工業(yè)廢水解決方案應(yīng)用場景

一、焦化行業(yè)

 

煉焦化學(xué)工業(yè)是煤炭化學(xué)工業(yè)的一個重要部分，煤炭主要加工方法包括高溫?zé)捊梗?950---1050攝氏度 ）、中溫 煉焦、低溫?zé)捊沟热N方法 。冶金行業(yè)一般采用高溫?zé)捊箒慝@得焦炭和回收化學(xué)產(chǎn)品。產(chǎn)品焦炭可作高爐冶煉的燃料，也可用于鑄造、有色金屬冶煉、制造水煤氣；可用于制造生產(chǎn)合成氨的發(fā)生爐煤氣，也可用來制造電石，以獲得有機(jī)合成工業(yè)的原料。在煉焦過程中產(chǎn)生的化學(xué)產(chǎn)品經(jīng)過回收、加工提取焦油、氨、萘、硫化氫 、粗苯等產(chǎn)品，并獲得凈焦?fàn)t煤氣、煤焦油，粗苯精制加工和深度加工后，可以制取苯、甲苯、二甲苯、二硫化碳等，這些產(chǎn)品廣泛用于化學(xué)工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)、耐火材料工業(yè)。凈焦?fàn)t煤氣可供民用和作為工業(yè)燃料。煤氣中的氨可用來制造硫酸銨、濃氨水、無水氨等。煉焦化學(xué)工業(yè)的產(chǎn)品已達(dá)數(shù)百種，中國煉焦化學(xué)工業(yè)已能從焦?fàn)t煤氣、焦油和粗苯中制取一百多種化學(xué)產(chǎn)品 ，這對中國的國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有十分重要的意義。

1、焦化廢水水質(zhì)特點

焦化廢水是焦?fàn)t煤氣初冷和焦化生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水 ，其成分復(fù)雜，含有大量的酚類 、聯(lián)苯、吡啶、吲哚和喹啉等有機(jī)污染物，還含有氰、無機(jī)氟離子和氨氮等有毒有害物質(zhì)，污染物色度高，對環(huán)境危害大 。

煤焦化廢水主要成分有揮發(fā)酚、礦物油、氰化物、苯酚及苯系化合物、氨氮等，屬于污染物濃度高，污染物成分復(fù)雜，難于治理的工業(yè)廢水之一。其處理的關(guān)鍵之處在于：

（1）酚含量高

焦化廢水中酚的平均含量為1500～2000mg/L，直接體現(xiàn)在污水的COD值上，不經(jīng)脫酚的煤焦化廢水，COD含量高達(dá)3000～5500mg/L。酚的可生化性差，在進(jìn)生化處理系統(tǒng)之前，焦化廢水應(yīng)經(jīng)蒸氨脫酚系統(tǒng)。經(jīng)蒸氨脫酚后，廢水中酚含量一般在450～850 mg/L 。這樣的酚含量是完全可以經(jīng)生物法降解的，且用于生物處理也是比較經(jīng)濟(jì)適用的 。

（2）氨氮含量高

蒸氨廢水中氨含量高，平均含量為4500mg/L。這樣高濃度的氨不能用生化法去除，而且其對生化處理單元有嚴(yán)重的毒害作用，可以殺死活性污泥，破壞整個生物處理系統(tǒng)。因此，該高含氨氮廢水在進(jìn)入污水處理站之前，要設(shè)脫氨預(yù)處理過程。

經(jīng)過脫氨預(yù)處理的廢水氨氮濃度在80～200mg/L左右，平均濃度一般小于200mg/L，經(jīng)本工藝處理后，完全能達(dá)到處理到小于10mg/L以下的標(biāo)準(zhǔn)。氨氮的去除是該類污水處理工藝選擇時首先要考慮的問題。

（3）難降解有機(jī)物含量高

煤焦化廢水中含有大量苯系 、萘系及雜環(huán)類難降解有機(jī)物 ，通常的好氧活性污泥法難以直接處理達(dá)標(biāo)。因此，在好氧法前，需改善其可生化性，提高BOD：COD值。

2、焦化廢水生化處理工藝

A2/O工藝

A2/O工藝是在傳統(tǒng)的A/O工藝前加一厭氧段 ，目的是進(jìn)一步提高有機(jī)物的去除率、提高廢水的可生化性。

厭氧段

污水首先流入?yún)捬醭?，在兼性厭氧菌和專性厭氧菌的作用下，廢水中的有機(jī)物被分解成沼氣和被吸收轉(zhuǎn)變成微生物的軀體，以污泥的形式得以去除。另外，NH3-N因細(xì)胞的合成而被去除一部分，使污水中的NH3-N濃度下降，但NO3-N含量沒有變化。而且，厭氧過程還能大大地改善廢水中難以直接用好氧生化法降解的苯、蒽醌類有機(jī)物的可生化性，提高后續(xù)生物氧化法的處理效率，減少后續(xù)生化過程的能耗。該厭氧段的主要目的是改善廢水的可生化性及去除部分有機(jī)物。

缺氧段

經(jīng)過厭氧反應(yīng)的廢水進(jìn)入缺氧池中，同時還有一部分通過好氧處理的硝化液（上清液）回流到缺氧池，在缺氧池內(nèi)進(jìn)行反硝化。反硝化菌奪取回流硝化液中亞硝酸根和硝酸根中的氧氧化有機(jī)物的同時，將亞硝態(tài)氮和硝態(tài)氮還原為氮氣而除去。

反硝化過程是在缺氧條件下，異養(yǎng)型反硝化細(xì)菌將廢水中NO3－N還原為N2之過程 ，其生物化學(xué)反應(yīng)式為:

6NO3-+2CH3OH → 6NO2-+2CO2+4H2O

6NO2-+3CH3OH → 3N2↑+3CO2+3H2O+60H-

N2難溶于水 ，經(jīng)鼓氣 ，得以吹脫。

好氧段

在好氧池中，有機(jī)物被微生物生化降解，去除率較高 。同時，廢水中的氨氮被硝化菌氧化為亞硝酸鹽和硝酸鹽 。通過硝化的混合液經(jīng)沉淀池進(jìn)行固液分離，分離的大部分硝化液回流至缺氧池進(jìn)行反硝化脫氮，另有單倍處理水量經(jīng)進(jìn)一步處理后排放，污泥全部回流到好氧池。

廢水中的NH3，在好氧條件下，自養(yǎng)型亞硝化菌與硝化菌將NH3氧化為NO3-N的過程，是生物脫氮的第一步,其生物化學(xué)反應(yīng)式為:

            亞硝化單胞菌

2NH4+ + 3O -------------?2NO2- + 4H2O + 4H+

             硝化桿菌

2NO2+ + O2 -------------?NO3-

AO工藝

AO工藝將前段缺氧段和后段好氧段串聯(lián)在一起，A段DO不大于0.2mg/L，O段DO=2～4mg/L。在缺氧段異養(yǎng)菌將污水中的淀粉、纖維、碳水化合物等懸浮污染物和可溶性有機(jī)物水解為有機(jī)酸，使大分子有機(jī)物分解為小分子有機(jī)物，不溶性的有機(jī)物轉(zhuǎn)化成可溶性有機(jī)物，當(dāng)這些經(jīng)缺氧水解的產(chǎn)物進(jìn)入好氧池進(jìn)行好氧處理時，可提高污水的可生化性及氧的效率；在缺氧段，異養(yǎng)菌將蛋白質(zhì)、脂肪等污染物進(jìn)行氨化（有機(jī)鏈上的N或氨基酸中的氨基）游離出氨（NH3、NH4+），在充足供氧條件下，自養(yǎng)菌的硝化作用將NH3-N（NH4+）氧化為NO3-，通過回流控制返回至A池，在缺氧條件下，異氧菌的反硝化作用將NO3-還原為分子態(tài)氮（N2）完成C、N、O在生態(tài)中的循環(huán)，實現(xiàn)污水無害化處理。

3、生化處理的優(yōu)勢

（1）效率高。該工藝對廢水中的有機(jī)物，氨氮等均有較高的去除效果。當(dāng)總停留時間大于54h，經(jīng)生物脫氮后的出水再經(jīng)過混凝沉淀，可將COD值降至100mg/L以下，其他指標(biāo)也達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，總氮去除率在70%以上。

（2）流程簡單，投資省 ，操作費用低。該工藝是以廢水中的有機(jī)物作為反硝化的碳源，故不需要再另加甲醇等昂貴的碳源。尤其，在蒸氨塔設(shè)置有脫固定氨的裝置后，碳氮比有所提高，在反硝化過程中產(chǎn)生的堿度相應(yīng)地降低了硝化過程需要的堿耗。

（3）缺氧反硝化過程對污染物具有較高的降解效率。如COD、BOD5和SCN-在缺氧段中去除率在67%、38%、59%，酚和有機(jī)物的去除率分別為62%和36%，故反硝化反應(yīng)是最為經(jīng)濟(jì)的節(jié)能型降解過程。

（4）容積負(fù)荷高。由于硝化階段采用了強(qiáng)化生化，反硝化階段又采用了高濃度污泥的膜技術(shù)，有效地提高了硝化及反硝化的污泥濃度，與國外同類工藝相比，具有較高的容積負(fù)荷。

（5）缺氧/好氧工藝的耐負(fù)荷沖擊能力強(qiáng) 。當(dāng)進(jìn)水水質(zhì)波動較大或污染物濃度較高時，本工藝均能維持正常運行，故操作管理也很簡單。通過以上流程的比較，不難看出，生物脫氮工藝本身就是脫氮的同時，也降解酚、氰、COD等有機(jī)物。結(jié)合水量、水質(zhì)特點，我們推薦采用缺氧/好氧(A/O)的生物脫氮(內(nèi)循環(huán)) 工藝流程，使污水處理裝置不但能達(dá)到脫氮的要求，而且其它指標(biāo)也達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

4、典型應(yīng)用案例

案例一

鄒平福明焦化有限公司，60T/h廢水處理工程

項目介紹：福明二期設(shè)計處理工藝是A2O工藝 ，進(jìn)水水質(zhì)復(fù)雜，經(jīng)過預(yù)處理、生化處理和深度處理，出水水質(zhì)達(dá)到熄焦水標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計池容滿足生產(chǎn)工藝要求，處理能力達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

案例二

河北省石家莊市某焦化廠污水處理項目

該是山東章鼓在工業(yè)水處理行業(yè)的重點項目之一，山東章鼓于2017年對該廠的污水生化處理系統(tǒng)進(jìn)行了一系列改造，并以專業(yè)的技術(shù)贏得了對方的認(rèn)可，因此又承擔(dān)了該廠污水深度處理系統(tǒng)的建設(shè)，通過對該廠“量體裁衣”式的設(shè)計，配備了電化學(xué)、吸附電再生、浸沒式超濾等一系列專利設(shè)備，系統(tǒng)建成后，將生化出水進(jìn)一步處理，處理率達(dá)90%。

出于對山東章鼓的信任和“讓專業(yè)的人，來做專業(yè)的事”的理念，該廠已將生化處理和深度處理的運營工作都交于山東章鼓，目前，運營穩(wěn)定，出水正常，山東章鼓“生化改造+深度處理+第三方托管運營的”一站式服務(wù)得到了客戶的充分肯定！

 

二、造紙廢水主要工藝、設(shè)備介紹

造紙工業(yè)是用水大戶，同時也是水環(huán)境的主要污染源之一。據(jù)近年統(tǒng)計資料顯示，造紙行業(yè)廢水排放量占全國工業(yè)廢水排放量的15%，COD排放量占全國工業(yè)廢水COD排放量的近1/3。

造紙廢水主要包括：

1.制漿廢水2.造紙廢水

造紙廢水主要處理工藝:

圖1 制漿中段水典型處理工藝流程圖

 

圖2 廢紙制漿造紙廢水典型處理工藝流程圖

 

核心技術(shù)及設(shè)備：

1、IC厭氧技術(shù) IC厭氧反應(yīng)器是一種采用顆粒污泥的高效厭氧反應(yīng)設(shè)備，反應(yīng)器內(nèi)設(shè)兩層三相分離器、內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)和布水系統(tǒng)，頂部有氣液分離裝置，反應(yīng)器外設(shè)置外循環(huán)系統(tǒng)、污泥取樣裝置、顆粒污泥排泥和儲存設(shè)施、沼氣處置系統(tǒng)。具有容積負(fù)荷高、占地省、能耗低、化學(xué)藥品消耗少、污泥量少、運行穩(wěn)定等優(yōu)點。

2、改良型芬頓氧化技術(shù)

經(jīng)過生化處理的廢水有難降解、可生化性差的有機(jī)物，廢水無法達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。鑒于此，可有效降低運行費用且確保廢水達(dá)標(biāo)的深度處理工藝是必不可少的。我公司研發(fā)的改良型芬頓氧化技術(shù)除具有去除難降解有機(jī)污染物的高能力，同時具備運行費用低、產(chǎn)泥量小等優(yōu)點。因此該工藝在造紙廢水、印染廢水、焦化廢水、含硝基苯廢水等廢水處理中體現(xiàn)了很廣泛的應(yīng)用。

3、膜處理技術(shù)

膜過濾技術(shù)是一種高效、低能和易操作的液體分離技術(shù)，在廢水處理中有著廣闊的應(yīng)用前景。膜過濾是一種與膜孔徑大小相關(guān)的篩分過程，以膜兩側(cè)的壓力差為驅(qū)動力，以膜為過濾介質(zhì)，在一定的壓力下，當(dāng)原液流過膜表面時，膜表面密布的許多細(xì)小的微孔只允許水及小分子物質(zhì)通過而成為透過液，而原液中體積大于膜表面微孔徑的物質(zhì)則被截留在膜的進(jìn)液側(cè)，成為濃縮液，因而實現(xiàn)對原液的分離和濃縮的目的。 超濾 超濾是通過膜表面的微孔結(jié)構(gòu)對物質(zhì)進(jìn)行選擇性分離。當(dāng)液體混合物在一定壓力下流經(jīng)膜表面時，小分子溶質(zhì)透過膜，而大分子物質(zhì)則被截留，從而實現(xiàn)大、小分子的分離、濃縮凈化的目的。超濾系統(tǒng)適用于處理各類地下水、微污染地表水、市政污水/工業(yè)廢水回用處理、海水脫鹽預(yù)處理等場合，可以有效去除水中濁度、懸浮物、膠體、微生物等指標(biāo)物質(zhì)。

反滲透是通過一定壓力將溶液中溶劑通過反滲透膜分離出來，因為這個過程和自然滲透方向相反，因此稱為反滲透。經(jīng)過反滲透處理，降低水中的鹽含量，提高水的純度，并能去除水中絕大部分的細(xì)菌、膠體、大分子有機(jī)物。

4、MBR工藝技術(shù)：MBR技術(shù)是把傳統(tǒng)生物處理技術(shù)和膜過濾生物反應(yīng)液相結(jié)合的污水處理方法。其技術(shù)的優(yōu)勢表現(xiàn)在：其出水經(jīng)過了膜過濾，因此水質(zhì)更好，懸浮物更低；膜過濾將所有的微生物體截留在生物反應(yīng)器中，增加了反應(yīng)器的污泥濃度，使得生物反應(yīng)器的效率大大提高，進(jìn)而使一些難降解物得到降解，同時降低了污水處理占地面積。