一种焦化废水处理工艺方法 所属技术领域
本发明涉及环境保护和废水处理技术领域，特别涉及微电解物化处理-固定化活性污泥三相流化床生化处理组合技术的一种焦化废水处理工艺方法。
背景技术
焦化废水是在煤高温干馏过程中以及煤气净化、化学产品精制过程中形成的废水，成分复杂，污染物浓度高、色度高、毒性大，性质非常稳定，可生化性差，其BOD5与COD比为0.28～0.32，氨氮、总氮含量高，是一种成分极其复杂的难处理废水。
物化的预处理与生化处理相结合是目前主要的焦化废水处理方法。物化预处理一般包括吹脱、气浮、隔油、催化氧化、微电解等。微电解法是较为常用的物化预处理方法，但是传统的铁炭微电解法适用的pH范围小，存在板结、沟流问题。
生化处理是大多数焦化废水处理工艺的主体，其中以A2/O工艺应用最多。预处理-厌氧滤池-缺氧滤池-好氧滤池-物化处理工艺(汤苏云.一种焦化废水生物处理工艺方法，发明专利申请号：200810001207.5，公开号：CN 101215068A)对焦化废水具有稳定的处理效果，出水COD可小于120mg/L，氨氮小于15mg/L。生物膜厌氧-缺氧反硝化-一级好氧-二级好氧工艺(A2/O2)(李亚新.一种焦化废水生物处理的工艺，发明专利申请号：200510012434.4，公开号：CN 1686863A)可使出水COD、氨氮达污水综合排放标准(GB8978-96)一级排放标准。一级缺氧-两级好氧生物滤池-耦合曝气微电解工艺(曾明等.处理焦化废水的工艺，发明专利申请号：200810057038.7，公开号：CN 101224936A)可使出水各项指标达污水综合排放标准(GB8978-96)二级排放标准，并接近一级排放要求。现行地焦化废水生化处理工艺都是以A/O前置反硝化工艺为基础的，工艺流程长而且十分复杂，占地面积也比较大。由于硝化、反硝化是在两个反应器中实现的，需进行混合液回流，而且回流比较难控制，控制不当达不到很好处理效果，因此工艺操作复杂，运行不稳定，基建费用和运行费用都比较高。此外，由于焦化废水COD、氨氮浓度高，生物毒性大，上述工艺耐冲击负荷能力也不理想。
【发明内容】
本发明主要解决的技术问题是：微电解法适用的pH范围小，存在板结、沟流问题，传统生化处理工艺流程长、占地面积大、耐冲击负荷能力差、费用高。为解决上述问题，本发明的技术方案是：一种焦化废水处理工艺方法，包括物化处理单元和生化处理单元；焦化废水经过调节池调节后进入物化处理单元，物化处理单元由微电解反应器、沉淀池组成，微电解反应器以废铁屑、废铜屑和轻质块状材料为填料，微电解反应器进水pH在2.0～6.0，水力停留时间20～60min，采用空气曝气；微电解反应器处理出水经过沉淀池沉淀后进入生化处理单元；生化处理单元为三相流化床反应器，所述三相流化床反应器为过滤式内循环三相流化床反应器，在反应器内利用固定化活性污泥小球实现同时脱氮除碳，通过曝气提供溶解氧及提升动力使固、液相在反应器内形成内循环，三相流化床反应器进水pH在7.2～8.5，溶解氧2～6mg/L，温度28～32℃，水力停留时间20～40h。
物化处理单元由微电解反应器、沉淀池组成，微电解反应器以工业废铁屑、废铜屑和轻质块状材料为填料，其质量比为10∶2～2.5∶0.5～1，所述轻质块状材料为沸石、焦炭或活性炭，微电解反应器进水pH在2.0～6.0，水力停留时间20～60min，采用空气曝气。
生化处理单元为三相流化床反应器，所述三相流化床反应器为过滤式内循环三相流化床反应器，在反应器内利用固定化活性污泥小球实现同时脱氮除碳，通过曝气提供溶解氧及提升动力使固、液相在反应器内形成内循环。
三相流化床反应器内填充固定化活性污泥小球，固定化活性污泥小球由筛选驯化所得的适于焦化废水脱氮除碳的高效活性污泥包埋固定所得，小球密度为1.00～1.05g/cm3，直径4～8mm，三相流化床反应器进水pH在7.2～8.5，溶解氧2～6mg/L，温度28～32℃，水力停留时间20～40h 。
本发明的有益效果：
(1)解决了微电解法适用的pH范围小，存在板结、沟流问题
由于微电解反应器以废铁屑、废铜屑和沸石、焦炭或活性炭轻质块状材料为填料，大大降低了处理费用，并达到了以废治废的目的，铜的加入增加了微电解反应的电极电位，提高了处理效果，拓宽了反应的pH范围，添加沸石、焦炭或活性炭轻质块状材料对废水中的污染物有很好的吸附作用并减小了填料层密度，可有效控制板结、沟流问题。
(2)工艺流程短，占地面积小
由于生化处理单元采用过滤式内循环三相流化床反应器，反应器通过曝气提供溶解氧及提升动力使固、液相在反应器内形成内循环，强化了固液混合效果。将反应、沉淀、过滤集中在一个反应器内实现，操作简单，占地少。该发明的处理工艺包括调节池、微电解反应器、沉淀池和三相流化床反应器，共四个构筑物，与现行的A/O、A2/O、A2/O2等工艺相比，工艺流程大大缩短，占地面积小。
(3)耐冲击负荷能力强
由于三相流化床反应器内的固定化活性污泥小球是由筛选驯化所得的适于焦化废水脱氮除碳的高效污泥包埋固定所得，能实现同时脱氮除碳。所述固定化活性污泥机械强度高，耐曝气性能强，运行稳定且效果良好，可以达到A/O、A2/O、A2/O2工艺的处理效果。焦化废水水质波动大，含有高浓度的酚类化合物、氨氮和其他有毒物质。由于物化处理单元的微电解系统对酚类化合物、硫氰酸盐、氰化物等有毒物质具有较好的处理效果，同时对COD和氨氮也有可观的去除率，生化处理单元的固定化高效活性污泥小球不仅处理效果好而且耐毒性强，本发明的工艺具有较高抗冲击负荷能力。
(4)费用低
由于固定化活性污泥小球能实现同时硝化反硝化，硝化过程中消耗碱度，反硝化过程中产生碱度，抵消一部分碱度消耗，减少NaHCO3投加量，而且无需添加外碳源，无需混合液回流。固定化活性污泥小球密度为1.00～1.05g/cm3，在反应器内易于提升，混合效果好。采用固定化活性污泥技术固液分离效果好，无需沉淀池，不需污泥回流和处理设施，降低了基建和运行成本。
【附图说明】
附图为本发明的焦化废水处理工艺方法流程图。
【具体实施方式】
下面结合附图和实例对本发明进行详细说明。
实施例1：
一种焦化废水处理工艺方法，包括物化处理单元和生化处理单元；焦化废水经过调节池调节后进入物化处理单元，物化处理单元由微电解反应器(微电解塔)、沉淀池组成，微电解反应器以废铁屑、废铜屑和轻质块状材料为填料；微电解反应器处理出水经过沉淀池沉淀后进入生化处理单元；生化处理单元为三相流化床反应器，所述三相流化床反应器为过滤式内循环三相流化床反应器，在反应器内利用固定化活性污泥小球实现同时脱氮除碳，通过曝气提供溶解氧及提升动力使固、液相在反应器内形成内循环。
物化处理单元由微电解反应器、沉淀池组成，微电解反应器以工业废铁屑、废铜屑和轻质块状材料为填料，所述轻质块状材料活性炭，微电解反应器进水pH在2.0，水力停留时间60min，采用空气曝气。
生化处理单元为过滤式内循环三相流化床反应器，在反应器内利用固定化活性污泥小球实现同时脱氮除碳，通过曝气提供溶解氧及提升动力使固、液相在反应器内形成内循环。
三相流化床反应器内填充固定化活性污泥小球，固定化活性污泥小球由筛选驯化所得的适于焦化废水脱氮除碳的高效活性污泥包埋固定所得，小球密度为1.00～1.05g/cm3，直径4～8mm，三相流化床反应器进水pH在8.5，溶解氧2mg/L，温度28℃，水力停留时间40h。
其处理过程是：
利用上述工艺对实际焦化废水进行处理。进水COD、氨氮、挥发酚和色度为别为3000mg/L、150mg/L、220、600倍左右。废水经调节池进入微电解反应器，所述的微电解反应器以工业废弃铁刨花、废铜屑和活性炭为填料，其质量比为10∶2∶1。微电解反应器进水pH＝2.0，水力停留时间60min，采用空气曝气，每3天补充一次工业废弃铁刨花，出水进入沉淀池絮凝沉淀。沉淀池出水进入三相流化床反应器进行生化处理，所述三相流化床反应器为过滤式内循环三相流化床反应器，所述的三相流化床反应器内填充固定化活性污泥小球，填充体积占反应器有效体积的50％。固定化活性污泥小球由筛选驯化所得的适于焦化废水脱氮除碳的高效活性污泥包埋固定所得，固定化活性污泥小球密度为小球密度为1.00～1.05g/cm3，直径4～8mm，通过曝气提供提升动力使固、液相在反应器内形成内循环，过滤区以活性炭为滤料，滤层高度0.5m，三相流化床反应器进水pH在8.5，溶解氧2mg/L，温度28℃，水力停留时间40h。出水COD为70～100mg/L、氨氮为3～8mg/L、挥发酚为0.2～0.5mg/L、色度为10～30倍，达污水综合排放标准(GB8978-96)一级排放标准。
实施例2：
一种焦化废水处理工艺方法处理过程同实施例1。其中进水COD、氨氮、挥发酚和色度为别为3500mg/L、200mg/L、330、800倍左右。微电解反应器以工业废弃铁刨花、废铜屑和焦炭为填料，其质量比为10∶2∶1。微电解反应器进水pH＝6.0，水力停留时间20min，所述的三相流化床反应器内填充固定化活性污泥小球，填充体积占反应器有效体积的20％。过滤区以焦炭为滤料，滤层高度1.2m，三相流化床反应器进水pH在7.2，溶解氧6mg/L，温度32℃，水力停留时间20h。出水COD为90～120mg/L、氨氮为5～12mg/L、挥发酚为0.2～0.5mg/L、色度为20～40倍，出水COD达污水综合排放标准(GB8978-96)二级排放标准，挥发酚、氨氮、色度等指标达污水综合排放标准(GB8978-96)一级排放标准。
实施例3：
一种焦化废水处理工艺方法处理过程同实施例1。其中进水COD、氨氮、挥发酚和色度为别为3500mg/L、200mg/L、330、800倍左右。微电解反应器以工业废弃铁刨花、废铜屑和沸石为填料，其质量比为10∶2∶1。微电解反应器进水pH＝4.0，水力停留时间45min，所述的三相流化床反应器内填充固定化活性污泥小球，填充体积占反应器有效体积的30％。过滤区以焦炭为滤料，滤层高度1.2m，三相流化床反应器进水pH在7.8，溶解氧4mg/L，温度30℃，水力停留时间30h，其效果同实施例2。
实施例4：
一种焦化废水处理工艺方法处理过程同实施例1。其中进水COD、氨氮、挥发酚和色度为别为3500mg/L、200mg/L、330、800倍左右。微电解反应器以工业废弃铁刨花、废铜屑和沸石为填料，其质量比为10∶2.5∶1。微电解反应器进水pH＝4.0，水力停留时间45min，所述的三相流化床反应器内填充固定化活性污泥小球，填充体积占反应器有效体积的30％。过滤区以焦炭为滤料，滤层高度1.2m，三相流化床反应器进水pH在7.8，溶解氧4mg/L，温度30℃，水力停留时间30h，其效果同实施例2。
实施例5：
一种焦化废水处理工艺方法处理过程同实施例1。其中进水COD、氨氮、挥发酚和色度为别为3500mg/L、200mg/L、330、800倍左右。微电解反应器以工业废弃铁刨花、废铜屑和沸石为填料，其质量比为10∶2∶0.5。微电解反应器进水pH＝4.0，水力停留时间45min，所述的三相流化床反应器内填充固定化活性污泥小球，填充体积占反应器有效体积的30％。过滤区以焦炭为滤料，滤层高度1.2m，三相流化床反应器进水pH在7.8，溶解氧4mg/L，温度30℃，水力停留时间30h，其效果同实施例2。