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典型行业工业废水处理方法典型行业工业废水处理方法1第一节焦化废水第二节电镀废水第三节造纸工业废水第四节农药废水第五节印染废水(自学)第六节啤酒工业废水(自学)内容第一节焦化废水内容2第一节焦化废水的处理一、概述二、焦化废水的处理方法三、焦化废水处理展望四、焦化废水处理的工程实例本节内容概要第一节焦化废水的处理本节内容概要3焦化废水的来源焦化废水的组成焦化废水的水质特点焦化废水的危害一、概述焦化废水的来源一、概述4焦化废水的来源焦化废水是煤制焦炭、煤气净化及焦化产品回收过程中产生的废水。焦化生产过程中主要产生以下几种废水:除尘洗涤水间接冷却水酚、氰废水焦油车间的废水、蒸氨废水、粗苯分离水、苯精制废水、苯精制废水一、概述焦化废水的来源一、概述5焦化废水的来源一、概述表4-1焦化厂含酚、氰的废水水质水量表焦化废水的来源一、概述表4-1焦化厂含酚、氰的废水水质水6焦化废水的组成含有大量的芳香族化合物和杂环化合物,如酚类、苯类及吡啶类等有机物,其中以酚类含量最多。另外,还含有氰酸盐、硫代硫酸盐、硫氰酸盐和氨等无机物。何苗等对焦化废水进行了GC/MS分析,检出有机物共51种,发现这51种物质全部都属于各类芳香族化合物及杂环化合物,在这物质中苯酚类及其衍生物、喹啉类化合物和苯类及其衍生物构成了焦化废水的主要有机污染物,占83.4%。另外还含少量萘、吡啶、喹啉、吲哚、蒽等11类化合物,占全部的16.6%。一、概述焦化废水的组成一、概述7焦化废水的组成一、概述焦化废水的组成一、概述8焦化废水的水质特点废水的成分很复杂
焦化废水成分比较繁多,特别是有机物组分比较多,所含污染物可分为无机物和有机物两大类,而无机物一般以铵盐形式存在,包括(NH4)2CO3、NH4HCO3、(NH4)2SO4、NH4CN、NH4HS、NH4SCN、(NH4)2S2O3等,它们是焦化废水中构成NH3-N的一部分;有机物则以酚类化合物为主,包括苯酚、酚的同系物以及萘、蒽、苯并比等多环类化合物,另外还有杂环类化合物,包括二氮杂苯、氮杂苊、氮杂菲、吡啶、喹啉、吲哚等。一、概述焦化废水的水质特点一、概述9焦化废水的水质特点废水中的有机污染物浓度与其他废水相比较较大,有机物含量也比较高,但BOD5/COD的比值却很小,一般在0.3~0.4之间,甚至低于0.3,因此焦化废水的可生化性较差;在焦化废水中同时还含有大量的酚、氰等毒性物质,也有很多稠环芳烃和杂环化合物等难降解有机物,这些难降解有机物的存在就使焦化废水在经过传统的生物处理方法处理后其出水水质很难达到国家排放标准;一、概述焦化废水的水质特点一、概述10焦化废水的水质特点因炼焦工艺的不同,水质波动很大;尤其是废水中氨氮的浓度,焦化废水的进水氨氮浓度一般在150mg/L~600mg/L之间波动,如此大的氨氮浓度的波动会对处理系统的冲击很大;与其他废水相比较缺少磷源,所以生物处理时微生物磷营养不够;一、概述焦化废水的水质特点一、概述11焦化废水的危害酚类物质的危害焦化废水中的大多数的酚类化合物是属于原型质毒物,这类化合物毒性比较大,对一切生物都有毒害作用。农药、染料、工厂含重金属废水等化工物质均含有酚类化合物。正常的情况下,水体所含酚类化合物超过千分之零点一,水体便不能达到饮用水标准。酚类是持久型污染物,成分中含有苯环,而要把环破坏再分解一般要100年。一、概述焦化废水的危害一、概述12焦化废水的危害氮的危害焦化废水中的NH3-N是一种及其不稳定的物质,氨氮在好氧的条件下,在微生物作用下发生硝化反应生成NO2-和NO3-,这个反应过程需要消耗水中的溶解氧,NO2-是一种致癌的物质,NO3-会破坏血液的吸氧功能。一、概述焦化废水的危害一、概述13焦化废水的危害芳香族化合物的危害所含的多环芳烃和杂环化合物中,其中有不少是致癌或者是致突变物质,不但会对环境造成严重污染,同时也会直接威胁到我们人类健康。有机物的危害所含的大量有机物,因为很多是难降解或者是有毒的,所以若不经过处理而直接排入到水体,整个水体缺氧,从而危害水生生物进而破坏整个水环境。一、概述焦化废水的危害一、概述14焦化废水的危害氰化物的危害氰化物是一种剧毒性物质,在氰化物的慢性作用下,由于组织供氧不足,可引起一系列反射性改变,如红细胞血红蛋白代谢性增高,血糖升高以提高血氧容易,加速能量代谢的恢复,由于体内SCN-增加,还可由此引起血压下降,并抑制甲状腺聚碘功能,干扰碘的有机结合过程,妨碍甲状腺激素的合成,并能增加碘由肾脏的排出,减少体内碘的储备,从而引起甲状腺机能低下,致使脑垂体前叶代谢性地加强分泌促甲状腺素,从而导致甲状腺组织增生肿大。一、概述焦化废水的危害一、概述15焦化废水的危害氰化物的危害另外,氰化物慢性中毒的发生与机体。整个营养状况也有关,如维生素B12缺乏,蛋白质营养不良,尤其是含硫氨基酸的缺乏可使机体用于CN-解毒的S2O3、S及=SH减少这些因素均可使摄入体内的CN-毒性增加,从而导致一系列慢性中毒的症状和体征出现。一、概述焦化废水的危害一、概述16生化处理技术化学处理技术物理化学处理技术二、焦化废水的处理技术生化处理技术二、焦化废水的处理技术17生化处理技术普通活性污泥法SBR工艺A2/O工艺A/O2
工艺固定化高效微生物处理工艺生物流化床技术生物强化技术二、焦化废水的处理技术生化处理技术二、焦化废水的处理技术18普通活性污泥法
I.Vazquez等采用垃圾填埋厂的活性污泥进行生物降解焦化废水研究。比较了添加与不添加碳酸氢钠的条件下,COD、酚类化合物和SCN-的去除效果。结果表明:在两种情况下,SCN-、COD和苯酚的去除效果相差不大。生化处理技术普通活性污泥法生化处理技术19普通活性污泥法鞍钢化工总厂和中冶集团建筑研究总院环保所的研究表明,生物铁法处理焦化废水与传统活性污泥法相比具有以下优点:(1)可加强曝气池内吸附、生物气化和凝聚过程,提高有机物去除率;(2)可改善活性污泥的活性和沉降性能,增加曝气池内污泥的浓度;(3)可承受较大的有机物冲击负荷,抗毒能力较强。生化处理技术普通活性污泥法生化处理技术20SBR工艺
MaranǒńE等采用SBR工艺处理焦化废水,焦化废水经吹脱预处理,氨氮去除达96%(HRT=66h),在SBR反应器中,HRT=115h时,COD、硫氰酸盐、酚的去除率分别为85%,98%,99%,最终ρ(酚)=118mg/L,ρ(SCN-)=514mg/L,ρ(COD)=206mg/L。对处理焦化废水而言,由于SBR工艺水力停留时间太长,导致设备庞大,焦化废水中高毒性的物质也会影响运行的稳定性。生化处理技术SBR工艺生化处理技术21A2/O工艺MaranLi等比较了A2/O与A/O工艺对焦化废水的处理效果,在HRT大致相同的条件下,这两个系统对COD和NH4+-N具有几乎相同的处理效果。由于A2/O增加了水解酸化阶段,因此比A/O对有机氮和总氮具有更好的处理效果。邱贤华等研究发现,系统在优化条件下,A2/O固定化生物膜系统对除碳、硝化、脱氮起到了比较令人满意的效果。生化处理技术A2/O工艺生化处理技术22A2/O工艺生化处理技术A2/O工艺生化处理技术23A/O2工艺主要由水解酸化池、厌氧池和好氧硝化池组成。水解酸化的作用是提高焦化废水的可生化性;厌氧反应器和好氧硝化池的功能主要是利用微生物的代谢去除COD和氨氮。根据周鑫等报道,A/O2
工艺处理焦化废水是可行的。该废水处理系统运行两年来COD、NH4+-N去除率分别达到了87%和93%。但该工艺系统耐冲击负荷能力较差,需要加入大量清水稀释,为使活性污泥得到良好的脱氮效果,必须要有较长的HRT,通常HRT>20d。生化处理技术A/O2工艺生化处理技术24A/O2工艺生化处理技术A/O2工艺生化处理技术25A/O2工艺生化处理技术A/O2工艺生化处理技术26固定化高效微生物处理工艺(3T-AF/BAF工艺)
是国际上从20世纪60年代后期开始迅速发展的一项技术,它是通过化学或物理手段将游离的微生物固定在载体上使其高度密集,并使其保持活性反复利用的方法。最初主要用于工业微生物发酵生产,20世纪70年代后期开始应用于废水处理。生化处理技术固定化高效微生物处理工艺(3T-AF/BAF工艺)生化处理技27固定化高效微生物处理(3T-AF/BAF)工艺
3T-AF/BAF工艺结合了A/O工艺、接触氧化工艺和生物滤池的优点,其特点在于:池内装填多孔结构的生物载体,载体比表面积大,孔隙率高,生物附着力强,挂膜性能好,挂膜快,生物膜稳定,不易结垢和堵塞,具有良好的机械性能和化学性能,使用寿命长。池内接种高效微生物,含有多种微生物种群和复合酶制剂,活性高,适应性强,对高浓度、大分子、难降解有机物及有毒有害物质有较强降解能力和抗冲击能力,对氨氮有良好的处理效果。生化处理技术固定化高效微生物处理(3T-AF/BAF)工艺生化处理技术28固定化高效微生物处理(3T-AF/BAF)工艺高效微生物在载体上附着生长,微生物在处理系统呈现分层、分群分布,在不同区域都能保持优势菌群和最佳活性,发挥最佳降解效果,并可反复利用。微生物负载量大,处理效率高,水力停留时间短,可节省占地面积和基建投资。系统抗冲击能力强,对温度和pH适应范围宽,恢复启动快,尤其是在系统检修期间能快速恢复运行,不需要重新培养驯化。生化处理技术固定化高效微生物处理(3T-AF/BAF)工艺生化处理技术29固定化高效微生物处理(3T-AF/BAF)工艺可降解具有恶臭的有机物、氨氮及含S化合物,控制处理过程中产生的不良气味,避免臭味对环境造成二次污染,有利于改善污水处理厂环境。污泥量少,只有普通活性泥法的3%~5%,可节省污泥处理费用和劳动强度。工艺运行稳定、安全、可靠,运行费用低,操作管理简便。生化处理技术固定化高效微生物处理(3T-AF/BAF)工艺生化处理技术30固定化高效微生物处理(3T-AF/BAF)工艺固定化微生物技术目前国内还没有统一的分类标准,主要有结合同定化、交联固定化、包埋固定化和自身固定化等几种方法。黄霞等对固定化优势菌种处理焦化废水中几种难降解有机物的实验研究表明:固定化优势菌种降解有机物效率高,经其处理8h,可将相应的喹啉、异喹啉、吡啶降解90%以上。生化处理技术固定化高效微生物处理(3T-AF/BAF)工艺生化处理技术31固定化高效微生物处理(3T-AF/BAF)工艺徐英应用固定化微生物小球技术结合厌氧—好氧工艺处理焦化废水,结果表明,经固定化微生物厌氧酸化24h、好氧曝气24h后,出水COD为132.1mg/L,氨氮为24mg/L,达到国家GB8978-1996二级排放标准。YongLu等采用木屑为载体固定化白腐菌孢原毛平革菌来生物降解酚类化合物的焦化废水。固定化真菌对酚类化合物和COD的去除率明显高于自由真菌。生化处理技术固定化高效微生物处理(3T-AF/BAF)工艺生化处理技术32生物流化床技术兼有完全混合式活性污泥法接触所形成的高效率和生物膜法能够承受负荷变化冲击的双重优点,具有良好的处理效果,韦朝海等采用自行研制的新型结构生物三相流化床来研究生物处理系统各个单元结构在焦化废水处理中的降解特性及耦合关系。结果表明,厌氧流化床能有效提高焦化废水的可生化性,一级好氧流化床能高效降解有机污染物,二级好氧流化床对NH4+-N平均去除率达到89.9%,出水NH4+-N浓度稳定在15mg/L以下。生物系统出水经过滤混凝沉淀工艺后达到《钢铁工业水污染物排放标准》(GB13456-1992)中的一级排放标准。生化处理技术生物流化床技术生化处理技术33生物强化技术是指在生物处理体系中投加具有特定功能的微生物来改善原有处理体系的处理效果。投加的微生物可以来源于原有的处理体系,经过驯化、富集、筛选、培养达到一定数量后投加,也可以是原来不存在的外源微生物。实际应用中这两种方法都有采用,主要取决于原有处理体系中的微生物组成及所处的环境。这一技术可以充分发挥微生物的潜力,改善难降解有机物生物处理效果。生化处理技术生物强化技术生化处理技术34生物强化技术李日强等从焦化废水的活性污泥和油泥中分离出能降解酚的细菌7株,降解氰的细菌8株,并对其降解能力进行了测定,结果表明,当酚的质量浓度为150mg/L时,经6h处理后,对酚的去除率>96.84%,当ρ(氰离子)=25mg/L时,经8h后,去除率达99.96%。生化处理技术生物强化技术生化处理技术35生物强化技术针对目前我国焦化废水处理现状,将生物强化技术与普通生化技术相结合是一条比较实用的思路。DongheePark等为了提高生物去除总氰化物的效率,生物强化技术处理焦化废水。经过实验室培养氰化物降解的酵母菌(土生隐球酵母)和不明确的降解氰化物的微生物,然后将微生物菌体接种入流化床反应器。结果表明:全面的氰化物生物降解的连续运行表明去除率比想象中低。因此,有必要进一步研究如何解决全面的生物强化办法的操作问题。生化处理技术生物强化技术生化处理技术36湿式催化氧化技术在一定温度、压力下,借助催化剂的作用,经空气氧化,使污水中的有机物、氨分别氧化分解成CO2、H2O及N2等无害物质,达到净化目的。杜鸿章等研制成适合处理焦化厂蒸氨、脱酚前的浓焦化污水的湿式氧化催化剂,该催化剂活性高,耐酸、碱腐蚀,稳定性高,适合于工业应用,对CODCr及NH3-N的去除率分别为99.5%及99.9%;而且经催化湿式氧化法治理焦化废水的小试结果估算,治理费用与生化法相近,而处理后的水质则优于生化法。化学处理技术湿式催化氧化技术化学处理技术37湿式催化氧化技术具有适用范围广、氧化速度快、处理效率高、二次污染低、可回收能量和有用物料等优点。但是,由于其催化剂价格昂贵,处理成本高,且在高温高压条件下运行,对工艺设备要求严格,投资费用高,国内很少将该法用于废水处理。化学处理技术湿式催化氧化技术化学处理技术38焚烧法杨元林等通过对焦化废水处理焚烧方案的研究探讨,表明此处理工艺对于处理焦化厂和煤气厂产生的高浓度废水是一种切实可行的处理方法,特别适用于北方寒冷地区,尤其是焚烧工艺还可以副产蒸汽以供生产和生活使用,从而降低运行费用,对于其高浓度废液也不失是一种可行的办法。尽管焚烧法处理效率高,不造成二次污染,但其昂贵的处理费用,使得多数企业望而却步,在国内应用较少。化学处理技术焚烧法化学处理技术39电化学氧化处理技术基本原理是使污染物在电极上发生直接电化学反应或利用电极表面产生的强氧化性活性物质使污染物发生氧化还原转变。化学处理技术电化学氧化处理技术化学处理技术40电化学氧化水处理技术Chang等采用PbO2/Ti作为电极,对电化学氧化法处理焦化废水进行了研究,结果表明:电解2h后,废水中的COD由2143mg/L降到226mg/L,去除率为89.5%。废水中约为760mg/L的NH3-N也被同时去除。研究发现,电极材料、氧化物浓度、电流密度和pH值对COD的去除率和电化学氧化过程中电流的效率有显著影响。另外,电解过程产生的氯化物/高氯化物,能引起非直接氧化,这种氧化在去除焦化废水中污染物的过程中具有重要的作用。化学处理技术电化学氧化水处理技术化学处理技术41电化学氧化水处理技术王真等利用Ti/TiO2-RuO2电极降解焦化废水,结果显示:此电极对焦化废水有较好的去除效果。其最佳实验条件为:电流密度35mA/cm2,pH7,电解30min后,COD的去除率为80.2%。BoWang等调查研究焦化废水在298K、1atm和臭氧的存在下,以高锰酸钾为催化剂,高岭土作为载体进行电化学氧化处理。结果表明,难降解有机物的废水可有效地去除,在pH=3的条件下,时间为80分钟,COD去除率达92.5%。化学处理技术电化学氧化水处理技术化学处理技术42光催化氧化法对水中酚类物质和有机物有较好的处理效果。在焦化废水中加入催化剂粉末,在紫外线照射下,鼓入空气,能将废水中的有机毒物和色度去除。这种处理方法能耗低,有很大的发展潜力。但是,有时也会产生一些有害的光化学产物,造成二次污染。化学处理技术光催化氧化法化学处理技术43等离子体处理技术原理:在毫微秒高压脉冲作用下,气体间隙产生放电等离子体,放电等离子体中存在大量高能电子,这些高能电子作用于水分子产生大量的水合电子、OH-、O-等强氧化基团来氧化水中有机物,从而达到降解有机物的目的。现阶段结果表明:焦化废水经脉冲放电处理后,有机物大分子被破坏成小分子,废水的生物降解性大为提高,进一步用活性污泥法处理后,水中氰化物、酚及COD浓度均有降低。化学处理技术等离子体处理技术化学处理技术44等离子体处理技术江白茹等用放电等离子体处理焦化废水,研究了放电次数对焦化废水中氰化物和氨氮及COD的影响,总结了放电等离子体处理焦化废水过程中氰化物、氨氮和COD的变化规律。结果表明:放电次数增加,水样中氰化物氧化分解产生CNO-、NH4+、NH3
和N2,氨氮氧化产生NO3-,多环芳烃最终氧化分解生成CO2和H2O;焦化废水中氨氮和多环芳烃对COD的质量浓度影响较大,放电处理过程中,COD的质量浓度呈现出降低-升高-降低-升高-降低的趋势;经过多次放电,最终使氰化物及氨氮的质量浓度降低,可减少生物处理过程中氰化物及氨氮对生物的抑制作用,提高生化处理的效果。化学处理技术等离子体处理技术化学处理技术45Fenton试剂催化氧化法李东伟等采用UV-Fenton试剂对焦化废水进行氧化处理,试验结果表明,焦化废水经过UV-Fenton氧化处理后,COD去除率能达到86%以上,挥发酚基本能被完全去除。刘红等采用Fenton试剂氧化-混凝沉降处理焦化废水,最佳处理条件为:将废水温度控制在80℃左右,投加0.6g/LFe2+及7.2g/LH2O2
进行氧化,反应1.5h后调pH值在7.6左右,再投加10mL/L的聚硅硫酸铝进行混凝沉降。废水的COD可由1173.0mg/L降至38.2mg/L,符合国家一级排放标准,其去除率达到96.7%。
化学处理技术Fenton试剂催化氧化法化学处理技术46Fenton试剂催化氧化法普通Fenton法Fenton试剂与吸附剂联用Fenton试剂与混凝剂联用Fenton试剂与超声波(US)联用Fenton试剂与微波联用Fenton试剂与紫外光(UV)联用电Fenton法其他联合技术化学处理技术Fenton试剂催化氧化法化学处理技术47普通Fenton法
Fenton法可作为焦化废水的预处理方式以提高废水的可生化性,也可作为一种深度处理方式来提高出水水质。谢成等采用Fenton法对广东韶关钢铁公司焦化厂废水进行预处理,结果表明,在反应温度为30℃、n(Fe2+):n(H2O2)=1:20的条件下,酚、苯系物、石油烃、含氮杂环有机物和多环芳烃在反应10min后相应的去除率分别达到93.7%、96.2%、92.1%、92.7%和89.2%,此时对挥发酚和COD的去除率分别为98.6%和54.4%。同时,废水可生化性明显提高,BOD5/COD值从0.27上升至0.41。Fenton试剂催化氧化法普通Fenton法Fenton试剂催化氧化法48Fenton试剂与吸附剂联用用于焦化废水处理的吸附剂较多,如树脂、粉煤灰、活性炭等。联用方式分为两种:一种是先用活性炭吸附,然后用Fenton试剂氧化。这种处理方式的吸附平衡浓度高,可以充分利用活性炭吸附容量大的特点。对未被活性炭吸附的残余有机污染物及氰化物、硫化物等无机污染物,再采用Fenton试剂进行氧化,可以大大降低Fenton试剂的消耗量;对吸附饱和的活性炭,可采用H2O2
再生,不产生二次污染。另一种是先用Fenton试剂氧化,再用活性炭吸附。
Fenton试剂催化氧化法Fenton试剂与吸附剂联用Fenton试剂催化氧化法49Fenton试剂与吸附剂联用王春敏等采用Fenton试剂-活性炭吸附工艺处理某焦化厂生化处理前的废水,操作条件:Fenton试剂氧化阶段H2O2投量为55mmol/L,[Fe2+]/[H2O2]=1:10,初始pH=3;活性炭吸附阶段活性炭投量为2.5g/L,pH=3,吸附时间为30min。在此操作条件下,焦化废水COD由原来的1935mg/L降为48.8mg/L,去除率达97.5%,出水水质符合国家一级排放标准。李茂等采用树脂吸附-Fenton试剂氧化组合工艺对某焦化企业产生的高浓度焦化废水进行处理。在最佳工艺条件下,对酚类和COD的去除率分别为接近100%和74.82%,废水的BOD5/COD值由0.11提高到0.19。Fenton试剂催化氧化法Fenton试剂与吸附剂联用Fenton试剂催化氧化法50Fenton试剂与混凝剂联用由于焦化废水的COD一般很高,单独采用Fenton法处理效果不是十分理想,若与混凝剂联合,处理效果会大大提高,且两者之间具有协同效应。混凝剂的主要作用是利用其水解产生的水合配离子及氢氧化物胶体,中和废水中某些物质表面所带的电荷,使这些带电物质发生凝集沉淀而去除。现在用于焦化废水处理的混凝剂种类较多,与Fenton试剂联合使用的主要有FeCl3、PAM及研究者自制的混凝剂等。Fenton试剂催化氧化法Fenton试剂与混凝剂联用Fenton试剂催化氧化法51Fenton试剂与混凝剂联用吴克明等先采用Fenton氧化,再用FeCl3混凝沉淀处理某钢铁集团焦化厂的废水,结果表明:当pH为3左右、反应温度为80℃、反应30min后,对COD、NH3-N、浊度和色度的去除率分别达到93.1%、96.2%、90.8%和90.2%。左晨燕等采用Fenton氧化/混凝协同处理首钢焦化厂蒸氨脱酚后的废水,在H2O2投量为220mg/L、Fe2+投量为180mg/L、PAM投量为4.5mg/L、反应时间为0.5h、pH=7.0的条件下,最终COD去除率可达44.5%,色度可降到35倍,出水水质符合国家污水排放二级标准。Fenton试剂催化氧化法Fenton试剂与混凝剂联用Fenton试剂催化氧化法52Fenton试剂与混凝剂联用彭贤玉等以Fenton氧化-混凝法处理焦化废水,对色度、COD、NH3-N的去除率分别达到84.3%、92.9%、96.2%,出水达到国家排放标准。刘红等用Fenton试剂联合自制的聚硅硫酸铝对焦化废水进行了催化氧化/混凝试验,结果表明:在最佳条件下废水经Fenton氧化/混凝处理后,COD从1173mg/L降至38.2mg/L,去除率达96.7%。Fenton试剂催化氧化法Fenton试剂与混凝剂联用Fenton试剂催化氧化法53Fenton试剂与混凝剂联用于庆满等采用自制的聚硅酸酸硫酸铝铁混凝剂(PFASS),用Fenton法联合混凝沉降对焦化废水经生化处理出水进行深度处理,试验结果表明:Fenton试剂氧化/混凝和混凝/Fenton试剂氧化最终都可使废水达标排放,其先后顺序对试验结果有一定影响,混凝/Fenton试剂氧化的效果优于Fenton试剂氧化/混凝。经混凝/Fenton试剂氧化处理后的出水透光度较好、色度低,而经Fenton法氧化/混凝处理后的出水可能因为含有Fe3+而略显黄色。Fenton试剂催化氧化法Fenton试剂与混凝剂联用Fenton试剂催化氧化法54Fenton试剂与超声波(US)联用超声技术利用超声能量可将水中有毒的、难降解的有机污染物转化成二氧化碳和水或毒性更小的有机污染物,由于其能量转化率较低和能耗较大,在低频条件下所能产生的•OH不足等原因,使其应用受到极大限制。超声与Fenton试剂联合可以弥补这一不足,且两者之间存在协同效应。利用超声的空化效应以及其引起的温度升高和充分搅拌接触,促使Fenton反应中的•OH大量迅速地产生,从而使生物难降解有机物的处理效果更好。
Fenton试剂催化氧化法Fenton试剂与超声波(US)联用Fenton试剂催化氧化55Fenton试剂与超声波(US)联用石新军采用超声空化与Fenton试剂联合作用降解焦化废水中的有机物,在COD初始浓度为807mg/L、初始pH为3.18、Fe2+和H2O2的用量分别为100mg/L和1500mg/L、降解240min的条件下,废水的COD降解率达97.87%。Fenton试剂催化氧化法Fenton试剂与超声波(US)联用Fenton试剂催化氧化56Fenton试剂与超声波(US)联用唐玉斌等采用US/Fenton氧化/混凝法对高浓度焦化废水进行预处理。结果表明,在一定的试验条件下,对COD、NH3-N、CN-和色度的去除率分别为75.1%、53.4%、62.8%和83.1%,废水的COD由处理前的4799mg/L降至1195mg/L,BOD5/COD值由0.196提高到0.373,出水可生化性良好。US/Fenton氧化/混凝法可作为高浓度焦化废水一种有效的预处理方法。Fenton试剂催化氧化法Fenton试剂与超声波(US)联用Fenton试剂催化氧化57Fenton试剂与微波联用微波是一种电磁波,其波长为1mm~1m。采用微波辐射液体能使其中的极性分子产生高速旋转而产生热量,同时改变体系热力学函数,降低活化能和分子的化学键强度。微波不但可以改善反应条件,加快反应速度,提高反应产率,而且还可以促进一些难以进行的反应的发生。目前,用微波消除污染物的研究正处于试验阶段。Fenton试剂催化氧化法Fenton试剂与微波联用Fenton试剂催化氧化法58Fenton试剂与微波联用J.Sanz等研究表明,利用微波和Fenton氧化联合降解酚类化合物比单纯使用Fenton氧化效果更好,且联合技术在接近中性的条件下降解效果就很好,而单纯Fenton法只有在pH=3左右效果才比较好。徐科峰等进行了微波强化类Fenton氧化降解苯酚的试验研究,结果表明,对类Fenton试剂降解苯酚的反应体系施加微波,可降低反应活化能和提高反应速率,微波辐射的功率越大,苯酚转化速率和TOC降解速率就越快。当微波辐射功率为600W时,苯酚降解的反应活化能为15.042kJ/mol,比常规条件的反应活化能降低了22.48%。Fenton试剂催化氧化法Fenton试剂与微波联用Fenton试剂催化氧化法59Fenton试剂与紫外光(UV)联用UV/Fenton法实际上是Fe/H2O2
与UV/H2O2两种系统的结合。该法中UV和Fe2+对H2O2催化分解存在协同效应,即H2O2的分解速率远大于Fe2+或UV催化H2O2分解速率的简单加和,因此大大提高了反应速率。其原因主要是铁的某些羟基络合物可发生光敏化反应生成•OH所致。以Fe(OH)2+为例,反应如下:Fe(OH)2++hλ→Fe2++•OHFenton试剂催化氧化法Fenton试剂与紫外光(UV)联用Fenton试剂催化60Fenton试剂与紫外光(UV)联用Fe(OH)2+分解既可产生Fe2+又可产生•OH,在提高反应速率的同时又可进一步提高H2O2的利用率,并降低Fe2+的用量。有机物在UV作用下可部分降解,同时Fe3+与有机物降解过程中产生的中间产物形成的络合物是光活性物质,也可在UV照射下继续降解,因此可使有机物矿化程度更充分。Fenton试剂催化氧化法Fenton试剂与紫外光(UV)联用Fenton试剂催化61Fenton试剂与紫外光(UV)联用曾曼等用UV/Fenton法处理经生化及FeSO4絮凝后的焦化废水,在一定的试验条件下,对废水TOC的去除率>70%,对多环芳烃(PAH)的去除率为95.8%,对COD的去除率也较高。刘琼玉等采用太阳光/Fenton氧化技术预处理含酚废水,结果表明,采用太阳光/Fenton氧化预处理后,再经混凝法处理,对COD的去除率为62.1%(单纯采用混凝法对COD的去除率仅为14.3%),废水的BOD5/COD值由0.10提高到0.32。Fenton试剂催化氧化法Fenton试剂与紫外光(UV)联用Fenton试剂催化62Fenton试剂与紫外光(UV)联用张乃东等采用强化UV/Fenton法降解水中苯酚,所谓强化就是在UV/Fenton体系中加入草酸盐(C2O42-),C2O42-能与反应体系中的Fe3+生成草酸铁(III)络合物。由于草酸铁(III)络合物具有极强的吸收紫外线的能力,将草酸盐引入UV/Fenton体系,可提高对光线的利用率,有利于高浓度有机废水的处理。结果表明,在最佳试验条件下,对苯酚的去除率可高达96%。Fenton试剂催化氧化法Fenton试剂与紫外光(UV)联用Fenton试剂催化63电Fenton法实质是把用电化学法产生的Fe2+或H2O2作为Fenton试剂的持续来源。与光Fenton法相比有以下优点:自动产生H2O2的机制较完善;导致有机物降解的因素较多,除.OH的氧化作用外,还有阳极氧化、电吸附等。许海燕等采用电Fenton法处理某钢铁公司生化处理后的焦化废水,废水色度从1000倍以上降至50倍以下,对COD的去除率>80%,处理效果明显优于普通Fenton法,并有效降低了Fe2+/H2O2的用量,缩短了反应时间。Fenton试剂催化氧化法电Fenton法Fenton试剂催化氧化法64其他联合技术Fenton试剂还有诸多其他的联合技术,如与铁屑联用、与二氧化钛联用、与臭氧联用及与磁场联用等,虽然目前在实际焦化废水的处理研究中还鲜有报道,但随着研究的深入和技术的改进,相信这些技术也会在焦化废水的处理中起到重要的作用。Fenton试剂催化氧化法其他联合技术Fenton试剂催化氧化法65超临界水氧化技术(SCWO)能在很短的时间内将难降解的、危险的有机物彻底转化为CO2和H2O,实现有机有毒污染物的无害化,因此用超临界水作为反应介质已经受到广泛的关注。陈新宇等采用催化超临界水氧化技术针对焦化废水的主要污染物降解过程进行了研究。结果分析表明:废水经处理后,苯酚降解率达到100%,喹啉和氨氮的降解率分别也达到99.1%和96%以上,达到GB8978-1996排放标准。化学处理技术超临界水氧化技术(SCWO)化学处理技术66臭氧氧化法臭氧能与废水中的绝大多数有机物、微生物迅速反应,可去除废水中的酚、氰,并降低废水的COD、BOD值,同时起到脱色、除臭、杀菌的作用。臭氧的强氧化性可将废水污染物快速除去,自身分解为氧,不会造成二次污染,管理操作方便。存在投资高、电耗大、处理成本高的缺点。主要应用于废水的深度处理。化学处理技术臭氧氧化法化学处理技术67混凝法吸附法稀释和气提烟道气处理焦化废水化学处理技术混凝法化学处理技术68混凝法关键在于混凝剂,常见的混凝剂有铝盐、铁盐、聚铝、聚铁和聚丙烯酰胺等。目前国内焦化厂家一般采用聚合硫酸铁。赖鹏等利用Fe2(SO4)3作为混凝剂,对焦化废水生化处理出水进行深度处理。结果表明,在Fe2(SO4)3投加量为400mg/L、pH5的条件下,溶解性有机碳(DOC)去除率达到40.1%,出水COD<150mg/L,能够达到国家的二级排放标准。化学处理技术混凝法化学处理技术69混凝法吴克明等采用混凝-气浮法对焦化废水的处理进行了研究。结果表明,聚合氯化铝铁(PAFC)+聚丙烯酰胺(PAM)处理废水,生成的矾花大而密实,沉降速度快,出水色度低,效果较好。DongheePark等用硫酸亚铁和氯化铁来去除残留在经前置反硝化工艺处理的出水中氰化物。在加入和没有加入聚合氯化铝(PAC)溶液的两种情况下进行批量试验得到两种铁溶液的最佳剂量。结果表明,硫酸亚铁溶液可以取代氯化铁溶液处理废水中氰化物,尤其是铁氰化物。化学处理技术混凝法化学处理技术70吸附法常用于废水的深度处理。周静等利用粉煤灰-石灰体系作吸附剂,对焦化废水中氨氮进行深度处理。结果表明,废水经该工艺处理后,水样中氨氮浓度由77.67mg/L降至25mg/L以下,可以达到国家工业废水二级排放标准(GB8978-I996)。I.Vazquez分别对吸附剂颗粒活性炭和树脂XAD-2、AP-246和OC-1074进行平衡,动力学和柱分析。结果表明,颗粒活性炭(GAC)呈现最高的吸附容量、最大的吸附参数和最高的动态能力。化学处理技术吸附法化学处理技术71稀释和气提焦化废水中含有的高浓度氨氮物质以及微量高毒性的CN-等对微生物有抑制作用。因此这些污染物应尽可能在生化处理前降低其浓度,通常采用稀释和气提的方法。一般情况下,气提不能使氨氮达到排放标准,只能作为预处理,仍需进一步研究。化学处理技术稀释和气提化学处理技术72烟道气处理焦化废水程志久等利用烟道气处理焦化剩余氨水或全部焦化废水的方法,在江苏淮钢集团焦化剩余氨水处理工程中获得成功应用。实践证明,该方法与常规的生化法相比,不仅研究思路全新、效果也迥异。它是将废水中的污染物,主要是有机污染物以固化状态与废水分离,而废水中的水分全部汽化,从而实现了废水经处理后的零排放,并确保烟道气达标外排。它“以废治废”具有投资省、运行费用低、处理效果好的巨大优势。化学处理技术烟道气处理焦化废水化学处理技术73典型行业工业废水处理方法课件74我国焦化废水处理现状目前焦化废水一般按常规方法进行两级处理,第一级处理包括隔油、过滤(或一次沉降),溶剂萃取脱酚、蒸氨、黄血盐脱氰等;第二级处理包括浮选、生物脱酚、混凝沉淀等,但是其中某些有毒有害物质的浓度仍居高不下,常常难以达到国家允许的排放标准。三、焦化废水处理展望我国焦化废水处理现状三、焦化废水处理展望75焦化废水处理存在的问题采用传统处理工艺,虽然对焦化废水中的油、高浓度酚、氰化物、硫化物等有较好的去除效果,但对氨氮和难降解有机物的去除不理想,其处理出口排水中的CODcr,NH3-N等污染物指标均难于达标。①废水难以达标排放;②绝大多数企业未考虑焦化废水的回用;③废水水处理成本偏高,企业难以接受。三、焦化废水处理展望焦化废水处理存在的问题三、焦化废水处理展望76焦化废水处理存在的问题焦化废水处理改进措施:(1)焦化废水预处理技术,焦化废水中所含的高浓度氨氮物质、微量有高毒性的CN-,SCN-,S2-以及生物难降解的焦油类、苯类等不溶性有机物等,均对微生物有抑制作用,需要采用适当的预处理技术,尽可能在生化处理前降低其浓度或改变其分子结构,提高废水的可生化性。预处理还具有除油、去除废水中的分散颗粒和胶体物质、吹脱氨氮等作用。主要有:厌氧水解(酸化)法、Fenton试剂法、稀释法、蒸汽气提法、气浮法以及三相分离技术等。三、焦化废水处理展望焦化废水处理存在的问题三、焦化废水处理展望77焦化废水处理存在的问题焦化废水处理改进措施:(2)焦化废水二级处理技术方法很多,有生物强化技术、湿式催化氧化技术(CWO)、三相气提升循环流化床等。(3)焦化废水深度处理技术,焦化废水成分复杂且难降解物质多,考虑到生化处理本身具有一定的局限性,有些污染物并不能通过生化处理降解,为使出水水质能全面达标,就须对焦化废水进行深度处理。目前有多种深度处理技术,主要有:投加多种混凝剂、折点加氯法、氧化塘处理法、吸附法、生物铁炭法等。三、焦化废水处理展望焦化废水处理存在的问题三、焦化废水处理展望78水量水质及回用水水质要求工艺流程及特点构筑物及设备参数工程调试及运行运行费用分析四、焦化废水处理工程实例水量水质及回用水水质要求四、焦化废水处理工程实例79水量水质及回用水水质要求水量该装置污水处理站的来水分两部分,一部分为生活废水,水量为10m3·h-1,另外一部分为生产废水约为30m3·h-1,合计约40m3·h-1。据此确定污水站的处理规模为Qd=960m3·d-1,Qh=40m3·h-1。进水水质及回用水水质要求根据同类废水水质情况,焦化废水本身的可生化性较差,但加入了生活废水后,可生化性有一定改善。废水水质及回用水水质要求见表1。四、焦化废水处理工程实例水量水质及回用水水质要求四、焦化废水处理工程实例80水量水质及回用水水质要求四、焦化废水处理工程实例水量水质及回用水水质要求四、焦化废水处理工程实例81工艺流程及特点
工艺流程焦化废水的处理方法主要有A/O、A2/O、微波水处理、微电解和超临界法。结合国内外焦化废水处理的先进经验,确定以A2/O2、混凝沉淀、过滤和氨吸附为主体工艺,这样不仅能有效地除去废水中的有机污染物,而且对氨氮污染物也有较好的去除效果。具体工艺流程如见图1所示。四、焦化废水处理工程实例工艺流程及特点四、焦化废水处理工程实例82工艺流程及特点
工艺流程四、焦化废水处理工程实例投加破乳剂、混凝剂及絮助凝剂工艺流程及特点四、焦化废水处理投加破乳剂、混凝剂及絮助凝剂83工艺流程及特点
工艺流程生活生产废水经由提升池进入隔油池去除粒径较大的油珠及比重大于1.0的杂质。经隔油后的废水进入气浮池,投加破乳剂、混凝剂及絮助凝剂。可将乳化态的焦油有效的去除,另COD、BOD也得到部分去除。之后进入调节池,均质均量。调节池的水由潜水泵打入厌氧池。四、焦化废水处理工程实例工艺流程及特点四、焦化废水处理工程实例84工艺流程及特点
工艺流程而后废水进入缺氧池,废水中NH3-N在下一级好氧硝化反应池中被硝化菌与亚硝化菌转化为NO3--N与NO2--N的硝化混合液,循环回流于缺氧池,通过反硝菌生物还原作用,NO3--N与NO2--N转化为N2。缺氧池流出的废水自流入推流式活性污泥曝气池,在此完成含氨氮废水的硝化过程。在此投加适量Na2CO3,以补充碱度,反应温度20~40℃,pH8.0~8.4,此过程要求较低的含碳有机质,以免异氧菌增殖过快,影响硝化菌的增殖,气水体积比20:1。四、焦化废水处理工程实例工艺流程及特点四、焦化废水处理工程实例85工艺流程及特点
工艺流程与悬浮活性污泥接触,水中的有机物被活性污泥吸附、氧化分解并部分转达化为新的微生物菌胶团,废水得到净化。净化后的废水进入二沉池使活性污泥与处理完的废水分离,并使污泥得到一定程度的浓缩,使混合液澄清,同时排除污泥,并提供一定量的活性微生物。二沉池流出的废水自流入生物接触氧化池,自下向上流动,运行中废水与填料接触,微生物附着在填料上,水中的有机物被微生物吸附、氧化分解并部分转化为新的生物膜,废水得到净化。四、焦化废水处理工程实例工艺流程及特点四、焦化废水处理工程实例86工艺流程及特点
工艺流程接触氧池出水经加药、曝气反应后,进行混凝沉淀池。由二沉池出水仍然不能保证水中悬浮物达到杂用水悬浮固体指标要求。因为污水中含有很多的细小的颗粒,故使其流入砂滤池,其中孔隙为10~15μm石英砂滤料保证悬浮物大部分被滤料截留,出水清澈。砂滤池的出水可以有选择的进入高效氨吸附池,以沸石为原料对水中的氨氮快速吸附,以进一步保证出水达标排放。四、焦化废水处理工程实例工艺流程及特点四、焦化废水处理工程实例87工艺流程及特点
工艺特点生物处理工艺采用“气浮+厌氧+缺氧+好氧+生物接触氧化”主体工艺处理焦化废水,工艺先进,处理效果稳定可靠;对难降解有机物含量高、氨氮浓度高的废水处理有特效;废水处理最后把关工艺沸石吸附,可以有效地保证出水氨氮和BOD达到回用要求,并且氨吸附在生物协同的作用下不需要化学解吸,可以反复使用。曝气设备选用高效,低能耗的BZQ·W-192型微孔曝气器,具有充气量大,氧利用率高,运行稳定,曝气均匀的特点。四、焦化废水处理工程实例工艺流程及特点四、焦化废水处理工程实例88构筑物及设备参数预处理工艺污水提升池事故池隔油池气浮池调节池四、焦化废水处理工程实例构筑物及设备参数四、焦化废水处理工程实例89预处理工艺污水提升池
主要功能是收集生活污水和生产废水并充分混合,有效容积为200m3。池体总体积300m3;有效深度2m;池底设泵坑,池子顶部设溢流;工艺尺寸为10m×10m×3m;水力停留时间2h;内安装格栅一台,格栅型号PG-1200,格栅宽度B=1200mm,排渣高度1380mm,栅条净距30mm,安装角度60°。构筑物及设备参数预处理工艺构筑物及设备参数90预处理工艺事故池据调查,该厂氨氮的浓度有时高达600mg·L-1左右,故在设计时应考虑事故工况的处理,设一事故池。当水中氨氮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,以保证好、厌氧菌不被毒死。池体总体积990m3,有效容积900m3,工艺尺寸为18m×10m×5.5m,有效深度5m,水力停留时间9h。构筑物及设备参数预处理工艺构筑物及设备参数91预处理工艺隔油池主要功能是去除漂浮油和沉渣。处理能力100m3·h-1,采用斜管除油池,表面负荷为1.0m3·m-2·h-1。池体总体积652.8m3,池体有效体积268.8m3,有效深度2.8m,水力停留时间为2.7h;构筑物及设备参数预处理工艺构筑物及设备参数92预处理工艺气浮池经隔油后的废水进入气浮池,投加破乳剂、混凝剂及絮助凝剂,主要功能是去除分散油和悬浮物。工艺尺寸为12m×5m×3.5m。设计处理能力100m3·h-1。配溶气泵1台,溶气罐一套,Z-0.05/6空压机1台。调节池主要功能是进行废水水量的调节和水质的均和。设计处理能力100m3·h-1,钢砼结构,工艺尺寸为18m×10m×5.5m,水力停留时间9h。构筑物及设备参数预处理工艺构筑物及设备参数93构筑物及设备参数生化处理工艺厌氧池缺氧池好氧池二沉池生物接触氧化池四、焦化废水处理工程实例构筑物及设备参数四、焦化废水处理工程实例94生化处理工艺厌氧池主要目的是去除COD和改善废水的可生化性。设计处理能力100m3·h-1,池体总容积1088m3,有效容积806m3,有效水深取6.3m,COD容积负荷3kg·m-3·d-1;水力停留时间10h;工艺尺寸16m×8m×8.5m。厌氧池底部布水,采用专用布水器,每只服务面积4m2。采用弹性立体填料,高度3m,总装填量为360m3。构筑物及设备参数生化处理工艺构筑物及设备参数95生化处理工艺缺氧池生物脱氮的主要工艺设备,废水中NH3-N在下一级好氧硝化反应池中被硝化菌与亚硝化菌转化为NO3--N与NO2--N的硝化混合液,循环回流于缺氧池,通过反硝菌生物还原作用,NO3--N与NO2--N转化为N2。总体积1904m3,有效体积1632m3,有效水深6m,水力停留时间17h,工艺尺寸16m×17m×7m。在缺氧池前投加磷,磷源采用磷酸氢二钠,投加量为10mg·L-1。构筑物及设备参数生化处理工艺构筑物及设备参数96生化处理工艺好氧池采用推流式活性污泥曝气池,它由池体、布水和布气系统3部分组成。采用推流式活性污泥曝气池,设计处理能力100m3·h-1,总容积4840m3,有效容积3500m3,有效深度4.0m,停留时间3.5h,工艺尺寸16m×55m×5.5m。配HSR250鼓风机3台,2用1备,BZQ·W-192曝气器4200套,消化液回流泵2台。构筑物及设备参数生化处理工艺构筑物及设备参数97生化处理工艺二沉池是活性污泥法工艺的重要组成部分。采用平流式,设计处理能力700m3·h-1,池体尺寸14m×30m×3.5m;2座,沉淀时间:HRT=3.5h,表面负荷0.85m3·m-2·h-1;沉淀部分有效水深3m;底部活性污泥靠吸刮泥机排入池边附设的污泥回流井。配刮吸泥机各1套,污泥回流泵1台。构筑物及设备参数生化处理工艺构筑物及设备参数98生化处理工艺
生物接触氧化池主要功能是通过好氧微生物的代谢活动,分解前面工序处理后废水中剩余的有机物和去除氮磷物质。设计处理能力100m3·h-1,池体总容积576m3,有效容积512m3,有效水深取6.3m,COD容积负荷0.5kg·m-3·d-1;水力停留时间10h;工艺尺寸16m×8m×4.5m。采用弹性立体填料,高度3m,总装填量为384m3。构筑物及设备参数生化处理工艺构筑物及设备参数99构筑物及设备参数深度处理工艺混凝沉淀池砂滤池高效氨吸附池四、焦化废水处理工程实例构筑物及设备参数四、焦化废水处理工程实例100深度处理工艺混凝沉淀池属于生物接触氧化处理的一个重要组成部分。设计处理能力100m3·h-1。其中混合絮凝反应池工艺尺寸8.5m×3m×2.5m,其中反应室5.5m×3m×2.5m,混合时间为10min,反应时间为20min,混合器设置穿孔管搅拌装置,反应器设置搅拌机,配加药装置2套。沉淀池采用辐流式,池体尺寸:D×H=Φ14m×4.6m;沉淀时间HRT=1.5h,表面负荷0.65m3·m-2·h-1;沉淀部分有效水深5.3m;底部活性污泥靠静压排入池边附设的排泥池。内设刮泥机各一套。构筑物及设备参数深度处理工艺构筑物及设备参数101深度处理工艺砂滤池采用的石英砂滤料孔隙能达到10~15μm,而污水中大部分细小颗粒径集中在10~100μm,可保证悬浮物大部分被滤料截留,出水清澈。设计处理能力100m3·h-1。采用压力过滤器。滤料采用双层滤料,滤料采用石英砂和无烟煤,滤料直径采用0.5~1.2mm,滤料填充高度1.2m。砂滤池滤速8m·h-1,反冲洗膨胀率20%左右。过滤器尺寸Φ2000mm×2400mm,4座,钢结构防腐。构筑物及设备参数深度处理工艺构筑物及设备参数102深度处理工艺高效氨吸附池虽然A2-O2工艺在正常工况下,可使氨氮浓度达标排放,但对于一些事故工况或在冬季处理效果欠佳时,出水氨氮可能超标,因此,设立高效氨吸附池,以沸石为原料对水中的氨氮快速吸附,以进一步保证出水达标排放。沸石最佳吸附容量为4.5mg(氨氮)·g-1(沸石)。设计处理能力100m3·h-1;工艺尺寸4.8m×4.8m×3m;2座,地下式钢砼结构。空塔流速约2m·h-1,内设沸石吸附层和砾石承托层。构筑物及设备参数深度处理工艺构筑物及设备参数103构筑物及设备参数污泥处理工艺污泥浓缩池污泥脱水机四、焦化废水处理工程实例构筑物及设备参数四、焦化废水处理工程实例104污泥处理工艺污泥浓缩池采用两池间歇操作方式,单池停留时间24h。工艺尺寸5m×5m×6.6m,半地上式钢砼结构。总容积330m3,有效容积200m3,有效水深4m。浮渣采用人工清除,浓缩后污泥靠污泥泵吸入污泥脱水机。污泥脱水机经过浓缩后的污泥仍是能流动的,必须进行污泥脱水。采用箱式压滤机,型号XMZ80/800-UB,配螺杆泵2台。构筑物及设备参数污泥处理工艺构筑物及设备参数105工程调试及运行工程调试气浮前系统调试生化系统调试混凝沉淀单元调试过滤系统与氨吸附系统调试四、焦化废水处理工程实例工程调试及运行四、焦化废水处理工程实例106工程调试气浮前系统调试主要是调整溶气压力、回流量、加药量以及截止阀开启度。通过一周的不断改变工况运行,发现在容器压力为0.42Mpa,回流量26%,加药量PAC120mg·L-1和PAM15mg·L-1,调整适宜的截止阀开启度,使得到良好的释放效果时,出水水质较好,除油效率稳定达到81%以上,SS去除率稳定达到69%。工程调试及运行工程调试工程调试及运行107工程调试生化系统调试厌氧池、缺氧池和生物接触氧化池的调试主要是培养和驯化细菌等其他微生物,根据该废水有机物污染浓度不高而挥发酚和氨氮含量高的特点,本调试采用培养与驯化同时进行。菌种取自污水处理厂脱水后的生化污泥,取污泥量为90t。工程调试及运行工程调试工程调试及运行108工程调试生化系统调试按BOD5:N:P=100:5:1配给营养物,通过闷曝、间歇进水、控制厌氧池溶解氧DO≤0.1mg·L-1、水解酸化池溶解氧DO≤0.5mg·L-1与生物接触氧化池控制DO≥2.5mg·L-1,调节消化液回流量在200%~350%,污泥回流量在80%~100%,小水量连续进水和逐渐增加水量到满负荷各个阶段调试(进水量每次提高不高于25%),当生物膜2mm左右厚时,且二沉池出水较清澈水质亦能稳定达标时,驯化阶段结束,进入稳定运行阶段。稳定阶段控制消化液回流量300%左右,污泥回流量90%,处理效果比较稳定。工程调试及运行工程调试工程调试及运行109工程调试混凝沉淀单元调试根据现场反复实验确定的最佳加药量PAC为150mg·L-1
和PAM为10mg·L-1。依据试验的结果,在现场通过调整搅拌风量和加药量,经过10d调试发现在PAC、PAM加药量分别为100、10mg·L-1的情况下,矾花大而密实容易沉淀,并且出水比较清澈。因此确定这个工况为运行工况。工程调试及运行工程调试工程调试及运行110工程调试过滤系统与氨吸附系统调试该单元主要确定进水量、反冲洗水量和反冲洗周期。经过10d的改变工况运行,发现进水水量与上个单元来水量成正相关性,过滤泵应根据污水提升泵的运行状况进行适当调整,但是整体来看当过滤泵调整到42t·h-1时,运行的连续性比较好。当连续累计过滤14.6h时,出水水质开始恶化,为了保证过滤器的运行稳定性,反冲洗周期为12h。工程调试及运行工程调试工程调试及运行111工程调试过滤系统与氨吸附系统调试反冲洗水量190t·h-1、反冲洗强度16.8L·m-2·s-1时,有跑砂现象;当反冲洗水量约152t·h-1、反冲洗强度约13.4L·m-2·s-1时,反冲洗时间12min时,膨胀率高、反冲效果好并没有跑砂现象。氨吸附池运行大约10d左右时出水出现浑浊等恶化现象,因此工艺确定运行8d后反洗一次,反冲洗水量为500t·h-1,历时30min以上时膨胀率高、反冲效果好。因此工艺确定为最佳工艺参数。工程调试及运行工程调试工程调试及运行112工程调试及运行运行效果运行结果监测问题与讨论四、焦化废水处理工程实例工程调试及运行四、焦化废水处理工程实例113运行效果运行结果监测工程调试及运行运行效果工程调试及运行114运行效果问题与讨论高效气浮机随着运行时间的推移,溶气量越来越小,主要原因是循环泵来水是气浮机中上部的水,因排泥不及时,泥可能随循环泵进入溶气罐最终导致空气的溶解度降低,再加上长期运行造成释放器结垢或堵塞也影响了气泡的释放。如果不及时维修将导致出水水质越来越差,溶气水水质越来越差,最终导致恶性循环。采取措施是,及时巡场,定期及时排泥,清洗溶气罐和释放器,实践表明这种措施是可行的。工程调试及运行运行效果工程调试及运行115运行效果问题与讨论高效气浮机出水水质恶化,主要原因是:一是水质波动大,是二释放气泡效果差。针对第一个原因采取调节加药量和和进水量的措施,使加药量与进水量和水质匹配;针对第二种原因采取调整回流量和截止阀的开启度的方法。实践证明采取以上措施是可行的。工程调试及运行运行效果工程调试及运行116运行效果问题与讨论运行期好氧池偶尔出现泡沫过多的现象,主要原因一是气浮机处理效果出现恶化,出水含油量过高,导致进入好氧池的含油量比较高,在好氧池表面形成强度比较大的不易破碎的泡沫,采取调节气浮池到最好的效果和加大污泥回流量的措施,实践证明该措施切实可行;二是因为一些原因导致丝状菌优势生长,形成生物泡沫,采取增加污泥回流量和消化液回流量的措施,实践证明切实可行。工程调试及运行运行效果工程调试及运行117运行费用分析工程固定总投资约为人民币826.00万元,为工程运行吨废水电费人民币1.77元;吨运行药剂费人民币0.80元;该污水处理站定员5人,每人月工资1000元,则吨水处理人工费人民币0.17元·m-3;固定资产形成率按照90%计,年维修费率按照2%提取,吨水处理维修费人民币0.42元·m-3;污泥处理处置费按吨污泥30.00元,系统日产生含水率75%污泥约24吨,吨水污泥处理处置费用人民币0.75元;则吨水处理运行费用为人民币3.91元。四、焦化废水处理工程实例运行费用分析四、焦化废水处理工程实例118第二节电镀废水的处理一、概述二、电镀废水的处理方法三、电镀废水处理展望四、电镀废水处理的工程实例本节内容概要第二节电镀废水的处理本节内容概要119电镀废水的来源电镀废水的分类电镀废水的危害一、概述电镀废水的来源一、概述120电镀废水的来源与电镀工业的规模发展相对应的电镀废水排放量也越来越大,电镀已是当今世界最严重的污染工业之一。电镀件前处理的废水废电镀液镀件漂洗水其它排水一、概述电镀废水的来源一、概述121电镀件前处理的废水包括整平表面、化学或电化学除油污,酸洗或电化学方法除锈以及镀件的活化处理等。油污特别严重的零件有时先用汽油、丙酮、甲苯、四氯化碳等有机溶剂除油;再进行化学碱性除油,加NaOH、Na2CO3、Na3PO4等。因此,该过程产生的废水是碱性废水,并有油类及其它有机化合物。酸洗除锈常用HCl、H2SO4
等。为了防止镀件基体的腐蚀,常加入某些缓蚀剂,如硫脲、磺化煤焦油、乌洛托品、联苯胺等。过程产生的废水酸度较高,且含有重金属离子及少量有机添加剂。电镀废水的来源
电镀件前处理的废水电镀废水的来源122废电镀液电镀工艺中,电镀母液经多次使用后,引起重金属或其它杂质的积蓄,超过一定含量会影响电镀质量,需要倒槽过滤,或净化处理以恢复电镀母液的正常工作能力。许多工厂为了控制槽液中的杂质在工艺允许范围之内,将槽液废弃一部分,补充新溶液;也有的工厂将失效的槽液全部弃去。电镀废水的来源
废电镀液电镀废水的来源123镀件漂洗水水量较大,浓度较低。电镀生产线包括电镀槽和多级漂洗槽。通常使新水从最后的漂洗槽进入,与电镀部件成相反的方向流动,经过2~5段漂洗后在邻近电镀槽的漂洗槽排出,产生了大量漂洗废水。这部分废水的水质成分较复杂,含有毒物质以及重金属离子,是进行处理与回收利用的主要对象。其它排水冲刷地坪、刷洗极板、通风冷凝或洗涤的一部分废水等。这部分水量不大,但含有不同的有毒物质,并夹带泥沙,均需处理后方可排放。电镀废水的来源
镀件漂洗水电镀废水的来源124电镀废水的分类按所含污染物可分为含氰电镀废水,含铬、镍、锌等重金属电镀废水、有机电镀废水、酸性和碱性废水等。一、概述电镀流程图电镀废水的分类一、概述电镀流程图125电镀废水的危害含氰废水的危害含铬废水的危害含锌废水的危害含铜废水的危害含镍废水的危害其他一、概述电镀废水的危害一、概述126含氰废水的危害氰化物作为一种优良的络合剂是电镀工业中的主要原料。含氰电镀废水主要来自氰化镀锌、铜、铬、镉等工序。含有的氰络合金属离子、游离氰等对人类、牲畜和鱼类的生命都是一种严重的威胁。含有游离氰根的水溶液具有高毒性。氰化物的致死量为100~250mg,人在吸入0.3mL·L-1浓度HCN气体数分钟后就将死亡,暴露于0.11mL·L-1HCN气体中1h后便有生命危险。电镀废水的危害含氰废水的危害电镀废水的危害127含氰废水的危害络合态氰的毒性则相对小一些,是由于络合态氰比较稳定,不易破坏细胞色素氧化酶的携氧功能。但是,大量含络合态氰的废水排入地表水,在光照后会释放出一定数量的游离氰。氰化物是极毒物质,特别在酸性条件下,它变成剧毒的氢氰酸。人体对氰化钾的中毒致死剂量为0.25g(纯净氰化钾为0.15g)。对鱼类和其他水生物的危害为(以游离CN-计):浓度为0.04~0.1mg/dm3就能使鱼类致死。此外,含氰废水作为农灌水时会使农作物减产。电镀废水的危害含氰废水的危害电镀废水的危害128含铬废水的危害Cr6+对生命组织来说毒性更强,是强烈的表皮细胞刺激物。对植物、水生动物、细菌都是有毒的;对人类有致癌作用,此外它还能导致肝损害和肺充血等。Cr3+是生物所必需的微量元素。通过动物试验发现Cr3+有激活胰岛素的作用,还可以增加对葡萄糖的利用。实验证明,Cr6+的毒性比Cr3+高100倍。WHO所规定的饮用水中,要求铬的浓度不超过2μmol·L-1。Cr3+在痕量浓度下能够控制哺乳动物的血糖水平,所以非但无害,而且显的尤为重要。但是,在水中的浓度超过5.0mg·L-1时同样对鱼类产生毒性。电镀废水的危害含铬废水的危害电镀废水的危害129含锌废水的危害锌在电镀行业是使用最多的金属之一。锌对鱼类和其它水生生物的毒性比对人和温血动物大许多倍。锌在土壤中的富积会导致其在植物体内富积,因此对食用这种植物的人和动物都有害。过量的锌会引起急性肠胃炎症状,同时伴有头晕、周身乏力。误食氯化锌会引起腹膜炎,导致休克而死亡。电镀废水的危害含锌废水的危害电镀废水的危害130含铜废水的危害铜在电镀行业中使用量较多,铜对人体造血、细胞生长以及某些酶的活动及内分泌腺功能均有影响,过量的接触铜化合物会导致皮炎和湿疹。铜对低等生物和农作物的毒性较大,浓度达0.1~0.2mg/L即可使鱼类死亡。铜对水体自净有较严重的影响,水中铜含量过量时,会抑制水体自净。浓度为0.1mg/L时,水中的生化耗氧过程明显受到抑制。电镀废水的危害含铜废水的危害电镀废水的危害131含镍废水的危害镍是人体所需的微量元素。大量的镍元素在人体中蓄积,容易使人头发变白且诱发皮肤病。粉末状镍与一氧化碳化合生成四羰基镍,通过呼吸道进入人体后可出现肺出血、浮肿、脑白质出血、毛细血管壁脂肪变性并发呼吸障碍以及呼吸系统癌症等,如肺癌和鼻窦癌。镍在电镀、冶金、化工、有机合成等行业中有广泛的应用。电镀废水的危害含镍废水的危害电镀废水的
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