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典型行業工業廢水處理方法典型行業工業廢水處理方法1第一節焦化廢水第二節電鍍廢水第三節造紙工業廢水第四節農藥廢水第五節印染廢水(自學)第六節啤酒工業廢水(自學)內容第一節焦化廢水內容2第一節焦化廢水的處理一、概述二、焦化廢水的處理方法三、焦化廢水處理展望四、焦化廢水處理的工程實例本節內容概要第一節焦化廢水的處理本節內容概要3焦化廢水的來源焦化廢水的組成焦化廢水的水質特點焦化廢水的危害一、概述焦化廢水的來源一、概述4焦化廢水的來源焦化廢水是煤制焦炭、煤氣凈化及焦化產品回收過程中產生的廢水。焦化生產過程中主要產生以下幾種廢水:除塵洗滌水間接冷卻水酚、氰廢水焦油車間的廢水、蒸氨廢水、粗苯分離水、苯精制廢水、苯精制廢水一、概述焦化廢水的來源一、概述5焦化廢水的來源一、概述表4-1焦化廠含酚、氰的廢水水質水量表焦化廢水的來源一、概述表4-1焦化廠含酚、氰的廢水水質水6焦化廢水的組成含有大量的芳香族化合物和雜環化合物,如酚類、苯類及吡啶類等有機物,其中以酚類含量最多。另外,還含有氰酸鹽、硫代硫酸鹽、硫氰酸鹽和氨等無機物。何苗等對焦化廢水進行了GC/MS分析,檢出有機物共51種,發現這51種物質全部都屬于各類芳香族化合物及雜環化合物,在這物質中苯酚類及其衍生物、喹啉類化合物和苯類及其衍生物構成了焦化廢水的主要有機污染物,占83.4%。另外還含少量萘、吡啶、喹啉、吲哚、蒽等11類化合物,占全部的16.6%。一、概述焦化廢水的組成一、概述7焦化廢水的組成一、概述焦化廢水的組成一、概述8焦化廢水的水質特點廢水的成分很復雜

焦化廢水成分比較繁多,特別是有機物組分比較多,所含污染物可分為無機物和有機物兩大類,而無機物一般以銨鹽形式存在,包括(NH4)2CO3、NH4HCO3、(NH4)2SO4、NH4CN、NH4HS、NH4SCN、(NH4)2S2O3等,它們是焦化廢水中構成NH3-N的一部分;有機物則以酚類化合物為主,包括苯酚、酚的同系物以及萘、蒽、苯并比等多環類化合物,另外還有雜環類化合物,包括二氮雜苯、氮雜苊、氮雜菲、吡啶、喹啉、吲哚等。一、概述焦化廢水的水質特點一、概述9焦化廢水的水質特點廢水中的有機污染物濃度與其他廢水相比較較大,有機物含量也比較高,但BOD5/COD的比值卻很小,一般在0.3~0.4之間,甚至低于0.3,因此焦化廢水的可生化性較差;在焦化廢水中同時還含有大量的酚、氰等毒性物質,也有很多稠環芳烴和雜環化合物等難降解有機物,這些難降解有機物的存在就使焦化廢水在經過傳統的生物處理方法處理后其出水水質很難達到國家排放標準;一、概述焦化廢水的水質特點一、概述10焦化廢水的水質特點因煉焦工藝的不同,水質波動很大;尤其是廢水中氨氮的濃度,焦化廢水的進水氨氮濃度一般在150mg/L~600mg/L之間波動,如此大的氨氮濃度的波動會對處理系統的沖擊很大;與其他廢水相比較缺少磷源,所以生物處理時微生物磷營養不夠;一、概述焦化廢水的水質特點一、概述11焦化廢水的危害酚類物質的危害焦化廢水中的大多數的酚類化合物是屬于原型質毒物,這類化合物毒性比較大,對一切生物都有毒害作用。農藥、染料、工廠含重金屬廢水等化工物質均含有酚類化合物。正常的情況下,水體所含酚類化合物超過千分之零點一,水體便不能達到飲用水標準。酚類是持久型污染物,成分中含有苯環,而要把環破壞再分解一般要100年。一、概述焦化廢水的危害一、概述12焦化廢水的危害氮的危害焦化廢水中的NH3-N是一種及其不穩定的物質,氨氮在好氧的條件下,在微生物作用下發生硝化反應生成NO2-和NO3-,這個反應過程需要消耗水中的溶解氧,NO2-是一種致癌的物質,NO3-會破壞血液的吸氧功能。一、概述焦化廢水的危害一、概述13焦化廢水的危害芳香族化合物的危害所含的多環芳烴和雜環化合物中,其中有不少是致癌或者是致突變物質,不但會對環境造成嚴重污染,同時也會直接威脅到我們人類健康。有機物的危害所含的大量有機物,因為很多是難降解或者是有毒的,所以若不經過處理而直接排入到水體,整個水體缺氧,從而危害水生生物進而破壞整個水環境。一、概述焦化廢水的危害一、概述14焦化廢水的危害氰化物的危害氰化物是一種劇毒性物質,在氰化物的慢性作用下,由于組織供氧不足,可引起一系列反射性改變,如紅細胞血紅蛋白代謝性增高,血糖升高以提高血氧容易,加速能量代謝的恢復,由于體內SCN-增加,還可由此引起血壓下降,并抑制甲狀腺聚碘功能,干擾碘的有機結合過程,妨礙甲狀腺激素的合成,并能增加碘由腎臟的排出,減少體內碘的儲備,從而引起甲狀腺機能低下,致使腦垂體前葉代謝性地加強分泌促甲狀腺素,從而導致甲狀腺組織增生腫大。一、概述焦化廢水的危害一、概述15焦化廢水的危害氰化物的危害另外,氰化物慢性中毒的發生與機體。整個營養狀況也有關,如維生素B12缺乏,蛋白質營養不良,尤其是含硫氨基酸的缺乏可使機體用于CN-解毒的S2O3、S及=SH減少這些因素均可使攝入體內的CN-毒性增加,從而導致一系列慢性中毒的癥狀和體征出現。一、概述焦化廢水的危害一、概述16生化處理技術化學處理技術物理化學處理技術二、焦化廢水的處理技術生化處理技術二、焦化廢水的處理技術17生化處理技術普通活性污泥法SBR工藝A2/O工藝A/O2

工藝固定化高效微生物處理工藝生物流化床技術生物強化技術二、焦化廢水的處理技術生化處理技術二、焦化廢水的處理技術18普通活性污泥法

I.Vazquez等采用垃圾填埋廠的活性污泥進行生物降解焦化廢水研究。比較了添加與不添加碳酸氫鈉的條件下,COD、酚類化合物和SCN-的去除效果。結果表明:在兩種情況下,SCN-、COD和苯酚的去除效果相差不大。生化處理技術普通活性污泥法生化處理技術19普通活性污泥法鞍鋼化工總廠和中冶集團建筑研究總院環保所的研究表明,生物鐵法處理焦化廢水與傳統活性污泥法相比具有以下優點:(1)可加強曝氣池內吸附、生物氣化和凝聚過程,提高有機物去除率;(2)可改善活性污泥的活性和沉降性能,增加曝氣池內污泥的濃度;(3)可承受較大的有機物沖擊負荷,抗毒能力較強。生化處理技術普通活性污泥法生化處理技術20SBR工藝

MaranǒńE等采用SBR工藝處理焦化廢水,焦化廢水經吹脫預處理,氨氮去除達96%(HRT=66h),在SBR反應器中,HRT=115h時,COD、硫氰酸鹽、酚的去除率分別為85%,98%,99%,最終ρ(酚)=118mg/L,ρ(SCN-)=514mg/L,ρ(COD)=206mg/L。對處理焦化廢水而言,由于SBR工藝水力停留時間太長,導致設備龐大,焦化廢水中高毒性的物質也會影響運行的穩定性。生化處理技術SBR工藝生化處理技術21A2/O工藝MaranLi等比較了A2/O與A/O工藝對焦化廢水的處理效果,在HRT大致相同的條件下,這兩個系統對COD和NH4+-N具有幾乎相同的處理效果。由于A2/O增加了水解酸化階段,因此比A/O對有機氮和總氮具有更好的處理效果。邱賢華等研究發現,系統在優化條件下,A2/O固定化生物膜系統對除碳、硝化、脫氮起到了比較令人滿意的效果。生化處理技術A2/O工藝生化處理技術22A2/O工藝生化處理技術A2/O工藝生化處理技術23A/O2工藝主要由水解酸化池、厭氧池和好氧硝化池組成。水解酸化的作用是提高焦化廢水的可生化性;厭氧反應器和好氧硝化池的功能主要是利用微生物的代謝去除COD和氨氮。根據周鑫等報道,A/O2

工藝處理焦化廢水是可行的。該廢水處理系統運行兩年來COD、NH4+-N去除率分別達到了87%和93%。但該工藝系統耐沖擊負荷能力較差,需要加入大量清水稀釋,為使活性污泥得到良好的脫氮效果,必須要有較長的HRT,通常HRT>20d。生化處理技術A/O2工藝生化處理技術24A/O2工藝生化處理技術A/O2工藝生化處理技術25A/O2工藝生化處理技術A/O2工藝生化處理技術26固定化高效微生物處理工藝(3T-AF/BAF工藝)

是國際上從20世紀60年代后期開始迅速發展的一項技術,它是通過化學或物理手段將游離的微生物固定在載體上使其高度密集,并使其保持活性反復利用的方法。最初主要用于工業微生物發酵生產,20世紀70年代后期開始應用于廢水處理。生化處理技術固定化高效微生物處理工藝(3T-AF/BAF工藝)生化處理技27固定化高效微生物處理(3T-AF/BAF)工藝

3T-AF/BAF工藝結合了A/O工藝、接觸氧化工藝和生物濾池的優點,其特點在于:池內裝填多孔結構的生物載體,載體比表面積大,孔隙率高,生物附著力強,掛膜性能好,掛膜快,生物膜穩定,不易結垢和堵塞,具有良好的機械性能和化學性能,使用壽命長。池內接種高效微生物,含有多種微生物種群和復合酶制劑,活性高,適應性強,對高濃度、大分子、難降解有機物及有毒有害物質有較強降解能力和抗沖擊能力,對氨氮有良好的處理效果。生化處理技術固定化高效微生物處理(3T-AF/BAF)工藝生化處理技術28固定化高效微生物處理(3T-AF/BAF)工藝高效微生物在載體上附著生長,微生物在處理系統呈現分層、分群分布,在不同區域都能保持優勢菌群和最佳活性,發揮最佳降解效果,并可反復利用。微生物負載量大,處理效率高,水力停留時間短,可節省占地面積和基建投資。系統抗沖擊能力強,對溫度和pH適應范圍寬,恢復啟動快,尤其是在系統檢修期間能快速恢復運行,不需要重新培養馴化。生化處理技術固定化高效微生物處理(3T-AF/BAF)工藝生化處理技術29固定化高效微生物處理(3T-AF/BAF)工藝可降解具有惡臭的有機物、氨氮及含S化合物,控制處理過程中產生的不良氣味,避免臭味對環境造成二次污染,有利于改善污水處理廠環境。污泥量少,只有普通活性泥法的3%~5%,可節省污泥處理費用和勞動強度。工藝運行穩定、安全、可靠,運行費用低,操作管理簡便。生化處理技術固定化高效微生物處理(3T-AF/BAF)工藝生化處理技術30固定化高效微生物處理(3T-AF/BAF)工藝固定化微生物技術目前國內還沒有統一的分類標準,主要有結合同定化、交聯固定化、包埋固定化和自身固定化等幾種方法。黃霞等對固定化優勢菌種處理焦化廢水中幾種難降解有機物的實驗研究表明:固定化優勢菌種降解有機物效率高,經其處理8h,可將相應的喹啉、異喹啉、吡啶降解90%以上。生化處理技術固定化高效微生物處理(3T-AF/BAF)工藝生化處理技術31固定化高效微生物處理(3T-AF/BAF)工藝徐英應用固定化微生物小球技術結合厭氧—好氧工藝處理焦化廢水,結果表明,經固定化微生物厭氧酸化24h、好氧曝氣24h后,出水COD為132.1mg/L,氨氮為24mg/L,達到國家GB8978-1996二級排放標準。YongLu等采用木屑為載體固定化白腐菌孢原毛平革菌來生物降解酚類化合物的焦化廢水。固定化真菌對酚類化合物和COD的去除率明顯高于自由真菌。生化處理技術固定化高效微生物處理(3T-AF/BAF)工藝生化處理技術32生物流化床技術兼有完全混合式活性污泥法接觸所形成的高效率和生物膜法能夠承受負荷變化沖擊的雙重優點,具有良好的處理效果,韋朝海等采用自行研制的新型結構生物三相流化床來研究生物處理系統各個單元結構在焦化廢水處理中的降解特性及耦合關系。結果表明,厭氧流化床能有效提高焦化廢水的可生化性,一級好氧流化床能高效降解有機污染物,二級好氧流化床對NH4+-N平均去除率達到89.9%,出水NH4+-N濃度穩定在15mg/L以下。生物系統出水經過濾混凝沉淀工藝后達到《鋼鐵工業水污染物排放標準》(GB13456-1992)中的一級排放標準。生化處理技術生物流化床技術生化處理技術33生物強化技術是指在生物處理體系中投加具有特定功能的微生物來改善原有處理體系的處理效果。投加的微生物可以來源于原有的處理體系,經過馴化、富集、篩選、培養達到一定數量后投加,也可以是原來不存在的外源微生物。實際應用中這兩種方法都有采用,主要取決于原有處理體系中的微生物組成及所處的環境。這一技術可以充分發揮微生物的潛力,改善難降解有機物生物處理效果。生化處理技術生物強化技術生化處理技術34生物強化技術李日強等從焦化廢水的活性污泥和油泥中分離出能降解酚的細菌7株,降解氰的細菌8株,并對其降解能力進行了測定,結果表明,當酚的質量濃度為150mg/L時,經6h處理后,對酚的去除率>96.84%,當ρ(氰離子)=25mg/L時,經8h后,去除率達99.96%。生化處理技術生物強化技術生化處理技術35生物強化技術針對目前我國焦化廢水處理現狀,將生物強化技術與普通生化技術相結合是一條比較實用的思路。DongheePark等為了提高生物去除總氰化物的效率,生物強化技術處理焦化廢水。經過實驗室培養氰化物降解的酵母菌(土生隱球酵母)和不明確的降解氰化物的微生物,然后將微生物菌體接種入流化床反應器。結果表明:全面的氰化物生物降解的連續運行表明去除率比想象中低。因此,有必要進一步研究如何解決全面的生物強化辦法的操作問題。生化處理技術生物強化技術生化處理技術36濕式催化氧化技術在一定溫度、壓力下,借助催化劑的作用,經空氣氧化,使污水中的有機物、氨分別氧化分解成CO2、H2O及N2等無害物質,達到凈化目的。杜鴻章等研制成適合處理焦化廠蒸氨、脫酚前的濃焦化污水的濕式氧化催化劑,該催化劑活性高,耐酸、堿腐蝕,穩定性高,適合于工業應用,對CODCr及NH3-N的去除率分別為99.5%及99.9%;而且經催化濕式氧化法治理焦化廢水的小試結果估算,治理費用與生化法相近,而處理后的水質則優于生化法。化學處理技術濕式催化氧化技術化學處理技術37濕式催化氧化技術具有適用范圍廣、氧化速度快、處理效率高、二次污染低、可回收能量和有用物料等優點。但是,由于其催化劑價格昂貴,處理成本高,且在高溫高壓條件下運行,對工藝設備要求嚴格,投資費用高,國內很少將該法用于廢水處理。化學處理技術濕式催化氧化技術化學處理技術38焚燒法楊元林等通過對焦化廢水處理焚燒方案的研究探討,表明此處理工藝對于處理焦化廠和煤氣廠產生的高濃度廢水是一種切實可行的處理方法,特別適用于北方寒冷地區,尤其是焚燒工藝還可以副產蒸汽以供生產和生活使用,從而降低運行費用,對于其高濃度廢液也不失是一種可行的辦法。盡管焚燒法處理效率高,不造成二次污染,但其昂貴的處理費用,使得多數企業望而卻步,在國內應用較少。化學處理技術焚燒法化學處理技術39電化學氧化處理技術基本原理是使污染物在電極上發生直接電化學反應或利用電極表面產生的強氧化性活性物質使污染物發生氧化還原轉變。化學處理技術電化學氧化處理技術化學處理技術40電化學氧化水處理技術Chang等采用PbO2/Ti作為電極,對電化學氧化法處理焦化廢水進行了研究,結果表明:電解2h后,廢水中的COD由2143mg/L降到226mg/L,去除率為89.5%。廢水中約為760mg/L的NH3-N也被同時去除。研究發現,電極材料、氧化物濃度、電流密度和pH值對COD的去除率和電化學氧化過程中電流的效率有顯著影響。另外,電解過程產生的氯化物/高氯化物,能引起非直接氧化,這種氧化在去除焦化廢水中污染物的過程中具有重要的作用。化學處理技術電化學氧化水處理技術化學處理技術41電化學氧化水處理技術王真等利用Ti/TiO2-RuO2電極降解焦化廢水,結果顯示:此電極對焦化廢水有較好的去除效果。其最佳實驗條件為:電流密度35mA/cm2,pH7,電解30min后,COD的去除率為80.2%。BoWang等調查研究焦化廢水在298K、1atm和臭氧的存在下,以高錳酸鉀為催化劑,高嶺土作為載體進行電化學氧化處理。結果表明,難降解有機物的廢水可有效地去除,在pH=3的條件下,時間為80分鐘,COD去除率達92.5%。化學處理技術電化學氧化水處理技術化學處理技術42光催化氧化法對水中酚類物質和有機物有較好的處理效果。在焦化廢水中加入催化劑粉末,在紫外線照射下,鼓入空氣,能將廢水中的有機毒物和色度去除。這種處理方法能耗低,有很大的發展潛力。但是,有時也會產生一些有害的光化學產物,造成二次污染。化學處理技術光催化氧化法化學處理技術43等離子體處理技術原理:在毫微秒高壓脈沖作用下,氣體間隙產生放電等離子體,放電等離子體中存在大量高能電子,這些高能電子作用于水分子產生大量的水合電子、OH-、O-等強氧化基團來氧化水中有機物,從而達到降解有機物的目的。現階段結果表明:焦化廢水經脈沖放電處理后,有機物大分子被破壞成小分子,廢水的生物降解性大為提高,進一步用活性污泥法處理后,水中氰化物、酚及COD濃度均有降低。化學處理技術等離子體處理技術化學處理技術44等離子體處理技術江白茹等用放電等離子體處理焦化廢水,研究了放電次數對焦化廢水中氰化物和氨氮及COD的影響,總結了放電等離子體處理焦化廢水過程中氰化物、氨氮和COD的變化規律。結果表明:放電次數增加,水樣中氰化物氧化分解產生CNO-、NH4+、NH3

和N2,氨氮氧化產生NO3-,多環芳烴最終氧化分解生成CO2和H2O;焦化廢水中氨氮和多環芳烴對COD的質量濃度影響較大,放電處理過程中,COD的質量濃度呈現出降低-升高-降低-升高-降低的趨勢;經過多次放電,最終使氰化物及氨氮的質量濃度降低,可減少生物處理過程中氰化物及氨氮對生物的抑制作用,提高生化處理的效果。化學處理技術等離子體處理技術化學處理技術45Fenton試劑催化氧化法李東偉等采用UV-Fenton試劑對焦化廢水進行氧化處理,試驗結果表明,焦化廢水經過UV-Fenton氧化處理后,COD去除率能達到86%以上,揮發酚基本能被完全去除。劉紅等采用Fenton試劑氧化-混凝沉降處理焦化廢水,最佳處理條件為:將廢水溫度控制在80℃左右,投加0.6g/LFe2+及7.2g/LH2O2

進行氧化,反應1.5h后調pH值在7.6左右,再投加10mL/L的聚硅硫酸鋁進行混凝沉降。廢水的COD可由1173.0mg/L降至38.2mg/L,符合國家一級排放標準,其去除率達到96.7%。

化學處理技術Fenton試劑催化氧化法化學處理技術46Fenton試劑催化氧化法普通Fenton法Fenton試劑與吸附劑聯用Fenton試劑與混凝劑聯用Fenton試劑與超聲波(US)聯用Fenton試劑與微波聯用Fenton試劑與紫外光(UV)聯用電Fenton法其他聯合技術化學處理技術Fenton試劑催化氧化法化學處理技術47普通Fenton法

Fenton法可作為焦化廢水的預處理方式以提高廢水的可生化性,也可作為一種深度處理方式來提高出水水質。謝成等采用Fenton法對廣東韶關鋼鐵公司焦化廠廢水進行預處理,結果表明,在反應溫度為30℃、n(Fe2+):n(H2O2)=1:20的條件下,酚、苯系物、石油烴、含氮雜環有機物和多環芳烴在反應10min后相應的去除率分別達到93.7%、96.2%、92.1%、92.7%和89.2%,此時對揮發酚和COD的去除率分別為98.6%和54.4%。同時,廢水可生化性明顯提高,BOD5/COD值從0.27上升至0.41。Fenton試劑催化氧化法普通Fenton法Fenton試劑催化氧化法48Fenton試劑與吸附劑聯用用于焦化廢水處理的吸附劑較多,如樹脂、粉煤灰、活性炭等。聯用方式分為兩種:一種是先用活性炭吸附,然后用Fenton試劑氧化。這種處理方式的吸附平衡濃度高,可以充分利用活性炭吸附容量大的特點。對未被活性炭吸附的殘余有機污染物及氰化物、硫化物等無機污染物,再采用Fenton試劑進行氧化,可以大大降低Fenton試劑的消耗量;對吸附飽和的活性炭,可采用H2O2

再生,不產生二次污染。另一種是先用Fenton試劑氧化,再用活性炭吸附。

Fenton試劑催化氧化法Fenton試劑與吸附劑聯用Fenton試劑催化氧化法49Fenton試劑與吸附劑聯用王春敏等采用Fenton試劑-活性炭吸附工藝處理某焦化廠生化處理前的廢水,操作條件:Fenton試劑氧化階段H2O2投量為55mmol/L,[Fe2+]/[H2O2]=1:10,初始pH=3;活性炭吸附階段活性炭投量為2.5g/L,pH=3,吸附時間為30min。在此操作條件下,焦化廢水COD由原來的1935mg/L降為48.8mg/L,去除率達97.5%,出水水質符合國家一級排放標準。李茂等采用樹脂吸附-Fenton試劑氧化組合工藝對某焦化企業產生的高濃度焦化廢水進行處理。在最佳工藝條件下,對酚類和COD的去除率分別為接近100%和74.82%,廢水的BOD5/COD值由0.11提高到0.19。Fenton試劑催化氧化法Fenton試劑與吸附劑聯用Fenton試劑催化氧化法50Fenton試劑與混凝劑聯用由于焦化廢水的COD一般很高,單獨采用Fenton法處理效果不是十分理想,若與混凝劑聯合,處理效果會大大提高,且兩者之間具有協同效應。混凝劑的主要作用是利用其水解產生的水合配離子及氫氧化物膠體,中和廢水中某些物質表面所帶的電荷,使這些帶電物質發生凝集沉淀而去除。現在用于焦化廢水處理的混凝劑種類較多,與Fenton試劑聯合使用的主要有FeCl3、PAM及研究者自制的混凝劑等。Fenton試劑催化氧化法Fenton試劑與混凝劑聯用Fenton試劑催化氧化法51Fenton試劑與混凝劑聯用吳克明等先采用Fenton氧化,再用FeCl3混凝沉淀處理某鋼鐵集團焦化廠的廢水,結果表明:當pH為3左右、反應溫度為80℃、反應30min后,對COD、NH3-N、濁度和色度的去除率分別達到93.1%、96.2%、90.8%和90.2%。左晨燕等采用Fenton氧化/混凝協同處理首鋼焦化廠蒸氨脫酚后的廢水,在H2O2投量為220mg/L、Fe2+投量為180mg/L、PAM投量為4.5mg/L、反應時間為0.5h、pH=7.0的條件下,最終COD去除率可達44.5%,色度可降到35倍,出水水質符合國家污水排放二級標準。Fenton試劑催化氧化法Fenton試劑與混凝劑聯用Fenton試劑催化氧化法52Fenton試劑與混凝劑聯用彭賢玉等以Fenton氧化-混凝法處理焦化廢水,對色度、COD、NH3-N的去除率分別達到84.3%、92.9%、96.2%,出水達到國家排放標準。劉紅等用Fenton試劑聯合自制的聚硅硫酸鋁對焦化廢水進行了催化氧化/混凝試驗,結果表明:在最佳條件下廢水經Fenton氧化/混凝處理后,COD從1173mg/L降至38.2mg/L,去除率達96.7%。Fenton試劑催化氧化法Fenton試劑與混凝劑聯用Fenton試劑催化氧化法53Fenton試劑與混凝劑聯用于慶滿等采用自制的聚硅酸酸硫酸鋁鐵混凝劑(PFASS),用Fenton法聯合混凝沉降對焦化廢水經生化處理出水進行深度處理,試驗結果表明:Fenton試劑氧化/混凝和混凝/Fenton試劑氧化最終都可使廢水達標排放,其先后順序對試驗結果有一定影響,混凝/Fenton試劑氧化的效果優于Fenton試劑氧化/混凝。經混凝/Fenton試劑氧化處理后的出水透光度較好、色度低,而經Fenton法氧化/混凝處理后的出水可能因為含有Fe3+而略顯黃色。Fenton試劑催化氧化法Fenton試劑與混凝劑聯用Fenton試劑催化氧化法54Fenton試劑與超聲波(US)聯用超聲技術利用超聲能量可將水中有毒的、難降解的有機污染物轉化成二氧化碳和水或毒性更小的有機污染物,由于其能量轉化率較低和能耗較大,在低頻條件下所能產生的?OH不足等原因,使其應用受到極大限制。超聲與Fenton試劑聯合可以彌補這一不足,且兩者之間存在協同效應。利用超聲的空化效應以及其引起的溫度升高和充分攪拌接觸,促使Fenton反應中的?OH大量迅速地產生,從而使生物難降解有機物的處理效果更好。

Fenton試劑催化氧化法Fenton試劑與超聲波(US)聯用Fenton試劑催化氧化55Fenton試劑與超聲波(US)聯用石新軍采用超聲空化與Fenton試劑聯合作用降解焦化廢水中的有機物,在COD初始濃度為807mg/L、初始pH為3.18、Fe2+和H2O2的用量分別為100mg/L和1500mg/L、降解240min的條件下,廢水的COD降解率達97.87%。Fenton試劑催化氧化法Fenton試劑與超聲波(US)聯用Fenton試劑催化氧化56Fenton試劑與超聲波(US)聯用唐玉斌等采用US/Fenton氧化/混凝法對高濃度焦化廢水進行預處理。結果表明,在一定的試驗條件下,對COD、NH3-N、CN-和色度的去除率分別為75.1%、53.4%、62.8%和83.1%,廢水的COD由處理前的4799mg/L降至1195mg/L,BOD5/COD值由0.196提高到0.373,出水可生化性良好。US/Fenton氧化/混凝法可作為高濃度焦化廢水一種有效的預處理方法。Fenton試劑催化氧化法Fenton試劑與超聲波(US)聯用Fenton試劑催化氧化57Fenton試劑與微波聯用微波是一種電磁波,其波長為1mm~1m。采用微波輻射液體能使其中的極性分子產生高速旋轉而產生熱量,同時改變體系熱力學函數,降低活化能和分子的化學鍵強度。微波不但可以改善反應條件,加快反應速度,提高反應產率,而且還可以促進一些難以進行的反應的發生。目前,用微波消除污染物的研究正處于試驗階段。Fenton試劑催化氧化法Fenton試劑與微波聯用Fenton試劑催化氧化法58Fenton試劑與微波聯用J.Sanz等研究表明,利用微波和Fenton氧化聯合降解酚類化合物比單純使用Fenton氧化效果更好,且聯合技術在接近中性的條件下降解效果就很好,而單純Fenton法只有在pH=3左右效果才比較好。徐科峰等進行了微波強化類Fenton氧化降解苯酚的試驗研究,結果表明,對類Fenton試劑降解苯酚的反應體系施加微波,可降低反應活化能和提高反應速率,微波輻射的功率越大,苯酚轉化速率和TOC降解速率就越快。當微波輻射功率為600W時,苯酚降解的反應活化能為15.042kJ/mol,比常規條件的反應活化能降低了22.48%。Fenton試劑催化氧化法Fenton試劑與微波聯用Fenton試劑催化氧化法59Fenton試劑與紫外光(UV)聯用UV/Fenton法實際上是Fe/H2O2

與UV/H2O2兩種系統的結合。該法中UV和Fe2+對H2O2催化分解存在協同效應,即H2O2的分解速率遠大于Fe2+或UV催化H2O2分解速率的簡單加和,因此大大提高了反應速率。其原因主要是鐵的某些羥基絡合物可發生光敏化反應生成?OH所致。以Fe(OH)2+為例,反應如下:Fe(OH)2++hλ→Fe2++?OHFenton試劑催化氧化法Fenton試劑與紫外光(UV)聯用Fenton試劑催化60Fenton試劑與紫外光(UV)聯用Fe(OH)2+分解既可產生Fe2+又可產生?OH,在提高反應速率的同時又可進一步提高H2O2的利用率,并降低Fe2+的用量。有機物在UV作用下可部分降解,同時Fe3+與有機物降解過程中產生的中間產物形成的絡合物是光活性物質,也可在UV照射下繼續降解,因此可使有機物礦化程度更充分。Fenton試劑催化氧化法Fenton試劑與紫外光(UV)聯用Fenton試劑催化61Fenton試劑與紫外光(UV)聯用曾曼等用UV/Fenton法處理經生化及FeSO4絮凝后的焦化廢水,在一定的試驗條件下,對廢水TOC的去除率>70%,對多環芳烴(PAH)的去除率為95.8%,對COD的去除率也較高。劉瓊玉等采用太陽光/Fenton氧化技術預處理含酚廢水,結果表明,采用太陽光/Fenton氧化預處理后,再經混凝法處理,對COD的去除率為62.1%(單純采用混凝法對COD的去除率僅為14.3%),廢水的BOD5/COD值由0.10提高到0.32。Fenton試劑催化氧化法Fenton試劑與紫外光(UV)聯用Fenton試劑催化62Fenton試劑與紫外光(UV)聯用張乃東等采用強化UV/Fenton法降解水中苯酚,所謂強化就是在UV/Fenton體系中加入草酸鹽(C2O42-),C2O42-能與反應體系中的Fe3+生成草酸鐵(III)絡合物。由于草酸鐵(III)絡合物具有極強的吸收紫外線的能力,將草酸鹽引入UV/Fenton體系,可提高對光線的利用率,有利于高濃度有機廢水的處理。結果表明,在最佳試驗條件下,對苯酚的去除率可高達96%。Fenton試劑催化氧化法Fenton試劑與紫外光(UV)聯用Fenton試劑催化63電Fenton法實質是把用電化學法產生的Fe2+或H2O2作為Fenton試劑的持續來源。與光Fenton法相比有以下優點:自動產生H2O2的機制較完善;導致有機物降解的因素較多,除.OH的氧化作用外,還有陽極氧化、電吸附等。許海燕等采用電Fenton法處理某鋼鐵公司生化處理后的焦化廢水,廢水色度從1000倍以上降至50倍以下,對COD的去除率>80%,處理效果明顯優于普通Fenton法,并有效降低了Fe2+/H2O2的用量,縮短了反應時間。Fenton試劑催化氧化法電Fenton法Fenton試劑催化氧化法64其他聯合技術Fenton試劑還有諸多其他的聯合技術,如與鐵屑聯用、與二氧化鈦聯用、與臭氧聯用及與磁場聯用等,雖然目前在實際焦化廢水的處理研究中還鮮有報道,但隨著研究的深入和技術的改進,相信這些技術也會在焦化廢水的處理中起到重要的作用。Fenton試劑催化氧化法其他聯合技術Fenton試劑催化氧化法65超臨界水氧化技術(SCWO)能在很短的時間內將難降解的、危險的有機物徹底轉化為CO2和H2O,實現有機有毒污染物的無害化,因此用超臨界水作為反應介質已經受到廣泛的關注。陳新宇等采用催化超臨界水氧化技術針對焦化廢水的主要污染物降解過程進行了研究。結果分析表明:廢水經處理后,苯酚降解率達到100%,喹啉和氨氮的降解率分別也達到99.1%和96%以上,達到GB8978-1996排放標準。化學處理技術超臨界水氧化技術(SCWO)化學處理技術66臭氧氧化法臭氧能與廢水中的絕大多數有機物、微生物迅速反應,可去除廢水中的酚、氰,并降低廢水的COD、BOD值,同時起到脫色、除臭、殺菌的作用。臭氧的強氧化性可將廢水污染物快速除去,自身分解為氧,不會造成二次污染,管理操作方便。存在投資高、電耗大、處理成本高的缺點。主要應用于廢水的深度處理。化學處理技術臭氧氧化法化學處理技術67混凝法吸附法稀釋和氣提煙道氣處理焦化廢水化學處理技術混凝法化學處理技術68混凝法關鍵在于混凝劑,常見的混凝劑有鋁鹽、鐵鹽、聚鋁、聚鐵和聚丙烯酰胺等。目前國內焦化廠家一般采用聚合硫酸鐵。賴鵬等利用Fe2(SO4)3作為混凝劑,對焦化廢水生化處理出水進行深度處理。結果表明,在Fe2(SO4)3投加量為400mg/L、pH5的條件下,溶解性有機碳(DOC)去除率達到40.1%,出水COD<150mg/L,能夠達到國家的二級排放標準。化學處理技術混凝法化學處理技術69混凝法吳克明等采用混凝-氣浮法對焦化廢水的處理進行了研究。結果表明,聚合氯化鋁鐵(PAFC)+聚丙烯酰胺(PAM)處理廢水,生成的礬花大而密實,沉降速度快,出水色度低,效果較好。DongheePark等用硫酸亞鐵和氯化鐵來去除殘留在經前置反硝化工藝處理的出水中氰化物。在加入和沒有加入聚合氯化鋁(PAC)溶液的兩種情況下進行批量試驗得到兩種鐵溶液的最佳劑量。結果表明,硫酸亞鐵溶液可以取代氯化鐵溶液處理廢水中氰化物,尤其是鐵氰化物。化學處理技術混凝法化學處理技術70吸附法常用于廢水的深度處理。周靜等利用粉煤灰-石灰體系作吸附劑,對焦化廢水中氨氮進行深度處理。結果表明,廢水經該工藝處理后,水樣中氨氮濃度由77.67mg/L降至25mg/L以下,可以達到國家工業廢水二級排放標準(GB8978-I996)。I.Vazquez分別對吸附劑顆粒活性炭和樹脂XAD-2、AP-246和OC-1074進行平衡,動力學和柱分析。結果表明,顆粒活性炭(GAC)呈現最高的吸附容量、最大的吸附參數和最高的動態能力。化學處理技術吸附法化學處理技術71稀釋和氣提焦化廢水中含有的高濃度氨氮物質以及微量高毒性的CN-等對微生物有抑制作用。因此這些污染物應盡可能在生化處理前降低其濃度,通常采用稀釋和氣提的方法。一般情況下,氣提不能使氨氮達到排放標準,只能作為預處理,仍需進一步研究。化學處理技術稀釋和氣提化學處理技術72煙道氣處理焦化廢水程志久等利用煙道氣處理焦化剩余氨水或全部焦化廢水的方法,在江蘇淮鋼集團焦化剩余氨水處理工程中獲得成功應用。實踐證明,該方法與常規的生化法相比,不僅研究思路全新、效果也迥異。它是將廢水中的污染物,主要是有機污染物以固化狀態與廢水分離,而廢水中的水分全部汽化,從而實現了廢水經處理后的零排放,并確保煙道氣達標外排。它“以廢治廢”具有投資省、運行費用低、處理效果好的巨大優勢。化學處理技術煙道氣處理焦化廢水化學處理技術73典型行業工業廢水處理方法課件74我國焦化廢水處理現狀目前焦化廢水一般按常規方法進行兩級處理,第一級處理包括隔油、過濾(或一次沉降),溶劑萃取脫酚、蒸氨、黃血鹽脫氰等;第二級處理包括浮選、生物脫酚、混凝沉淀等,但是其中某些有毒有害物質的濃度仍居高不下,常常難以達到國家允許的排放標準。三、焦化廢水處理展望我國焦化廢水處理現狀三、焦化廢水處理展望75焦化廢水處理存在的問題采用傳統處理工藝,雖然對焦化廢水中的油、高濃度酚、氰化物、硫化物等有較好的去除效果,但對氨氮和難降解有機物的去除不理想,其處理出口排水中的CODcr,NH3-N等污染物指標均難于達標。①廢水難以達標排放;②絕大多數企業未考慮焦化廢水的回用;③廢水水處理成本偏高,企業難以接受。三、焦化廢水處理展望焦化廢水處理存在的問題三、焦化廢水處理展望76焦化廢水處理存在的問題焦化廢水處理改進措施:(1)焦化廢水預處理技術,焦化廢水中所含的高濃度氨氮物質、微量有高毒性的CN-,SCN-,S2-以及生物難降解的焦油類、苯類等不溶性有機物等,均對微生物有抑制作用,需要采用適當的預處理技術,盡可能在生化處理前降低其濃度或改變其分子結構,提高廢水的可生化性。預處理還具有除油、去除廢水中的分散顆粒和膠體物質、吹脫氨氮等作用。主要有:厭氧水解(酸化)法、Fenton試劑法、稀釋法、蒸汽氣提法、氣浮法以及三相分離技術等。三、焦化廢水處理展望焦化廢水處理存在的問題三、焦化廢水處理展望77焦化廢水處理存在的問題焦化廢水處理改進措施:(2)焦化廢水二級處理技術方法很多,有生物強化技術、濕式催化氧化技術(CWO)、三相氣提升循環流化床等。(3)焦化廢水深度處理技術,焦化廢水成分復雜且難降解物質多,考慮到生化處理本身具有一定的局限性,有些污染物并不能通過生化處理降解,為使出水水質能全面達標,就須對焦化廢水進行深度處理。目前有多種深度處理技術,主要有:投加多種混凝劑、折點加氯法、氧化塘處理法、吸附法、生物鐵炭法等。三、焦化廢水處理展望焦化廢水處理存在的問題三、焦化廢水處理展望78水量水質及回用水水質要求工藝流程及特點構筑物及設備參數工程調試及運行運行費用分析四、焦化廢水處理工程實例水量水質及回用水水質要求四、焦化廢水處理工程實例79水量水質及回用水水質要求水量該裝置污水處理站的來水分兩部分,一部分為生活廢水,水量為10m3·h-1,另外一部分為生產廢水約為30m3·h-1,合計約40m3·h-1。據此確定污水站的處理規模為Qd=960m3·d-1,Qh=40m3·h-1。進水水質及回用水水質要求根據同類廢水水質情況,焦化廢水本身的可生化性較差,但加入了生活廢水后,可生化性有一定改善。廢水水質及回用水水質要求見表1。四、焦化廢水處理工程實例水量水質及回用水水質要求四、焦化廢水處理工程實例80水量水質及回用水水質要求四、焦化廢水處理工程實例水量水質及回用水水質要求四、焦化廢水處理工程實例81工藝流程及特點

工藝流程焦化廢水的處理方法主要有A/O、A2/O、微波水處理、微電解和超臨界法。結合國內外焦化廢水處理的先進經驗,確定以A2/O2、混凝沉淀、過濾和氨吸附為主體工藝,這樣不僅能有效地除去廢水中的有機污染物,而且對氨氮污染物也有較好的去除效果。具體工藝流程如見圖1所示。四、焦化廢水處理工程實例工藝流程及特點四、焦化廢水處理工程實例82工藝流程及特點

工藝流程四、焦化廢水處理工程實例投加破乳劑、混凝劑及絮助凝劑工藝流程及特點四、焦化廢水處理投加破乳劑、混凝劑及絮助凝劑83工藝流程及特點

工藝流程生活生產廢水經由提升池進入隔油池去除粒徑較大的油珠及比重大于1.0的雜質。經隔油后的廢水進入氣浮池,投加破乳劑、混凝劑及絮助凝劑。可將乳化態的焦油有效的去除,另COD、BOD也得到部分去除。之后進入調節池,均質均量。調節池的水由潛水泵打入厭氧池。四、焦化廢水處理工程實例工藝流程及特點四、焦化廢水處理工程實例84工藝流程及特點

工藝流程而后廢水進入缺氧池,廢水中NH3-N在下一級好氧硝化反應池中被硝化菌與亞硝化菌轉化為NO3--N與NO2--N的硝化混合液,循環回流于缺氧池,通過反硝菌生物還原作用,NO3--N與NO2--N轉化為N2。缺氧池流出的廢水自流入推流式活性污泥曝氣池,在此完成含氨氮廢水的硝化過程。在此投加適量Na2CO3,以補充堿度,反應溫度20~40℃,pH8.0~8.4,此過程要求較低的含碳有機質,以免異氧菌增殖過快,影響硝化菌的增殖,氣水體積比20:1。四、焦化廢水處理工程實例工藝流程及特點四、焦化廢水處理工程實例85工藝流程及特點

工藝流程與懸浮活性污泥接觸,水中的有機物被活性污泥吸附、氧化分解并部分轉達化為新的微生物菌膠團,廢水得到凈化。凈化后的廢水進入二沉池使活性污泥與處理完的廢水分離,并使污泥得到一定程度的濃縮,使混合液澄清,同時排除污泥,并提供一定量的活性微生物。二沉池流出的廢水自流入生物接觸氧化池,自下向上流動,運行中廢水與填料接觸,微生物附著在填料上,水中的有機物被微生物吸附、氧化分解并部分轉化為新的生物膜,廢水得到凈化。四、焦化廢水處理工程實例工藝流程及特點四、焦化廢水處理工程實例86工藝流程及特點

工藝流程接觸氧池出水經加藥、曝氣反應后,進行混凝沉淀池。由二沉池出水仍然不能保證水中懸浮物達到雜用水懸浮固體指標要求。因為污水中含有很多的細小的顆粒,故使其流入砂濾池,其中孔隙為10~15μm石英砂濾料保證懸浮物大部分被濾料截留,出水清澈。砂濾池的出水可以有選擇的進入高效氨吸附池,以沸石為原料對水中的氨氮快速吸附,以進一步保證出水達標排放。四、焦化廢水處理工程實例工藝流程及特點四、焦化廢水處理工程實例87工藝流程及特點

工藝特點生物處理工藝采用“氣浮+厭氧+缺氧+好氧+生物接觸氧化”主體工藝處理焦化廢水,工藝先進,處理效果穩定可靠;對難降解有機物含量高、氨氮濃度高的廢水處理有特效;廢水處理最后把關工藝沸石吸附,可以有效地保證出水氨氮和BOD達到回用要求,并且氨吸附在生物協同的作用下不需要化學解吸,可以反復使用。曝氣設備選用高效,低能耗的BZQ·W-192型微孔曝氣器,具有充氣量大,氧利用率高,運行穩定,曝氣均勻的特點。四、焦化廢水處理工程實例工藝流程及特點四、焦化廢水處理工程實例88構筑物及設備參數預處理工藝污水提升池事故池隔油池氣浮池調節池四、焦化廢水處理工程實例構筑物及設備參數四、焦化廢水處理工程實例89預處理工藝污水提升池

主要功能是收集生活污水和生產廢水并充分混合,有效容積為200m3。池體總體積300m3;有效深度2m;池底設泵坑,池子頂部設溢流;工藝尺寸為10m×10m×3m;水力停留時間2h;內安裝格柵一臺,格柵型號PG-1200,格柵寬度B=1200mm,排渣高度1380mm,柵條凈距30mm,安裝角度60°。構筑物及設備參數預處理工藝構筑物及設備參數90預處理工藝事故池據調查,該廠氨氮的濃度有時高達600mg·L-1左右,故在設計時應考慮事故工況的處理,設一事故池。當水中氨氮可能對后續的生物處理造成危害時,先將廢水送到事故池存放,待正常后,將事故廢水少量按一定比例混到正常工況排出的廢水中,緩慢處理,以保證好、厭氧菌不被毒死。池體總體積990m3,有效容積900m3,工藝尺寸為18m×10m×5.5m,有效深度5m,水力停留時間9h。構筑物及設備參數預處理工藝構筑物及設備參數91預處理工藝隔油池主要功能是去除漂浮油和沉渣。處理能力100m3·h-1,采用斜管除油池,表面負荷為1.0m3·m-2·h-1。池體總體積652.8m3,池體有效體積268.8m3,有效深度2.8m,水力停留時間為2.7h;構筑物及設備參數預處理工藝構筑物及設備參數92預處理工藝氣浮池經隔油后的廢水進入氣浮池,投加破乳劑、混凝劑及絮助凝劑,主要功能是去除分散油和懸浮物。工藝尺寸為12m×5m×3.5m。設計處理能力100m3·h-1。配溶氣泵1臺,溶氣罐一套,Z-0.05/6空壓機1臺。調節池主要功能是進行廢水水量的調節和水質的均和。設計處理能力100m3·h-1,鋼砼結構,工藝尺寸為18m×10m×5.5m,水力停留時間9h。構筑物及設備參數預處理工藝構筑物及設備參數93構筑物及設備參數生化處理工藝厭氧池缺氧池好氧池二沉池生物接觸氧化池四、焦化廢水處理工程實例構筑物及設備參數四、焦化廢水處理工程實例94生化處理工藝厭氧池主要目的是去除COD和改善廢水的可生化性。設計處理能力100m3·h-1,池體總容積1088m3,有效容積806m3,有效水深取6.3m,COD容積負荷3kg·m-3·d-1;水力停留時間10h;工藝尺寸16m×8m×8.5m。厭氧池底部布水,采用專用布水器,每只服務面積4m2。采用彈性立體填料,高度3m,總裝填量為360m3。構筑物及設備參數生化處理工藝構筑物及設備參數95生化處理工藝缺氧池生物脫氮的主要工藝設備,廢水中NH3-N在下一級好氧硝化反應池中被硝化菌與亞硝化菌轉化為NO3--N與NO2--N的硝化混合液,循環回流于缺氧池,通過反硝菌生物還原作用,NO3--N與NO2--N轉化為N2。總體積1904m3,有效體積1632m3,有效水深6m,水力停留時間17h,工藝尺寸16m×17m×7m。在缺氧池前投加磷,磷源采用磷酸氫二鈉,投加量為10mg·L-1。構筑物及設備參數生化處理工藝構筑物及設備參數96生化處理工藝好氧池采用推流式活性污泥曝氣池,它由池體、布水和布氣系統3部分組成。采用推流式活性污泥曝氣池,設計處理能力100m3·h-1,總容積4840m3,有效容積3500m3,有效深度4.0m,停留時間3.5h,工藝尺寸16m×55m×5.5m。配HSR250鼓風機3臺,2用1備,BZQ·W-192曝氣器4200套,消化液回流泵2臺。構筑物及設備參數生化處理工藝構筑物及設備參數97生化處理工藝二沉池是活性污泥法工藝的重要組成部分。采用平流式,設計處理能力700m3·h-1,池體尺寸14m×30m×3.5m;2座,沉淀時間:HRT=3.5h,表面負荷0.85m3·m-2·h-1;沉淀部分有效水深3m;底部活性污泥靠吸刮泥機排入池邊附設的污泥回流井。配刮吸泥機各1套,污泥回流泵1臺。構筑物及設備參數生化處理工藝構筑物及設備參數98生化處理工藝

生物接觸氧化池主要功能是通過好氧微生物的代謝活動,分解前面工序處理后廢水中剩余的有機物和去除氮磷物質。設計處理能力100m3·h-1,池體總容積576m3,有效容積512m3,有效水深取6.3m,COD容積負荷0.5kg·m-3·d-1;水力停留時間10h;工藝尺寸16m×8m×4.5m。采用彈性立體填料,高度3m,總裝填量為384m3。構筑物及設備參數生化處理工藝構筑物及設備參數99構筑物及設備參數深度處理工藝混凝沉淀池砂濾池高效氨吸附池四、焦化廢水處理工程實例構筑物及設備參數四、焦化廢水處理工程實例100深度處理工藝混凝沉淀池屬于生物接觸氧化處理的一個重要組成部分。設計處理能力100m3·h-1。其中混合絮凝反應池工藝尺寸8.5m×3m×2.5m,其中反應室5.5m×3m×2.5m,混合時間為10min,反應時間為20min,混合器設置穿孔管攪拌裝置,反應器設置攪拌機,配加藥裝置2套。沉淀池采用輻流式,池體尺寸:D×H=Φ14m×4.6m;沉淀時間HRT=1.5h,表面負荷0.65m3·m-2·h-1;沉淀部分有效水深5.3m;底部活性污泥靠靜壓排入池邊附設的排泥池。內設刮泥機各一套。構筑物及設備參數深度處理工藝構筑物及設備參數101深度處理工藝砂濾池采用的石英砂濾料孔隙能達到10~15μm,而污水中大部分細小顆粒徑集中在10~100μm,可保證懸浮物大部分被濾料截留,出水清澈。設計處理能力100m3·h-1。采用壓力過濾器。濾料采用雙層濾料,濾料采用石英砂和無煙煤,濾料直徑采用0.5~1.2mm,濾料填充高度1.2m。砂濾池濾速8m·h-1,反沖洗膨脹率20%左右。過濾器尺寸Φ2000mm×2400mm,4座,鋼結構防腐。構筑物及設備參數深度處理工藝構筑物及設備參數102深度處理工藝高效氨吸附池雖然A2-O2工藝在正常工況下,可使氨氮濃度達標排放,但對于一些事故工況或在冬季處理效果欠佳時,出水氨氮可能超標,因此,設立高效氨吸附池,以沸石為原料對水中的氨氮快速吸附,以進一步保證出水達標排放。沸石最佳吸附容量為4.5mg(氨氮)·g-1(沸石)。設計處理能力100m3·h-1;工藝尺寸4.8m×4.8m×3m;2座,地下式鋼砼結構。空塔流速約2m·h-1,內設沸石吸附層和礫石承托層。構筑物及設備參數深度處理工藝構筑物及設備參數103構筑物及設備參數污泥處理工藝污泥濃縮池污泥脫水機四、焦化廢水處理工程實例構筑物及設備參數四、焦化廢水處理工程實例104污泥處理工藝污泥濃縮池采用兩池間歇操作方式,單池停留時間24h。工藝尺寸5m×5m×6.6m,半地上式鋼砼結構。總容積330m3,有效容積200m3,有效水深4m。浮渣采用人工清除,濃縮后污泥靠污泥泵吸入污泥脫水機。污泥脫水機經過濃縮后的污泥仍是能流動的,必須進行污泥脫水。采用箱式壓濾機,型號XMZ80/800-UB,配螺桿泵2臺。構筑物及設備參數污泥處理工藝構筑物及設備參數105工程調試及運行工程調試氣浮前系統調試生化系統調試混凝沉淀單元調試過濾系統與氨吸附系統調試四、焦化廢水處理工程實例工程調試及運行四、焦化廢水處理工程實例106工程調試氣浮前系統調試主要是調整溶氣壓力、回流量、加藥量以及截止閥開啟度。通過一周的不斷改變工況運行,發現在容器壓力為0.42Mpa,回流量26%,加藥量PAC120mg·L-1和PAM15mg·L-1,調整適宜的截止閥開啟度,使得到良好的釋放效果時,出水水質較好,除油效率穩定達到81%以上,SS去除率穩定達到69%。工程調試及運行工程調試工程調試及運行107工程調試生化系統調試厭氧池、缺氧池和生物接觸氧化池的調試主要是培養和馴化細菌等其他微生物,根據該廢水有機物污染濃度不高而揮發酚和氨氮含量高的特點,本調試采用培養與馴化同時進行。菌種取自污水處理廠脫水后的生化污泥,取污泥量為90t。工程調試及運行工程調試工程調試及運行108工程調試生化系統調試按BOD5:N:P=100:5:1配給營養物,通過悶曝、間歇進水、控制厭氧池溶解氧DO≤0.1mg·L-1、水解酸化池溶解氧DO≤0.5mg·L-1與生物接觸氧化池控制DO≥2.5mg·L-1,調節消化液回流量在200%~350%,污泥回流量在80%~100%,小水量連續進水和逐漸增加水量到滿負荷各個階段調試(進水量每次提高不高于25%),當生物膜2mm左右厚時,且二沉池出水較清澈水質亦能穩定達標時,馴化階段結束,進入穩定運行階段。穩定階段控制消化液回流量300%左右,污泥回流量90%,處理效果比較穩定。工程調試及運行工程調試工程調試及運行109工程調試混凝沉淀單元調試根據現場反復實驗確定的最佳加藥量PAC為150mg·L-1

和PAM為10mg·L-1。依據試驗的結果,在現場通過調整攪拌風量和加藥量,經過10d調試發現在PAC、PAM加藥量分別為100、10mg·L-1的情況下,礬花大而密實容易沉淀,并且出水比較清澈。因此確定這個工況為運行工況。工程調試及運行工程調試工程調試及運行110工程調試過濾系統與氨吸附系統調試該單元主要確定進水量、反沖洗水量和反沖洗周期。經過10d的改變工況運行,發現進水水量與上個單元來水量成正相關性,過濾泵應根據污水提升泵的運行狀況進行適當調整,但是整體來看當過濾泵調整到42t·h-1時,運行的連續性比較好。當連續累計過濾14.6h時,出水水質開始惡化,為了保證過濾器的運行穩定性,反沖洗周期為12h。工程調試及運行工程調試工程調試及運行111工程調試過濾系統與氨吸附系統調試反沖洗水量190t·h-1、反沖洗強度16.8L·m-2·s-1時,有跑砂現象;當反沖洗水量約152t·h-1、反沖洗強度約13.4L·m-2·s-1時,反沖洗時間12min時,膨脹率高、反沖效果好并沒有跑砂現象。氨吸附池運行大約10d左右時出水出現渾濁等惡化現象,因此工藝確定運行8d后反洗一次,反沖洗水量為500t·h-1,歷時30min以上時膨脹率高、反沖效果好。因此工藝確定為最佳工藝參數。工程調試及運行工程調試工程調試及運行112工程調試及運行運行效果運行結果監測問題與討論四、焦化廢水處理工程實例工程調試及運行四、焦化廢水處理工程實例113運行效果運行結果監測工程調試及運行運行效果工程調試及運行114運行效果問題與討論高效氣浮機隨著運行時間的推移,溶氣量越來越小,主要原因是循環泵來水是氣浮機中上部的水,因排泥不及時,泥可能隨循環泵進入溶氣罐最終導致空氣的溶解度降低,再加上長期運行造成釋放器結垢或堵塞也影響了氣泡的釋放。如果不及時維修將導致出水水質越來越差,溶氣水水質越來越差,最終導致惡性循環。采取措施是,及時巡場,定期及時排泥,清洗溶氣罐和釋放器,實踐表明這種措施是可行的。工程調試及運行運行效果工程調試及運行115運行效果問題與討論高效氣浮機出水水質惡化,主要原因是:一是水質波動大,是二釋放氣泡效果差。針對第一個原因采取調節加藥量和和進水量的措施,使加藥量與進水量和水質匹配;針對第二種原因采取調整回流量和截止閥的開啟度的方法。實踐證明采取以上措施是可行的。工程調試及運行運行效果工程調試及運行116運行效果問題與討論運行期好氧池偶爾出現泡沫過多的現象,主要原因一是氣浮機處理效果出現惡化,出水含油量過高,導致進入好氧池的含油量比較高,在好氧池表面形成強度比較大的不易破碎的泡沫,采取調節氣浮池到最好的效果和加大污泥回流量的措施,實踐證明該措施切實可行;二是因為一些原因導致絲狀菌優勢生長,形成生物泡沫,采取增加污泥回流量和消化液回流量的措施,實踐證明切實可行。工程調試及運行運行效果工程調試及運行117運行費用分析工程固定總投資約為人民幣826.00萬元,為工程運行噸廢水電費人民幣1.77元;噸運行藥劑費人民幣0.80元;該污水處理站定員5人,每人月工資1000元,則噸水處理人工費人民幣0.17元·m-3;固定資產形成率按照90%計,年維修費率按照2%提取,噸水處理維修費人民幣0.42元·m-3;污泥處理處置費按噸污泥30.00元,系統日產生含水率75%污泥約24噸,噸水污泥處理處置費用人民幣0.75元;則噸水處理運行費用為人民幣3.91元。四、焦化廢水處理工程實例運行費用分析四、焦化廢水處理工程實例118第二節電鍍廢水的處理一、概述二、電鍍廢水的處理方法三、電鍍廢水處理展望四、電鍍廢水處理的工程實例本節內容概要第二節電鍍廢水的處理本節內容概要119電鍍廢水的來源電鍍廢水的分類電鍍廢水的危害一、概述電鍍廢水的來源一、概述120電鍍廢水的來源與電鍍工業的規模發展相對應的電鍍廢水排放量也越來越大,電鍍已是當今世界最嚴重的污染工業之一。電鍍件前處理的廢水廢電鍍液鍍件漂洗水其它排水一、概述電鍍廢水的來源一、概述121電鍍件前處理的廢水包括整平表面、化學或電化學除油污,酸洗或電化學方法除銹以及鍍件的活化處理等。油污特別嚴重的零件有時先用汽油、丙酮、甲苯、四氯化碳等有機溶劑除油;再進行化學堿性除油,加NaOH、Na2CO3、Na3PO4等。因此,該過程產生的廢水是堿性廢水,并有油類及其它有機化合物。酸洗除銹常用HCl、H2SO4

等。為了防止鍍件基體的腐蝕,常加入某些緩蝕劑,如硫脲、磺化煤焦油、烏洛托品、聯苯胺等。過程產生的廢水酸度較高,且含有重金屬離子及少量有機添加劑。電鍍廢水的來源

電鍍件前處理的廢水電鍍廢水的來源122廢電鍍液電鍍工藝中,電鍍母液經多次使用后,引起重金屬或其它雜質的積蓄,超過一定含量會影響電鍍質量,需要倒槽過濾,或凈化處理以恢復電鍍母液的正常工作能力。許多工廠為了控制槽液中的雜質在工藝允許范圍之內,將槽液廢棄一部分,補充新溶液;也有的工廠將失效的槽液全部棄去。電鍍廢水的來源

廢電鍍液電鍍廢水的來源123鍍件漂洗水水量較大,濃度較低。電鍍生產線包括電鍍槽和多級漂洗槽。通常使新水從最后的漂洗槽進入,與電鍍部件成相反的方向流動,經過2~5段漂洗后在鄰近電鍍槽的漂洗槽排出,產生了大量漂洗廢水。這部分廢水的水質成分較復雜,含有毒物質以及重金屬離子,是進行處理與回收利用的主要對象。其它排水沖刷地坪、刷洗極板、通風冷凝或洗滌的一部分廢水等。這部分水量不大,但含有不同的有毒物質,并夾帶泥沙,均需處理后方可排放。電鍍廢水的來源

鍍件漂洗水電鍍廢水的來源124電鍍廢水的分類按所含污染物可分為含氰電鍍廢水,含鉻、鎳、鋅等重金屬電鍍廢水、有機電鍍廢水、酸性和堿性廢水等。一、概述電鍍流程圖電鍍廢水的分類一、概述電鍍流程圖125電鍍廢水的危害含氰廢水的危害含鉻廢水的危害含鋅廢水的危害含銅廢水的危害含鎳廢水的危害其他一、概述電鍍廢水的危害一、概述126含氰廢水的危害氰化物作為一種優良的絡合劑是電鍍工業中的主要原料。含氰電鍍廢水主要來自氰化鍍鋅、銅、鉻、鎘等工序。含有的氰絡合金屬離子、游離氰等對人類、牲畜和魚類的生命都是一種嚴重的威脅。含有游離氰根的水溶液具有高毒性。氰化物的致死量為100~250mg,人在吸入0.3mL·L-1濃度HCN氣體數分鐘后就將死亡,暴露于0.11mL·L-1HCN氣體中1h后便有生命危險。電鍍廢水的危害含氰廢水的危害電鍍廢水的危害127含氰廢水的危害絡合態氰的毒性則相對小一些,是由于絡合態氰比較穩定,不易破壞細胞色素氧化酶的攜氧功能。但是,大量含絡合態氰的廢水排入地表水,在光照后會釋放出一定數量的游離氰。氰化物是極毒物質,特別在酸性條件下,它變成劇毒的氫氰酸。人體對氰化鉀的中毒致死劑量為0.25g(純凈氰化鉀為0.15g)。對魚類和其他水生物的危害為(以游離CN-計):濃度為0.04~0.1mg/dm3就能使魚類致死。此外,含氰廢水作為農灌水時會使農作物減產。電鍍廢水的危害含氰廢水的危害電鍍廢水的危害128含鉻廢水的危害Cr6+對生命組織來說毒性更強,是強烈的表皮細胞刺激物。對植物、水生動物、細菌都是有毒的;對人類有致癌作用,此外它還能導致肝損害和肺充血等。Cr3+是生物所必需的微量元素。通過動物試驗發現Cr3+有激活胰島素的作用,還可以增加對葡萄糖的利用。實驗證明,Cr6+的毒性比Cr3+高100倍。WHO所規定的飲用水中,要求鉻的濃度不超過2μmol·L-1。Cr3+在痕量濃度下能夠控制哺乳動物的血糖水平,所以非但無害,而且顯的尤為重要。但是,在水中的濃度超過5.0mg·L-1時同樣對魚類產生毒性。電鍍廢水的危害含鉻廢水的危害電鍍廢水的危害129含鋅廢水的危害鋅在電鍍行業是使用最多的金屬之一。鋅對魚類和其它水生生物的毒性比對人和溫血動物大許多倍。鋅在土壤中的富積會導致其在植物體內富積,因此對食用這種植物的人和動物都有害。過量的鋅會引起急性腸胃炎癥狀,同時伴有頭暈、周身乏力。誤食氯化鋅會引起腹膜炎,導致休克而死亡。電鍍廢水的危害含鋅廢水的危害電鍍廢水的危害130含銅廢水的危害銅在電鍍行業中使用量較多,銅對人體造血、細胞生長以及某些酶的活動及內分泌腺功能均有影響,過量的接觸銅化合物會導致皮炎和濕疹。銅對低等生物和農作物的毒性較大,濃度達0.1~0.2mg/L即可使魚類死亡。銅對水體自凈有較嚴重的影響,水中銅含量過量時,會抑制水體自凈。濃度為0.1mg/L時,水中的生化耗氧過程明顯受到抑制。電鍍廢水的危害含銅廢水的危害電鍍廢水的危害131含鎳廢水的危害鎳是人體所需的微量元素。大量的鎳元素在人體中蓄積,容易使人頭發變白且誘發皮膚病。粉末狀鎳與一氧化碳化合生成四羰基鎳,通過呼吸道進入人體后可出現肺出血、浮腫、腦白質出血、毛細血管壁脂肪變性并發呼吸障礙以及呼吸系統癌癥等,如肺癌和鼻竇癌。鎳在電鍍、冶金、化工、有機合成等行業中有廣泛的應用。電鍍廢水的危害含鎳廢水的危害電鍍廢水的

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