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新余焦化废水处理设备

产品时间:2020-10-27

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简要描述:

新余焦化废水处理设备
焦化废水是含芳香族化合物与杂环化合物的典型废水,有机污染物以酚类化合物为主,占有机污染物的一半以上,另外还有多环芳香族化合物和含氮、氧、硫的杂环化合物等;无机污染物主要以氢化物、硫氢化物、硫化物、氨盐等为主,属有毒有害高浓度有机废水,处理难度很大,尤其是未经脱酚蒸氨除油处理的废水,酚、NH3一N、油含量都很高,处理工艺复杂,运行费用高,而且终出水COD、NH3一N。

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新余焦化废水处理设备

工艺流程:

1.焦化废水的特点及危害

1.1 焦化废水的特点

焦化废水是炼焦、气体净化及产品加工制备中产生的,其来源广泛、组分复杂、毒性大,其中,除了酚类化合物外,还有难降解的杂环化合物、脂肪类化合物和多环化合物等;无机成分包括、硫化物、氨氮,属于高浓度难降解有机废水。

1.2 焦化废水的危害

资料表明,不直接处理排放的焦化废水对生物、农田、水体及环境等会造成严重危害。焦化废水中的酚类化合物会使生物细胞内蛋白凝固,长时间接触会使人身体中毒。难降解有机物在水产中后通过食物链进入人体,对人身体造成危害。氮化合物引起水富营养化,水体变质。

2.焦化废水处理工艺

2.1 活性污泥法

活性污泥法是将废水与活性污泥混合搅拌在曝气池中进行生物分解,随后微生物经沉淀池沉降分离,并根据工艺需要设定部分污泥回流,剩余污泥定期进行排除。该工艺对酚、氰去除效果好,对温度、对PH值的要求不严格;缺点是活性污泥对COD的处理效率不高,因其不具备反硝化能力,只能发将废水中的氮氧化成硝态氮、亚硝态氮,这导致了废水中的氨氮反而高于进水,无法达到排放标准。故自上世纪90年代之后,传统的活性污泥法已经不再被我国企业用于焦化废水的处理。

2.2 生物流化床

流化床反应器是一种固体颗粒与气相、液相、气液相之间混合传质、传热的设备。与传统活性污泥法及生物膜法相比,生物流化床法的优势是占地面积小、耐冲击负荷能力强、污染物高度富集生物量大。但是,该工艺还属较新的污水处理工艺,如何准确地控制气、液、固三相协调的操作条件,以及目前的运营成本相对过大都是该工艺面临的主要问题。

2.3 湿式催化氧化法

此法是一种治理高浓度焦化废水的新型处理技术,在高温(200-280℃)高压(2-8MP)条件下,用富氧气体或氧气作为氧化剂,加以催化剂,使废水中有机物与氧化剂间快速进行呼吸反应,彻底氧化成H2O、CO2、和N2等无害成分。该法不涉及污泥二次污染,仅需处理少量的内部清洗废液。当达到一定处理规模时,还可以热能形式回收较多能量。湿式催化氧化技术不需要预处理和后处理工艺,直接即可达到排放标准。适合用于处理生化法无法降解的污染物和化学需氧量过高的废水,工艺流程简单且无二次污染,被认为是一种有广泛工业应用前景的废水处理新技术。

2.4 化学氧化法

化学氧化法是将废水中呈溶解状态的无(有)机物转化为微(无)毒的物质。常用的化学氧化法药剂有NaClO、O3、H2O2、ClO2及KMO4等。近年来,Fenton试剂常作为氧化剂处理水中污染物。Fenton试剂是Fe2+与H2O2的催化反应物。Fe3+催化剂被称为类Fenton试剂,也能激发这种反应。Fenton试剂作为强氧化剂,传统方法无法处理的有机物能被Fenton试剂氧化而去除。常见的化学氧化法有如下几种:

臭氧法。臭氧法是利用臭氧的强氧化能力将焦化废水中的污染物氧化为无害物质,由于臭氧能与大多数有机物和微生物发生作用,同时还具有脱色、除臭、杀菌的作用,采用此法处理后的水质较好。为清除彻底一般都会过量添加臭氧,在水中只会分解为氧气,不会造成二次污染。但是此法存在着投资高、电力消耗大等缺点,另外对设备要求较高,容易发生泄漏。因此,臭氧法的研究方向目前主要用于焦化废水的深度处理。(2)芬顿试剂法。芬顿试剂是由Fe2+与H2O2 组成的均相催化氧化体系,其分解产生的强氧化性羟基对废水中难以进行生物降解的物质能起到很好的氧化作用,从而降低废水的色度和COD。Fenton 试剂反应迅速,在很短的时间内就能降低焦化废水中的COD 含量。(3)光催化氧化法。在太阳能的利用中光电转化以及光化学转化一直是十分活跃的研究领域。光催化氧化法是近几年来快速发展的一项技术,所谓光催化反应,就是在光的作用下以半导体为催化剂,用光子能量做为活化能,通过光激发引起氧化-还原反应来氧化分解废水中有机和无机污染物的方法。该工艺流程中不需添加任何化学物质,对水体不会造成二次污染。

3.深度处理工艺

3.1 工艺流程简介

二沉池出水进入深度处理原水池,原水经提升泵加压提升后进入微催化罐,出水进入深度氧化池,深度氧化池出水经机械搅拌池和混凝沉淀池出水自流入(或出水自流进入深度处理2#原水池,经泵送至活性炭过滤器,出水进入)超滤水池,经过潜污泵提升后经过板式换热器升温(当水温在20摄氏度左右时无需升温,直接通过板式换热器的旁通)后经过自清洗过滤器降除去水中部分大颗粒悬浮物、胶体等,降低原水的浊度,其产水进入袋式过滤器、保安过滤器后进一步除去水中的小颗粒悬浮物。保安过滤器出水进入超滤系统降低水体的浊度、悬浮物后,出水进入反渗透水池,超滤系统的浓水和反洗水进入深度处理1#原水池,超滤系统的产水经泵提升后经过一级反渗透保安过滤器过滤,出水经反渗透高压泵提升后进入反渗透系统,一级反渗透系统的产水进入清水池,一级反渗透的浓水进入反渗透浓水箱,浓水箱出水经增压泵、保安过滤器、二级高压泵增压后进入二级反渗透系统,二级反渗透系统的清水进入清水池,浓水进入浓水池,浓水送至低品质用水系统;清水送往动力用做循环水补充水。

3.2 进、出水水质

二期项目增项后,出水水质得到很大提升,其进、出水水质指标如表1所示

表1深度处理工艺进、出水水质指标

由此可以看出:二期项目超滤-反渗透组合工艺使处理后废水的COD≤60mg/L、氨氮≤15mg/L、酚基本全部去除,各项指标均达到循环冷却水用水标准。不仅出水水质好可以回用,还为企业节省大量的新水;而且该工艺还可以替代运行成本较高的絮凝药剂投加工艺,降低运行费用,为焦化废水处理技术带来新的变革。

 新余焦化废水处理设备

焦化废水是炼焦、煤气在高温干馏、净化及副产品回收过程中,产生含有挥发酚、多环芳烃及氧、硫、氮等杂环化合物的工业废水,是一种高CODcr、高酚值、高氨氮且很难处理的一种工业有机废水。其主要来源有三个:一是剩余氨水,它是在煤干馏及煤气冷却中产生出来的废水,其水量占焦化废水总量的一半以上,是焦化废水的主要来源;二是在煤气净化过程中产生出来的废水,如煤气终冷水和粗苯分离水等;三是在焦油、粗苯等精制过程中及其它场合产生的废水。

焦化废水所含污染物包括酚类、多环芳香族化合物及含氮、氧、硫的杂环化合物等,是一种典型的含有难降解的有机化合物的工业废水。焦化废水中的易降解有机物主要是酚类化合物和苯类化合物,砒咯、萘、呋喃、眯唑类属于可降解类有机物。难降解的有机物主要有砒啶、咔唑、联苯、三联苯等。

焦化废水的水质因各厂工艺流程和生产操作方式差异很大而不同。一般焦化厂的蒸氨废水水质如下:CODcr3000-3800mg/L、酚600-900mg/L、氰10mg/L、油50-70mg/L、氨氮300mg/L左右。如果CODcr按3500mg/L计,氨氮按280mg/L计,则每吨焦炭少可产生0.65kgCODcr和0.05kg氨氮,全国机焦产量为7000万吨,则每年可产生45500吨CODcr和3500吨氨氮,如果污水不处理,将对环境造成多么大的污染。

焦化厂以煤为原料制备焦炭,需要新鲜水补充洗煤、熄焦、冷鼓、锅炉蒸汽中,会产生成分复杂、毒性大的焦化废水。

焦化废水主要包括洗煤废水、熄焦废水、蒸氨废水、焦油加工废水、煤气终冷循环水、粗苯分离水、精苯分离水、硫铵废水及其他废水。

焦化废水的处理一般是采用单处理技术或几种简单工艺技术的组合。具体是:

1、熄焦废水

处理方法:微生物处理技术等。

2、蒸氨废水

处理方法:好氧生化法、GAC吸附法、Fenton氧化法、粉末活性炭(PAC)吸附等。

3、洗煤废水

处理方法:洗煤废水浓缩-压滤、混凝沉降技术、电处理技术、微波处理技术、微生物处理技术等。

4、化工废水

处理方法:活性污泥法、生物强化技术、超临界水氧化等。

另外,还有一种是从源头治理废水,使废水的产生逐步减少、到零,即焦化废水减量化技术。具体是:

1、 粗苯分离水

处理方法:负压蒸馏。这样降低苯的沸点,节省热量;但同时采用热循环油供热,减少废水产生。

2、 熄焦废水

处理方法:干熄焦技术。利用惰性气体代替水来熄灭红焦,减水量0.5t/吨焦炭。

3、 硫铵废水

处理方法:焦化厂煤气终冷工序冷凝液的回收利用。硫铵工序补充的软水终以剩余氨水的形式存在,利用煤气终冷工序的冷凝液代替饱和器外来补充软水,可以减少焦炉煤气的剩余氨水量处置负荷。

4、 蒸氨废水

处理方法:导热油蒸氨技术。利用270℃左右的导热油,把蒸氨塔排出的部分废水加热成蒸汽,进行蒸氨,代替直接蒸汽蒸氨,减水量0.3t/吨焦炭。

1.1水量及水质分析

焦化废水和甲醇废水污染物种类繁多,成分复杂,从废水水质来看,处理难度较大的是焦化废水,其特点是:

1、水量比较稳定,水质则因煤质不同、产品不同及加工艺不同而异;

2、废水中有机物质多,多环芳烃多,大分子物质多。有机物质中酚、苯类、有机氮类、萘等。无机物中浓度比较高的物质有:NH3-N、SCN-等;

3、废水中COD较高,可生化性差,属可生化较难降解废水;

4、焦化废水中氨氮含量较高。如不增设脱氮处理,难于达到排放要求。

1.2污水处理工艺流程选择

1.2.1选择思路

根据上述进出水水量水质情况,我方考虑污水处理工艺的选择必须依照如下思路:

(1)根据本工程污水的水量和水质,总体思路采用较成熟可靠的处理工艺;

(2)采用有效的预处理措施,提高废水的可生化性,降低运行成本。

(3)工艺流程简捷、工程造价低、运行经济、便于管理。

1.2.2工艺流程选择

从废水水质指标来看,此废水宜采用“物化+生化+物化”的处理工艺。物化处理的主要任务是去除、硫化物和油类,保障生化处理的正常进行;生化处理的主要任务是降解废水中的可生化降解物质,并进行脱氮;生化出水再进行物化处理,进一步去除废水中污染物质,确保达标排放。

但物化和生化处理工艺种类较多,各有特点,如何因地制宜选择成熟、可靠、合理的处理工艺,合理布置,降低投资和处理费用,是本项目的关键。

A、预处理工艺

预处理包括重力除油、浮选除油、水质均化、事故调节及分离油的处理与处置等。污水先经重力除油除去重油,再经浮选除去轻油,蒸氨污水因在蒸氨前进行了过滤,故直接送气浮池。浮选除油采用部分水溶气法,并投加化学药剂,气浮池安装释放器。脱除了乳化油及浮渣后调节池出水进调节池,进行下一步处理。

B、生化工艺

生化法可分为普通活性污泥法、A/O法、A2/O、SBR法,以及它们的各种变体。其中(1)普通活性污泥法在过去采用较普遍,但是由于焦化废水的可生化性差,难以使COD及氨氮达标。即使延长废水在好氧池中的停留时间,也不可能使氨氮达到一级标准。(2)A/O法对氨氮有很好的去除效果,但由于焦化废水的COD较高,可生化性差,难以使COD达标。(3)SBR法操作复杂,针对性不强,同时去除COD和氨氮的效果不好。(4)A2/O法既可以先改善废水的可生化性,又可以高效地去除氨氮,因此,它非常适合处理焦化废水,为焦化废水的方案。

同时,为了提高COD及氨氮的去除率,处理焦化废水时在A2/O后加接触氧化法或二级氧化法,即A2/O2。

1.3推荐的工艺流程

根据以上分析比选,选定该以A2/O2的生化方案为核心的处理工艺,辅之以隔油、气浮预处理设施和混凝沉淀后处理设施,确保出水达标排放。

1.4工艺流程图框

1.5工艺流程简述

格栅安装于废水处理系统的进水口,用于截除水体中粗大漂浮物和树枝、杂草和碎木、塑料制品废弃物和生活垃圾等杂质,达到保护机泵安全运行、减轻后续工艺负荷的目的。污水经格栅自流入集水池,在集水池内设置提升泵,定期将废水提升至后续处理工序。同时设置事故池,当水中氨氮含量超过正常允许范围可能对后续的生物处理造成危害时,先将废水送到事故池存放,待正常后,将事故池废水少量按一定比例混到正常工况排出的废水中,缓慢处理,以保证厌、好氧工序的正常运行。

集水池废水提升至隔油池进行处理,轻油上浮排入集油桶中,重油靠静压排入池外集油桶。隔油池出水自流入气浮装置,先经加药絮凝反应后,在气浮装置内可将轻油有效的去除,一部分COD、BOD也得到去除,保证了后面生化处理的正常进行。

气浮池出水自流入调节池,调节池设计足够长的停留时间,以保证足够大的有效容积,并辅之以空气搅拌装置,使废水均质均量,便于生物处理的稳定。

调节池废水提升至A2/02段,进行生化反应,降解废水中的有机物和氨氮。A2/02工艺原理简介

A2/02工艺的前身是A2/0工艺,它是在A2/0工艺的后面加二级好氧法,以进一步提高有机物的去除率和氨氮的硝化率。A2/0是Anaerobic-Anoxic-Oxic的英文缩写,它是厌氧-缺氧-好氧生物脱氮除磷工艺的简称。A2/0工艺核心是在厌氧-好氧工艺(A/O)中间加一缺氧池,将好氧池流出的一部分混合液回流至缺氧池前端。该工艺同时具有脱氮除磷的目的。

厌氧段(A段):

废水首先进入厌氧池,废水中难以降解的芳香族有机物在厌氧段开环变为链状化合物,链长化合物开链为链短化合物。由于焦化废水中含有大量的喹啉、吡啶和异喹啉等难降解的化合物,设置厌氧段的目的主要是借用厌氧生物对多环类化合物的变构或解链作用,把好氧和兼氧生物难降解的某些物质转化为易降解的物质。

缺氧段(A段):

经过厌氧反应的废水进入缺氧池中,同时还有一部分通过好氧处理的硝化液(混合液)回流至缺氧池,在缺氧池内进行反硝化。反硝化菌氧化有机物的同时,将混合液中的亚硝态氮和硝态氮还原为氮气而除去。

好氧段(O段):

在好氧池中,有机物被微生物生化降解,去除率较高。同时,废水中的氨氮被硝化菌氧化为亚硝酸盐和硝酸盐。通过硝化后另一部分混合液经二沉池进行固液分离,清液进一步处理后排放,污泥部分回流到厌氧池。

接触氧化(O段):

为了提高COD及氨氮的去除率,处理焦化废水时在A2/0法后加接触氧化法或二级氧化法,称为A2/02。

接触氧化池出水SS较高,经加药絮凝反应沉淀后可达标排放。

1.6污泥处理工艺方案选择

1.6.1污泥性质分析

本污水处理过程中产生的污泥主要为生化污泥和化学污泥。

1.6.2污泥处理工艺方案的比较

污泥是污水处理过程的产物,是整个污水处理站的重要组成部分,处理目的在于降低污泥含水率,减少污泥体积,达到性质稳定,并为进一步处置创造条件。

1.6.3污泥处理总体流程选择

污泥处理的一般流程为:浓缩→消化→脱水→干化→处置。

考虑到若采用消化处理,需增加消化池、加热系统、搅拌、沼气处理等一系列构筑物及设备,投资增加,经济效益差。因此本设计不考虑污泥的消化处理。

1.6.4污泥脱水方式的选择

目前国内污泥脱水装置主要有以下几种形式:

◎ 真空过滤

真空过滤脱水机可以连续处理,自动控制,但其附属设备多,过滤滤布需定期反冲清洗,操作工序复杂,滤布亦容易堵塞,脱水后污泥含水率高,一般仅用于消化污泥脱水,故本工程不宜采用。

◎ 板框压滤

板框压滤脱水效果好,经脱水后污泥含水率较低,只能间歇操作。板框压滤设备费用高,运行管理复杂。

◎ 污泥干化池

严格来说,污泥干化池应叫作污泥过滤场,因本污水处理站产生的污泥粘度大,与水不容易分离。另外污泥干化池占地面积大,泥水分离效率较低,污泥清理不方便,故在本工艺设计中不予采纳。

◎ 带式压滤

带式压滤机是目前较为广泛使用的污水脱水设备,污泥处理具有效果稳定等特点。

◎ 离心脱水机可连续封闭运行,比较卫生,但是单机电机功率大。

1.6.5污泥处理与处置方案的确定

综合上述分析,本工程污泥脱水采用污泥浓缩池浓缩和带式压滤机脱水相结合的方案。沉淀池剩余污泥全部排入污泥浓缩池,上清液回流至调节池,浓缩后的污泥由污泥泵提送至带式压滤机脱水,脱水后污泥含水率为75%~80%左右,泥饼外运,滤液回流至调节池。

2,工艺特点

2、该工艺适用于有机物浓度高、废水的可生化性差、同时需脱氮的工业废水。

3、该工艺在厌氧段不仅可以在运行成本比好氧法相对较低的情况下去除水中的有机物,还可以大大改善废水的可生化性,为后续的处理做准备。

4、厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类微生物菌群的有机配合,能同时具有去除有机物、脱氮的功能。

5、在厌氧、缺氧、好氧交替运行下,丝状菌不会大量繁殖,不会发生污泥膨胀现象。

6、运行成本相对较低。

7、缺点是为使硝化液循环,需设硝化液循环系统。

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