工业集聚区三高废水处理思路及技术探讨 附焦化废水处理工艺及类型详解

工业集聚区三高废水处理思路及技术探讨 附焦化废水处理工艺及类型详解

工业集聚区三高废水处理思路及技术探讨（附焦化废水处理工艺及类型详解）全国环境统计公报数据显示，近十年来我国每年工业废水排放量在200多亿吨以上，但是每年呈递减态势。如2008年为241亿吨，2015年则降为209亿吨。其主要來源包括化学原料及化学品制造业、造纸和纸制品业、纺织印染业、农副食品加工业、畜禽养殖业、钢铁行业、电力行业、电镀和喷涂业等。“三高”工业废水是指1.高有机物浓度且成分复杂（常伴有色度和异味）大部分涉及到的工业废水CODcr-般在2000mg/L以上，有的其至可达到几万乃至数十万mg/L,成分有各种难降解的有机化合物，如芳香族、杂环类化合物。2.高氨氮含量部分废水（畜禽、食品、燃料等）的氨氮含量在200mg/L以上。3.高含盐量部分废水（医药中间体等基础化学工业）的含盐量超过了生物承受能力5000mg/L以下，高达几万其至十几万mg/Lo“三高”工业废水危害性1•致莓危害性高浓度有机工业废水含有大量有莓有害物质，在水体、土壤等自然环境中不断积累、储存，最后通过食物链进入人体，影响健康。2.需氧危害性由于生物降解作用，高浓度有机废水会使受纳水体缺氧其至厌氧，多数水生物死亡，从而产生恶臭，恶化水质，影响环境。3.感官性污染危害高浓度有机废水透明度低，影响水生生物和微生物生长，不利于水体自净，不但使水体失去使用价值，更会影响周围居民的正常生活。处理现状及趋势1•各行业工业废水的处理率大约在88%以上，但是处理达标率（或有效处理率）有很大提升空间。2.除了畜禽养殖废水，其它几类行业废水产生企业基本有完整的处理设施，但是由于运行成本和技术问题，能完全达到直接排放或纳网标准非常有限。n2.国家“水十条”政策和到2017年消灭5类水的决心，将持续强力推动工业废水污染治理，根据《中国工业废水处理行业调查分析及市场前景预测报告(2015-2020)》所述，“十三五”期间工业废水处理的投资可达到近1万亿元。4•“三高”工业废水处理主要以提标改造和再生利用为主。在选择工业废水处理技术的过程中，应从水质条件、处理效率、成本和处理标准几个方而来考虑，常见的处理技术包括：1.超强微电解耦合催化氧化技术纳米微电解耦合催化氧化技术是新一代高级氧化技术，该技术的特征是采用纳米铁碳微电解并耦合多种高效催化剂，实现高效的有机物和重金屈离子氧化降解，比传统的微电解技术效率提高30-40%。其特点包括安装简单、方便；材料经久耐用，永不板结；高效降解C0D和去除重金屈离子；运行成本低。2•高效复合絮凝剂(USF)USF具有絮凝沉淀速度快、污泥密实度高且脱水性强、无毒无二次污染等特点，对绝大部分工业废水中的SS可实现高效去除。3.高效吸附技术高效吸附技术的核心是强力吸附剂，采用全新的多微孔材料加工而成，材料表而和微孔内部经过离子修饰，可将废水中的有机物和重金屈离子纳入材料的结构中实现固化，可大幅度去除COD和Cr6+、Pb2+、Cd2+、Ni2+等重金屈离子。4•催化氧化技术催化氧化技术的核心是催化氧化填料，此填料由一种高分子材料与表面具有催化氧化涂层的物质在高温条件下烧结而成的，具有催化氧化和吸附双重功能，在降解污水中大分子物质的同时，吸附杂质颗粒和重金屈。其特点包括不产生污泥、反应时间短、可反复再生、慕本投资比普通基础投资少20%。5.芬顿氧化强化技术一种过硫酸盐活化技术将H202和Na2S208相结合的双氧化系统，在这个系统中，H202在一些催化剂的激活作用下会产生一些列的连锁反应，这种连锁反应会保证整个系统中的氧化剂的浓度保持在相对稳定的状态。6.高效菌酶曝气生物滤池技术n高效菌酶生物滤池技术是采用多功能生物载体来固定高效微生物、生物催化剂的一种污水处理技术。该技术中的多功能载体是一种带有反应性慕团的大孔网状高分子材料，通过化学键等结合方式将微生物和酶固定在载体上，防止微生物尤其是酶的流失。“三高”工业废水处理及再生利用工艺路线1・对于高COD废水（食品工业等）：2•对于高氨氮废水（农药废水等）：3•对于高盐废水（化工废水等）：煤化工知库是包括煤基多联产、煤炭分质利用在内的煤制化学品工艺技术交流与信息发布的平台。实现行业内前沿信息的发布，技改工作的交流，疑难问题的解析，工作感悟的分享，促进同行相互学习、交流与提高。如果您在煤化工行业有好的技术、观点及项冃，请加小编微信2645856788或直接发送至邮箱meihuagongl140163.com,邮件主题：煤化工知库+文章名称，煤化工知库期待您的信息发布！《水污染防治行动计划》要求集中治理工业集聚区如经济技术开发区、高新技术产业开发区、出口加工区等地的水污染。2017年底前，工业集聚区应按规定建成污水集中处理设施，京津冀、长三角、珠三角等区域提前一年完成。逾期未完成的,-•律暂停审批和核准其增加水污染物排放的建设项目，并依照有关规定撤销其园区资格。难点分析但笔者发现，冃前工业集聚区污水处理设施的建设、运行、管理暴露出诸多弊端。工业集聚区污水处理厂建设到底难在哪儿?首先，工业集聚区规划缺乏约束力，园区引进工业项目类型超出规划范围，影响污水处理设施的正常运行。工业集聚区定位经常随经济发展形势而变，很少从循环经济和技术经济互补性角度考虑“三废”的岀路。引进工业项冃的变化使按照原来规划建设的集中废水处理设施正常运行变得困难，有些甚至无法正常运行。其次，工业集聚区污水处理厂设计建设标准无法满足园区废水处理的要求。n很多工业集聚区的污水处理厂建设时，没有从技术角度论证工业废水处理达标排放的可行性，而是采用城市污水处理厂的设计思路进行建设，很少从工业废水的特征污染物入手提出污染控制思路，缺少预处理环节和废水水质调控手段。这给工业集聚区污水处理厂的整体达标排放带来很大难度，存在安全隐患，致使有的工业集聚区污水处理厂从建成后就一直无法达标排放。第三，工业集聚区污水收集管网不利于对接管企业进行监管。工业废水大多采用暗管或压力管过计量井进入排污总管，这为个别企业违法偷排工业废水创造了条件。由于大量特征污染物（如钠盐、硝基化合物、杀菌剂筹）短时间进入管网或者有些企业一段时间内严重超标排放，导致污水处理厂生化处理工艺彻底崩溃，污水处理设施陷入瘫痪，通常需要1个月〜2个月的恢复期才能止常运行。第四，由于采取进管COD标准的“一刀切”，进管废水的可生化性降低，污水处理厂牛化处理工艺无法实现设计效率。部分企业为了降低预处理成本，预处理装置多采用生化处理工艺，去除易降解的有机物，以达到接管标准。还有些企业排放的废水可生化性高，对工业集聚区污水处理厂的稳定运行有促进作用，但是为了满足统一的接管标准，建设了生化预处理设施，去除了碳源等有用成分，不利于园区污水处理厂的正常运行和整体的节能减排。第五，企业废水预处理、工业废水排污管网管理和污水处理厂运行实行多头管理，不利于污水处理设施正常运行。目前，企业废水预处理装置由业主自行建设和运行管理;预处理装置排放口由环保部门监管;工业废水排入管网许可由市政部门负责;污水处理厂排放口又由环保部门监管。园区污水处理厂运行不正常时，污水处理厂把责任推到管网进水不符合设计标准要求，认为环保部门对排污企业监管不到位，预处理未能达标;而是否允许企业污水排入网管由市政部门决定，环保部门未能及时掌握相关情况，容易出现管理空缺和漏洞。强化建议为保证工业集聚区长期、稳定、健康发展，做好园区污水处理工作，需要创新n管理制度。结合目前工业集聚区污水处理厂建设和运行管理出现的问题，笔者提出如下建议：要维护工业集聚区规划环评的权威性。招商引资进来的企业所属行业必须与规划环评审查的要求一致。与规划环评要求不一致的工业企业，在规划环评修改之前一律不准进入园区，以确保整个园区环境基础设施的止常运行。工业集聚区污水处理厂的设计建设必须根据规划环评确定的特征污染物设计主体处理工艺，以确保高效、稳定的处理效杲和出水水质达标。要实行企业工业废水分质进网。由于工业废水的特殊性，必须从污染源头开始抓起：根据工业废水不同性质，按照废水水质，采用不同的预处理标准，以有利于污水处理厂运行管理为前提、有利于集中管理达标排放为1=1标，利用不同工业废水水质，进行整体协调，完善污染源头预处理。工作重点是把工业集聚区作为一个整体进行考虑，例如集中污水处理厂主要工艺为生化处理的，对于可生化性高的工业废水，可以不经处理或简单物化处理后进入管网;对于可生化性差、难降解工业废水，重点是通过预处理降低特征有毒有机污染物浓度，保证废水进入污水处理厂、经过混合稀释后可以完成生化处理过程。工业废水排放要实行加权收费。以污水综合排放标准及相关行业水污染物排放标准为基础，根据工业集聚区的总体规划，对于不同工业门类的不同废水，按照特征污染物因子制定收费标准。此项工作应在工业集聚区建设规划时进行，针对不同工业废水进行分类，按照废水处理难度进行排序，制定收费处理标准，并在确定污染物因子基础收费浓度后进行加权计算，超过基础浓度越高，收费加权就越大。通过污染物因子加权收费，激励企业实施清洁生产，减少排污量。要强化监管监督，加强部门协调。一是要加强接管企业监督性监测工作，不能因为企业污水排入园区污水处理厂而放松对企业的监管，确保企业污水排放达到接管标准的要求;二是市政和环保建立有效协调机制，加强对原水的管制，禁止管网接纳未经处理达标的工业废水或难以处理的废水;三是加大对重点监控企业和园区污水处理厂自行监测和信息公开的监管力度，督促国家重点监控企业按耍求开展口行监测，并将有关情况及监测结果向社会公众公开，接受社会公众监督。n焦化废水处理工艺及类型详解焦化废水处理一直是国内外污水处理领域的一大难题。废水中污染物组成复杂，含有挥发酚、多环芳桂和氧硫氮等杂环化合物，属较难生化降解的高浓度有机工业废水。目前，焦化废水处理一般要经过预处理、二级处理和深度处理后才可能达标排放。焦化废水的预处理技术有：厌氧酸化法、气浮法、混凝沉淀法；二级处理方法很多，有生物化学法、物理法、化学法、以及物理■化学法等；焦化废水深度处理技术有化学氧化法、折点氯化法、絮凝沉淀辅以加氯法、吸附过滤辅以离子交换法等。但目前最常用的方法是焦化废水经隔油池、二级气浮池除油后进行多段曝气生物处理，再经氧化塘或吸附法深度处理后排放。1废水来源焦化废水是炼焦、煤气在高温干憎、净化及副产品回收过程中，产生含有挥发酚、多环芳怪及氧、硫、氮等杂环化合物的工业废水，是一种高CODcr、高酚值、高氨氮且很难处理的一种工业有机废水。其主要來源有三个：一是剩余氨水，它是在煤干憾及煤气冷却中产生出来的废水，其水量占焦化废水总量的一半以上，是焦化废水的主要来源；二是在煤气净化过程中产生出来的废水，如煤气终冷水和粗苯分离水等;三是在焦油、粗苯等精制过程中及其它场合产生的废水。2废水特点焦化废水所含污染物包括酚类、多环芳香族化合物及含氮、氧、硫的杂环化合物等，是一种典型的含有难降解的有机化合物的工业废水。焦化废水中的易降解有机物主要是酚类化合物和苯类化合物，砒咯、蔡、咲喃、眯哇类属于可降解类有机物。难降解的有机物主要有砒噪、咔呼、联苯、三联苯等。焦化废水的水质因各厂工艺流程和生产操作方式差异很大而不同。一•般焦化厂的蒸氨废水水质如下：CODcr3000-3800mg/L、酚600—900mg/L、M10mg/L>油50—70mg/L>氨氮300mg/L左右。如果CODcr按3500mg/L计，氨氮按280mg/Li+,则每吨焦炭最少可产牛0.65kgCODcr和0.05kg氨氮,全国机焦产量为7000万吨，则每年可产牛45500吨CODcr和3500吨氨氮，如果污水不处理，将对环境造成多么大的污染。3废水处理方式目前焦化厂废水处理有多种方式，首要方式应将焦化废水处理综合考虑。如建厂时选择厂址就应论证废水处理方案，充分考虑厂址的上、下游及周围的情况,不要设在给水水源附近和有特殊要求的地方；能否将经处理后的水送附近洗煤厂、钢铁厂的综合废水处理厂、城市污水处理厂，使废水处理方案更趋合理也是必须考虑的问题。n其次是废水处理不能单一考虑，而应与煤气净化工艺等统一考虑设计方案。从产生废水的装置开始处理，每道工序均按要求设计，减轻最终废水处理装置的负担。如上海宝钢三期工程将蒸氨工段与废水处理合并为一个车间，使其能达标排放。将处理后的废水尽量在厂内利用，如送作熄焦补充水、除尘补充水、煤场洒水等，从而减少外排水量，同时采取措施防止对环境及设备产生不良影响。4国内外焦化废水处理技术日前，国内80%的焦化厂普遍釆用的是以传统生物脱氮处理为核心的焦化废水工艺流程。分为预处理、生化处理以及深度处理。预处理主要采用物理化学方法，如除油、蒸氨、萃取脱酚等；生化处理工艺主要为A/O、A2/O等工艺；深度处理主要工艺有活性炭吸附法、活性炭•生物膜法及氧化塘法。在欧洲，焦化废水处理普遍的工艺为先去除悬浮物和油类污染物质，然后利用蒸氨法去除氨氮，再采用生物氧化法去除酚硫氧化物和硫代硫酸盐。在某些情况下还对废水做排放前的最后深度处理。在美国，炼焦厂的废水处理工艺为：脱焦油一蒸氨工艺一活性污泥法及污泥脱水系统。综合看起来，国外的焦化废水处理方法与我国基本一致。物理处理法1吸附法吸附法是利用多孔性吸附剂吸附污水中的一种或几种溶质，使污水得到净化。活性炭是最常用的一种吸附剂，活性炭吸附法适用于污水的深度处理。刘俊峰等采用高温炉渣过滤，再用南开牌H2103大孔树脂吸附处理含酚520mg/L、COD3200mg/L的焦化污水，处理后出水达到国家排放标准。2混凝和絮凝沉淀法混凝法是向污水中加入混凝剂并使之水解产生水合配离子及氢氧化物胶体，中和污水中某些物质表而所带的电荷，使这些带电物质发生凝集，是用来处理污水中自然沉淀法难以沉淀去除的细小悬浮物及胶体微粒，以降低污水的浊度和色度，但对可溶性有机物无效，常用于焦化污水的深度处理。该法处理费用低，既可以间歇使用也可以连续使用。选用厌氧■好氧牛物脱氮结合聚铁絮凝机械加速澄清法对焦化污水进行综合治理，使出水中COD<158mg/L,NH3-N<15mg/Lo近年来，新型复合混凝剂在焦化污水处理中的应用得到广泛的研究。3Fenton试剂法Fenton试剂是由H2O2和Fe2+混合得到的一种强氧化剂，由于其能产生氧化能力很强的610H自由基，在处理难生物降解或一般化学氧化难以奏效的有机污水时，具有反应迅速，温度和压力等反应条件缓和且无二次污染等优点。因此，近30年来越来越受到国内外环保工作者的广泛重视。n生化处理法生化处理法是一种利用微生物氧化分解污水中有机物的方法，常作为焦化污水处理系统中的二级处理。1A/0与A2/0法冃前国内主要采用A/0与A2/0工艺及其变异型脱氮工艺进行焦化污水的脱氮处理，脱氮效果较好。MinZhang等对A-A-0工艺与A・0工艺进行了比较，实验表明：A-A-0工艺在NH3・N去除和反硝化方面均优于A・0工艺，特别是反硝化率方面A-A-0工艺是A・0工艺的两倍。目前宝钢一、二期焦化污水就是对原A・0工艺优化后，采用了A・A・O工艺。目前系统运行稳定，但由于条件控制复杂，投资费用高，为保证处理效果，运行中污泥及污水冋流量较大，增加了动力消耗，且内循环液带入大量溶解氧，使反硝化池内难于保持理想的缺氧状态，影响反硝化过程降低了脱氮效率。2SBR法SBR池兼均化、沉淀、牛物降解及终沉等功能于一体。国内外对SBR法研究的结果表明此法工艺简单、运行费用低、运行管理简单，同时不必设调节池，多数情况下可省去初沉池。SBR反应池生化反应能力强，处理效果好，能有效地防止污泥膨胀，耐冲击负荷能力强，工作稳定性强。用它来处理焦化污水，NH3-N的去除率达60%,传统SBR法对焦化污水降解效率不高。3氧化沟技术随着氧化沟技术的发展，出现了一系列脱氮技术与氧化沟技术相结合的污水处理工艺流程。按照运行方式，氧化沟可以分为连续工作式、交替工作式和半交替工作式。连续工作式氧化沟，如帕斯韦尔氧化沟、卡鲁塞尔氧化沟。奥贝尔氧化沟在我国应用比较多，这些氧化沟通过设置适当的缺氧段、好氧段都能取得较好的脱氮效果。化学处理法1催化湿式氧化技术催化温式氧化技术是在高温、高压条件下，在催化剂作用下，用空气中的氧将溶于水或在水中悬浮的有机物氧化，最终转化为无害物质N2和CO2排放。该技术的研究始于20世纪70年代，是在Zim-merman的湿式氧化技术的基础上发展起來的。湿式催化氧化法具有适用范围广、氧化速度快、处理效率高、二次污染低、可回收能量和有用物料等优点。但是，由于其催化剂价格昂贵，且在高温高压条件下运行，对工艺设备要求严格，国内很少将该法用于污水处理。2臭氧氧化法n臭氧是一种强氧化剂，能与污水中大多数有机物，微生物迅速反应，同时还可起到脱色、除臭、杀菌的作用。该法不会造成二次污染，操作管理简单方便。但是，这种方法也存在投资高、电耗大、处理成木高的缺点。同时若操作不当，臭氧会对周围生物造成危害。因此，目前臭氧氧化法还主要应用于污水的深度处理。在美国已开始应用臭氧氧化法处理焦化废水。3光催化氧化法光催化氧化法是由光能引起电子和空隙之间的反应，产生具有较强反应活性的电子（空穴对），这些电子（空穴对）迁移到颗粒表面，便可以参与和加速氧化还原反应的进行。光催化氧化法对水中酚类物质及其他有机物都有较高的去除率。在最佳光催化条件下，控制污水流量为3600mL/h,就可以使出水COD值由472mg/L降至100mg/L以下，且检测不岀多环芳怪。