焦化废水处理技术讲稿.ppt

关于焦化关于焦化关于焦化关于焦化废废水水水水处处理技理技理技理技术术第一页，讲稿共二十二页哦v焦化废水作为高焦化废水作为高COD、高氨氮的难降解有机废水。其主要是、高氨氮的难降解有机废水。其主要是煤煤在高温干馏以及煤气净化、在高温干馏以及煤气净化、化学产品精制过程中形成的废水。化学产品精制过程中形成的废水。焦化废水特点焦化废水特点焦化废水危害焦化废水危害v 焦化废水成分复杂。v 含有大量难降解物质和有 毒有害物质。v 色度高，有机物性质非常稳定，可生化性较差。v氨氮浓度高，危害巨大。v水质变化幅度大。v 有毒有害物质，可使受纳水体中的生物大量死亡，造成水体水质恶化.v不经处理就大量废水外排将会使受纳水体的色度加深、水体发臭、水体富营养化，使水体恶化“黑臭”。v废水中大量氨氮类物质的存在容易堵塞管道、形成生物垢。v 焦化废水概述焦化废水概述第二页，讲稿共二十二页哦焦化废水来源焦化废水来源 图图1 焦化生产工艺焦化生产工艺第三页，讲稿共二十二页哦 焦化废水的有机组分焦化废水的有机组分50%50%苯酚类苯酚类40%40%含氮杂环含氮杂环化合物化合物10%10%苯胺类、多环芳烃、萘酚、异氰酸酯、腈类、含氧杂环化合物等 酚类和苯并酚类和苯并(a)(a)芘是焦化厂的特征芘是焦化厂的特征污染物污染物,焦化厂污水直接排入河道焦化厂污水直接排入河道,下下游河水中酚含量超标与焦化厂有着直接联游河水中酚含量超标与焦化厂有着直接联系系,焦化厂是上述污染物的污染源。焦化厂是上述污染物的污染源。第四页，讲稿共二十二页哦 焦化厂废水的毒性成分多、环境毒性大焦化厂废水的毒性成分多、环境毒性大,其主要来源有二其主要来源有二:其一为酚化物其一为酚化物,是废水中是废水中的主要成分的主要成分,也是主要的环境污染物也是主要的环境污染物,本身虽无致癌性本身虽无致癌性,但具有明显的促癌作用但具有明显的促癌作用,这类物这类物质主要是苯酚、甲酚和二甲酚质主要是苯酚、甲酚和二甲酚,其中苯酚和其中苯酚和2,4-2,4-二甲酚是美国环保局优先污染物二甲酚是美国环保局优先污染物,而而苯酚、苯酚、m-m-甲酚则是我国的优先污染物甲酚则是我国的优先污染物,这些物质在焦化废水中含量极高这些物质在焦化废水中含量极高;其二为其二为PAHS(PAHS(多环芳烃多环芳烃),),这是一类广为人知的致癌致突物质这是一类广为人知的致癌致突物质,是焦炉的高温焦是焦炉的高温焦油中最主要的成分油中最主要的成分,而且种类最多而且种类最多,但却不是废水中的主要成分但却不是废水中的主要成分,由于其显著的毒害由于其显著的毒害作用作用,长期以来一直是人们关注和侧重的对象。其中的致癌物或可疑致癌物如长期以来一直是人们关注和侧重的对象。其中的致癌物或可疑致癌物如萘、萘、蒽、苯并蒽、苯并(a)(a)蒽、苯并蒽、苯并(a)(a)芘等皆属于美国环保局优先污染物。芘等皆属于美国环保局优先污染物。第五页，讲稿共二十二页哦主要排放点水质情况主要排放点水质情况排 放 点 pH 挥发酚mg/L挥发氨mg/L氰化物 mg/L硫化物 mg/L焦油类 mg/LCODcrmmg/L氨氮mg/L蒸氨废水 6-9800-1200120-35010-2550-70200-5005000-8000200-300粗苯分离水 6-7300-600100-200100-2501-2微 1000-2500-精苯分离混 4-6-35035-8550-7505-30-350-2500-终冷排污水6-7100-30050-100100-20020-50200-500700-1000-焦油精制分 6-7-4050-705-1010-2050-80-煤气水封排 6-7-50-601-51-520-40-第六页，讲稿共二十二页哦国内钢厂焦化废水水质水量国内钢厂焦化废水水质水量排 放 点 水量m3/hpHCODcrmg/L氨氮mg/L挥发酚mg/L氰化物 mg/L油 mg/LSSmg/L南京钢铁联合有限公司炼铁新厂 30-407.726501445232653125包 钢-6-95000 200 10002050100南 钢 556-91200-3200200-300200-5005050250宝 钢 300-1500-2000150-30050-2005-15-首 钢(北京地区）130-1808-8.51000-2000200-300200-40020-4020-30-迁 钢90-105-4000-600020-270600-9002-钢铁工业水污染物排放标准 6-9150250.50.510200北京市水污染物排放标准 6-960100.20.2450第七页，讲稿共二十二页哦v焦化废水的处理技术焦化废水的处理技术 目目前前焦焦化化废废水水一一般般按按常常规规方方法法先先进进行行预预处处理理，然然后后进进行行生生物物脱脱酚酚二二次次处处理理。但但是是，焦焦化化废废水水经经上上述述处处理理后后，外外排排废废水水中中氰氰化化物物、CODCOD及及氨氨氮氮等等指指标标仍仍然然很很难难达达标标。针针对对这这种种状状况况，近近年年来来国国内内外外学学者者开开展展了了大大量量的的研研究究工工作作，找找到到了了许许多多比比较较有有效效的的焦焦化化废废水水治治理理技术。技术。这些方法大致分为生物法、化学法、物化法。这些方法大致分为生物法、化学法、物化法。1 1）生物处理法）生物处理法生生物物处处理理法法是是利利用用微微生生物物氧氧化化分分解解废废水水中中有有机机物物的的方方法法，常常作作为为焦焦化化废废水水处处理理系系统统中中的的二二级级处处理理。目目前前，活活性性污污泥泥法法是是一一种种应应用用最最广广泛泛的的焦焦化化废废水水好好氧氧生生物物处处理理技技术术。这这种种方方法法是是让让生生物物絮絮凝凝体体及及活活性性污污泥泥与与废废水水中中的的有有机机物物充充分分接接触触；溶溶解解性性的的有有机机物物被被细细胞胞所所吸吸收收和和吸吸附附，并并最最终终氧氧化化成成为为最最终终产产物物（主主要要是是CO2)非非溶溶解解性性有有机机物物先先被被转转化化为为溶溶解性有机物，然后被代谢解性有机物，然后被代谢第八页，讲稿共二十二页哦和利用。和利用。生物处理方法主要包括生物处理方法主要包括:活性污泥法活性污泥法，有效地去除焦化废水中的酚、氰等污染物，但，有效地去除焦化废水中的酚、氰等污染物，但由于进水的由于进水的CODCOD浓度较高、可生化性较低，出水中污染物指标均难于达标，人们试图通浓度较高、可生化性较低，出水中污染物指标均难于达标，人们试图通过改进曝气方式提高处理效果。过改进曝气方式提高处理效果。生物脱氮技术生物脱氮技术，包括，包括A/OA/O、A A2 2/O/O等工艺，目前我国等工艺，目前我国主要采用主要采用A/OA/O和和A A2 2/O/O工艺，脱氮效果较好，工艺较简单。工艺，脱氮效果较好，工艺较简单。生物流化床技术生物流化床技术，具有处理废，具有处理废水高效率和承受负荷变化冲击的双重优点，近年在处理难降解有机废水方面越来越受到人们水高效率和承受负荷变化冲击的双重优点，近年在处理难降解有机废水方面越来越受到人们的重视的重视;生物强化技术生物强化技术，在原有的废水处理设施基础上，提高废水处理的范围和能力，在原有的废水处理设施基础上，提高废水处理的范围和能力，DongheeParkDongheePark等采用生物强化技术处理焦化废水，有效提高了废水中总氰的去除，等采用生物强化技术处理焦化废水，有效提高了废水中总氰的去除，该处理技术存在操作过程难于全面控制的缺点。该处理技术存在操作过程难于全面控制的缺点。第九页，讲稿共二十二页哦 生物处理方法的生物处理方法的最大优点是处理成本低，没有二次污染最大优点是处理成本低，没有二次污染，但是同时存在的，但是同时存在的最最大缺点是在处理过程中需要添加大量稀释水，处理设施占地大，处理过程中水力停留时间长大缺点是在处理过程中需要添加大量稀释水，处理设施占地大，处理过程中水力停留时间长，对废水的水质有严格的要求。对废水的水质有严格的要求。图图2 2 普通活性污泥法焦化废水处理工艺普通活性污泥法焦化废水处理工艺第十页，讲稿共二十二页哦2 2）化学处理法）化学处理法 化学处理方法主要包括化学处理方法主要包括:等离子体处理技术等离子体处理技术，用放电等离子体处理焦化废，用放电等离子体处理焦化废水，水，高效、处理量大、低能耗等优点，但是设备费用高高效、处理量大、低能耗等优点，但是设备费用高，尚未大规模应用于实践。，尚未大规模应用于实践。FentonFenton试剂法试剂法，焦化废水经过，焦化废水经过UV-FentonUV-Fenton氧化处理后，氧化处理后，CODCOD去除率能达到去除率能达到86%86%以上，以上，挥发酚基本能被完全去除，在处理难生物降解的低浓度有机废水时，操作方便、高效等挥发酚基本能被完全去除，在处理难生物降解的低浓度有机废水时，操作方便、高效等优点，优点，不仅处理费用较高，并且仅限于少量低浓度不仅处理费用较高，并且仅限于少量低浓度。光催化氧化法光催化氧化法，对水中酚类物质，对水中酚类物质和有机物有较好的处理效果，也和有机物有较好的处理效果，也会产生一些有害的光化学产物，造成二次污染会产生一些有害的光化学产物，造成二次污染。超临界超临界水氧化技术水氧化技术，能在短的时间内降解危险的有机物并彻底转化为，能在短的时间内降解危险的有机物并彻底转化为COCO2 2和和H H2 2O O实现无害实现无害化，但技术不够成熟，超临界水作为反应介质己经受到广泛的关注化，但技术不够成熟，超临界水作为反应介质己经受到广泛的关注;湿式氧化技湿式氧化技术，处理废水效率高，无污染，但所术，处理废水效率高，无污染，但所需要的催化剂价格昂贵，导致需要的催化剂价格昂贵，导致第十一页，讲稿共二十二页哦处理成本高，且在高温高压条件下运行，对工艺设备要求严格处理成本高，且在高温高压条件下运行，对工艺设备要求严格，国内很少用于实践；，国内很少用于实践；电化学氧化技术电化学氧化技术，氧化能力强、工艺简单、不产生二次污染，是一种前景比较广阔的废，氧化能力强、工艺简单、不产生二次污染，是一种前景比较广阔的废水处理技术，当用水处理技术，当用Ti/TiOTi/TiO2 2一一Ru0Ru02 2作为电极降解焦化废水，去除效果很理想。作为电极降解焦化废水，去除效果很理想。焚烧焚烧法法，适用于高浓度废水，处理效率虽高，但，适用于高浓度废水，处理效率虽高，但成本高成本高，国内应用少，国内应用少;臭氧氧化法臭氧氧化法不不会造成二次污染，管理操作方便，但会造成二次污染，管理操作方便，但投资高，电耗大，主要用于废水深度处理投资高，电耗大，主要用于废水深度处理。化学处理方法需采用催化剂或絮凝剂等药剂，但因其的价格较高，导致化学处理方法需采用催化剂或絮凝剂等药剂，但因其的价格较高，导致处理成本高，且处理过程对设备要求严格，有些化学方法处理还会造成二次处理成本高，且处理过程对设备要求严格，有些化学方法处理还会造成二次污染。污染。第十二页，讲稿共二十二页哦3）物理化学法）物理化学法 物化处理方法主要包括物化处理方法主要包括:吸附法吸附法，吸附剂再生困难，不利于处理高浓度吸附剂再生困难，不利于处理高浓度的废水的废水，深度处理时常用，深度处理时常用;混凝法混凝法，起核心作用的是混凝剂，起核心作用的是混凝剂，常见的混凝剂主常见的混凝剂主要是铝盐和铁盐还有聚丙烯酞胺等，要是铝盐和铁盐还有聚丙烯酞胺等，国内焦化厂通常选聚合硫酸铁做混凝剂国内焦化厂通常选聚合硫酸铁做混凝剂，赖鹏，赖鹏等利用等利用FeFe2 2(S0(S04 4)3 3作为混凝剂作为混凝剂;稀释和气提法稀释和气提法，只能作为预处理，只能作为预处理;烟道气处理焦化废水烟道气处理焦化废水，具有投资省、运，具有投资省、运行费用低、处理效果好的巨大优势。行费用低、处理效果好的巨大优势。物理化学处理方法一般是焦化废水深度处理方物理化学处理方法一般是焦化废水深度处理方法。法。物理化学方法对氨氮等物质的去除率较低，单独使用，很难使焦化废水处理达标物理化学方法对氨氮等物质的去除率较低，单独使用，很难使焦化废水处理达标排放，必须与其他方法相结合，才能使出水达标排放，必须与其他方法相结合，才能使出水达标。该方法具有操作简单，管理方便，该方法具有操作简单，管理方便，运行成本相对较低，但处理设施运行成本相对较低，但处理设施第十三页，讲稿共二十二页哦占地面积大，土建投资较大，污染物只是从水中转移到污泥中，没有得到无害化降解，并产生污占地面积大，土建投资较大，污染物只是从水中转移到污泥中，没有得到无害化降解，并产生污泥处理问题。泥处理问题。深度处理技术对设备要求高，操作复杂，耗能大，目前在工厂中实际应用很少。深度处理技术对设备要求高，操作复杂，耗能大，目前在工厂中实际应用很少。S SB BB BR R工工艺艺概概述述序批式生物膜反应器（序批式生物膜反应器（Sequencing Batch Biofilm ReactorSequencing Batch Biofilm Reactor，简称，简称SBBRSBBR），最早是由），最早是由GonzalesGonzales和和WildererWilderer的试验方法在的试验方法在1990 1990 年引出的。随后年引出的。随后,由德国学者由德国学者WildererWilderer于于19921992年年正式提出。序批式生物膜反应器是一种复合式生物膜反应器，它是在序批式活性污泥正式提出。序批式生物膜反应器是一种复合式生物膜反应器，它是在序批式活性污泥法法(SBR)(SBR)的基础上的基础上,遵循序批式活性污泥法遵循序批式活性污泥法(SBR)(SBR)的操作方式，的操作方式，在反应器内装有不同的填在反应器内装有不同的填料，投加活性炭（粉末或颗粒状）使污泥颗粒化或在反应器中安装填料使活性污料，投加活性炭（粉末或颗粒状）使污泥颗粒化或在反应器中安装填料使活性污泥在填料上形成生物膜；泥在填料上形成生物膜；第十四页，讲稿共二十二页哦是一种将生物膜与活性污泥法进行有机结合的新型的复合式生物膜反应器，是结合是一种将生物膜与活性污泥法进行有机结合的新型的复合式生物膜反应器，是结合了了SBRSBR工艺与膜法的特点而发展起来的一种新型工艺工艺与膜法的特点而发展起来的一种新型工艺，如图如图3 SBBR3 SBBR工艺流程图。工艺流程图。图图3 传统的传统的SBBR工艺流程图工艺流程图第十五页，讲稿共二十二页哦SBBRSBBR工艺的特点及分类工艺的特点及分类 近些年较多水处理采用近些年较多水处理采用SBRSBR工艺。而工艺。而SBBRSBBR工艺不仅具有工艺不仅具有SBRSBR工艺的优点，如基建工艺的优点，如基建费用少、操作简单、灵活，能有效脱氮除磷等，还具有以下优费用少、操作简单、灵活，能有效脱氮除磷等，还具有以下优点点：（1 1）生物相更多、更复杂）生物相更多、更复杂;（2 2）氧传递效率高）氧传递效率高;(3(3）污泥产量较少、生物量多、处理能力强）污泥产量较少、生物量多、处理能力强;(4(4）耐冲击负荷，对水质、水量变动的适应性强）耐冲击负荷，对水质、水量变动的适应性强;（5 5）易于维护管理）易于维护管理;第十六页，讲稿共二十二页哦（1 1）流动填料式）流动填料式SBBRSBBR。SBRSBR装置中投加粒状可流动性载体，如活性炭。装置中投加粒状可流动性载体，如活性炭。（2 2）固定填料式）固定填料式SBBRSBBR。SBRSBR装置中投加聚乙烯填料、陶粒、软性纤维填装置中投加聚乙烯填料、陶粒、软性纤维填 料料或其他固定化载体。或其他固定化载体。（3 3）微孔膜填料式）微孔膜填料式SBBRSBBR。SBRSBR装置中投加如活性炭膜、中空纤维膜和硅橡胶膜等可透装置中投加如活性炭膜、中空纤维膜和硅橡胶膜等可透过性膜的填料，这种膜有充氧和附着微生物两种功能。过性膜的填料，这种膜有充氧和附着微生物两种功能。根据根据SBBRSBBR的结构和运行特点，的结构和运行特点，SBBRSBBR一般可分为三类：一般可分为三类：第十七页，讲稿共二十二页哦影响影响SBBRSBBR工艺运行的因素工艺运行的因素（1 1）填料对）填料对SBBRSBBR的影响的影响（2 2）有机负荷浓度对有机负荷浓度对SBBRSBBR的影响的影响（3 3）C/NC/N比对比对SBBRSBBR的影响的影响（4 4）溶解氧对）溶解氧对SBBRSBBR的影响的影响（5 5）pHpH值对值对SBBRSBBR的影响的影响（6 6）温度对）温度对SBBRSBBR的影响的影响（7 7）水力停留时间对）水力停留时间对SBBRSBBR的影响的影响（8 8）有毒有害物质对）有毒有害物质对SBBRSBBR的影响的影响 反应器的构造、填料类型、有机负荷浓度、营养物质含量、对微生物具有毒害作用的污染物的量、水反应器的构造、填料类型、有机负荷浓度、营养物质含量、对微生物具有毒害作用的污染物的量、水力停留时间、溶解氧含量、力停留时间、溶解氧含量、pH值及温度等均能对值及温度等均能对SBBR的运行产生影响的运行产生影响。第十八页，讲稿共二十二页哦SBBRSBBR反应器常用载体填料反应器常用载体填料 目前国内经常采用的多仍是化工原料生产的填料，如弹性立体填料、软性填料、组合目前国内经常采用的多仍是化工原料生产的填料，如弹性立体填料、软性填料、组合填料等。化工材质填料不易腐败，稳定性较好。但是其投资成本较高，许多固定的化工填料填料等。化工材质填料不易腐败，稳定性较好。但是其投资成本较高，许多固定的化工填料检修和更换不方便，若应用于实际生产，需要使用大量的化工原料，对环境造成危害。检修和更换不方便，若应用于实际生产，需要使用大量的化工原料，对环境造成危害。杜平等研究实验得出：杜平等研究实验得出：从挂膜效果来说，化工填料从挂膜效果来说，化工填料(组合填料、弹性立体填料等组合填料、弹性立体填料等)出水水质逐渐稳定，生出水水质逐渐稳定，生物膜附着良好。多数流动类型填料物膜附着良好。多数流动类型填料(多面空心球、悬浮球等多面空心球、悬浮球等)的出水水质并不理想，生物的出水水质并不理想，生物膜松散容易脱落，满足膜松散容易脱落，满足SBBRSBBR挂膜的性能要求的流动类型填料开发比较困难。挂膜的性能要求的流动类型填料开发比较困难。从填料材质来说，生物填料挂膜迅速稳定，但在取材和耐久性上仍需要寻找良好的切入点；从填料材质来说，生物填料挂膜迅速稳定，但在取材和耐久性上仍需要寻找良好的切入点；化工填料基本能够满足挂膜要求，经过特殊处理后化工填料基本能够满足挂膜要求，经过特殊处理后第十九页，讲稿共二十二页哦生物膜附着也比较稳定，但需要大量化工原料，对环境造成污染。生物膜附着也比较稳定，但需要大量化工原料，对环境造成污染。目前而言，组合填料等化工填料在目前而言，组合填料等化工填料在SBBRSBBR实验中应用比较广泛。但若推广到实际处理中，实验中应用比较广泛。但若推广到实际处理中，积极寻找可以替代化工原料生产的填料，对于改善环境、缩减污水处理成本有良好的价值。积极寻找可以替代化工原料生产的填料，对于改善环境、缩减污水处理成本有良好的价值。SBBR SBBR 工艺是一种尚处于发展、完善阶段的技术，许多研究工作刚刚起步，仅仅停留在实工艺是一种尚处于发展、完善阶段的技术，许多研究工作刚刚起步，仅仅停留在实验研究阶段。在现阶段发展中尚存在许多问题如验研究阶段。在现阶段发展中尚存在许多问题如:(1)(1)缺少关于厌氧、好氧状态的反复交替对微生物活性和种群分布的影响分析缺少关于厌氧、好氧状态的反复交替对微生物活性和种群分布的影响分析;(2)(2)如何选择轻质、高效、价廉、使用寿命长的填料及填料对系统生物量增加的影响如何选择轻质、高效、价廉、使用寿命长的填料及填料对系统生物量增加的影响;第二十页，讲稿共二十二页哦存在的问题与展望存在的问题与展望 1、受酚进入曝气池允许浓度的影响，必须加水稀释，以降低酚进入曝气池受酚进入曝气池允许浓度的影响，必须加水稀释，以降低酚进入曝气池的浓度，这样既浪费了大量的工业水，又增大了后续处理设备的流量，增的浓度，这样既浪费了大量的工业水，又增大了后续处理设备的流量，增加了投资、占地和运行费用。如能解决高浓度煤气洗涤水处理的问题，意加了投资、占地和运行费用。如能解决高浓度煤气洗涤水处理的问题，意义很大。义很大。2、曝气池微生物代谢要保持营养平衡，即曝气池微生物代谢要保持营养平衡，即C C、N N、P P元素的合适比例，需要投加磷源，元素的合适比例，需要投加磷源，这样既增加了运行成本，又给排放造成了二次污染。希望能适量补充一部分生活污水，这样既增加了运行成本，又给排放造成了二次污染。希望能适量补充一部分生活污水，既节约磷源，又可处理一些生活水。既节约磷源，又可处理一些生活水。3、通过合理选择工艺来缩短焦化废水处理工程的水力停留时间，培养适用于焦化通过合理选择工艺来缩短焦化废水处理工程的水力停留时间，培养适用于焦化废水的优势菌种来强化生物处理效果，关注包括焦化废水尾水安全性以及随气废水的优势菌种来强化生物处理效果，关注包括焦化废水尾水安全性以及随气相与固相排出的二次污染问题。相与固相排出的二次污染问题。第二十一页，讲稿共二十二页哦感谢大家观看第二十二页，讲稿共二十二页哦