一种焦化废水深度处理方法技术

本发明专利技术涉及水处理领域，公开了一种焦化废水深度处理方法，包括：（1）电催化氧化：对预过滤后的pH值为7.5‑8.5的废水进行脉冲式电催化氧化50‑70min；（2）斜管沉淀：将废水进行转移，进行斜管沉淀；（3）微电解：将废水的pH值调为2‑3，然后进行微电解50‑70min；（4）斜管沉淀：将废水进行转移，再次进行斜管沉淀；并将步骤（2）与本步骤中沉淀得到的污泥进行脱水、外排；（5）多介质过滤：将废水转移值中间水池，然后经过多介质过滤；过滤后废水处理完毕。本发明专利技术采用电化学法对生物法处理后的焦化废水进行深度处理，能够进一步提高CODcr、NH3‑N的去除率，取得了显著的效果。

Advanced treatment method for coking wastewater

The present invention relates to the field of water treatment, discloses a coking wastewater treatment method, including: (1) the electrocatalytic oxidation of pre filter pH value is 7.5 8.5 wastewater by pulsed electro catalytic oxidation of 50 70min; (2) inclined tube sedimentation: the wastewater transfer of inclined tube precipitation; (3): Micro electrolysis wastewater pH value is adjusted to 2 3, then 50 micro electrolysis 70min; (4) inclined tube sedimentation: the wastewater transfer, again inclined tube settling; and step (2), and the precipitation dehydration steps in the sludge discharge; (5) multi medium filtration: the wastewater transfer value of the middle of the pool, and then through the multi medium filtration; after filtered wastewater treatment. The invention adopts electrochemical method for advanced treatment of coking wastewater after biological treatment, to further improve the removal rate of CODcr, NH3 N, has achieved remarkable results.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水处理领域，尤其涉及一种焦化废水深度处理方法。
技术介绍
焦化废水是由原煤在高温干馏、煤气净化和化工产品精制过程中产生的。其成分复杂，含数十种无机和有机化合物。无机化合物中主要是大量氨盐、硫氰化物、硫化物、氰化物等；有机化合物中除了酚类外，还有单环及多环的芳香族化合物，含氮、硫、氧的杂环化合物等。焦化废水的主要来源为：煤挟带入水，反应生成水和焦化产品蒸馏、洗涤加入的蒸汽和新鲜水，在与煤气和产品接触后冷凝或分离出来的废水，包括集气管喷淋分离液和初冷却液组成的剩余氨水；氨水工艺中洗氨的富氨水。这两部分废水经蒸氨(回收)后排出。硫氨工艺中的终冷洗苯水；苯、焦油、古马隆等化工产品加工的分离水。在焦化废水中含有一定量的很难生物降解的有机物，采用传统的生物处理方法处理无显著效果。有关资料表明，国内目前大多数焦化废水处理多采用常规的生物处理，经该法处理后的出水CODcr、NH3-N浓度难以达到行业一级排放标准，只能将CODcr去除到200～300mg/L左右。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种焦化废水深度处理方法。本专利技术采用电化学法对生物法处理后的焦化废水进行深度处理，能够进一步提高CODcr、NH3-N的去除率，取得了显著的效果。本专利技术的具体技术方案为：一种焦化废水深度处理方法，包括以下步骤：(1)电催化氧化：将预过滤后的pH值为7.5-8.5的废水用电催化氧化装置进行电催化氧化50-70min，所述电催化氧化装置的工作方式为脉冲式电解；(2)斜管沉淀：将电催化氧化后的废水进行转移，进行斜管沉淀；(3)微电解：将步骤(2)处理后的废水的pH值调为2-3，然后转移至原电池槽进行微电解50-70min；(4)斜管沉淀：将微电解后的废水进行转移，再次进行斜管沉淀；并将步骤(2)与本步骤中沉淀得到的污泥进行脱水、外排；(5)多介质过滤：将步骤(4)处理后的废水转移值中间水池，然后经过多介质过滤；过滤后废水处理完毕。任何物质的分子都是原子组成的，而原子是带电的体系，因此在任何化学反应中，原子与原子相互作用时都有电现象发生。电化学水处理技术就是通过污水中的有机及无机物质的化学现象与电现象之间的关系进行处理水中的污染物。电化学技术分为两部分：一部分为微电解(原电池反应)技术，是化学能转化为电能的过程视为可逆过程；另一部分为电解(电解池反应)技术，电能转化为化学能的过程，为不可逆反应电池，其本质是水相的粒子与固相为电极材料界面之间进行的电极反应。电催化氧化原理：本单元采用电催化氧化处理含废水，用PbO2电极作阳极，其材料通常都具有较低的析氧过电位，氧化能力强，耐蚀性好，导电性好，可通过大电流等特征；阴极使用的钛电极，电沉积重金属。本试验利用PbO2电极在水溶液中电解时具有较高的电催化活性，加之采用高频脉冲电源“供电-停电-供电”循环运行设备，不断地从外部提供的O2捕集外电场提供电子，形成氧自由基离子O2-，最后经过一系列反应生成H2O2，然后分解成羟基自由基离子·OH极强的氧化剂，破坏有机物(COD)生成带电荷有机“碎片”或矿化而被降解去除。R+·OH→R·+H2OR·+M3+→M2++R+R++O2→ROO-→…→CO2+H2O注释：R代表有机物(COD)，M如Fe、Cu等代表催化剂金属离子。当电源接在电解池的两电极板上，将在金属/溶液界面上产生氧化还原反应，电解氧化是通过两种途径，直接氧化和间接氧化。间接氧化过程是在水溶液中含有像Cl-、SO42-这样的电解质时，则产生出各种含氯的氧化剂，如：Cl2、ClO-及ClO3-等及不断地从外部提供的O2捕集外电场提供电子，形成氧自由基离子O2-，最后经过一系列反应生成H2O2，然后分解成羟基自由基[·OH]无选择性的去除水中的有机物，有的有机物可以被彻底矿化为CO2和H2O，即称为电化学燃烧过程；有的有机物如芳香族有机物则被打开环状结构，即称为电化学转化过程，通过电催化氧化等作用从而进一步有效地去除废水中的COD，从而使污水得以净化。本技术采用的电源为高频脉冲电源，其特性是不断地重复进行“供电-断电-供电”的运行过程，使电解效率得到大幅度的提高，脉冲电解的通电时间小于电解处理总反应时间，电极溶解量将小于直流电解时的消耗量。电极上的反应时断时续，有利于粒子扩散，降低浓差极化，使电解过程节能省时。直流电解与脉冲电解对电能耗的分析试验进水CODcr浓度为239.3mg/L的焦化废水，分别采用直流及脉冲电流处理废水，测定废水中的CODcr浓度，分析废水中CODcr的去除率对电耗的影响。两种电解处理方法都是随着COD去除率的提高，单位质量COD所消耗的电能就也随着提高。在COD去除率50％、70％、80％左右时可以看出、，脉冲电解电耗分别为1.1、2.4、3.1，直流电解电耗分别为2.7、5.4、7.2。从而看出COD去除率大致相同的情况下，直流电解电耗要远大于脉冲电解的电耗。在COD去除率70％～80％之间时，脉冲电解电耗比直流电解电耗可省56％左右的电能。这样我们在符合其它电解条件下，采用脉冲电源。原电池电极反应(微电解反应)原理：原电池是一种把化学能释放出来并转化为电能的装置。本装置利用Fe、C为电极组成的电极形成无数个微小的原电池，其实质上是进行原电池电极反应，把焦化废水作为电解液，同时加曝气，负极反应生成Fe2+离子，碳吸附氧气构成正极反应(也称阴极反应)，因O2的还原反应的标准电位要比H+还原反应的标准电位高，其标准电位φo(O2/H2O)＝1.229V，在阴极会产生如氧自由基离子O2-、H2O2，分解的羟基自由基·OH极强的氧化剂中间产物。电解质反应为：Fe2++2H2O2→Fe3++OH-+·OH([·OH]，εo＝2.80v)生成极强的氧化剂中间产物如·OH，使得废水中的有机大分子被氧化多以发生断链降解转化成小分子，提高了废水的可生化性，有的可被矿化为CO2和H2O最终产物，有的有机污染物被分解为有机带电荷的“碎片”而被以下方程式形成的絮凝剂吸附絮凝沉淀，则COD部分去除。水解反应：Fe2++2OH-→Fe(OH)2↓氧化反应：2H++2Fe(OH)2+O2→2Fe(OH)3↓由于微电解电极反应的自发进行的局限性，为此，组合电解池水处理工艺，以外加电压的电极氧化反应的电解池装置作进一步废水处理。作为优选，步骤(1)中，脉冲信号的脉冲占空比为20-35％，电流密度为i＝100-120A/m2。由于采用了脉冲电源，将电催化氧化装置与脉冲电源相连接构成电解体系，其进行的电解过程就是脉冲电解。电流从接通到断开的时间Ton为脉冲持续时间，也叫脉冲宽度，即电解的工作时间。电流从断开到接通的时间Toff为电解间歇时间或叫脉冲间歇。脉冲具有3个独立的参数，即脉冲电压(或电流)幅值、脉冲宽度Ton和脉冲间歇Toff。可对这3个参数进行调整。脉冲周期为脉冲宽度和脉冲间歇之和，脉冲频率则是脉冲周期的倒数。设占空比为r，则r为导通时间(脉冲宽度)与脉冲周期之比：r＝Ton/(Ton+Toff)。本专利技术将占空比设定在20-35％之间，在此范围内，电催化氧化效果最佳。采用脉冲电解处理废水，由于施加脉冲信号，电极上的反应时断时续，有利于扩散、降低浓差本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种焦化废水深度处理方法，其特征在于包括以下步骤：（1）电催化氧化：将预过滤后的pH值为7.5‑8.5的废水用电催化氧化装置进行电催化氧化50‑70min，所述电催化氧化装置的工作方式为脉冲式电解；（2）斜管沉淀：将电催化氧化后的废水进行转移，进行斜管沉淀；（3）微电解：将步骤（2）处理后的废水的pH值调为2‑3，然后转移至原电池槽进行微电解50‑70min；（4）斜管沉淀：将微电解后的废水进行转移，再次进行斜管沉淀；并将步骤（2）与本步骤中沉淀得到的污泥进行脱水、外排；（5）多介质过滤：将步骤（4）处理后的废水转移值中间水池，然后经过多介质过滤；过滤后废水处理完毕。

【技术特征摘要】
1.一种焦化废水深度处理方法，其特征在于包括以下步骤：（1）电催化氧化：将预过滤后的pH值为7.5-8.5的废水用电催化氧化装置进行电催化氧化50-70min，所述电催化氧化装置的工作方式为脉冲式电解；（2）斜管沉淀：将电催化氧化后的废水进行转移，进行斜管沉淀；（3）微电解：将步骤（2）处理后的废水的pH值调为2-3，然后转移至原电池槽进行微电解50-70min；（4）斜管沉淀：将微电解后的废水进行转移，再次进行斜管沉淀；并将步骤（2）与本步骤中沉淀得到的污泥进行脱水、外排；（5）多介质过滤：将步骤（4）处理后的废水转移值中间水池，然后经过多介质过滤；过滤后废水处理完毕。2.如权利要求1所述的一种焦化废水深度处理方法，其特征在于，步骤（1）中，脉冲信号的脉冲占空比为20-35%，电流密度为i=100-120A/m2。3.如权利要求1或2所述的一种焦化废水深度处理方法，其特征在于，所述电催化氧化装置包括依次连接的多个单元，每个所述单元包括一个阳极和一个阴极；前一单元的阳极与后一单元的阴极连接，第一个单元的阴极与最后一个单元的阳极连接；所述阳极为二氧化铅，阴极为钛板，电解质为硫酸钠。4.如权利要求1所述的一种焦化废水深度处理方法，其特征在于，步骤（3）中，原电池槽中填充有蜂窝状的铁碳滤料。5.如权利要求4所述的一种焦化废水深度处理方法，其特征在于，所述铁碳滤料的制备方法为：按重量份计，将75-80份铁粉、15-20份煤粉、4-6份碳酸钠、0.4-0.6份硼砂矿粉和0.4-0.6份稀土矿粉混合，...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱和林，吴冰，杨敏，章柏军，沈文波，王庆生，
申请(专利权)人：杭州开源环保工程有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33