一种去除焦化废水中总有机碳和氨氮的方法和系统技术方案

本发明专利技术属于水处理技术领域，具体涉及一种去除焦化废水中总有机碳和氨氮的方法和系统。具体方法为所述焦化废水进入中和池，通过PLC自控系统加入酸或碱，经过中和池后，焦化废水pH为7～8之间；然后焦化废水通过一级提升泵进入高负荷一体式生化反应池；高负荷一体式生化反应池前部为低氧填料反应区，后部为曝气悬浮填料生物膜反应区，所述焦化废水经过高负荷一体式生化反应池后，通过二级提升泵，焦化废水进入过滤塔，所述焦化废水过滤塔出水通过出水泵排放。本发明专利技术工艺一次性投资低；废水处理效果稳定，充分体现了节能减排的效果，是环境友好型的绿色钢铁生产工艺。

A method and system of removing total organic carbon and ammonia nitrogen from coking wastewater

【技术实现步骤摘要】
一种去除焦化废水中总有机碳和氨氮的方法和系统
本专利技术属于水处理
，具体涉及去除焦化废水中总有机碳和氨氮的处理工艺、系统和技术。
技术介绍
中国是一个焦炭大国。炼焦是高能耗、高污染、资源性的典型“两高一资”行业。生产焦炭的过程中会排放大量的废水，我国每年约排放1亿吨焦化废水。焦化废水含有氨氮、氰、酚、吡啶、苯、吲哚和喹啉等几十种污染物，成分复杂，有机污染物浓度及污水毒性大，色度高，是一种典型的工业难降解有机废水。目前国家对废水的排放标准及相关的“节能减排”政策正逐步提高，上2012年10月1日起颁布了新的《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171-2012)，其中《炼焦化学工业污染物排放标准》要求自2015年1月1日起，现有企业执行的的焦化排水指标有严格的要求。本专利技术的目的就是根据焦化废水的水质水量情况，开发出高效的去除溶解性有机物和有机氮的方法。开发焦化废水强化处理工艺和装置，以绿色工艺和节能减排为主要任务，减少环境污染，积极应对日益严格的环境保护法规。
技术实现思路
为了解决焦化废水中总有机碳和氨氮的环境污染问题，本专利技术提供了一种新的焦化废水处理系统和方法，本专利技术的焦化废水处理系统和方法是环境友好型的钢铁废水绿色环保处理工艺。本专利技术的技术方案如下：一种去除焦化废水中总有机碳和氨氮的方法，其特征在于，包括如下步骤：所述焦化废水pH为6～10，TOC为560～815mg/L，氨氮为56～137mg/L；所述焦化废水进入中和池，通过PLC自控系统加入酸或碱(盐酸或氢氧化钙)，中和池停留时间为5～25分钟，经过中和池后，焦化废水pH为7～8之间；然后焦化废水通过一级提升泵进入高负荷一体式生化反应池；高负荷一体式生化反应池前部为低氧填料反应区，后部为曝气悬浮填料生物膜反应区；低氧填料反应区放置季铵盐改性聚酰胺立体填料，曝气悬浮填料生物膜反应区放置C-SCBP-Ⅱ；季铵盐改性聚酰胺立体填料为将季铵盐改性聚酰胺丝条穿插固着在耐腐、高强度的中心绳(可为尼龙绳)上；所述季铵盐改性聚酰胺丝条由如下步骤制备而成：1)水相溶液的配制：配制4.5～16.2g/L的间苯二胺溶液和1.5～2.3g/L季氨盐溶液，然后1:1～2混合；2)油相溶液的配制：配制2.2～4.5g/L的均苯三甲酰氯溶液；3)聚酰胺丝条浸渍：将聚酰胺丝条浸渍于水相中120～230分钟，取出沥干后将聚苯胺丝条浸入到油相中70～120分钟，取出后置于65～85度烘箱内15～25分钟，晾干后形成季铵盐改性聚酰胺丝条；所述曝气悬浮填料生物膜反应区放置C-SCBP-Ⅱ，C-SCBP-Ⅱ由以下方法制备而成：取15～40份三异氰酸酯，15～30份聚聚醚多元醇，2～4份环氧丁烷，1～2份环氧丙烷，1～2份丙烯酰氧乙基三甲基氯化氨、2～4份聚合淀粉，3～5份木聚糖酶，15～20份金属锰，溶解在35～60份水溶性聚氨酯溶液中，形成混合物料；取6～10份直径为10～25mm聚氨酯填料，将其浸泡在混合物料中，然后升温混合液至60～75度，恒温2～3小时，冷却后取出填料，在烘箱中干燥，完全烘干冷却后制得C-SCBP-Ⅱ；所述焦化废水经过高负荷一体式生化反应池后，通过二级提升泵，焦化废水进入过滤塔，所述焦化废水过滤塔出水通过出水泵排放。进一步，季铵盐改性聚酰胺丝条具有更好的污泥吸附性能，有效比表面积为458～612m2/m3，容积负荷为0.085～0.103kg/(m3·d)。进一步，低氧填料反应区水力停留时间为15～26小时，污泥浓度为4350～6110mg/L，溶解氧为0～0.5mg/L，污泥泥龄为16～25天；曝气悬浮填料生物膜反应区停留时间为32～65小时；污泥浓度为3950～5790mg/L，溶解氧为4.6～7.2mg/L，污泥泥龄为35～75天。进一步，所述焦化废水先进入前部的低氧填料反应区，后进入曝气悬浮填料生物膜反应区。更进一步，所述低氧填料反应区放置季铵盐改性聚酰胺立体填料，直径为120～180mm；中心绳直径为3.5～4.1mm，断裂伸长率为25.9～33.9％，断裂强力为88.1～93.3dN。进一步，C-SCBP-Ⅱ为方型，直径为10～25mm，填料填充率均为35～55％；C-SCBP-Ⅱ的密度为0.97～0.99kg/m3，比表面积为890～1050m2/m3。进一步，所述曝气悬浮填料生物膜反应区放置C-SCBP-Ⅱ，所述焦化废水经过高负荷一体式生化反应池后，焦化废水中TOC为45～65mg/L，氨氮为2.3～6.7mg/L。进一步，过滤塔中放置改性活性炭填料，改性活性炭填料的填充率为75～90％；过滤塔中焦化废水的流速为8～12m/h。更进一步，所述改性活性炭滤料根据焦化废水的水质制备而成，方法如下：1)活性炭的筛选：筛取粒径为60～100目的椰壳颗粒活性炭；2)活化和浸渍：将活性炭放入在3～7％氯化锌溶液中，机械搅拌20分钟，在60～75℃下浸渍12～16小时，然后在自然晾干；再将活性炭放入马福炉，以10℃/分钟的速度升温至320～380℃下恒温活化1～2小时，然后冷却至室温；3)清洗：用2～5％的稀盐酸溶液洗涤活性炭2～3次，再用去离子水洗至中性，在放入鼓风干燥器烘干；4)二次浸渍：再将活性炭放入30％的双氧水中，在45～55℃水浴中氧化1～2.5小时，然后过滤，用去离子水冲洗至中性，在105℃鼓风干燥器干燥3小时；冷却后形成改性活性炭滤料。一种去除焦化废水中总有机碳和氨氮的系统，上述一种去除焦化废水中总有机碳和氨氮的方法可应用该系统，依次包括进水泵1、中和池2、一级提升泵3、高负荷一体式生化反应池4、二级提升泵9、过滤塔10、出水泵12；所述高负荷一体式生化反应池4前部为低氧填料反应区5，后部为曝气悬浮填料生物膜反应区7，低氧填料反应区5放置季铵盐改性聚酰胺立体填料6，曝气悬浮填料生物膜反应区7放置C-SCBP-Ⅱ8；在所述过滤塔10中放置改性活性炭滤料11。专利技术详述：一种去除焦化废水中总有机碳和氨氮的工艺，包括进水泵、中和池、一级提升泵、高负荷一体式生化反应池、低氧填料反应区、季铵盐改性聚酰胺立体填料、曝气悬浮填料生物膜反应区、Ⅱ-型生物膜悬浮填料(C-SCBP-Ⅱ)、二级提升泵、过滤塔、填料、出水泵。所述焦化废水pH为6～10，TOC为560～815mg/L，氨氮为56～137mg/L。所述焦化废水通过进水泵打入中和池，中和池的主要功能是调节焦化废水的pH值，通过PLC自控系统加入酸或碱，中和池停留时间为5～25分钟，经过中和池后，焦化废水pH为7～8之间。然后焦化废水通过一级提升泵进入高负荷一体式生化反应池。高负荷一体式生化反应池前部为低氧填料反应区，后部为曝气悬浮填料生物膜反应区。低氧填料反应区水力停留时间为15～26小时，污泥浓度为4350～6110mg/L，溶解氧为0～0.5mg/L，污泥泥龄为16～25天；曝气悬浮填料生物膜反应区停留时间为32～65小时；污泥浓度为3950～5790mg/L，溶解氧为4.6～7.2mg/L，污泥泥龄为35～75天。低氧填料反应区放置季铵盐改性聚酰胺立体填料，曝气悬浮填料生物膜反应区放置C-SCBP-Ⅱ。所述焦化废水先进入前部的低氧填料反应区，后进入曝气悬浮填料生物膜反应区。所述低氧填本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种去除焦化废水中总有机碳和氨氮的方法，其特征在于，包括如下步骤：所述焦化废水pH为6～10，TOC为560～815mg/L，氨氮为56～137mg/L；所述焦化废水进入中和池，通过PLC自控系统加入酸或碱，中和池停留时间为5～25分钟，经过中和池后，焦化废水pH为7～8之间；然后焦化废水通过一级提升泵进入高负荷一体式生化反应池；高负荷一体式生化反应池前部为低氧填料反应区，后部为曝气悬浮填料生物膜反应区；低氧填料反应区放置季铵盐改性聚酰胺立体填料，曝气悬浮填料生物膜反应区放置C‑SCBP‑Ⅱ；季铵盐改性聚酰胺立体填料为将季铵盐改性聚酰胺丝条穿插固着在中心绳上；所述季铵盐改性聚酰胺丝条由如下步骤制备而成：1)水相溶液的配制：配制4.5～16.2g/L的间苯二胺溶液和1.5～2.3g/L季氨盐溶液，然后1:1～2混合；2)油相溶液的配制：配制2.2～4.5g/L的均苯三甲酰氯溶液；3)聚酰胺丝条浸渍：将聚酰胺丝条浸渍于水相中120～230分钟，取出沥干后将聚苯胺丝条浸入到油相中70～120分钟，取出后置于65～85度烘箱内15～25分钟，晾干后形成季铵盐改性聚酰胺丝条；所述曝气悬浮填料生物膜反应区放置C‑SCBP‑Ⅱ，C‑SCBP‑Ⅱ由以下方法制备而成：取15～40份三异氰酸酯，15～30份聚聚醚多元醇，2～4份环氧丁烷，1～2份环氧丙烷，1～2份丙烯酰氧乙基三甲基氯化氨、2～4份聚合淀粉，3～5份木聚糖酶，15～20份金属锰，溶解在35～60份水溶性聚氨酯溶液中，形成混合物料；取6～10份直径为10～25mm聚氨酯填料，将其浸泡在混合物料中，然后升温混合液至60～75度，恒温2～3小时，冷却后取出填料，在烘箱中干燥，完全烘干冷却后制得C‑SCBP‑Ⅱ；所述焦化废水经过高负荷一体式生化反应池后，通过二级提升泵，焦化废水进入过滤塔，所述焦化废水过滤塔出水通过出水泵排放。...

【技术特征摘要】
1.一种去除焦化废水中总有机碳和氨氮的方法，其特征在于，包括如下步骤：所述焦化废水pH为6～10，TOC为560～815mg/L，氨氮为56～137mg/L；所述焦化废水进入中和池，通过PLC自控系统加入酸或碱，中和池停留时间为5～25分钟，经过中和池后，焦化废水pH为7～8之间；然后焦化废水通过一级提升泵进入高负荷一体式生化反应池；高负荷一体式生化反应池前部为低氧填料反应区，后部为曝气悬浮填料生物膜反应区；低氧填料反应区放置季铵盐改性聚酰胺立体填料，曝气悬浮填料生物膜反应区放置C-SCBP-Ⅱ；季铵盐改性聚酰胺立体填料为将季铵盐改性聚酰胺丝条穿插固着在中心绳上；所述季铵盐改性聚酰胺丝条由如下步骤制备而成：1)水相溶液的配制：配制4.5～16.2g/L的间苯二胺溶液和1.5～2.3g/L季氨盐溶液，然后1:1～2混合；2)油相溶液的配制：配制2.2～4.5g/L的均苯三甲酰氯溶液；3)聚酰胺丝条浸渍：将聚酰胺丝条浸渍于水相中120～230分钟，取出沥干后将聚苯胺丝条浸入到油相中70～120分钟，取出后置于65～85度烘箱内15～25分钟，晾干后形成季铵盐改性聚酰胺丝条；所述曝气悬浮填料生物膜反应区放置C-SCBP-Ⅱ，C-SCBP-Ⅱ由以下方法制备而成：取15～40份三异氰酸酯，15～30份聚聚醚多元醇，2～4份环氧丁烷，1～2份环氧丙烷，1～2份丙烯酰氧乙基三甲基氯化氨、2～4份聚合淀粉，3～5份木聚糖酶，15～20份金属锰，溶解在35～60份水溶性聚氨酯溶液中，形成混合物料；取6～10份直径为10～25mm聚氨酯填料，将其浸泡在混合物料中，然后升温混合液至60～75度，恒温2～3小时，冷却后取出填料，在烘箱中干燥，完全烘干冷却后制得C-SCBP-Ⅱ；所述焦化废水经过高负荷一体式生化反应池后，通过二级提升泵，焦化废水进入过滤塔，所述焦化废水过滤塔出水通过出水泵排放。2.根据权利要求1所述一种去除焦化废水中总有机碳和氨氮的方法，其特征在于，季铵盐改性聚酰胺丝条具有更好的污泥吸附性能，有效比表面积为458～612m2/m3，容积负荷为0.085～0.103kg/(m3·d)。3.根据权利要求1所述一种去除焦化废水中总有机碳和氨氮的方法，其特征在于，低氧填料反应区水力停留时间为15～26小时，污泥浓度为4350～6110mg/L，溶解氧为0～0.5mg/L，污泥泥龄为16～25天；曝气悬浮填料生物膜反应区停留时间为32～65小时；污泥浓度为3950～5790mg/L，溶解氧为4.6～7.2mg/L，污泥泥龄为35～75天。4.根据权利要求1所述一种去除焦化废水中总有机碳和氨...

【专利技术属性】
技术研发人员：周超，金学文，李恩超，裘慕贤，
申请(专利权)人：宝武炭材料科技有限公司，宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31