焦化废水的深度处理系统以及处理方法与流程

本发明涉及焦化工业废水处理技术领域，具体涉及一种焦化废水的深度处理系统以及处理方法。

背景技术：

焦化废水是在焦炉荒煤气化产回收过程中产生的混合废水，其中含有大量的挥发酚、多环芳烃及氧、硫、氮等杂环化合物，具有高cod、高氮、高色度、难降解等特点，其主要来源于蒸氨过程，另外在真空碳酸钾脱硫工序碱洗的过程中会产生一股废液，内含大量硫化物、氰化物、酚等，虽然废水量不大，但污染物浓度极高，这对后续的生化处理造成了较大的影响，且s被微电解氧化可能生成硫单质，对填料造成不利影响，因此需将这部分废水经过预处理，降低其s、cn以及cod浓度后再进入后续系统。

a/o法(缺氧/好氧法)是目前比较普遍的生物污水处理工艺。因为其处理工艺简单，脱氮效果好而在焦化废水处理方面有很多应用。由于焦化废水中含有的大分子难降解物质即使在缺氧段很长的停留时间下仍然无法充分降解，这导致整体的处理效果并不理想，甚至还须采取添加处理水量30-80％的新水的方法来降低好氧区负荷，才能保证工艺正常运行，导致了大量新水的浪费消耗，增加了运行成本。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种焦化废水的深度处理系统以及处理方法，以解决现有焦化废水处理效果不明显的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种焦化废水的深度处理系统，其包括：依次连接的初预处理单元、强化预处理单元、生物脱氮单元和生物脱硫单元，且出预处理单元和强化预处理单元之间设置有溶气气浮装置；

初预处理单元包括：依次连接的除油池和调节池；强化预处理单元包括依次连接的第一as强化池和第二as强化池；生物脱氮单元包括：依次连接的兼氧a段池、好氧o段池、mbr膜生物反应池和混凝池；生物脱硫单元包括：依次连接的第一bds池、第二bds池、第三bds池和生物流化床。

本发明先通过初预处理单元中的除油池去除废水中的油和悬浮物，再通过调节池达到均质的效果，然后经强化预处理单元强化处理废水中的含氮污染物。在生物脱氮单元中，通过增加硝化液的回流比，从而提高总氮的去除率，而本发明中的硝化液的回流比在合理的范围内，过低会导致总氮去除率不高，过高会导致总氮超过兼氧池负荷还可能造成兼氧池的do偏高，破环反硝化的厌氧环境。再利用mbr膜生物反应池处理进而提高处理效率和提高总氮的去除率。最后通过生物脱硫单元相配合第一bds池、第二bds池、第三bds池和生物流化床实现对废水的深度脱硫。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述第二as强化池和第三bds池的污泥部分回流到第一as强化池，且第三bds池的污泥部分回流到第一bds池。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述生物脱硫单元中第一bds池为厌氧bds池；第二bds池包括依次连接的兼氧bds池、好氧bds池和好氧bds池；第三bds池为分离bds池。

一种焦化废水的深度处理方法，采用上述的焦化废水的深度处理系统，包括以下步骤：

(1)焦化废水通入除油池中去除废水中的油和悬浮物，然后通入调节池通过曝气搅拌均质；

(2)在溶气气浮装置作用下将经初预处理单元处理后的废水依次输送到第一as强化池和第二as强化池进行处理；第二as强化池产生的污泥部分回流到第一as强化池；

(3)将经强化预处理单元处理后的废水依次通入兼氧a段、好氧o段、和mbr膜生物反应池，并向混凝池中加入混凝剂进行混凝沉淀处理；

(4)将经生物脱氮单元处理后的废水依次通过第一bds池、第二bds池、第三bds池和生物流化床，得到深度处理后污水；第三bds池的污泥部分回流到第一as强化池。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述步骤(1)中焦化废水的主要指标如下：cod：5000mg/l-10000mg/l；ss：150mg/l-500mg/l；ph：6-8；挥发酚类：1000mg/l-3500mg/l；氨氮200mg/l-500mg/l；硫化物：20mg/l-50mg/l；氰化物：10mg/l-35mg/l。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述步骤(3)生物脱氮单元中兼氧a段池处理时间8h-10h；好氧o段池和mbr膜生物反应池处理总时间为30h-35h；兼氧a段池和好氧o段池之间硝化液的回流比为300％-500％，mbr膜通量为10-15l/m2·h。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述步骤(3)混凝池中加入溶液浓度为10％的复合絮凝剂，其加入量占废水体积的5-15％；加入溶液浓度为0.5％的pam，其加入量占废水体积的0.1-0.5％。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述复合絮凝剂的制备步骤包括：

(1)将氯化铁溶液和硫酸铝溶液混合充分，在搅拌下滴加浓度为10wt％-20wt％的水玻璃溶液，调节ph至1-2，在20℃-25℃温度下反应3h-5h，制得初始絮凝剂；

其中，氯化铁的加入量为初始絮凝剂的25wt％-35wt％；硫酸铝的加入量为初始絮凝剂的15wt％-25wt％；

(2)将淀粉溶解到氢氧化钠溶液中配成1g/l-2g/l的淀粉溶液；将钛酸正丙脂缓慢滴加到二乙醇胺的乙醇溶液中，配成1mol/l-2mol/l的溶液，并调节ph至1-2，在搅拌下滴加淀粉溶液，反应20min-50mim后，加入步骤(1)的初始絮凝剂，充分搅拌10min-15min后，制得复合絮凝剂；

其中，钛酸正丙脂的加入量为复合絮凝剂的1wt％-5wt％；淀粉的加入量是为复合絮凝剂的3wt％-7wt％。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述步骤(4)处理后的废水的主要指标如下：cod：＜80mg/l；ss：＜30mg/l；ph：6-7.5；挥发酚类：＜0.3mg/l；氨氮：＜5mg/l；硫化物：＜0.5mg/l；氰化物：＜0.2mg/l。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明中初预处理单元和强化预处理单元为焦化废水处理提供有利调节，可使焦化废水的可生化性大大提高，有助于后续生化阶段的稳定运行。

2、本发明在生物脱氮单元中，通过增加硝化液的回流比，从而提高总氮的去除率，同时辅以mbr膜生物反应池提高生物脱氮效果和处理效率。

3、本发明通过生物脱硫单元与生物脱氮单元相结合，实现对焦化废水的深度脱氮深度脱硫，达到焦化废水处理高要求。

4、本发明通过淀粉与钛酸正丙脂改性制得初始絮凝剂，再与聚合硅酸铝铁复合生成有机-无机型复合絮凝剂。其中，有机-无机型复合絮凝剂的复合加强了复合絮凝剂的电中和能力，又使其具有长链网状大分子的架桥网捕作用，其吸附架桥能力增强，能更好通过卷扫作用去除微小颗粒，具有更高的絮凝性能，提高絮凝过程的絮凝效果。此外ti4+还能与fe3+起到协同增效的作用，可复合絮凝剂的增强电中和能力，从而进一步提高絮凝效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明的焦化废水的深度处理系统的结构示意图；

图2为本发明的焦化废水的深度处理系统的具体结构示意图；

图3为本发明的焦化废水的深度处理系统的第二bds池的结构示意图。

具体实施方式

以下结合实施例及附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

实施例1：

请参照图1和图2，本实施例的焦化废水的深度处理系统，其包括：依次连接的初预处理单元、强化预处理单元、生物脱氮单元和生物脱硫单元，且出预处理单元和强化预处理单元之间设置有溶气气浮装置；

初预处理单元包括：依次连接的除油池和调节池。

强化预处理单元包括依次连接的第一as强化池和第二as强化池。第二as强化池中的污泥部分回流到第一as强化池。

生物脱氮单元包括：依次连接的兼氧a段池、好氧o段池、mbr膜生物反应池和混凝池。

生物脱硫单元包括：依次连接的第一bds池、第二bds池、第三bds池和生物流化床。第三bds池的污泥部分回流到第一bds池，且第三bds池的污泥部分回流到第一as强化池。生物脱硫单元中第一bds池为厌氧bds池；请参照图3，第二bds池包括依次连接的兼氧bds池、好氧bds池和好氧bds池；第三bds池为分离bds池。

实施例2：

本实施例的焦化废水的深度处理方法，采用上述的焦化废水的深度处理系统，包括以下步骤：

(1)焦化废水通入除油池中去除废水中的油和悬浮物，然后通入调节池通过曝气搅拌均质；其中，焦化废水的主要指标如下：cod：5000mg/l；ss：150mg/l；ph：6；挥发酚类：1000mg/l；氨氮200mg/l；硫化物：20mg/l；氰化物：10mg/l。

(2)在溶气气浮装置作用下将经初预处理单元处理后的废水依次输送到第一as强化池和第二as强化池进行处理；第二as强化池产生的污泥部分回流到第一as强化池；

(3)将经强化预处理单元处理后的废水依次通入兼氧a段、好氧o段和mbr膜生物反应池，并向混凝池中加入混凝剂进行混凝沉淀处理；其中，步骤(3)生物脱氮单元中兼氧a段池处理时间8h-10h；好氧o段池和mbr膜生物反应池处理总时间为30h；兼氧a段池和好氧o段池之间硝化液的回流比为300％-，mbr膜通量为10l/m2·h。混凝池中加入溶液浓度为10％的复合絮凝剂，其加入量占废水体积的5％；加入溶液浓度为0.5％的pam，其加入量占废水体积的0.1％。

其中，复合絮凝剂的制备步骤包括：

(1)将氯化铁溶液和硫酸铝溶液混合充分，在搅拌下滴加浓度为10wt％的水玻璃溶液，调节ph至2，在20℃温度下反应3h，制得初始絮凝剂；

其中，氯化铁的加入量为初始絮凝剂的25wt％；硫酸铝的加入量为初始絮凝剂的15wt％；

(2)将淀粉溶解到氢氧化钠溶液中配成1g/l的淀粉溶液；将钛酸正丙脂缓慢滴加到二乙醇胺的乙醇溶液中，配成1mol/l的溶液，并调节ph至1，在搅拌下滴加淀粉溶液，反应20min后，加入步骤(1)的初始絮凝剂，充分搅拌10min后，制得复合絮凝剂；

其中，钛酸正丙脂的加入量为复合絮凝剂的1wt％；淀粉的加入量是为复合絮凝剂的3wt％。

(4)将经生物脱氮单元处理后的废水依次通过第一bds池、第二bds池、第三bds池和生物流化床，得到深度处理后污水；第三bds池的污泥部分回流到第一as强化池。

步骤(4)处理后的废水的主要指标如下：cod：70mg/l；ss：25mg/l；ph：6；挥发酚类：0.2mg/l；氨氮：3mg/l；硫化物：0.3mg/l；氰化物：0.1mg/l。

实施例3：

本实施例的焦化废水的深度处理方法，采用上述的焦化废水的深度处理系统，包括以下步骤：

(1)焦化废水通入除油池中去除废水中的油和悬浮物，然后通入调节池通过曝气搅拌均质；其中，焦化废水的主要指标如下：cod：7000mg/l；ss：350mg/l；ph：7；挥发酚类：2000mg/l；氨氮350mg/l；硫化物：35mg/l；氰化物：20mg/l。

(2)在溶气气浮装置作用下将经初预处理单元处理后的废水依次输送到第一as强化池和第二as强化池进行处理；第二as强化池产生的污泥部分回流到第一as强化池；

(3)将经强化预处理单元处理后的废水依次兼氧通入a段、好氧o段和mbr膜生物反应池，并向混凝池中加入混凝剂进行混凝沉淀处理；其中，步骤(3)生物脱氮单元中兼氧a段池处理时间9h；好氧o段池和mbr膜生物反应池处理总时间为32h；兼氧a段池和好氧o段池之间硝化液的回流比为400％，mbr膜通量为12l/m2·h。混凝池中加入溶液浓度为10％的复合絮凝剂，其加入量占废水体积的10％；加入溶液浓度为0.5％的pam，其加入量占废水体积的00.3％。

其中，复合絮凝剂的制备步骤包括：

(1)将氯化铁溶液和硫酸铝溶液混合充分，在搅拌下滴加浓度为15wt％的水玻璃溶液，调节ph至2，在23℃温度下反应4h，制得初始絮凝剂；

其中，氯化铁的加入量为初始絮凝剂的30wt％；硫酸铝的加入量为初始絮凝剂的20wt％；

(2)将淀粉溶解到氢氧化钠溶液中配成1.5g/l的淀粉溶液；将钛酸正丙脂缓慢滴加到二乙醇胺的乙醇溶液中，配成1.5mol/l的溶液，并调节ph至1，在搅拌下滴加淀粉溶液，反应35mim后，加入步骤(1)的初始絮凝剂，充分搅拌12min后，制得复合絮凝剂；

其中，钛酸正丙脂的加入量为复合絮凝剂的3wt％；淀粉的加入量是为复合絮凝剂的5wt％。

(4)将经生物脱氮单元处理后的废水依次通过第一bds池、第二bds池、第三bds池和生物流化床，得到深度处理后污水；第三bds池的污泥部分回流到第一as强化池。

步骤(4)处理后的废水的主要指标如下：cod：55mg/l；ss：23mg/l；ph：7；挥发酚类：0.15mg/l；氨氮：4mg/l；硫化物：0.4mg/l；氰化物：0.1mg/l。

实施例4：

本实施例的焦化废水的深度处理方法，采用上述的焦化废水的深度处理系统，包括以下步骤：

(1)焦化废水通入除油池中去除废水中的油和悬浮物，然后通入调节池通过曝气搅拌均质；其中，焦化废水的主要指标如下：cod：10000mg/l；ss：500mg/l；ph：8；挥发酚类：3500mg/l；氨氮500mg/l；硫化物：50mg/l；氰化物：35mg/l。

(2)在溶气气浮装置作用下将经初预处理单元处理后的废水依次输送到第一as强化池和第二as强化池进行处理；第二as强化池产生的污泥部分回流到第一as强化池；

(3)将经强化预处理单元处理后的废水依次通入兼氧a段、好氧o段和mbr膜生物反应池，并向混凝池中加入混凝剂进行混凝沉淀处理；其中，步骤(3)生物脱氮单元中兼氧a段池处理时间10h；好氧o段池和mbr膜生物反应池处理总时间为35h；兼氧a段池和好氧o段池之间硝化液的回流比为500％，mbr膜通量为115l/m2·h。混凝池中加入溶液浓度为10％的复合絮凝剂，其加入量占废水体积的15％；加入溶液浓度为0.5％的pam，其加入量占废水体积的0.5％。

其中，复合絮凝剂的制备步骤包括：

(1)将氯化铁溶液和硫酸铝溶液混合充分，在搅拌下滴加浓度为20wt％的水玻璃溶液，调节ph至1，在25℃温度下反应5h，制得初始絮凝剂；

其中，氯化铁的加入量为初始絮凝剂的35wt％；硫酸铝的加入量为初始絮凝剂的25wt％；

(2)将淀粉溶解到氢氧化钠溶液中配成2g/l的淀粉溶液；将钛酸正丙脂缓慢滴加到二乙醇胺的乙醇溶液中，配成2mol/l的溶液，并调节ph至2，在搅拌下滴加淀粉溶液，反应50mim后，加入步骤(1)的初始絮凝剂，充分搅拌15min后，制得复合絮凝剂；

其中，钛酸正丙脂的加入量为复合絮凝剂的5wt％；淀粉的加入量是为复合絮凝剂的7wt％。

(4)将经生物脱氮单元处理后的废水依次通过第一bds池、第二bds池、第三bds池和生物流化床，得到深度处理后污水；第三bds池的污泥部分回流到第一as强化池。

步骤(4)处理后的废水的主要指标如下：cod：75mg/l；ss：27mg/l；ph：7.5；挥发酚类：0.25mg/l；氨氮：4mg/l；硫化物：0.4mg/l；氰化物：0.15mg/l。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种焦化废水的深度处理系统，其特征在于，其包括：依次连接的初预处理单元、强化预处理单元、生物脱氮单元和生物脱硫单元，且所述出预处理单元和所述强化预处理单元之间设置有溶气气浮装置；

所述初预处理单元包括：依次连接的除油池和调节池；所述强化预处理单元包括依次连接的第一as强化池和第二as强化池；所述生物脱氮单元包括：依次连接的兼氧a段池、好氧o段池、mbr膜生物反应池和混凝池；所述生物脱硫单元包括：依次连接的第一bds池、第二bds池、第三bds池和生物流化床。

2.根据权利要求1所述的焦化废水的深度处理系统，其特征在于，所述第二as强化池和所述第三bds池的污泥部分回流到第一as强化池，且第三bds池的污泥部分回流到第一bds池。

3.根据权利要求1所述的焦化废水的深度处理系统，其特征在于，所述生物脱硫单元中第一bds池为厌氧bds池；第二bds池包括依次连接的兼氧bds池、好氧bds池和好氧bds池；第三bds池为分离bds池。

4.一种焦化废水的深度处理方法，其特征在于，采用如权利要求1-3任一项所述的焦化废水的深度处理系统，包括以下步骤：

(1)焦化废水通入除油池中去除废水中的油和悬浮物，然后通入调节池通过曝气搅拌均质；

(2)在溶气气浮装置作用下将经初预处理单元处理后的废水依次输送到第一as强化池和第二as强化池进行处理；第二as强化池产生的污泥部分回流到第一as强化池；

(3)将经强化预处理单元处理后的废水依次通入兼氧a段、好氧o段和mbr膜生物反应池，并向混凝池中加入混凝剂进行混凝沉淀处理；

(4)将经生物脱氮单元处理后的废水依次通过第一bds池、第二bds池、第三bds池和生物流化床，得到深度处理后污水；第三bds池的污泥部分回流到第一as强化池。

5.根据权利要求4所述的焦化废水的深度处理方法，其特征在于，步骤(1)中焦化废水的主要指标如下：cod：5000mg/l-10000mg/l；ss：150mg/l-500mg/l；ph：6-8；挥发酚类：1000mg/l-3500mg/l；氨氮200mg/l-500mg/l；硫化物：20mg/l-50mg/l；氰化物：10mg/l-35mg/l。

6.根据权利要求4所述的焦化废水的深度处理方法，其特征在于，步骤(3)生物脱氮单元中兼氧a段池处理时间8h-10h；好氧o段池和mbr膜生物反应池处理总时间为30h-35h；兼氧a段池和好氧o段池之间硝化液的回流比为300％-500％，mbr膜通量为10-15l/m2·h。

7.根据权利要求4所述的焦化废水的深度处理方法，其特征在于，步骤(3)混凝池中加入溶液浓度为10％的复合絮凝剂，其加入量占废水体积的5-15％；加入溶液浓度为0.5％的pam，其加入量占废水体积的0.1-0.5％。

8.根据权利要求7所述的焦化废水的深度处理方法，其特征在于，所述复合絮凝剂的制备步骤包括：

(1)将氯化铁溶液和硫酸铝溶液混合充分，在搅拌下滴加浓度为10wt％-20wt％的水玻璃溶液，调节ph至1-2，在20℃-25℃温度下反应3h-5h，制得初始絮凝剂；

其中，氯化铁的加入量为初始絮凝剂的25wt％-35wt％；硫酸铝的加入量为初始絮凝剂的15wt％-25wt％；

(2)将淀粉溶解到氢氧化钠溶液中配成1g/l-2g/l的淀粉溶液；将钛酸正丙脂缓慢滴加到二乙醇胺的乙醇溶液中，配成1mol/l-2mol/l的溶液，并调节ph至1-2，在搅拌下滴加淀粉溶液，反应20min-50mim后，加入步骤(1)的初始絮凝剂，充分搅拌10min-15min后，制得复合絮凝剂；

其中，钛酸正丙脂的加入量为复合絮凝剂的1wt％-5wt％；淀粉的加入量是为复合絮凝剂的3wt％-7wt％。

9.根据权利要求4所述的焦化废水的深度处理方法，其特征在于，步骤(4)处理后的废水的主要指标如下：cod：＜80mg/l；ss：＜30mg/l；ph：6-7.5；挥发酚类：＜0.3mg/l；氨氮：＜5mg/l；硫化物：＜0.5mg/l；氰化物：＜0.2mg/l。

技术总结

本发明公开了一种焦化废水的深度处理系统以及处理方法，属于焦化工业废水处理技术领域。其包括：依次连接的初预处理单元、强化预处理单元、生物脱氮单元和生物脱硫单元，且出预处理单元和所述强化预处理单元之间设置有溶气气浮装置；初预处理单元包括：依次连接的除油池和调节池；强化预处理单元包括依次连接的第一AS强化池和第二AS强化池；所述生物脱氮单元包括：依次连接的兼氧A段池、好氧O段池、MBR膜生物反应池和混凝池；生物脱硫单元包括：依次连接的第一BDS池、第二BDS池、第三BDS池和生物流化床。本发明其可生物降解特性高，总氮和总硫的去除率和处理效果高，实现对焦化废水的深度脱氮深度脱硫，达到焦化废水处理高要求。

技术研发人员：吴映忠;李正清;张光辉;王新星;龙素安;王晨晖

受保护的技术使用者：四川达兴能源股份有限公司

技术研发日：2019.08.30

技术公布日：2019.11.26