申请日2017.12.21
公开(公告)日2018.05.29
IPC分类号C02F9/04; C02F101/18; C02F101/30; C02F103/36
摘要
本发明公开了一种焦化废水深度处理复合药剂的应用，所述的复合药剂由端胺基阳离子聚合物、粉末活性炭、纳米硅铁混凝剂组成，包括以下操作步骤：A)、将复合药剂按400～800ppm投加至生化工艺段二沉池出水后，反应6～10min;B)、向溶液中投加聚丙烯酰胺，先快速搅拌30s;然后慢速搅拌，沉淀时间为1～2min;聚丙烯酰胺的投加量为1～2ppm;C)、经沉淀后将上清液收集排出，污泥收集后经机械脱水实现固液分离得到泥饼;D)、泥饼进入焦炉煅烧;整个工艺无废水、废气、废渣产生。本发明工艺合理，直接运行成本和综合处理成本低，工艺改造投资规模小，节能环保，推广应用具有良好的经济和社会效益。
权利要求书
1.一种焦化废水深度处理复合药剂的应用，其特征在于：所述的复合药剂由端胺基阳离子聚合物、粉末活性炭、纳米硅铁混凝剂组成，使用时包括以下操作步骤：
A)、将复合药剂按400～800ppm投加至生化工艺段二沉池出水后，反应6～10min;
B)、向溶液中投加聚丙烯酰胺，先快速搅拌30s;然后慢速搅拌，沉淀时间为1～2min;聚丙烯酰胺的投加量为1～2ppm;
C)、经沉淀后将上清液收集排出，污泥收集后经机械脱水实现固液分离得到泥饼;
D)、泥饼进入焦炉煅烧，整个工艺无废水、废气、废渣产生。
2.根据权利要求1所述的一种焦化废水深度处理复合药剂的应用，其特征在于：所述的步骤A)中，复合药剂的实际投加量根据二沉池出水质和处理后水质要求、经烧杯实验综合比较后确定。
说明书
一种焦化废水深度处理复合药剂的应用
技术领域
本发明属于污水处理领域，特别涉及一种焦化废水深度处理复合药剂的应用。
背景技术
焦化废水是炼焦、煤气净化和焦化产品回收等过程中产生的有机工业废水，主要特征污染物有多环芳烃和含氮杂环类有机污染物、氨氮、酚类、氰化物等，是一种典型的高浓度难降解有机工业废水，具有显著的“三致”特性。我国每年的焦化废水排放总量将近3亿吨，焦化废水中的有毒有害物质如果处理不达标或直接排放，将会对受纳水体的动植物和人类健康造成巨大威胁。
长期以来，国内外主要采用生物处理工艺削减污染负荷。但是，一方面微生物对有机污染物，尤其是难降解污染物的去除是有限的;另一方面，焦化废水的水质水量波动大、生物毒性强、可利用碳源不足等问题进一步限制了生化反应对污染物的去除效率。生化工艺出水CODcr可达200～500mg/L，色度高达上千倍，总氰含量在5～20mg/L。因此，必须对生化工艺出水进行深度处理才能满足新颁布的排放标准。
在常用深度处理工艺中，曝气生物滤池(BAF)和膜生物反应器(MBR)等生化工艺不适宜单独作为深度处理工艺(效果较差)：高级氧化工艺(Fenton，臭氧，光催化等)和电解法(电解，微电解)技术不成熟，用到实际工程中存在诸多困难;膜法处理效果好且自动化程度高，但投资和处理成本偏高，难于推广应用;混凝和吸附工艺是运行最简单的工艺，分别对悬浮物和有机物有良好的去除效果，但是单独使用均面临处理效率低和泥量大的问题。因此，焦化废水处理行业迫切需要一种技术上可靠、经济上可行、运行管理便捷的技术方案，以期缓解新形势下的焦化废水处理压力。
相比较而言，混凝工艺仍然在处理效率、投资和处理成本、操作水平等诸多方面体现出一定的技术优势，其主要不足依然是处理效率需要得到提升，难以确保处理水水质达标。中国专利公开号CN105000640A公开了一种聚铁基絮凝剂的制备方法，在聚合硫酸铁铝中引入活化硅酸和聚丙烯酰胺，整合高价金属离子的电荷中和作用、羟基的配位络合能力、聚丙烯酰胺的吸附架桥能力。该方法能显著增强药剂对焦化废水浊度和悬浮物的去除能力(浊度去除率达95.56%)，但对溶解性COD和色度的去除能力明显不足(COD和色度去除率都只有50%)，不能满足焦化行业新标准的排放要求。
如前所述，混凝和吸附工艺简单，分别对悬浮物和有机物有良好的去除效果，如果能够整合这两方面功能，将极大提高水处理药剂的处理效率。中国授权专利CN102583847B公开了一种两步法(混凝沉淀+纳米复合材料吸附柱)处理焦化废水生化尾水的技术方案。近30个实施案例表明：出水COD可以稳定在65mg/L以内，色度在20倍以内。虽然该方法操作流程复杂，运行管理难度较大，但是其佐证了整合乃至耦合混凝和吸附工艺在水处理工艺理论上的可行性。
中国授权专利CN102795696B公开了一种多效复配混凝剂的制备方法，将改性硅藻土、无机高分子混凝剂(聚铝、聚铁和聚硅铁)、和双氰胺-甲醛缩聚物按一定比例搅拌制成。其中，硅藻土具有吸附作用，双氰胺-甲醛缩聚物起脱色作用，混凝剂起电中和和架桥作用。该技术整合了混凝、吸附、脱色等三种功能，COD和色度去除率可分别提升至65%和75%。遗憾的是，该药剂的复配方法只是实现不同功能的堆叠，而没有实现不同成分之间的相互促进，即无法形成协同作用。
此外，许多授权专利仅涉及COD和色度、浊度等常见污染控制指标，对氰化物、苯并芘、多环芳烃等新的水质指标未有覆盖，也显示出一定的局限性。浙江大学研制的M180型混凝剂(中国授权专利CN101497470B)是最早提出并取得良好使用效果的焦化废水专用混凝剂，具有对色度、浊度、COD、氟离子、氰化物的综合去除效果。但是，目前M180的配方也很难适应《炼焦化学工业污染物排放标准(GB16171-2012)》新标准的要求，总CN-在0.3～0.6mg/L左右，达不到直接排放标准，且华东地区某大型钢铁企业焦化厂运行数据表明，使用M180时仅化学药剂费用已经超过15元/m3，很多焦化企业无法承受。因此，COD、色度、氰化物、多环芳烃、苯并芘等指标的更新，以及北方地区对中水回用的水质要求，都对焦化废水深度处理药剂的处理效果和综合成本提出了更高的要求。
发明内容
本发明的目的要解决上述技术问题，提供了一种专门用于焦化废水深度处理的复合药剂，能够保证处理水水质达到《炼焦化学工业污染物排放标准(GB16171-2012)》的各项要求。
本发明的目的是这样实现的：一种焦化废水深度处理复合药剂的应用，其特征在于：所述的复合药剂由端胺基阳离子聚合物、粉末活性炭、纳米硅铁混凝剂组成，使用时包括以下操作步骤：
A)、将复合药剂按400～800ppm投加至生化工艺段二沉池出水后，反应6～10min;
B)、向溶液中投加聚丙烯酰胺，先快速搅拌30s;然后慢速搅拌，沉淀时间为1～2min;聚丙烯酰胺的投加量为1～2ppm;
C)、经沉淀后将上清液收集排出，污泥收集后经机械脱水实现固液分离得到泥饼;
D)、泥饼进入焦炉煅烧，整个工艺无废水、废气、废渣产生。
所述的步骤A)中，复合药剂的实际投加量根据二沉池出水质和处理后水质要求、经烧杯实验综合比较后确定。
本发明工艺合理，选用端胺基阳离子聚合物改性传统药剂，并通过耦合混凝、吸附等技术显著提高药剂对氰化物、溶解性COD、发色基团等物质的结合能力，实现目标污染物的多效强化去除;对焦化废水有良好效果：对于不同地区和不同工艺条件下的生化段二沉池出水，COD去除率稳定在65%-80%范围内，氰化物去除率在99%以上，色度去除率在95%以上，且能保证14项水质指标完全满足《炼焦化学工业污染物排放准(GB16171-2012)》;药剂使用方法简单，效果稳定，泥饼可回炉煅烧，整个深度处理工艺无废水、废气、废渣产生，而且综合处理成本远低于其它技术工艺;节能环保，推广应用具有良好的经济和社会效益。