一种实现粉末活性炭梯度利用的焦化废水处理系统及工艺技术方案

本发明专利技术涉及一种实现粉末活性炭梯度利用的焦化废水处理系统及工艺，所述系统包括预处理单元、预曝气单元、生化处理单元、料末活性炭处理单元及混凝沉淀单元；所述预曝气单元包括预曝气池及初沉池；所述生化处理单元包括一段A/O池、二段缺氧池、二段好氧池及二沉池；所述活性炭处理单元包括粉末活性炭流化床、流化床沉淀池及粉末活性炭投加装置；所述混凝沉淀单元包括混凝沉淀池。本发明专利技术能够确保处理后的焦化废水达到GB16171‑2012《炼焦化学工业污染物排放标准》表2要求的14项水污染物直接排放极限指标，并且能够节省建设投资、降低运行成本、提高环境效益。

【技术实现步骤摘要】
一种实现粉末活性炭梯度利用的焦化废水处理系统及工艺
本专利技术涉及焦化废水处理
，尤其涉及一种实现粉末活性炭梯度利用的焦化废水处理系统及工艺。
技术介绍
生化处理后的焦化废水出水指标很难稳定达标，除增加混凝处理单元外，还需要配套深度处理系统，常用的深度处理系统主要有HOK生物流化床、高级氧化系统、活性炭吸附系统等，其中高级氧化系统一般采用芬顿(Fenton试剂)催化氧化法和臭氧催化氧化法，这几种方法各有如下缺点：(1)HOK生物流化床内置生物填料，底部设曝气供氧设施，装置内投加生物载体(硅藻精粉和粉末活性炭等复合配方材料)，HOK生物流化床出水再经混凝沉淀处理后的水质指标可以满足行业或环保部门排放标准的要求，但其装置内生物载体吸附污染物的能力受出水指标要求限制，还远没有达到饱和的程度就需要排放，势必造成浪费，导致污泥产量相对提高，无形中增加了运行成本。(2)芬顿(Fenton试剂)催化氧化法，能够氧化有机物，特别适用于生物难降解或一般化学氧化难以奏效的有机废水的氧化处理。该技术首先用浓硫酸将废水pH调至4以下，然后加入一定量的硫酸亚铁和双氧水，进行Fenton氧化反应，反应一段时间后用石灰乳溶液将废水的pH值调到7以上，然后再投加高分子絮凝剂，最后进入混凝沉淀进行澄清分离。其处理后的水质指标可以满足行业或环保部门排放标准的要求，缺点是操作劳动强度加大、污泥产量多、处理成本相对高，同时增加出水的TDS浓度,对后续的膜处理脱盐造成非常不利的影响。(3)臭氧催化氧化法，是成熟的焦化废水处理工艺，也是一种有效的废水处理手段，臭氧可与焦化废水中大部分无机物和有机物反应，只是反应速度常数K和反应梯度不同，若仅用臭氧去除污水污染物，理论上是可行性的，但需要配合催化剂才能发挥更大效率。实际工程中，臭氧耗量与COD去除量比例接近3倍，导致耗电量特别大，因此，必须结合其它工艺构成多级屏障组合技术，才能使臭氧工艺比较经济的应用于废水处理工程，考虑到投资和运行成本等综合因素，臭氧氧化法显然不是一种低廉的废水处理工艺。活性炭含有大量微孔，具有巨大的比表面积和吸附能力，能有效地去除色度、臭味，可去除二级出水中大多数有机污染物和某些无机物。影响活性炭吸附的因素有：活性炭的生产工艺特性；被吸附物的特性和浓度；废水的PH值；悬浮固体含量等特性；接触系统时间及运行方式等。活性炭吸附是污水处理中最重要最有效的处理技术，目前已经得到了广泛的应用。当溶液中被吸收物质(溶质或污染物)的浓度与活性炭微孔表面被吸附物质的浓度处于动态平衡时，吸附就达到平衡或“饱和”，此时，就需要更换活性炭或实施反冲洗操作程序。粉末活性炭和颗粒活性炭，都能效地去除色度、臭味、大多数有机污染物和某些无机物。比较而言，粉末活性炭接触面积更大，吸附能力更强，使用效果更显著；颗粒活性炭使用范围较广，可以通过再生或反洗环节达到循环使用，导致其应用更加广泛；而粉末活性炭往往使用一次就作为污泥而排放，无法再次发挥作用。因此，有必要挖掘粉末活性炭应用工艺，使其发挥最大效力。
技术实现思路
本专利技术提供了一种实现粉末活性炭梯度利用的焦化废水处理系统及工艺，能够确保处理后的焦化废水达到GB16171-2012《炼焦化学工业污染物排放标准》表2要求的14项水污染物直接排放极限指标，并且能够节省建设投资、降低运行成本、提高环境效益。为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：一种实现粉末活性炭梯度利用的焦化废水处理系统，包括预处理单元、预曝气单元、生化处理单元、料末活性炭处理单元及混凝沉淀单元；所述预曝气单元包括预曝气池及初沉池；所述生化处理单元包括一段A/O池、二段缺氧池、二段好氧池及二沉池；所述活性炭处理单元包括粉末活性炭流化床、流化床沉淀池及粉末活性炭投加装置；所述混凝沉淀单元包括混凝沉淀池；所述预处理单元依次连接预曝气池、初沉池、一段A/O池、二段缺氧池、二段好氧池、二沉池、粉末活性炭流化床、流化床沉淀池及混凝沉淀池；所述粉末活性炭流化床另外连接粉末活性炭投加装置；所述混凝沉淀池另外连接复合混凝剂及助凝剂投加装置；所述初沉池通过回流污泥管道一连接预曝气池；所述二沉池通过回流污泥管道二连接二段好氧池的进水端及预曝气池的进水端；所述流化床沉淀池通过活性炭管道连接粉末活性炭流化床及二段好氧池。一种实现粉末活性炭梯度利用的焦化废水处理系统，还包括污泥浓缩池及污泥处理单元；所述初沉淀底部的污泥出口及混凝沉淀池底部的污泥出口分别连接污泥浓缩池，污泥浓缩池另外连接污泥处理单元。所述粉末活性炭投加装置由真空上料装置、备料和储料系统、浆料准备系统及浆料输送系统组成。所述预处理单元至少包括重力除油装置及气浮除油装置。所述粉末活性炭流化床内设机械搅拌装置或空气搅拌装置。一种实现粉末活性炭梯度利用的焦化废水处理工艺，包括如下步骤：1)焦化废水先进入预处理单元，进行重力除油及气浮除油处理；2)预处理单元出水靠自流依次进入预曝气池及初沉池，在此过程中，实现生物絮凝吸附，同时发生不完全氧化反应；初沉池出水自流进入一段A/O池；3)焦化废水依次流经一段A/O池、二段缺氧池及二段好氧池，进行硝化、反硝化脱氮、脱碳反应，并对其它污染物进行生物降解，然后进入二沉池；二沉池分离出的粉末活性炭及污泥，一部分回流到二段好氧池的进水端，另一部分作为二次梯度利用粉末活性炭回流到预曝气池的进水端，二沉池出水靠自流进入粉末活性炭流化床；4)通过粉末活性炭投加装置向粉末活性炭流化床内投加设定量的炭浆，在粉末活性炭流化床内吸附一段时间后的炭浆混合液进入流化床沉淀池，经过沉淀澄清分离后，出水进入混凝沉淀池，混凝沉淀池内投加复合混凝剂及助凝剂；流化床沉淀池底部的炭浆污泥一部分回流到粉末活性炭流化床的进水端，以增加粉末活性炭流化床中粉末活性炭的浓度，另一部分作为一次梯度利用粉末活性炭回流到二段好氧池的进水端；5)初沉池底部剩余污泥、混凝沉淀池底部化学污泥分别送往污泥浓缩池，经浓缩后的污泥送往污泥处理单元进一步处理。一种实现粉末活性炭梯度利用的焦化废水处理工艺，所述焦化废水的原水水质、过程水质及出水水质满足以下条件：1)焦化废水的原水水质满足：石油类≤50mg/L；CODcr≤6000mg/L；释放氰化物≤20mg/L；挥发酚≤800mg/L；氨氮≤200mg/L；总氮≤400mg/L：原水温度为25～35℃；2)经重力除油及气浮除油处理后，进预曝气单元的焦化废水水质满足：石油类≤20mg/L；CODcr≤5000mg/L；释放氰化物≤20mg/L；挥发酚≤800mg/L；氨氮≤200mg/L；3)经预曝气池处理后，进生化处理单元的焦化废水水质满足：CODcr≤2300mg/L；挥发酚≤280mg/L；易释放氰化物≤8mg/L；油≤5mg/L，pH值6.5～7.5；4)经一段A/O池处理后的焦化废水水质满足：CODcr≤300mg/L；挥发酚≤0.5mg/L；易释放氰化物≤0.5mg/L；油≤5mg本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种实现粉末活性炭梯度利用的焦化废水处理系统，其特征在于，包括预处理单元、预曝气单元、生化处理单元、料末活性炭处理单元及混凝沉淀单元；所述预曝气单元包括预曝气池及初沉池；所述生化处理单元包括一段A/O池、二段缺氧池、二段好氧池及二沉池；所述活性炭处理单元包括粉末活性炭流化床、流化床沉淀池及粉末活性炭投加装置；所述混凝沉淀单元包括混凝沉淀池；所述预处理单元依次连接预曝气池、初沉池、一段A/O池、二段缺氧池、二段好氧池、二沉池、粉末活性炭流化床、流化床沉淀池及混凝沉淀池；所述粉末活性炭流化床另外连接粉末活性炭投加装置；所述混凝沉淀池另外连接复合混凝剂及助凝剂投加装置；所述初沉池通过回流污泥管道一连接预曝气池；所述二沉池通过回流污泥管道二连接二段好氧池的进水端及预曝气池的进水端；所述流化床沉淀池通过活性炭管道连接粉末活性炭流化床及二段好氧池。/n

【技术特征摘要】
1.一种实现粉末活性炭梯度利用的焦化废水处理系统，其特征在于，包括预处理单元、预曝气单元、生化处理单元、料末活性炭处理单元及混凝沉淀单元；所述预曝气单元包括预曝气池及初沉池；所述生化处理单元包括一段A/O池、二段缺氧池、二段好氧池及二沉池；所述活性炭处理单元包括粉末活性炭流化床、流化床沉淀池及粉末活性炭投加装置；所述混凝沉淀单元包括混凝沉淀池；所述预处理单元依次连接预曝气池、初沉池、一段A/O池、二段缺氧池、二段好氧池、二沉池、粉末活性炭流化床、流化床沉淀池及混凝沉淀池；所述粉末活性炭流化床另外连接粉末活性炭投加装置；所述混凝沉淀池另外连接复合混凝剂及助凝剂投加装置；所述初沉池通过回流污泥管道一连接预曝气池；所述二沉池通过回流污泥管道二连接二段好氧池的进水端及预曝气池的进水端；所述流化床沉淀池通过活性炭管道连接粉末活性炭流化床及二段好氧池。


2.根据权利要求1所述的一种实现粉末活性炭梯度利用的焦化废水处理系统，其特征在于，还包括污泥浓缩池及污泥处理单元；所述初沉淀底部的污泥出口及混凝沉淀池底部的污泥出口分别连接污泥浓缩池，污泥浓缩池另外连接污泥处理单元。


3.根据权利要求1所述的一种实现粉末活性炭梯度利用的焦化废水处理系统，其特征在于，所述粉末活性炭投加装置由真空上料装置、备料和储料系统、浆料准备系统及浆料输送系统组成。


4.根据权利要求1所述的一种实现粉末活性炭梯度利用的焦化废水处理系统，其特征在于，所述预处理单元至少包括重力除油装置及气浮除油装置。


5.根据权利要求1所述的一种实现粉末活性炭梯度利用的焦化废水处理系统，其特征在于，所述粉末活性炭流化床内设机械搅拌装置或空气搅拌装置。


6.基于权利要求1～5任意一种所述系统的实现粉末活性炭梯度利用的焦化废水处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：
1)焦化废水先进入预处理单元，进行重力除油及气浮除油处理；
2)预处理单元出水靠自流依次进入预曝气池及初沉池，在此过程中，实现生物絮凝吸附，同时发生不完全氧化反应；初沉池出水自流进入一段A/O池；
3)焦化废水依次流经一段A/O池、二段缺氧池及二段好氧池，进行硝化、反硝化脱氮、脱碳反应，并对其它污染物进行生物降解，然后进入二沉池；二沉池分离出的粉末活性炭及污泥，一部分回流到二段好氧池的进水端，另一部分作为二次梯度利用粉末活性炭回流到预曝气池的进水端，二沉池出水靠自流进入粉末活性炭流化床；
4)通过粉末活性炭投加装置向粉末活性炭流化床内投加设定量的炭浆，在粉末活性炭流化床内吸附一段时间后的炭浆混合液进入流化床沉淀池，经过沉淀澄清分离后，出水进入混凝沉淀池，混凝沉淀池内投加复合混凝剂及助凝剂；流化床沉淀池底部的炭浆污泥一部分回流到粉末活性炭流化床的进水端，以增加粉末活性炭流化床中粉末活性炭的浓度，另一部分作为一次梯度利用粉末活性炭回流到二段好氧池的进水端；
5)初沉池底部剩余污泥、混凝沉淀池底部化学污泥分别送往污泥浓缩池，经浓缩后的污泥送往污泥处理单元进一步处理。


7.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨飞，杜连喜，
申请(专利权)人：中冶焦耐大连工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21