[发明专利]耦合式焦化废水深度处理工艺及其设备

说明书

技术领域

本发明涉及环保技术领域，具体地是指一种耦合式焦化废水深度处理工艺及其设备。

背景技术

焦化废水是一种公认难生物降解的工业废水，其难度在于废水的可生化性差，除氨、氰及硫氰根等无机污染物外，还含有酚类、萘、吡啶、喹啉等杂环及多环芳香族化合物（PAHS）等很难生物降解的物资，这些物质能够对环境产生长期影响，且部分已被研究证实为致癌物质，另外高浓度氨氮对微生物活性有很强的抑制作用，生物脱氮效果不佳。目前，焦化废水处理系统通常包括常规的两级处理。一级处理是指从高浓度污水中回收利用污染物，其工艺包括氨气蒸馏、氨水脱酚、终冷水脱氰等，是预处理过程。二级处理则是指酚氰污水无害化处理，以活性污泥法为主，还包括强化生物处理技术等。由于进一步深度处理费用昂贵，令国内许多焦化厂望而却步，所以多数焦化废水只经过常规两级处理就直接排放了。但是废水经过上述处理后其中某些有毒、有害物质（氰化物、COD及杂环化合物等）仍达不到国家允许的排放标准。

目前，焦化废水深度处理工艺存在的突出问题如下：其一、通过化学药剂深度处理废水，该方法可能会引入二次污染，或者造成增加后续脱盐费用；其二、将焦化废水用于湿法熄焦或高炉冲渣，但废水中污染物发生了转移，同时操作环境差，存在管网及设备腐蚀等问题；其三、膜法除盐深度处理后的浓水去向也是亟需解决的问题。

为了推动产业结构升级、规范行业健康发展、促进节能减排和技术进步，我国工信部于2008年12月19日颁布了《焦化行业准入条件（2008修订）》的15号文件，并明确界定：酚氰废水处理合格后要循环使用，不得外排。因此，对焦化废水进行深度处理和回用是提高废水循环率、减少污水外排、降低新水消耗量的最佳选择，而寻求一种高效、低成本的深度处理与回用技术是目前焦化废水深度处理过程迫切需求。

发明内容

本发明的目的就是要改变传统焦化废水处理工艺，提供一种经济、实用、高效的耦合式焦化废水深度处理工艺及其设备。其集电催化氧化技术、膜生物反应技术和反渗透技术为一体，可有效避免采用其他化学药剂等处理废水造成的二次污染，降低焦化废水的处理成本，节约大量生产用水。

为实现上述目的，本发明提供的耦合式焦化废水深度处理工艺，是对经过常规两级生化处理后的焦化废水进行再处理的过程，该工艺包括如下步骤：

1）将经过两级生化处理的焦化废水输送至混沉池中，使其在絮凝剂和助凝剂的作用下进行沉淀处理，获得沉淀后的废水；

2）将沉淀后的废水输送至多介质过滤器中进行过滤处理，以进一步降低废水中的污泥、悬浮物浓度，得到过滤后废水；

3）将过滤后废水输送至流化床三维电极反应器中进行电催化氧化反应，促使废水中生物难降解的有机物质通过羟基自由基氧化、并将大分子有机物及芳香烃化合物降解成小分子或CO₂，得到氧化后的废水；

4）将氧化后的废水输送至MBR膜生物反应器中进行连续曝气处理，以使其中的小分子进一步生化降解，同时也截留部分污泥、悬浮物；

5）将经过连续曝气处理后的废水直接作为生化过程中消泡剂用水、煤场抑尘用水、生活杂用水或其它低等级用水；或者：

6）将经过连续曝气处理后的废水输送至保安过滤器中进一步过滤处理，以滤除其中绝大部分的活性污泥和悬浮物；

7）将经过保安过滤后的废水输送至反渗透装置中进行除盐处理，所得除盐废水回用作工艺循环冷却水或其它高等级用水，而反渗透出来的浓水可以作为高炉炉渣冷却冲渣用水、煤场抑尘用水、道路清扫用水或其他低等级用水。

作为优选方案，所述步骤1）中，絮凝剂采用聚合硫酸铁溶液和/或聚合氯化铝溶液，其添加后在废水中的浓度均为200~800mg/L，助凝剂采用聚丙烯酰胺，其添加后在废水中的浓度为0.5~10mg/L。

作为优选方案，所述步骤2）中，多介质过滤器中的滤料采用粒径为0.5~2mm的无烟煤、3~6mm的陶粒和4~10mm的石英砂三层组合。

作为优选方案，所述步骤3）中，流化床三维电极反应器的粒子电极采用涂敷金属化合物的焦炭颗粒，其电流密度为20~100mA/cm2、废水在其中的停留时间为30~60min。

作为优选方案，所述步骤4）中，MBR膜生物反应器中的曝气强度控制在0.15~0.5m³/h、溶解氧浓度为1.5~8mg/L、膜清洗周期为10~15d。