[發明專利]電化學組合式焦化廢水深度處理工藝及其設備

有效

• 申請號: 201210415004.7
• 申請日: 2012-10-26
• 公開（公告）號: CN102874991A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 張壘;薛改鳳;王麗娜;劉璞;段愛民;付本全;張楠;劉尚超;劉剛
• 申請（專利權）人: 武漢鋼鐵（集團）公司
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14;C02F1/461
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 胡鎮西

技術領域

本發明涉及環保技術領域，具體地指一種電化學組合式焦化廢水深度處理工藝及其設備。

背景技術

焦化廢水是一種公認難生物降解的工業廢水，其難度在于廢水的可生化性差，除氨、氰及硫氰根等無機污染物外，還含有酚類、萘、吡啶、喹啉等雜環及多環芳香族化合物（PAHS）等很難生物降解的物資，這些物質能夠對環境產生長期影響，且部分已被研究證實為致癌物質，另外高濃度氨氮對微生物活性有很強的抑制作用，生物脫氮效果不佳。目前，焦化廢水處理系統通常包括常規的兩級處理。一級處理是指從高濃度污水中回收利用污染物，其工藝包括氨氣蒸餾、氨水脫酚、終冷水脫氰等，是預處理過程。二級處理則是指酚氰污水無害化處理，以活性污泥法為主，還包括強化生物處理技術等。由于進一步深度處理費用昂貴，令國內許多焦化廠望而卻步，所以多數焦化廢水只經過常規兩級處理就直接排放了。但是廢水經過上述處理后其中某些有毒、有害物質（氰化物、COD及雜環化合物等）仍達不到國家允許的排放標準。

目前，焦化廢水深度處理工藝存在的突出問題如下：其一、通過化學藥劑深度處理廢水，該方法可能會引入二次污染，或者造成增加后續脫鹽費用；其二、將焦化廢水用于濕法熄焦或高爐沖渣，但廢水中污染物發生了轉移，同時操作環境差，存在管網及設備腐蝕等問題；其三、膜法除鹽深度處理后的濃水去向也是亟需解決的問題。

為了推動產業結構升級、規范行業健康發展、促進節能減排和技術進步，我國工信部于2008年12月19日頒布了《焦化行業準入條件（2008修訂）》的15號文件，并明確界定：酚氰廢水處理合格后要循環使用，不得外排。因此，對焦化廢水進行深度處理和回用是提高廢水循環率、減少污水外排、降低新水消耗量的最佳選擇，而尋求一種高效、低成本的深度處理與回用技術是目前焦化廢水深度處理過程迫切需求。

發明內容

本發明的目的是提供一種改變傳統焦化廢水處理工藝，提供一種經濟、實用、高效的電化學組合式焦化廢水深度處理工藝及其設備。其集電催化氧化技術、膜生物反應技術、電吸附技術為一體，可有效避免采用其他化學藥劑等處理廢水造成的二次污染，降低焦化廢水的處理成本，節約大量生產用水。

為實現上述目的，本發明提供的電化學組合式焦化廢水深度處理工藝，是對經過常規兩級生化處理后的焦化廢水進行再處理的過程，該工藝包括如下步驟：

1）將經過兩級生化處理的焦化廢水輸送至混沉池中，使其在絮凝劑和助凝劑的作用下進行沉淀處理，獲得沉淀后的廢水；

2）將沉淀后的廢水輸送至多介質過濾器中進行過濾處理，以進一步降低廢水中的污泥、懸浮物濃度，得到過濾后廢水；

3）將過濾后廢水輸送至流化床三維電極反應器中進行電催化氧化反應，促使廢水中生物難降解的有機物質通過羥基自由基氧化、并將大分子有機物及芳香烴化合物降解成小分子或CO₂，得到氧化后的廢水；

4）將氧化后的廢水輸送至MBR膜生物反應器中進行連續曝氣處理，以使其中的小分子進一步生化降解，同時也截留部分污泥、懸浮物；

5）將經過連續曝氣處理后的廢水直接作為生化過程中消泡劑用水、煤場抑塵用水、生活雜用水或其它低等級用水；或者：

6）將經過連續曝氣處理后的廢水輸送至保安過濾器中進一步過濾處理，以濾除其中絕大部分的活性污泥和懸浮物；

7）將經過保安過濾后的廢水輸送至電吸附裝置中進一步深度處理、殺菌、除鹽、去除部分COD，所得產水回用作工藝循環冷卻水或其它高等級用水，而電吸附出來的濃水可以作為高爐爐渣冷卻沖渣用水、煤場抑塵用水、道路清掃用水或其他低等級用水。

作為優選方案，所述步驟1）中，絮凝劑采用聚合硫酸鐵溶液和/或聚合氯化鋁溶液，其添加后在廢水中的濃度均為200~800mg/L，助凝劑采用聚丙烯酰胺，其添加后在廢水中的濃度為0.5~10mg/L。

作為優選方案，所述步驟2）中，多介質過濾器中的濾料采用粒徑為0.5~2mm的無煙煤、3~6mm的陶粒和4~10mm的石英砂三層組合。

作為優選方案，所述步驟3）中，流化床三維電極反應器的粒子電極采用涂敷金屬化合物的焦炭顆粒，其電流密度為20~100mA/cm²、廢水在其中的停留時間為30~60min。

作為優選方案，所述步驟4）中，MBR膜生物反應器中的曝氣強度控制在0.15~0.5m³/h、溶解氧濃度為1.5~8mg/L、膜清洗周期為10~15d。