申请日2015.06.12
公开(公告)日2015.09.09
IPC分类号C02F9/06
摘要
本发明涉及一种用于深度处理焦化废水的方法，包括(1)装柱，即分别用稀硫酸和稀NaOH溶液浸泡废铁屑，将焦碳粉碎，按铁屑和焦碳比例为12：1的体积比混合均匀后装入铁碳柱;(2)对装柱处理后的焦化废水加入絮凝剂进行絮凝后沉淀处理;(3)对废水进行酸化处理;(4)将酸化后的废水进行过柱处理，使液体从铁碳柱中的柱子底部进入，上部流出;(5)进行中和处理后沉淀;(6)将第五步中的上清液重复第二步至第五步中的操作;(7)砂滤处理。本发明工艺流程简单，实施时所需设备简单，操作方便，效果好，见效快，所用药品及试剂廉价易得，且装置运行费用低，实用性较高。
摘要附图
权利要求书
1.一种用于深度处理焦化废水的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)装柱
即先分别用稀酸和稀碱溶液浸泡废铁屑，再用清水充分洗涤铁屑，同时，将 焦碳粉碎，取粉碎好的焦碳，按铁屑和焦碳比例为10-13:1的体积比混合均匀后 装入铁碳柱;
(2)絮凝处理
即将经过上述步骤(1)装柱处理后的焦化废水，加入浓度范围在2-3g/L 的絮凝剂进行絮凝后沉淀;
(3)酸化处理
即将经上述步骤(2)絮凝处理沉淀后的上清液，加入浓酸调制成pH值为3 的溶液，静置沉淀;
(4)过柱处理
即将经上述步骤(3)酸化处理静置后的上清液采用逆流式先排入高位水槽， 接着使废水从铁碳柱的底部进入，上部流出，控制进水流速为3-5mL/min，并在 废水进入的同时打开空气压缩机，调整流量，使铁碳柱内的铁碳填料处于流化状 态;
(5)中和处理
即将经上述步骤(4)过柱处理后的上部出水，用浓度为4-5%的石灰乳调制 成pH值范围在8-9之间的溶液，而后沉淀;
(6)为将上述步骤(5)中和处理沉淀后的上清液重复上述步骤(2)-(5) 中的操作;
(7)砂滤处理
即将上述步骤(6)处理过的废水导入砂滤器，控制滤速6-8m/h，以截留更 细小的絮凝物，出水COD可降至50-60mg/L，SS可降至20-30mg/L，色度接近 无色，以达到排放标准。
2.如权利要求1所述的用于深度处理焦化废水的方法，其特征在于：所述 步骤(1)中稀酸溶液采用的是稀H2SO4溶液，稀碱溶液采用的稀NaOH溶液。
3.如权利要求1所述的用于深度处理焦化废水的方法，其特征在于：所述 步骤(1)中是将焦碳粉碎成粒度近乎于铁屑的粒度，取粉碎好的焦碳，按铁屑 和焦碳比例为12：1的体积比混合均匀后装入铁碳柱。
4.如权利要求1所述的用于深度处理焦化废水的方法，其特征在于：所述 步骤(2)中是采用FeCl3作为絮凝剂;
所述步骤(2)絮凝处理是通过投加絮凝剂FeCl3后，正3价Fe离子在水中 离解，其水解产物兼有凝聚和絮凝两种作用;正3价Fe离子还可水解生成Fe(OH)3胶体，以吸附废水中的悬浮颗粒，使呈分散状态的颗粒形成网状结构，成为更为 粗大的絮凝体而沉淀。
5.如权利要求1所述的用于深度处理焦化废水的方法，其特征在于：所述 步骤(3)中的浓酸采用的是浓H2SO4;
所述步骤(3)酸化处理是将酚类、氨氮物质的溶解度发生变化，促使其析 出;同时，硫化物也会反应生成相应的气体和沉淀。
6.如权利要求1所述的用于深度处理焦化废水的方法，其特征在于：所述 步骤(4)中包含一个微电解处理废水过程，具体包括电化学反应、氧化还原反 应和电凝聚作用。
7.如权利要求1所述的用于深度处理焦化废水的方法，其特征在于：所述 步骤(5)中是采用浓度为5%的石灰乳。
8.如权利要求1所述的用于深度处理焦化废水的方法，其特征在于：所述 步骤(7)中是利用石英砂滤料截留更细小的絮凝物。
说明书
一种用于深度处理焦化废水的方法
技术领域：
本发明涉及一种应用于污水环保处理领域中，尤其涉及一种用于深度处理 焦化废水的方法。
背景技术
焦化废水是在煤制焦炭、煤气净化及焦化产品回收过程中产生的废水。该 废水的特点是COD、氨氮浓度高，含有大量的铵盐、硫化物、氰化物等无机盐类， 而且有机物成分复杂，主要有酚类化合物、多环芳香族化合物、杂环化合物及脂 肪类化合物，且污染物浓度高，属于生物难降解有机废水。焦化废水一般要通过 一级预处理、二级生化处理和深度处理才能排放。目前，焦化废水经过二级生化 处理后，出水COD、总酚、氨氮污染物浓度仍然很高，色泽较深，达不到国家排 放标准，因此必须对焦化尾水进行处理。现有的焦化尾水处理的方法主要有絮凝 沉淀过滤法、吸附法、膜分离法、化学氧化法、折点加氯法、固定化生物技术和 粉末活性炭法等，这些方法各有利弊，不是一次性投资太大、治理费用高，就是 工艺复杂、效果不佳，都难以达到排放标准取得满意效果。
鉴于此，在中国专利200610151008.3中提到一种焦化废水深度处理方法， 它按以下步骤进行：(一)经普通处理的焦化废水通入絮凝池投加化学一生物复 合絮凝剂;(二)泵入砂滤柱;(三)对经过砂滤的废水进行曝气，之后通入固定 化生物活性炭反应器中停留30～40min，即可出水;步骤(三)固定化生物活性 岌反应器中设置有固定化生物活性炭柱，固定化生物活性炭柱上固定有工程菌。 该焦化废水深度处理方法虽然操作流程一定程度上相对简单，但是其焦化废水处 理的效果较差，见效较慢，废水中的污染物无法最大限度的被处理掉，出水难以 达到排放标准。
在中国专利201410201208.X中提到一种焦化废水的深度处理方法，采用电 解、絮凝、深度处理、排水等步骤用于处理生物法处理之后的焦化废水，经传统 生物处理法处理后，废水色度较大，COD浓度满足不了排放标准，且残留少量的 酚类和氰化物。该处理方法虽然一定程度上能够对焦化废水进行处理，但是操作 工艺相对复杂、繁琐，处理过程中需要的化学药品也相对较多，焦化废水的处理 成本较高、效率较低，不够经济实用，不利于大规模推广应用。
在另一中国专利201410677839.9中提到一种焦化废水的深度处理方法，包 括以下步骤：将转炉除尘灰制浆后在接触池中对焦化废水生化出水进行吸附，吸 附后的上清液进入初沉池进行初步固液分离，分离后的上清液加入混凝剂絮凝后 进入二沉池进一步固液分离，最后过滤或超滤至出水达标。该处理方法虽然操作 工艺相对简单，成本一定程度上较低，但是其废水处理效果一般，无法深度处理 掉废水中的污染物，出水难以达到排放标准。
综上所述，有必要对现有技术作进一步完善。
发明内容：
本发明是为了解决上述背景技术中所提到的现有技术中存在的处理工艺复 杂、效果不佳，填料易板结，出水难以达到排放标准等技术问题，而提出了一种 工艺流程简单，工艺所需设备简单，操作方便，效果好，见效快，所用药品及试 剂廉价易得，装置运行的费用低，具有很高实用性的用于深度处理焦化废水的方 法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
上述的一种用于深度处理焦化废水的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)装柱，即先分别用稀酸和稀碱溶液浸泡废铁屑，再用清水充分洗涤铁 屑，同时，将焦碳粉碎，取粉碎好的焦碳，按铁屑和焦碳比例为10-13:1的体积 比混合均匀后装入铁碳柱;
(2)絮凝处理，即将经过上述步骤(1)装柱处理后的焦化废水，加入浓度 范围在2-3g/L的絮凝剂进行絮凝后沉淀;
(3)酸化处理，即将经上述步骤(2)絮凝处理沉淀后的上清液，加入浓酸 调制成pH值为3的溶液，静置沉淀;
(4)过柱处理，即将经上述步骤(3)酸化处理静置后的上清液采用逆流式 先排入高位水槽，接着使废水从铁碳柱的底部进入，上部流出，控制进水流速为 3-5mL/min，并在废水进入的同时打开空气压缩机，调整流量，使铁碳柱内的铁 碳填料处于流化状态;
(5)中和处理，即将经上述步骤(4)过柱处理后的上部出水，用浓度为 4%-5%的石灰乳调制成pH值范围在8-9之间的溶液，而后沉淀;
(6)为将上述步骤(5)中和处理沉淀后的上清液重复上述步骤(2)-(5) 中的操作;
(7)砂滤处理，即将上述步骤(6)处理过的废水导入砂滤器，控制滤速 6-8m/h，以截留更细小的絮凝物，出水COD可降至50-60mg/L，SS可降至20-30 mg/L，色度接近无色，以达到排放标准。
所述用于深度处理焦化废水的方法，其中：所述步骤(1)中稀酸溶液采用 的是稀H2SO4溶液，稀碱溶液采用的稀NaOH溶液。
所述用于深度处理焦化废水的方法，其中：所述步骤(1)中是将焦碳粉碎 成粒度近乎于铁屑的粒度，取粉碎好的焦碳，按铁屑和焦碳比例为12：1的体积 比混合均匀后装入铁碳柱。
所述用于深度处理焦化废水的方法，其中：所述步骤(2)中是采用FeCl3作为絮凝剂;所述步骤(2)絮凝处理是通过投加絮凝剂FeCl3后，正3价Fe离 子在水中离解，其水解产物兼有凝聚和絮凝两种作用;正3价Fe离子还可水解 生成Fe(OH)3胶体，以吸附废水中的悬浮颗粒，使呈分散状态的颗粒形成网状结 构，成为更为粗大的絮凝体而沉淀。
所述用于深度处理焦化废水的方法，其中：所述步骤(3)中的浓酸采用的 是浓H2SO4;所述步骤(3)酸化处理是将酚类、氨氮物质的溶解度发生变化，促 使其析出;同时，硫化物也会反应生成相应的气体和沉淀。
所述用于深度处理焦化废水的方法，其中：所述步骤(4)中包含一个微电 解处理废水过程，具体包括电化学反应、氧化还原反应和电凝聚作用。
所述用于深度处理焦化废水的方法，其中：所述步骤(5)中是采用浓度为 5%的石灰乳。
所述用于深度处理焦化废水的方法，其中：所述步骤(7)中是利用石英砂 滤料截留更细小的絮凝物。
有益效果：
本发明用于深度处理焦化废水的方法工艺流程简单，其利用酸碱浸泡铁屑可 除去其表面的杂质污渍，焦炭与铁屑粒度接近可使其混合均匀，有利于微电解等 反应的进行，同时，活性炭具有较大的比表面积，通过分子间的作用主要发生物 理吸附，利用微电解柱的活性炭可以对废水起到吸附和脱色的作用;之后，通过 投加FeCl3后，正3价Fe离子在水中离解，其水解产物兼有凝聚和絮凝两种作 用，可以吸附废水中的悬浮颗粒，使呈分散状态的颗粒形成网状结构，成为更为 粗大的絮凝体而沉淀;再次，通过酸化可使溶液中酚类、氨氮等物质的溶解度发 生变化，促使其析出，同时，硫化物等物质也会反应生成相应的气体和沉淀，便 于除去;此外，采用逆流式并调节适当的流速，可使废水在柱内充分发生电化学 反应、氧化还原反应和电凝聚作用等，从而降低溶液的COD及色度，另外，柱内 铁碳填料处于流化状，可增加柱内氧含量，有利于氧化还原反应的发生，并且避 免铁碳结块;而且加入石灰乳调溶液pH为8-9时，产生大量Fe(OH)2，Fe(OH)3的胶体颗粒，吸附废水中的其它悬浮物，同时在石灰乳作助凝剂的前提下，形成 铁矾花，具有很强的混凝吸附作用;最后通过砂滤处理，能去除更细小的悬浮颗 粒物，达到净化废水的目的。整个方法工艺所需设备简单，操作方便，效果好， 见效快，所用药品及试剂廉价易得，装置运行的费用低，具有很高实用性。