1、蘭炭高濃度污水的概略

　　1.1 蘭炭高濃度污水的來源

　　煤炭在600℃～700℃干鎦時生成的荒煤氣，荒煤氣中的揮發(fā)分(氨，硫化物，氰化物)、焦油、水分、灰塵、酚類、吲哚、喹啉、吡啶等物質(zhì)在煙道口被洗濯過程中就進(jìn)入到洗濯液中，構(gòu)成了成分復(fù)雜循環(huán)氨水，其中一局部經(jīng)過初步的除油、蒸氨、脫酚后就構(gòu)成了蘭炭污水，因其CODCr、酚、油、氨氮含量高，所以叫蘭炭高濃度污水。

　　1.2 蘭炭高濃度污水的難點

　　污水的水量以及和CODCr、酚、油、氨氮、總氮等指標(biāo)動搖大;廢水中毒性物質(zhì)多;廢水中難降解物質(zhì)多，出水水質(zhì)差;生物泡沫多;廢水色度深。

　　1.3 蘭炭高濃度污水設(shè)計請求

　　1.3.1 蘭炭污水設(shè)計進(jìn)水水質(zhì)規(guī)范，見表1

　　1.3.2 蘭炭高濃度污水設(shè)計出水水質(zhì)規(guī)范

　　依照梯級處置、分質(zhì)回用的準(zhǔn)繩。生化污水經(jīng)深度處置，再經(jīng)超濾、納濾、反浸透處置后，滿足《煉油化工企業(yè)污水回用管理導(dǎo)則》中初級再生水水質(zhì)指標(biāo)，用于全廠的循環(huán)水、除鹽水補水。納濾的濃液停止催化氧化降低有機物濃度后，能夠滿足《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放規(guī)范》(GB16171-2012)熄焦用水。反浸透濃水、除鹽水系統(tǒng)排污和循環(huán)水廠排污水進(jìn)入含鹽處置系統(tǒng)。

　　2、蘭炭高濃度污水處置流程的技術(shù)比選和原理根據(jù)

　　2.1 蘭炭高濃度污水處置工藝流程

　　蘭炭污水來源共有4類：高濃度污水、含油污水、消費生活污水和其他安裝污水。污水的處置工藝設(shè)計在“分類搜集、分質(zhì)處置”根底上，采用“預(yù)處置→一次氧化處置→一次生化處置→二次氧化處置→二次生化處置→深度處置→中水回用途理→高鹽水處置系統(tǒng)”工藝流程，停止污水綜合處置工藝，見下圖。

　　2.2 高濃度污水預(yù)處置系統(tǒng)

　　2.2.1 除油預(yù)處置

　　重力法對乳化油和溶解油的處置效果達(dá)不到水質(zhì)請求?；炷恋矸ㄐ杓哟罅康男跄齽┖椭齽?，反而增加了懸浮物的含量。吸附法吸附才能有限，選擇性差，極易飽和且再生艱難，經(jīng)濟性差。氣浮過程中空氣會把酚類氧化為生化性更差的醌類物質(zhì)，招致出水色度加深，浮選時油性致泡物質(zhì)還會產(chǎn)生大量泡沫。破乳除油法在低pH值下經(jīng)過改動乳液的界面性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)而完成很好的破乳，將酚類的油性物質(zhì)起到破環(huán)、斷鏈的作用，對油性物質(zhì)的去除率可達(dá)80%。經(jīng)過比選，強化破乳除油法是本項目高濃度污水的首選。

　　2.2.2 一級氧化處置(高效催化氧化)

　　為降低特征污染物對生化系統(tǒng)的毒害作用，更好地進(jìn)步可生化性，同時對廢水中的特征污染物停止有效的去除，更好地發(fā)揮生化處置低本錢的優(yōu)勢。近年來，高級氧化技術(shù)成為攻克化工廢水中溶解態(tài)難降解有機毒物的研討熱點，見表2。

　　(1)濕式氧化技術(shù)需求高溫125℃～320℃和高壓0.5～20MPa，具有運轉(zhuǎn)條件苛刻，操作平安性差，設(shè)備投資大、運轉(zhuǎn)本錢高等缺陷，難以停止實踐應(yīng)用。

　　(2)Fenton試劑(由H2O2與催化劑Fe2+所構(gòu)成的催化氧化體系)氧化法在實踐應(yīng)用時存在兩個主要的缺陷：

　　①選擇性差，在復(fù)雜廢水中對目的污染物的去除效果不顯著。

　?、贔e2+和H2O2的投加濃度較高、應(yīng)用率較低，從而招致處置本錢較高。

　　(3)光催化、電催化實踐應(yīng)用中常受廢水色度、濁度、含鹽量、能耗等限制，處置效率低，且放大艱難、運轉(zhuǎn)本錢高。

　　(4)催化氧化技術(shù)具有以下顯著優(yōu)勢：優(yōu)先氧化含有不飽和鍵的污染物，完成了對有機毒物和難降解的選擇性氧化，可有效進(jìn)步廢水的可生化程度，顯著改善生化階段的泡沫現(xiàn)象。具有產(chǎn)生污泥固廢少，二次污染少，操作環(huán)境好，藥劑投加品種少，反響效率高，殘留量少等優(yōu)點。對生化處置無害，有利于完成中水回用。所以，選用催化氧化技術(shù)作為高濃度污水的一級生化處置的關(guān)鍵技術(shù)模塊。

　　2.3 一次生化處置系統(tǒng)

　　(1)一次生化處置系統(tǒng)包括含油污水及高濃度污水預(yù)處置系統(tǒng)出水。含油污水的生化處置采用一級A/O工藝即可到達(dá)較好的處置效果。

　　(2)高濃度污水針對蘭炭高濃度污水中總氮、難降解有機物含量較高的特性，優(yōu)先選擇兩級A/O工藝作為短程硝化法，針對去除CODCr、氨氮、總氮為主的工藝，一級A/O處置是為了去除氨氮和局部CODCr，二級A/O處置工藝是為去除總氮和局部CODCr。

　　(3)兩級A/O主要工藝特性：

　　①硝化菌和反硝化菌可得到優(yōu)勢生長，強化了脫氮效果，普通氨氮去除率可達(dá)99%，總氮的脫出率可達(dá)90%。

　?、谏锍貎?nèi)均勻污泥濃度高，抗沖擊負(fù)荷才能強。

　　2.4 二次氧化處置系統(tǒng)

　　經(jīng)過一次生化后，污水中易于生化的物質(zhì)已被微生物所合成，而污水中仍殘留一些難降解的有機物，滿足不了深度處置單元的進(jìn)水質(zhì)指標(biāo)。傳統(tǒng)處置工藝是將一級生化出水導(dǎo)入曝氣生物濾池(BAF)進(jìn)一步深度處置，或停止混凝沉淀處置。這些設(shè)計中均嚴(yán)重疏忽了幾個重要問題：生物代謝產(chǎn)物和難降解物質(zhì)由于BOD5很低，既使延長停留時間也難以得到有效去除效果;混凝沉淀關(guān)于溶解性的有機物去除效果差;混凝沉淀池內(nèi)投加的無機絮凝劑會產(chǎn)生大量污泥;殘留的絮凝劑會使后續(xù)膜系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重梗塞問題。采用臭氧氧化技術(shù)再次進(jìn)步生化尾水的可生化性。所以該系統(tǒng)主要由多介質(zhì)過濾單元和二次氧化單元構(gòu)成，以替代生物濾池技術(shù)。

　　2.4.1 多介質(zhì)過濾單元

　　用來去除生化尾水中的懸浮物及不溶性的有機物，為二次氧化處置提供必要條件。

　　2.4.2 二次氧化單元

　　在臭氧氧化過程中，一次生化后剩余的難降解的大分子有機物被合成為甲酸、乙酸等小分子有機物，小分子有機物進(jìn)一步完整礦化為CO2和H2O，從而進(jìn)步二次生化處置的進(jìn)步可生物降解性。

　　2.5 二次生化處置系統(tǒng)

　　(1)二次氧化后的CODCr、氨氮、總氮的量曾經(jīng)很低。

　　且在一次生化后大量BOD5已被生物代謝殆盡，所以需引進(jìn)含油污水兼并處置，進(jìn)一步進(jìn)步一次生化后污水的有機負(fù)荷，及時補充營養(yǎng)，經(jīng)過A/O(缺氧/好氧)―MBR對水中的CODCr、總氮去除效果好，綜合運轉(zhuǎn)本錢較低，出水的CODCr可滿足深度處置的請求。

　　(2)膜生物反響器(MBR)在廢水資源化及中水回用方面應(yīng)用普遍。

　　它綜合了膜別離技術(shù)與生物處置技術(shù)的優(yōu)點：固液別離率高;系統(tǒng)微生物濃度高，安裝處置容積負(fù)荷高;污泥停留時間長;污泥產(chǎn)量少;出水水質(zhì)好;耐沖擊負(fù)荷;系統(tǒng)構(gòu)造簡單，運轉(zhuǎn)靈敏穩(wěn)定;不存在二沉池污泥脫氮和污泥糜爛現(xiàn)象;占空中積小，儉省投資。

　　2.6 深度處置系統(tǒng)

　　經(jīng)過二次生化后CODCr指標(biāo)可直接進(jìn)入中水回用單元。活性炭作為水質(zhì)動搖時的應(yīng)急保證措施，確保中水回用流程穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。

　　2.7 中水回用途理系統(tǒng)

　　中水回用途理在傳統(tǒng)“超濾+反浸透”的雙膜處置工藝根底上，增加納濾技術(shù)，構(gòu)成“超濾+納濾+反浸透”三膜法中水回用途理工藝。經(jīng)深度處置出水與鍋爐定連排水混合，依次經(jīng)過超濾、納濾處置后，大量關(guān)于反浸透污堵尺寸的有機物被脫除，能夠有效地避免反浸透污堵問題，同時也能夠避免這些有機物進(jìn)入鍋爐水中形成結(jié)垢。納濾的濃液停止催化氧化后，經(jīng)過活性炭吸附處置，能夠滿足《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放規(guī)范》(GB16171-2012)，可用于洗煤、沖渣。中水回用中的反浸透濃水與循環(huán)水系統(tǒng)、除鹽水系統(tǒng)排污水預(yù)處置后停止混合，經(jīng)高壓反浸透進(jìn)一步濃縮，產(chǎn)水用作循環(huán)冷卻水，濃水至濃鹽水處置單元進(jìn)一步處置。

　　3、蘭炭高濃度污水設(shè)計流程的研討實驗

　　3.1 小試進(jìn)水輸入值數(shù)據(jù)確實定

　　小試進(jìn)水的來源是炭化單元的熱環(huán)氨水池的高濃度含酚、含氨的炭化廢水，經(jīng)過除油、蒸氨、除酚處置后的出水，以此水水質(zhì)指標(biāo)作為輸入值，以5L/h范圍停止了為期45天的蘭炭污水處置中水回用實驗研討，見表3。

　　3.2 催化氧化預(yù)處置實驗

　　3.2.1 催化氧化預(yù)處置水質(zhì)

　　由表4可知，實驗進(jìn)水CODCr：9319mg/L，總酚：2510mg/L，滿足并高于蘭炭高濃度污水設(shè)計進(jìn)水水質(zhì)規(guī)范中的CODCr：6500mg/L、總酚：2000mg/L的催化氧化進(jìn)水水質(zhì)請求。

　　3.2.2破乳除油實驗

　　實驗主要依據(jù)以往理論經(jīng)歷停止了研討實驗。實驗結(jié)果見表4。

　　廢水經(jīng)破乳除油后，UV254去除率達(dá)21%，UV410去除率達(dá)78.4%。另外，CODCr去除率約4%，揮發(fā)酚去除率5%。

　　3.2.3 催化氧化處置實驗

　　將破乳除油后的污水停止催化氧化處置，依據(jù)進(jìn)水CODCr濃度，設(shè)定氧化劑發(fā)作安裝的激起功率為17.5W，停止了H2O2投加量分別為3‰、4‰來停止優(yōu)化比照實驗，反響時間為2h，見表5。

　　從表5催化氧化實驗數(shù)據(jù)來看，條件2時對高濃酚氨廢水的有機物降解及脫色、脫酚效果均非常顯著。其中，CODCr和TOC分別降低了34.32%和26.16%，揮發(fā)酚和總酚的去除率可達(dá)87.3%和90%，原水由紅黑色變?yōu)樘幹煤蟮牡S色，其UV254和UV410分別降低了41.32%和79.25%，已到達(dá)考證實驗?zāi)康闹档恼埱?。從催化氧化處置后的廢水外觀看出，催化氧化后的脫色效果非常顯著，廢水由深紅色降為淡黃色，同時反響前很濃的酚味也根本消逝。

　　(1)一次生化是采用兩級A/O工藝，水力停留時間約為5天，堅持一次生化池中pH值在6.8～7.6，溶解氧控制在3～5mg/L，污泥濃度約為6000mg/L。二次生化的采用一級A/O工藝，水力停留時間約為32h，堅持池中pH值在7左右，溶解氧控制在3mg/L以上，污泥濃度約為4000mg/L。一次生化出水經(jīng)過二次氧化后，并與營養(yǎng)液(CODCr：200mg/L，氨氮：5mg/L，TP：1mg/L)按一定比例混合后進(jìn)入二次生化，停止污泥馴化。

　　(2)一次生化、二次生化的污泥馴化都分為5個階段。

　　①第1階段，停止污泥的復(fù)壯工作，菌種接種來自于相似煤化工廢水的剩余污泥，依照C/N/P=200：5：1，人工添加葡萄糖、磷酸二氫鉀、尿素等物質(zhì)配制微生物的營養(yǎng)液，停止污泥復(fù)壯。

　　②第2階段，泥狀性狀良好，采用催化氧化處置后污水與營養(yǎng)液停止混合進(jìn)水(營養(yǎng)液CODCr：900～1000mg/L，TP：4～5mg/L)，催化氧化出水提至20%負(fù)荷進(jìn)水，污泥的沉降性能較好，無異?，F(xiàn)象。

　　③第3階段，經(jīng)過接種后的污泥停止馴化增殖，由20%負(fù)荷漸漸提升依照10%負(fù)荷梯度提升，直至到達(dá)50%負(fù)荷。泥狀性狀良好，出水水質(zhì)穩(wěn)定，污泥濃度增殖到5000mg/L。

　?、艿?階段，由50%負(fù)荷提到90%負(fù)荷，不再添加營養(yǎng)液，一次生化的處置效果仍較為顯著，污泥狀態(tài)良好，CODCr均勻去除率達(dá)93.55%，氨氮均勻去除率達(dá)90.46%，總氮的均勻去除率達(dá)78.76%，二次生化50%負(fù)荷以后，二次生化的處置效果顯著，污泥狀態(tài)良好，CODCr出水不斷在50mg/L左右，且硝化功用良好(出水氨氮未檢出)去除率達(dá)100%。

　?、莸?階段，90%提到100%負(fù)荷，從小試100%負(fù)荷下的各段出水水質(zhì)狀況看，在進(jìn)入二級氧化：400mg/L，進(jìn)入二級生化時CODCr：240mg/L，去除率為40%，二級生化處置后出水CODCr為小于60mg/L;關(guān)于油指標(biāo)則用UV254來指示，小試進(jìn)水油在35～45；實驗結(jié)果到達(dá)小于0.5的效果，見表6。

　　4、綜合結(jié)論

　　蘭炭高濃度污水的中水回用工藝流程在技術(shù)比選和研討性實驗具有很高的吻合度，闡明每個模塊的設(shè)計都是科學(xué)合理的。蘭炭高濃度污水不稀釋的設(shè)計道路是完整可行，可以完成中水回用和近零排放的設(shè)計目的。這個工藝計劃不只適用于處置煤焦化高濃度污水，也適用于處置煤液化高濃度污水，同樣適用于處置難降解，高毒屬性的工業(yè)污水。