申请日2021.09.27
公开日期2021.12.03
IPC分类C02F101/16;C02F103/36;C02F9/14;C02F101/30
摘要
本发明公开了一种焦化废水生物电化学强化处理系统及方法。所述系统包括预处理单元生化处理单元和深度处理单元，预处理单元包括事故池、隔油池、调节池，生化处理单元包括缺氧池、生物电化学处理池、好氧池、一沉池，深度处理单元包括絮凝反应沉淀池、二沉池和清水池；事故池、隔油池、调节池、缺氧池、生物电化学处理池、好氧池、一沉池、絮凝反应沉淀池、二沉池和清水池依次连通。本发明采用生物电化学处理强化方式，可显著提升污染物去除效率，尤其是对难降解有机物的去除效率，同时各处理单元布置紧凑，设置合理灵活。
权利要求
1.一种焦化废水生物电化学强化处理系统，其特征在于，包括预处理单元、生化处理单元和深度处理单元，所述预处理单元包括事故池、隔油池、调节池，所述生化处理单元包括缺氧池、生物电化学处理池、好氧池、一沉池，所述深度处理单元包括絮凝反应沉淀池、二沉池和清水池；所述事故池、隔油池、调节池、缺氧池、生物电化学处理池、好氧池、一沉池、絮凝反应沉淀池、二沉池和清水池依次连通。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述隔油池用于进行油水分离，去除废水中的石油类和部分悬浮物；
和/或，所述隔油池的进出水方式采用下进上出；
和/或，所述调节池用于调节水量、控制负荷。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述缺氧池用于去除部分难降解有机物，降低废水有机负荷，并通过反硝化反应脱氮。
和/或，所述生物电化学处理池用于强化整体生化处理单元，提高难降解有机物的去除效率，改善焦化废水的可生化性；
和/或，所述好氧池用于去除废水中的有机物，同时通过硝化反应将焦化废水中的氨氮转化为硝态氮；
和/或，所述好氧池设置有可将硝化液回流至缺氧池的硝化液回流管路；
和/或，所述一沉池用于对好氧池出水进行泥水分离；
和/或，所述一沉池采用辐流式沉淀池；
和/或，所述一沉池设置有可将污泥回流至缺氧池的污泥回流管路。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于：所述生物电化学强化处理单元，设有至少一对阴极室和阳极室，阴极室和阳极室通过导线与外加电源相连接；所述生物电化学强化处理单元还接种有活性污泥，可吸附在阴极和阳极表面。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于：所述阴极室和阳极室由碳棒、碳毡、碳纤维刷、不锈钢网中的一种或多种制成。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述絮凝反应沉淀池用于对废水进行絮凝处理，以去除废水中大分子难降解有机物；
和/或，所述二沉池用于对絮凝反应沉淀池出水进行泥水分离，所述二沉池的出水流入清水池中；
和/或，所述二沉池采用辐流式沉淀池；
和/或，所述清水池用于储存二沉池出水。
7.一种焦化废水生物电化学强化处理方法，采用根据权利要求1-6任一项所述的系统，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)预处理：正常情况下，焦化废水进入隔油池进行油水分离，去除废水中的石油类和部分悬浮物，接着进入调节池，调节水量、控制负荷；
(2)生化处理：经预处理后的废水，依次经过缺氧池、生物电化学处理池、好氧池、一沉池，废水先在缺氧池通过微生物代谢，以有机物作为碳源，去除部分难降解有机物，并在缺氧条件下通过反硝化反应脱氮；然后在生物电化学处理池中通过生物电化学处理进一步去除难降解有机物，并改善焦化废水的可生化性；接着在好氧池中通过微生物代谢，以有机物作为碳源，进一步去除废水中的有机物，同时通过硝化反应去除氨氮，生成硝态氮。
(3)深度处理：经生化处理后的废水先进入絮凝反应沉淀池，投加絮凝剂，进行反应，以去除大分子难降解有机物，接着流入二沉池进行沉淀分离，最终反应出水进入清水池，储存回用；
事故时，焦化废水先进入事故池进行储存，待恢复正常运行后再进入隔油池，按照上述步骤进行生物电化学强化处理。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：步骤(1)中，可通过堰板安装高度、阀门开闭程度来调节水量，控制负荷；
和/或，步骤(2)中，硝化液经硝化液回流管路回流至缺氧池，硝化液回流比为200～300％；
和/或，步骤(2)中，部分污泥通过污泥回流管路回流至缺氧池，污泥回流比为80～100％；
和/或，步骤(2)中，废水在缺氧池中的水力停留时间为30～50h；
和/或，步骤(2)中，废水在好氧池中的水力停留时间为100～110h；
和/或，步骤(2)中，向缺氧池内投加磷酸盐补充微生物所需磷元素，投加有机碳源补充微生物所需有机物；
和/或，步骤(2)中，通过搅拌的方式使废水及污泥在缺氧池中均匀分布，防止发生污泥沉积现象。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：步骤(2)中，所述生物电化学处理池中，利用市政污水处理厂活性污泥或焦化废水处理厂活性污泥进行接种，采用焦化废水与生活污水混合液进行驯化，驯化过程中不断增加焦化废水占混合液的比例，驯化完成后全部采用焦化废水；
和/或，步骤(2)中，所述生物电化学处理池的外加电压为0.1～5V，溶解氧浓度为0.1～10mg/L，pH为6～9。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：步骤(3)中，废水与絮凝剂的反应时间为10～15min；
和/或，步骤(3)中，所述絮凝剂包括聚合硫酸铁和聚丙烯酰胺，所述聚合硫酸铁和聚丙烯酰胺的投加量分别为100～500mg/L和5～50mg/L。
说明书
一种焦化废水生物电化学强化处理系统及方法
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，特别是涉及一种焦化废水生物电化学强化处理系统及方法。
背景技术
焦化废水是煤高温干馏、煤气净化、副产品回收与精制过程中产生的工业有机废水，其化学成分极其复杂，含有石油类、挥发酚、氨氮、硫化物、氰化物、硫氰化物、多环芳烃和杂环化合物等。焦化废水中所含的高浓度氨氮物质，微量高毒性的CN-、SCN-以及焦油类、萘等，均对微生物有抑制作用，属于典型的生物难降解有机废水。因此，应尽可能强化焦化废水生化处理单元，提高难降解有机物去除效率，保障出水水质。
发明内容
鉴于目前焦化废水处理技术的缺点，本发明的目的在于提供一种焦化废水生物电化学强化处理系统及方法，用于解决现有技术中焦化废水有机物浓度高、可生化性低、难处理等问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明一方面提供一种焦化废水生物电化学强化处理系统，包括预处理单元、生化处理单元和深度处理单元，所述预处理单元包括事故池、隔油池、调节池，所述生化处理单元包括缺氧池、生物电化学处理池、好氧池、一沉池，所述深度处理单元包括絮凝反应沉淀池、二沉池和清水池；所述事故池、隔油池、调节池、缺氧池、生物电化学处理池、好氧池、一沉池、絮凝反应沉淀池、二沉池和清水池依次连通。
进一步，所述隔油池用于进行油水分离，去除废水中的石油类和部分悬浮物。
进一步，所述隔油池的进出水方式采用下进上出。
进一步，所述调节池用于调节水量、控制负荷。
进一步，所述缺氧池用于去除部分难降解有机物，降低废水有机负荷，避免因水质、水量等波动对生化处理单元产生较大的冲击，并通过反硝化反应脱氮。
进一步，所述缺氧池内设有搅拌机，所述搅拌机为双曲面立式搅拌机。搅拌机可使废水及污泥在池中分布均匀，防止发生污泥沉积现象。
进一步，所述生物电化学处理池用于强化整体生化处理单元，提高难降解有机物的去除效率，改善焦化废水的可生化性。
进一步，所述生物电化学强化处理单元，设有至少一对阴极室和阳极室，阴极室和阳极室通过导线与外加电源相连接，所述生物电化学强化处理单元还接种有活性污泥，可吸附在阴极和阳极表面。
可选地，所述阴极室和阳极室由碳棒、碳毡、碳纤维刷、不锈钢网中的一种或多种制成。
进一步，所述好氧池用于去除废水中的有机物，同时通过硝化反应将焦化废水中的氨氮转化为硝态氮，即去除氨氮生成硝态氮。
进一步，所述好氧池设置有可将硝化液回流至缺氧池的硝化液回流管路。
进一步，所述一沉池用于对好氧池出水进行泥水分离。
进一步，所述一沉池采用辐流式沉淀池。
进一步，所述一沉池设置有可将污泥回流至缺氧池的污泥回流管路，部分污泥通过污泥回流管路回流至缺氧池。
进一步，所述絮凝反应沉淀池用于对废水进行絮凝处理，以去除废水中大分子难降解有机物。
进一步，所述二沉池用于对絮凝反应沉淀池出水进行泥水分离，所述二沉池的出水流入清水池中。
进一步，所述二沉池采用辐流式沉淀池。
进一步，所述清水池用于储存二沉池出水。二沉池出水可用于回用，如消泡水、冲渣水。
本发明另一方面提供一种焦化废水生物电化学强化处理方法，采用如上所述的系统，所述方法包括以下步骤：
(1)预处理：正常情况下，焦化废水进入隔油池进行油水分离，去除废水中的石油类和部分悬浮物，接着进入调节池，调节水量、控制负荷；
(2)生化处理：经预处理后的废水，依次经过缺氧池、生物电化学处理池、好氧池、一沉池，废水先在缺氧池通过微生物代谢，以有机物作为碳源，去除部分难降解有机物，并在缺氧条件下通过反硝化反应脱氮；然后在生物电化学处理池中通过生物电化学处理进一步去除难降解有机物，并改善焦化废水的可生化性；接着在好氧池中通过微生物代谢，以有机物作为碳源，进一步去除废水中的有机物，同时通过硝化反应去除氨氮，生成硝态氮。
(3)深度处理：经生化处理后的废水先进入絮凝反应沉淀池，投加絮凝剂，进行反应，以去除大分子难降解有机物，接着流入二沉池进行沉淀分离，最终反应出水进入清水池，储存回用；
事故时，焦化废水先进入事故池进行储存，待恢复正常运行后再进入隔油池，按照上述步骤进行生物电化学强化处理。
进一步，步骤(1)中，可通过堰板安装高度、阀门开闭程度来调节水量，控制负荷。
进一步，步骤(2)中，硝化液经硝化液回流管路回流至缺氧池，硝化液回流比为200～300％。
进一步，步骤(2)中，部分污泥通过污泥回流管路回流至缺氧池，污泥回流比为80～100％。
进一步，步骤(2)中，废水在缺氧池中的水力停留时间为30～50h。
进一步，步骤(2)中，废水在好氧池中的水力停留时间为100～110h。
进一步，步骤(2)中，向缺氧池内投加磷酸盐补充微生物所需磷元素，投加有机碳源补充微生物所需有机物；可选地，所述磷酸盐选自KH2PO4、NaH2PO4、Na2HPO4、K2HPO4中的至少一种，所述有机碳源选自葡萄糖、乙酸钠、淀粉、畜禽粪便中的至少一种。
进一步，步骤(2)中，通过搅拌的方式使废水及污泥在缺氧池中均匀分布，防止发生污泥沉积现象。
进一步，步骤(2)中，所述生物电化学处理池中，利用市政污水处理厂活性污泥或焦化废水处理厂活性污泥进行接种，采用焦化废水与生活污水混合液进行驯化，驯化过程中不断增加焦化废水占混合液的比例，驯化完成后全部采用焦化废水。
进一步，步骤(2)中，所述生物电化学处理池的外加电压为0.1～5V，溶解氧浓度为0.1～10mg/L，pH为6～9。
进一步，步骤(3)中，废水与絮凝剂的反应时间为10～15min。
进一步，步骤(3)中，所述絮凝剂包括聚合硫酸铁和聚丙烯酰胺；优选地，所述聚合硫酸铁和聚丙烯酰胺的投加量分别为100～500mg/L和5～50mg/L。
如上所述，本发明的一种焦化废水生物电化学强化处理系统及方法，具有以下有益效果：
本发明的焦化废水生物电化学强化处理系统包括预处理单元、生化处理单元和深度处理单元，其中生化处理单元采用生物电化学强化处理，可显著提升污染物去除效率，尤其是对难降解有机物的去除效率，同时各处理单元布置紧凑，设置合理灵活。
（发明人：周山罡; 王立）