鞍鋼化工焦化二級(jí)生化處理水深度處理技術(shù)方案

1、鞍鋼化工焦化二級(jí)生化廢水深度處理實(shí)驗(yàn)報(bào)告焦化廢水在煤高溫裂解得到焦炭和煤氣,在回收焦油等副產(chǎn)品的過(guò)程中產(chǎn)生的。焦化廢水的成分比較復(fù)雜,含有較高濃度的各類有機(jī)、無(wú)機(jī)污染物。其中包括酚類化合物,氨氮以及許多生物難以降解的多環(huán)芳烴和雜環(huán)化合物。如吲哚、萘、喹啉等,對(duì)環(huán)境危害較大,是一種難處理的工業(yè)廢水。使用傳統(tǒng)的二級(jí)生物處理仍對(duì)焦化廢水中COD和色度的去除不理想,不能達(dá)標(biāo)排放，給水環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重污染。為了實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放和回用，我們新源公司采用絮凝、吸附、氧化組合新工藝對(duì)二級(jí)生化廢水進(jìn)行深度處理，能夠有效大幅降低焦化廢水生化出水中的色度和COD并在去除酚、氰化物、油和氨氮方面效果十分顯著。并使出水達(dá)到國(guó)家

2、頒布的污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB8978-1996）及遼寧省地方標(biāo)準(zhǔn)（DB21/1627-2008）一級(jí)指標(biāo)要求標(biāo)準(zhǔn):色度40倍;COD為50mg/L?；炷椒ㄉ疃忍幚斫够?jí)生化廢水試驗(yàn)方案一、現(xiàn)狀：經(jīng)過(guò)我們?cè)诨そ够瘡S連續(xù)一個(gè)月的觀察、取樣分析和試驗(yàn)比較（詳見(jiàn)一個(gè)月原水水質(zhì)表-1），目前經(jīng)過(guò)二級(jí)生化處理的廢水COD仍在100 340、氰化物在3.257.35、氨氮在5.69.8、酚在0.060.14、油在0.864.6之間，詳見(jiàn)原水水質(zhì)分析，不難看出二級(jí)生化廢水波動(dòng)很大，為我們帶來(lái)很大困難，我們需要隨水質(zhì)波動(dòng)變化指標(biāo)不斷調(diào)節(jié)復(fù)合絮凝劑和加入量。表-1鞍鋼化工焦化廢水原水檢驗(yàn)報(bào)告時(shí)間2011-

3、10-1單位mg/L日期酚氰COD氨氮PH油懸浮物堿度硝酸鹽亞硝酸鹽10.11.01.412476-74.152450.3610.212.01.61282.86-72.9550.410.314.01.41405.66-73.2500.410.412.01.351162.86-73.0400.3210.51.01.351125.66-72.8550.410.6無(wú)檢驗(yàn)結(jié)果10.70.093.01485.66-71.9645750.633.061.310.80.075.01144.26-72.2450700.5631.941.0610.90.082.41088.416-74.255300.2424.

4、660.2510.100.082.551487.016-73.64527.460.4610.110.062.501407.014.410.120.051.951001.403.4010.130.102.451681.403.210.140.073.251485.600.8610.1510.1610.170.115.351487.013.010.180.075.601925.601.8210.190.137.352605.601.7410.200.075.953008.413.110.210.076.953445.601.6010.2210.2310.240.145.452487.011.361

5、0.250.064.651809.814.610.260.054.551569.813.8010.270.053.751327.012.510.280.043.751365.601.9010.2910.3010.310.052.251005.603.70二、混凝吸附脫色試驗(yàn)步驟： 本實(shí)驗(yàn)混凝脫色選用聚合氯化鋁(PAC)、SS-1和聚合硫酸鋁鐵(PAFS)等多種絮凝劑復(fù)合藥劑，并配置美國(guó)LAKOS固液分離裝置對(duì)混凝沉淀物進(jìn)行分離;吸附脫色選用果核活性炭吸附劑，然后進(jìn)入先進(jìn)活性炭填料曝氣流化吸附塔;為保證吸附塔出水進(jìn)一步達(dá)標(biāo)最后進(jìn)入一套碳纖維低壓膜裝置。對(duì)絮凝、吸附和低壓膜三種工藝進(jìn)行了組合處理二

6、級(jí)焦化廢水生化水使出水中的色度和COD大幅降低，達(dá)到排放、回用標(biāo)準(zhǔn)。下面對(duì)三種工藝試驗(yàn)分別敘述如下：2.1、混凝脫色實(shí)驗(yàn) 首先利用單因素分析法對(duì)SS-1和聚合氯化鋁(PAC)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),確定了去除效果最優(yōu)時(shí)三種絮凝劑的投加條件分別為:SS-1,投加量450mg/L、pH值6、溫度30、攪拌速度為900r/min;助凝劑PAM投加量5mg/L;聚合氯化鋁,投加量400mg/L、pH值8、溫度25、助凝劑PAM投加量5mg/L。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:SS-1、聚合氯化鋁(PAC)對(duì)色度的去除率分別在30%左右、63%左右、44%左右;對(duì)COD的去除率分別在28%左右、38%左右、24%左右。利用正交實(shí)驗(yàn)分

7、析法對(duì)聚合硫酸鋁鐵(PAFS)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),確定了最佳實(shí)驗(yàn)條件為投加量300mg/L、pH為9、溫度45、Al/Fe配比1:2,助凝劑PAM的投加量為5mg/L,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明PAFS對(duì)色度和COD的去除率分別在65%左右和34%左右。 2.2、吸附脫色實(shí)驗(yàn)焦化廢水經(jīng)預(yù)處理和生化處理后廢水中的COD、氨氮、色度等濃度都有極大的降低，但依然不能滿足出水指標(biāo)，則需要進(jìn)一步深度處理。有效去除二級(jí)生化廢水剩余酚、氰化物、氨氮還需采用吸附工藝。吸附作用是指各種氣體、蒸汽、以及溶液里的溶質(zhì)被吸附著固體或液體物體表面上的作用。吸附法處理廢水，是利用多孔性吸附劑活性炭、焦粉、粉煤灰、分子篩等、吸附廢水中的一種或幾種

8、溶質(zhì)，使廢水得到凈化。利用單因素分析法對(duì)活性炭吸附劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn),確定了去除效果最好時(shí)吸附劑的投加條件分別為:活性炭,投加量15g/L、溫度10、pH值4、吸附時(shí)間40min。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:活性炭吸附劑對(duì)色度的去除率分別為39%左右、31%左右;對(duì)COD的去除率分別為20%左右、17%左右。我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室進(jìn)行了各種活性炭深度處理焦化廢水靜態(tài)試驗(yàn)研究結(jié)果表明：在不同工藝得到的活性炭中，果殼炭對(duì)焦化廢水的處理效果最為理想。本實(shí)驗(yàn)采用對(duì)經(jīng)過(guò)生化處理的鞍鋼化工總廠焦化廢水進(jìn)行了靜態(tài)和連續(xù)動(dòng)態(tài)吸附的深度處理實(shí)驗(yàn)研究，探索吸附過(guò)程的主要影響因素，優(yōu)化了吸附過(guò)程的工藝條件。對(duì)吸附前、吸附后的活性炭表面存在的有機(jī)物

9、種類差異進(jìn)行了FT-IR反射紅外線表征比較，同時(shí)還研究了吸附前和吸附飽和后的活性炭的性能影響。同時(shí)還進(jìn)行活性炭在線蒸汽再生、循環(huán)利用的實(shí)驗(yàn)，經(jīng)脫水蒸汽再生的活性炭可反復(fù)使用34次，從而降低活性炭吸附使用成本。2.3、低壓膜吸附脫色超濾實(shí)驗(yàn)低壓膜是實(shí)現(xiàn)超濾吸附使二次生化水回用的關(guān)鍵技術(shù)，在前面絮凝、吸附的基礎(chǔ)上在吸附塔后配置一套碳纖維低壓膜超濾系統(tǒng)，低壓膜過(guò)濾精度為1-2m，對(duì)廢水中COD、氨氮、氰化物和色度有很大去除能力，可以保證出水達(dá)標(biāo)排放并實(shí)現(xiàn)回用要求。由于低壓膜前置混凝、吸附的預(yù)處理工藝，大大減輕了對(duì)低壓膜超濾吸附負(fù)擔(dān)。每8小時(shí)對(duì)低壓膜進(jìn)行一次等靜壓氣體反沖洗，即可重新投入運(yùn)行，克服了膜

10、處理收得率低需頻繁反沖洗的普遍問(wèn)題，真正發(fā)揮低壓膜在系統(tǒng)中超濾的關(guān)鍵作用。三、試驗(yàn)檢驗(yàn)方法3.1實(shí)驗(yàn)設(shè)備新源公司自行設(shè)計(jì)制造的移動(dòng)式+2噸焦化廢水深度處理現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)裝置（15m6m4m），設(shè)備功率20kw。3.2實(shí)驗(yàn)材料廢水來(lái)源：所用廢水取自鞍鋼焦化經(jīng)生化處理的焦化廢水（以下簡(jiǎn)稱原水）。原水的水質(zhì)指標(biāo)如表1所示。時(shí)間2011-10-12011-12-10計(jì)三十天平均值3.3檢驗(yàn)設(shè)備及試劑鞍鋼化工廠化驗(yàn)室設(shè)備及試劑。3.4實(shí)驗(yàn)參加人員甲方：鞍鋼化工焦化廠劉漢銳、化驗(yàn)室王利明、隋麗等六人。乙方：新源水處理公司趙振良、王新、祝書(shū)魁和楊香敏等六人。四、運(yùn)行成本分析整個(gè)深度處理系統(tǒng)運(yùn)行成本見(jiàn)表21表21運(yùn)

11、行費(fèi)用一覽表序號(hào)項(xiàng)目裝置使用量消耗費(fèi)用（元）噸水費(fèi)用（元/噸）備注1電費(fèi)全部裝置196kwh251.60.333人工全部裝置1人12天6001.004藥劑全部裝置2.275膜芯低壓膜0.286活性炭流化塔0557其它0.208合計(jì) 4.63元/噸五、結(jié)論我們將設(shè)計(jì)制造的2噸實(shí)驗(yàn)裝置在鞍鋼化工廠經(jīng)過(guò)二次不間斷的14天連續(xù)實(shí)驗(yàn)掌握了大量的數(shù)據(jù)，對(duì)工藝設(shè)備進(jìn)行考核，調(diào)節(jié)工藝參數(shù)更趨于完善，實(shí)驗(yàn)結(jié)果是不管原水如何波動(dòng)，我們都可以穩(wěn)定的調(diào)節(jié)出水指標(biāo)達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)論是混凝吸附+低壓膜法對(duì)二次生化焦化廢水中污染物具有顯著的吸附、脫除和過(guò)濾效果。研究了活性炭吸附處理焦化廢水過(guò)程的主要影響因素，表明活性炭的投

12、加量、活性炭粒徑、廢水的初始pH值以及吸附接觸時(shí)間都對(duì)處理效果有一定的影響，其中尤以廢水的初始pH值對(duì)處理效果影響最為顯著，提高廢水的酸度有利于活性炭吸附效果的提高。連續(xù)動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)表明在混凝、絮凝和沉淀與處理的基礎(chǔ)上采用活性炭吸附和低壓膜超濾吸附處理后的焦化廢水，其色度、COD、氨氮、油、酚和氰化物得到了有效脫除。處理裝置經(jīng)300h的連續(xù)運(yùn)行，廢水出水COD50mg/L（COD最低16mg/l），氨氮、色度、氰化物和酚去除率達(dá)90以上，深度處理后的廢水達(dá)到企業(yè)回用水質(zhì)要求。裝置連續(xù)運(yùn)行效果穩(wěn)定、良好。六、工藝流程二次生化廢水混凝脫色絮凝沉淀活性炭吸收塔+曝氣活性炭吸附+脫色低壓膜吸附、過(guò)濾活性炭

13、離心脫水處理活性炭蒸汽脫附再生深度處理水達(dá)標(biāo)排放活性炭顆粒干燥處理氣力輸送氣力輸送七、下一步設(shè)想為了進(jìn)一步降低運(yùn)行成本，樹(shù)立循環(huán)經(jīng)濟(jì)思想，我們希望在今后的試驗(yàn)中變活性炭吸附為焦粉吸附，利用焦化廠的中間產(chǎn)品焦粉進(jìn)行廢水的吸附、脫色處理，吸附飽和后焦粉可再回到生產(chǎn)環(huán)節(jié)中再利用。目前，國(guó)內(nèi)的焦化廠大多采用活性污泥生化法對(duì)該類廢水進(jìn)行處理但處理后的出水色度、COD和NH3-N等污染物很難同時(shí)達(dá)到國(guó)家頒布的污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB8978-1996）及遼寧省地方標(biāo)準(zhǔn)（DB21/1627-2008）一級(jí)指標(biāo)要求。據(jù)調(diào)查國(guó)內(nèi)鋼鐵企業(yè)除寶鋼采用了活性炭對(duì)其進(jìn)行深度吸附的二次處理外，其他大部分焦化企業(yè)均未對(duì)該外排

14、水作進(jìn)一步處理。用活性炭吸附處理一級(jí)生化處理后的焦化廢水雖然在技術(shù)上完全可行，但由于活性炭本身的價(jià)格比較昂貴，而且廢水量常常較大，使得活性炭用量很大，廢水處理運(yùn)行成本非常高。即便對(duì)飽和活性炭進(jìn)行新的污水排放問(wèn)題。因此，活性炭吸附法在工業(yè)實(shí)際應(yīng)用中受到了很大的限制。鋼鐵冶煉企業(yè)焦化過(guò)程所生產(chǎn)的焦粉，具有類似活性炭的物化性質(zhì)，且作為還原劑大量用于鐵礦石的燒結(jié)過(guò)程。因此，如果能用焦粉代替活性炭用于鋼鐵企業(yè)焦化廢水的吸附深度處理，是處理后的廢水達(dá)到工業(yè)回用水質(zhì)要求，吸附飽和后的焦粉不經(jīng)再生而直接用于燒結(jié)生產(chǎn)，則可同時(shí)實(shí)現(xiàn)鋼鐵企業(yè)焦化廢水達(dá)標(biāo)再利用與吸附飽和焦粉內(nèi)部回用的循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展目標(biāo)。八、附表鞍鋼化

15、工焦化廢水（三期生物脫氮混凝井出水）深度處理檢驗(yàn)報(bào)告表二時(shí)間2011-10-14單位mg/L日期酚氰COD氨氮pH油備注10.140.050.35282.801.04去除率28.5789.2381.0850.00超原10.170.070.35162.802.0去除率36.3693.4689.1960.0633.3310.180.030.30164.201.75去除率57.1494.6491.6725.003.8510.190.040.25442.801.35去除率69.2396.5983.0850.0022.4110.200.030.308001.45去除率57.1494.9673.3353.

16、2210.210.030.35882.800.88去除率57.1494.9674.4250.0045.0010.240.030.25684.201.45去除率78.5795.4172.5840.09超原10.250.020.25564.200.95鞍鋼化工焦化廢水（三期生物脫氮混凝井出水）深度處理檢驗(yàn)報(bào)告表三化驗(yàn)時(shí)間2011-11-24（星期六、星期日休息）單位mg/L日期/原水/深度處理水酚氰化物油COD氨氮備注11.24原水0.040.652.401201.4011.24處理水0.010.100.2936未檢出去除率75.0084.6287.9270.0010011.25原水0.041.02.401049.8111.25處理水0.