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工業廢水處理解決方案

工業廢水處理解決方案

工業廢水解決方案應用場景

一、焦化行業

 

炼焦化学工业是煤炭化学工业的一个重要部分,煤炭主要加工方法包括高温炼焦( 950---1050摄氏度 )、中温 炼焦、低温炼焦等三种方法 。冶金行业一般采用高温炼焦来获得焦炭和回收化学产品。产品焦炭可作高炉冶炼的燃料,也可用于铸造、有色金属冶炼、制造水煤气;可用于制造生产合成氨的发生炉煤气,也可用来制造电石,以获得有机合成工业的原料。在炼焦过程中产生的化学产品经过回收、加工提取焦油、氨、萘、硫化氢 、粗苯等产品,并获得净焦炉煤气、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,这些产品广泛用于化学工业、医药工业、耐火材料工业和国防工业。净焦炉煤气可供民用和作为工业燃料。煤气中的氨可用来制造硫酸铵、浓氨水、无水氨等。炼焦化学工业的产品已达数百种,中国炼焦化学工业已能从焦炉煤气、焦油和粗苯中制取一百多种化学产品 ,这对中国的国民经济发展具有十分重要的意义。

1、焦化廢水水質特點

焦化废水是焦炉煤气初冷和焦化生产过程中产生的废水 ,其成分复杂,含有大量的酚类 、联苯、吡啶、吲哚和喹啉等有机污染物,还含有氰、无机氟离子和氨氮等有毒有害物质,污染物色度高,对环境危害大 。

煤焦化廢水主要成分有揮發酚、礦物油、氰化物、苯酚及苯系化合物、氨氮等,屬于汙染物濃度高,汙染物成分複雜,難于治理的工業廢水之一。其處理的關鍵之處在于:

(1)酚含量高

焦化废水中酚的平均含量为1500~2000mg/L,直接体现在污水的COD值上,不经脱酚的煤焦化废水,COD含量高达3000~5500mg/L。酚的可生化性差,在进生化处理系统之前,焦化废水应经蒸氨脱酚系统。经蒸氨脱酚后,废水中酚含量一般在450~850 mg/L 。这样的酚含量是完全可以经生物法降解的,且用于生物处理也是比较经济适用的 。

(2)氨氮含量高

蒸氨廢水中氨含量高,平均含量爲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重的毒害作用,可以殺死活性汙泥,破壞整個生物處理系統。因此,該高含氨氮廢水在進入汙水處理站之前,要設脫氨預處理過程。

經過脫氨預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,經本工藝處理後,完全能達到處理到小于10mg/L以下的標准。氨氮的去除是該類汙水處理工藝選擇時首先要考慮的問題。

(3)難降解有機物含量高

煤焦化废水中含有大量苯系 、萘系及杂环类难降解有机物 ,通常的好氧活性污泥法难以直接处理达标。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工藝是在传统的A/O工艺前加一厭氧段 ,目的是进一步提高有机物的去除率、提高废水的可生化性。

厭氧段

污水首先流入厌氧池,在兼性厌氧菌和专性厌氧菌的作用下,废水中的有机物被分解成沼气和被吸收转变成微生物的躯体,以污泥的形式得以去除。另外,NH3-N因细胞的合成而被去除一部分,使污水中的NH3-N浓度下降,但NO3-N含量没有变化。而且,厌氧过程还能大大地改善废水中难以直接用好氧生化法降解的苯、蒽醌类有机物的可生化性,提高后续生物氧化法的处理效率,减少后续生化过程的能耗。该厭氧段的主要目的是改善废水的可生化性及去除部分有机物。

缺氧段

經過厭氧反應的廢水進入缺氧池中,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,在缺氧池內進行反硝化。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物的同時,將亞硝態氮和硝態氮還原爲氮氣而除去。

反硝化过程是在缺氧条件下,异养型反硝化细菌将废水中NO3-N还原为N2之过程 ,其生物化学反应式为:

6NO3-+2CH3OH → 6NO2-+2CO2+4H2O

6NO2-+3CH3OH → 3N2↑+3CO2+3H2O+60H-

N2难溶于水 ,经鼓气 ,得以吹脱。

好氧段

在好氧池中,有机物被微生物生化降解,去除率较高 。同时,废水中的氨氮被硝化菌氧化为亚硝酸盐和硝酸盐 。通过硝化的混合液经沉淀池进行固液分离,分离的大部分硝化液回流至缺氧池进行反硝化脱氮,另有单倍处理水量经进一步处理后排放,污泥全部回流到好氧池。

廢水中的NH3,在好氧條件下,自養型亞硝化菌與硝化菌將NH3氧化爲NO3-N的過程,是生物脫氮的第一步,其生物化學反應式爲:

            亚硝化单胞菌

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

             硝化杆菌

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

AO工藝

AO工藝将前段缺氧段和后段好氧段串联在一起,A段DO不大于0.2mg/L,O段DO=2~4mg/L。在缺氧段异养菌将污水中的淀粉、纤维、碳水化合物等悬浮污染物和可溶性有机物水解为有机酸,使大分子有机物分解为小分子有机物,不溶性的有机物转化成可溶性有机物,当这些经缺氧水解的产物进入好氧池进行好氧处理时,可提高污水的可生化性及氧的效率;在缺氧段,异养菌将蛋白质、脂肪等污染物进行氨化(有机链上的N或氨基酸中的氨基)游离出氨(NH3、NH4+),在充足供氧条件下,自养菌的硝化作用将NH3-N(NH4+)氧化为NO3-,通过回流控制返回至A池,在缺氧条件下,异氧菌的反硝化作用将NO3-还原为分子态氮(N2)完成C、N、O在生态中的循环,实现污水无害化处理。

3、生化處理的優勢

(1)效率高。該工藝對廢水中的有機物,氨氮等均有較高的去除效果。當總停留時間大于54h,經生物脫氮後的出水再經過混凝沈澱,可將COD值降至100mg/L以下,其他指標也達到排放標准,總氮去除率在70%以上。 

(2)流程简单,投资省 ,操作费用低。该工艺是以废水中的有机物作为反硝化的碳源,故不需要再另加甲醇等昂贵的碳源。尤其,在蒸氨塔设置有脱固定氨的装置后,碳氮比有所提高,在反硝化过程中产生的碱度相应地降低了硝化过程需要的碱耗。 

(3)缺氧反硝化過程對汙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%,酚和有機物的去除率分別爲62%和36%,故反硝化反應是最爲經濟的節能型降解過程。 

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

(5)缺氧/好氧工艺的耐负荷冲击能力强 。当进水水质波动较大或污染物浓度较高时,本工艺均能维持正常运行,故操作管理也很简单。通过以上流程的比较,不难看出,生物脱氮工艺本身就是脱氮的同时,也降解酚、氰、COD等有机物。结合水量、水质特点,凯时APP官网推荐采用缺氧/好氧(A/O)的生物脱氮(内循环) 工艺流程,使污水处理装置不但能达到脱氮的要求,而且其它指标也达到排放标准。 

4、典型應用案例

案例一

鄒平福明焦化有限公司,60T/h廢水處理工程

项目介绍:福明二期设计处理工艺是A2O工艺 ,进水水质复杂,经过预处理、生化处理和深度处理,出水水质达到熄焦水标准,设计池容满足生产工艺要求,处理能力达到行业标准。

 

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案例二

河北省石家莊市某焦化廠汙水處理項目

該是山東章鼓在工業水處理行業的重點項目之一,山東章鼓于2017年對該廠的汙水生化處理系統進行了一系列改造,並以專業的技術贏得了對方的認可,因此又承擔了該廠汙水深度處理系統的建設,通過對該廠“量體裁衣”式的設計,配備了電化學、吸附電再生、浸沒式超濾等一系列專利設備,系統建成後,將生化出水進一步處理,處理率達90%。

出于對山東章鼓的信任和“讓專業的人,來做專業的事”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”一站式服務得到了客戶的充分肯定!

 

二、造紙廢水主要工藝、設備介紹

造紙工業是用水大戶,同時也是水環境的主要汙染源之一。據近年統計資料顯示,造紙行業廢水排放量占全國工業廢水排放量的15%,COD排放量占全國工業廢水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:

图1  制浆中段水典型处理工艺流程图

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图2  废纸制浆造纸废水典型处理工艺流程图

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核心技術及設備:

1、IC厌氧技术  IC厌氧反应器是一种采用颗粒污泥的高效厌氧反应设备,反应器内设两层三相分离器、内循环系统和布水系统,顶部有气液分离装置,反应器外设置外循环系统、污泥取样装置、颗粒污泥排泥和储存设施、沼气处置系统。具有容积负荷高、占地省、能耗低、化学药品消耗少、污泥量少、运行稳定等优点。

2、改良型芬頓氧化技術

經過生化處理的廢水有難降解、可生化性差的有機物,廢水無法達到排放標准。鑒于此,可有效降低運行費用且確保廢水達標的深度處理工藝是必不可少的。我公司研發的改良型芬頓氧化技術除具有去除難降解有機汙染物的高能力,同時具備運行費用低、産泥量小等優點。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了很廣泛的應用。

3、膜處理技術

膜过滤技术是一种高效、低能和易操作的液体分离技术,在废水处理中有着广阔的应用前景。膜过滤是一种与膜孔径大小相关的筛分过程,以膜两侧的压力差为驱动力,以膜为过滤介质,在一定的压力下,当原液流过膜表面时,膜表面密布的许多细小的微孔只允许水及小分子物质通过而成为透过液,而原液中体积大于膜表面微孔径的物质则被截留在膜的进液侧,成为浓缩液,因而实现对原液的分离和浓缩的目的。 超滤  超滤是通过膜表面的微孔结构对物质进行选择性分离。当液体混合物在一定压力下流经膜表面时,小分子溶质透过膜,而大分子物质则被截留,从而实现大、小分子的分离、浓缩净化的目的。超滤系统适用于处理各类地下水、微污染地表水、市政污水/工业废水回用处理、海水脱盐预处理等场合,可以有效去除水中浊度、悬浮物、胶体、微生物等指标物质。

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,因爲這個過程和自然滲透方向相反,因此稱爲反滲透。經過反滲透處理,降低水中的鹽含量,提高水的純度,並能去除水中絕大部分的細菌、膠體、大分子有機物。

4、MBR工藝技術:MBR技術是把傳統生物處理技術和膜過濾生物反應液相結合的汙水處理方法。其技術的優勢表現在:其出水經過了膜過濾,因此水質更好,懸浮物更低;膜過濾將所有的微生物體截留在生物反應器中,增加了反應器的汙泥濃度,使得生物反應器的效率大大提高,進而使一些難降解物得到降解,同時降低了汙水處理占地面積。

章鼓
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