)水中的可同化碳源進(jìn)行反硝化脫除總氮，同時(shí)大部分酚類物質(zhì)被完全降解 轉(zhuǎn)化;在好氧段中，C0D進(jìn)一步氧化降解(大部分烯酮類物質(zhì)被完全去除），NH 3-N進(jìn)行硝化反 應(yīng)，硝化液回流至缺氧段中。
[0039] 為滿足T-N和C0D的排放要求，設(shè)置第二級多元催化氧化工藝進(jìn)行焦化廢水深度處 理:對廢水中殘余難降解有機(jī)物進(jìn)行氧化，將其轉(zhuǎn)化為可生物降解物質(zhì)或直接去除;利用生 成