去除焦化废水中难降解有机物深度处理工艺.docx

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去除焦化废水中难降解有机物深度处理工艺
1、引言焦化废水是国内外难以处理的废水之一。废水中含有大量的酚、油类、萘、吡啶、喹啉、蒽等杂环及多环芳烃等物质。目前处理焦化废水采纳的主要工艺为活性污泥法。经过活性污泥法处理后的废水，能有效降低废水中的油分、部分有机物、氨氮及总氮等物质。国家对环保要求的日渐严格，要求企业对焦化废水处理至达标后排放，对于一些水资源缺乏的地方，要求将焦化废水处理至回用标准，回用于企业内部，实现废水的零排放。而焦化废水中含有大量的大分子难降解有机物，传统的活性污泥法不能有效的去除该部分物质，使得生化出水中仍含有较多的有机物。导致其出水不能达标排放或回用于企业内部。因此，针对其中的难降解有机物，需对其进行深度处理。2、铁-碳微电解工艺铁-碳微电解技术基于电化学技术原理，利用铁-碳微电解催化反应过程中生成的强氧化粒子(OH、O2、H2O2等)，与废水中的有机物无选择地快速发生链式反应，进行氧化降解。当将铁屑和碳颗粒浸没在酸性废水中时，由于铁和碳之间的电极电位差，废水中会形成很多个微原电池。这些微小电池是以电位低的铁成为阴极，电位高的碳做阳极，在含有酸性电解质的水溶液中发生电化学反应。反应的结果是铁受到腐蚀变成二价的铁离子进入溶液。对内电解反应器的出水调整pH值到9左右，由于铁离子有混凝作用，它与污染物中带微弱负电荷的微粒异性相吸，形成比较稳定的絮凝物(也叫铁泥)而去除，为了增加电位差，促进铁离子的释放，在铁-碳床中加入肯定比例铜粉或铅粉。经微电解后，B/C比上升，碳粒将一些难降解的大分子吸附或经铁离子将大分子物质絮凝，从而达到降解部分难降解有机物的目的。假如要让铁碳床有分解有机大分子力量，一般需要加入过氧化氢(即双氧水H2O2)，酸性废水与铁反应生成亚铁离子，亚铁离子与过氧化氢形成Fenton试剂，生成羟基自由基具有极强的氧化性能，将大部分的难降解的大分子有机物降解形成小分子有机物等。同样，反应要在酸性的条件下才能进行。其中电位低的铁成为阳极，电位高的碳成为阴极，在酸性充氧条件下发生电化学反应，其反应过程如下:反应中，产生的了初生态的Fe2+和原子H，它们具有高化学活性，能转变废水中很多有机物的结构和特性，使有机物发生断链、开环等作用。若有曝气，即充氧和防止铁屑板结。还会发生下面的反应:反应中生成的OH-是出水pH值上升的缘由，而由Fe2+氧化生成的Fe3+渐渐水解生成聚合度大的Fe(OH)3胶体絮凝剂，可以有效地吸附、分散水中的污染物，从而增加对废水的净化效果。依据某焦化厂试验，铁碳床微电解刚开头的效果很抱负，特殊是将焦化废水调整至酸性条件，但运行两个月后，效果急剧下降。一方面，铁泥堵塞，另一方面，炭也吸附饱和。反冲洗可减缓铁泥堵塞。通过在铁-碳反应器等多相催化反应的基础上引入错流反应技术，进一步增加传质效果，在亚微观条件下充分实现废水和多相催化填料的电氧化反应结合，去除废水中大部分有机物，并且避开了铁碳床的板结问题。经过错流多相催化氧化处理后，进行混凝沉淀。能够有效的打断焦化废水的链式有机物，同时将其降解。某焦化厂运行铁-碳微电解处理焦化废水后的试验结果为，进水CODcr均值为219mg/L，处理后出水均值为79mg/L，CODcr去除率达到63.9%。3、膜处理工艺焦化废水经过活性污泥法处理后，需对其进行过滤处理。为了深度处理其中的难降解有机物。有效且简便的方法之一为膜处理。膜处理是一种物理截留方式。通过所用膜有微滤膜、超滤膜、纳滤膜及反渗透膜。由于微滤及超滤主要针对的是废水中的胶体物质及悬浮物质，不能有效的降低废水中的溶解性有机物。纳滤及反渗透可有效截留废水的溶解性离子及有机物。但反渗透对于高有机物的物质，需要耐高浓度有机物的膜进行处理，投资成本较高。故一般处理焦化废水中的难降解有机物，采纳纳滤膜。纳滤是一种介于反渗透和超滤之间的压力驱动膜分别过程，纳滤膜的孔径范围在几纳米左右。它具有对于液体中分子量为数百的有机小分子具有分别性能;纳滤过程对单价离子和分子量低于200的有机物截留较差，而对二价或多价离子及分子量介于200~500之间的有机物有较高脱除率。经过活性污泥处理后的焦化废水，生化出水的有机物基本犯难降解的高分子量有机物，一般远高于200。故其对焦化废水中COD的截留具有较明显的效果。由于纳滤能截留溶解性有机物及或二价或多价离子，对于废水中剩余的悬浮物质也能截留，故一般在使用纳滤前，需对废水进行超滤处理，经过超滤处理后的废水，能有效的截留废水的胶体物及悬浮物质，对保证后续纳滤的运行具有较明显的效果。某焦化厂运行纳滤去除CODcr的结果如表1所示。从表1可知，纳滤去除焦化废水中的有机物去除率达到76.6%，具有较明显的去除效果。4、连续流活性炭吸附