煤焦油廢水的處理方法與流程

本發明涉及煤焦油加工和儲存過程產生的廢水的一種處理方法。

背景技術：

煤焦油是生產化學品的重要原料之一，其加工和儲存過程產生的廢水中污染物COD濃度高，成分復雜，毒性大，并含有大量持久性有機污染物（含苯環和（或）雜環等的有機物），處理難度大。該廢水若不處理直接排入環境，將對環境造成嚴重污染。目前煤焦油廢水的處理方法主要有焚燒法和生物處理法。焚燒法處理成本高，而且產生大氣污染。生物處理法需要先進行高級氧化（如鐵碳微電解、金屬粉還原、Fenton法等）預處理，然后生物處理。在高級氧化預處理過程中，需要加入硫酸，導致后續生物處理（如厭氧、水解酸化）過程中產生H₂S，產生較嚴重的二次污染；同時由于SO₄^2-對微生物的生長有明顯的抑制作用，影響生物處理效果，廢水難以穩定達標排放。開發二次污染小、處理成本低、能穩定達標排放的煤焦油廢水的處理方法具有較大實用價值。

技術實現要素：

針對目前煤焦油廢水處理方法的問題，本發明的目的是尋找二次污染小、能穩定達標排放的煤焦油廢水的處理方法，其特征在于將經調節池調節后的煤焦油廢水送入送入耐壓鐵炭微電解（又稱內電解）塔，通入工業CO₂并在超聲波作用下進行微電解處理。鐵炭微電解塔中鐵：炭的比例為8：1～1：4。輸入每立方米廢水（包括鐵碳所占容積）的超聲波功率為2kW～8kW。廢水在鐵炭微電解塔中的停留時間20min～45min。反應溫度為25℃～60℃。CO₂的壓力為0.1MPa～1.0MPa。微電解處理后的廢水用石灰乳或其他堿性物質調節其pH值到6.8～8.5，然后進入沉淀池沉淀1h～3h，不定期從沉淀池中抽出污泥進行過濾，濾餅作危險固體廢棄物處置，濾液返回沉淀池。沉淀池的上清廢水送厭氧反應器。廢水在厭氧反應器中停留24h～120h，厭氧溫度為25℃～55℃。厭氧后的廢水進入生物好氧池常溫處理，好氧處理時間為8h～16h。好氧處理后的廢水進入沉淀池，不定期從沉淀池中抽出污泥進行過濾，濾餅作危險固體廢棄物處置，濾液返回好氧池。沉淀池的上清廢水送多層生物濾塔處理。生物濾塔的填料為活性炭或多孔陶粒，每層厚度為1.0m～2.0m,總厚度為2m～6m。生物濾塔的優勢菌種為光合細菌中的紅假單胞菌（Rhodopseudomonas）。生物濾塔的水力負荷為30 m³/m².d～90m³/m².d。生物濾塔的出水達標排放或回用。

本發明的目的是這樣實現的，煤焦油廢水進入鐵炭微電解塔后，廢水中的大分子有機物，特別是持久性有機污染物（含苯環和（或）雜環等的有機物）通過鐵炭微電解產生的強還原自由基的作用而破壞，為后續生化處理創造有利條件。通入壓力CO₂的目的是維持鐵炭微電解合適的pH值（2.0～5.0）。輸入超聲波的作用是加速反應的傳質過程。還原后的廢水用石灰乳或其他堿性物質調節其pH值，以滿足后續厭氧和好氧過程的要求。經前述處理的廢水在厭氧過程中，通過微生物的作用，大分子有機物進一步變成小分子有機物，為后續生物氧化創造更有利條件。通過生物氧化處理，剩余的大多數有機物被去除，同時去除氮等污染物。廢水最后進入活性炭或多孔陶粒生物濾塔，在微生物，特別是紅假單胞菌的作用下，進一步去除有機物和氮等污染物，保證處理后的廢水穩定達標排放。

相對于現有方法（鐵碳微電解、金屬粉還原、Fenton法等），本發明的突出優點是采用CO₂代替目前廣泛使用的硫酸作酸化劑，不引入SO₄^2-離子，基本消除了產生H₂S的物質基礎（煤焦油廢水含有少量S），從而大大減輕了H₂S的污染，同時也避免了SO₄^2-對厭氧和好氧過程中微生物的抑制作用，大大提高生物處理的效率；煤焦油加工廠都建有燃燒裝置，燃料燃燒產生的CO₂廢氣可充分利用，不僅可降低處理成本，而且可以減少碳排放；處理后的廢水能穩定達標排放，具有明顯的經濟效益和環境效益。

具體實施方法

實施例1：日處理1立方米煤焦油廢水（揮發酚2400mg/L、COD15500mg/L、CN^-25.5mg/L、NH₃-N57mg/L），經鐵炭微電解（40min、40℃、CO₂壓力0.1MPa、鐵：炭的比例為8：1、超聲波輸入功率為每立方米廢水2kW）、厭氧（pH8.4、72h、25℃～35℃）、好氧（12h）和生物濾塔（多孔陶粒填料層總厚度4m、水力負荷35m³/m².d）處理后出水的污染物濃度分別為COD_Cr 60mg/L、NH₃-N 7.3mg/L、揮發酚0.3mg/L、CN^-0.13mg/L。

實施例2：日處理3立方米煤焦油廢水（揮發酚920mg/L，COD8700mg/L,CN^-17mg/L、NH₃-N48mg/L），經鐵炭微電解（20min、25℃、CO₂壓力0.3MPa、鐵：炭的比例為1：4、超聲波輸入功率為每立方米廢水3kW）、厭氧（24h、35℃～55℃）、好氧（8h）和生物濾塔（活性炭填料層總厚度2m、水力負荷90m³/m².d）處理后出水的污染物濃度分別為COD_Cr 45mg/L、NH₃-N 6.0mg/L、揮發酚0.2mg/L、CN^-0.06mg/L。