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天旭活性炭教你如何巧治焦化废水!

作者:天旭活性炭 时间:2015-05-08 来源:本站原创
摘要:活性炭吸附法适用于废水的深度处理,经过优选的活性炭在适宜的反应条件下能够将焦化废水生物处理尾水中的COD 值降低至60mg/L,色度值降至20 倍以下,在较低的运行费用条件下使出水达到工业循环冷却水的水质要求。

       随着我国经济总量增长,经济发展和环境资源之间的矛盾日益突出。其中,水资源消耗过量、水污染严重等问题已成为人们关注的焦点,引起政府的高度重视。

       钢铁行业是用水大户,从原料准备到钢铁冶炼再到成品轧制,几乎所有工序都要用水,也都有废水排放,其特点是废水量大,水质变化大,含有多种污染物,处理难度大,给环境带来了巨大的压力。

       其中,最难解决的部分是焦化废水。本期《技装纵横》介绍了一些焦化废水的处理技术,希望可以为钢铁企业处理焦化废水提供一些思路和参考。

       焦化废水是焦化厂在焦炭炼制、煤气高温干馏、净化和副产物回收过程中产生的一种有毒、有害、难降解的高浓度有机废水,主要含苯酚及苯酚衍生物、苯类及其衍生物、啉类化合物以及其他多环、杂环有机化合物,处理难度较大,毒性强,若直接排放到环境中,对人类健康和生态环境造成严重破坏。

       因此,焦化废水的处理已经成为现阶段钢铁工业环境保护工作亟待解决的一个难题。

       焦化废水的处理方法分为3 级:
一级处理方法主要有溶剂萃取法脱酚和蒸汽循环法脱酚,主要处理高浓度含酚废水;

二级处理方法主要是生化处理法,也叫活性污泥法,主要处理中等浓度的含酚废水;

三级处理方法主要有活性炭吸附法和臭氧氧化法。

       焦化废水经上述处理后,外排废水中氰化物、COD(化学需氧量)、氨氮等仍难以达到排放标准,若进行深度处理则会增加运行成本。

       因此,针对这种情况,国内外学者开展了大量的研究,研发出多种新型的焦化废水处理技术,主要包括生物处理法、物化处理法等。

        生物处理投资少运行成本低

       生物处理法是利用微生物氧化分解废水中有机物的方法,具有处理效果好、运行成本低等优点。主要分为好氧处理法和厌氧处理法。

       好氧处理法:
       该处理法包括活性污泥法、生物膜法、曝气氧化塘、氧化沟、接触氧化法、生物塘、生物流化床、生物转盘和生物滤池等。

       其中,活性污泥法因其运行费用低,处理效率高而得到了广泛应用。活性污泥法是通过曝气使活性污泥以及生物絮体与废水中的有机物充分接触,水中溶解的有机物质被细胞吸收并最终氧化成CO2 等小分子物质,非溶性有机物先被转化为溶解性有机物,后被代谢利用。

       在活性污泥法的基础上投加活性炭粉末,可对有机物进行吸附并能增加溶解氧,加速有机物的氧化分解。

       研究结果表明,活性污泥法通过提高污泥浓度来降低污泥有机负荷,可以获得令人满意的处理效果,且投资少,运行费用低。

       相对于活性污泥法,生物膜法具有出水水质水量好、抗冲击负荷适应能力强、自动化程度高等优点,而且生物膜上可以生长的微生物数量和种类多,具有较强的抗冲击负荷能力。

       传统生物滤池也具有处理废水效率高、固体污染物的产生量少、剩余污泥处理和处置费用低、运行管理操作简单便捷、抗冲击负荷能力强等特点。

       总的来说,好氧处理法能够有效降低CODCr(重铬酸盐指数)、BOD5(微生物代谢作用所消耗的溶解氧量)和氨氮,还可部分去除铁、锰等金属,是目前应用广泛的处理方法。

厌氧处理法:
       该处理法是指在厌氧条件下,利用厌氧微生物,将一些结构复杂的难降解有机物分解为结构简单的有机物的处理过程,包括厌氧污泥床、厌氧式生物滤池、混合反应器和厌氧塘等,具有能耗低、操作简单、投资及运行费用低等优点。

      与好氧生物法相比,厌氧法处理的有机物浓度可以高几倍,但是过高浓度的焦化废水会对厌氧生物产生抑制作用,需要经过萃取脱酚或稀释。

       对于高浓度的焦化废水,单独的好氧、厌氧法都很难处理至达标排放,需要将好氧、厌氧工艺结合起来使用。除上述焦化废水处理技术外,常用的生物处理方法还有生物强化技术、生物膜法等新型生物处理技术。

       物化处理适用深度处理运行成本较高

       物化法主要有絮凝混凝法、吸附法、高级氧化、膜处理法等多种方法。和生物处理相比,物化处理不受水质水量变动的影响,出水水质比较稳定,尤其是对BOD/COD 比值较小(0.07~0.2)难以生物处理的焦化废水,有较好的处理效果。但物化方法处理成本较高,能耗也比较高。

絮凝混凝法:
       此技术是通过投加化学药剂来破坏胶体稳定性,使废水中的胶体和细小悬浮物聚集,形成具有可分离性的絮凝体,再经过沉淀池加以分离,保证出水COD 等污染物达到排放标准。

       无机絮凝剂适应pH 值范围宽、絮体形成快、矾花较大的焦化废水,但其稳定性较差、絮体轻、沉淀速度较慢,而且吸附架桥能力弱、投药量较多;而有机絮凝剂虽然吸附架桥能力强,产品稳定性好,但处理成本高,一部分难以生物降解,还具有一定毒副作用。

       有机—无机复合型絮凝剂结合了两者的优点,能克服单一絮凝剂的许多不足,可在降低处理成本的同时提高废水处理效率,目前已成为絮凝处理的研究热点。

吸附法:
       吸附法是一种高效的物化处理手段,通过使用各种类型的吸附剂,目前在化工废水、重金属污染、印染废水的处理领域得到了广泛而有效的应用。筛选一种合适而低廉的吸附剂,是吸附法处理各种废水的关键。

       活性炭具有良好的吸附性能和稳定的化学性质,是常用的吸附剂。

       活性炭吸附法适用于废水的深度处理,经过优选的活性炭在适宜的反应条件下能够将焦化废水生物处理尾水中的COD 值降低至60mg/L,色度值降至20 倍以下,在较低的运行费用条件下使出水达到工业循环冷却水的水质要求。

       锅炉粉煤灰作为吸附剂也可以在焦化废水处理过程中使用,深度处理生化系统出水。

       该方法以废治废,系统投资和运行费用都比较低,具有良好的经济效益和环境效益,但也存在着吸附处理后的出水氨氮不能达标和废渣难处理的缺点。

       除以上提到的吸附剂外,沸石、膨润土、树脂等也可作为焦化废水处理的吸附材料。


膜处理法:
       膜处理法是使用各种隔膜使溶剂与溶质和微粒分离的一种水处理方法,根据溶质或溶剂通过膜的推动力的大小,膜分离法可分为反渗透法、超滤、微孔过滤等。膜分离过程不发生相变,因此能量转化效率高。

       此法能在常温下进行,装置简单,控制、维修容易,且分离效率高。

       与其他水处理方法相比,此法具有占地面积小、适用范围广、处理效率高等特点。

       膜处理法的最大问题是膜污垢会堵塞膜孔,对处理效率有很大影响。

       目前膜的成本较高,膜分离法投资较高,有些膜对酸或碱的耐受能力较差。

       目前,膜分离法在水处理中一般用于回收废水中的有用成分或水的回用处理。

高级氧化法:
       高级氧化技术又称深度氧化技术,是运用其过程中产生的化学活性极强的羟基自由基将污染物氧化降解的一门新型氧化技术。

       高级氧化技术对水中高稳定性、难降解的有机污染物尤为有效,其快速、无选择性、彻底氧化有机污染物等优点引起国内外环保界的广泛关注。

       高级氧化法包括化学氧化法、光化学氧化法、光催化氧化法、湿式氧化法、电催化氧化法、超声氧化法等。

       化学氧化法是指利用氧化还原反应改变水中污染物质的化学性状,使其达到净化、无害化的一种处理方法。臭氧是一种强氧化剂,能与废水中大多数有机物迅速反应,可除去焦化废水中的酚、氰等污染物,并降低COD、BOD 值,同时还可起到脱色、除臭、杀菌等作用。

       臭氧在水中很快分解为氧,不会造成二次污染,操作管理简单方便。但该方法也存在投资高、电耗大、处理成本高等缺点,同时若操作不当,臭氧会对周围生物造成危害。

       因此,在我国,臭氧氧化法还主要应用于废水的深度处理。除臭氧外,氯、过氧化氢、高锰酸钾、次氯酸钙等都是常用的氧化剂。

       光催化氧化是一种刚刚兴起的新型现代水处理技术,具有工艺简单、能耗低、易操作、无二次污染等优点,尤其对一些特殊的污染物比其他氧化法更具优势,但目前国内外对光催化降解有机物的研究还处于理论探索阶段,TiO2 作为纳米半导体材料之一,在有毒和难生物降解的废水的光催化氧化处理中得到了大量研究。

       湿式氧化技术是20 世纪80 年代发展起来治理高浓度有机废水的新技术,是在一定温度、压力和催化剂作用下,经空气氧化使污水中的有机物、氨等分解氧化成CO2、H2O 和N2 等无害物质,达到净化目的。

       高级氧化技术具有流程简单、处理效率高、氧化速度快、极少二次污染等优点,是新型的水处理技术,具有广泛的适用范围和研究前景。

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