处理焦化废水的装置及方法

技术领域

本申请涉及废水处理领域，具体地，涉及一种处理焦化废水的装置及方法。

背景技术

焦化废水是一种典型的有毒难降解有机废水，具有组成复杂、毒性大、污染严重特点。污水中除含有总氮、硫化物、氰化物等无机化合物以外，还含有大量如酚、萘、吡啶、喹啉等主要以单环或多环芳香族化合物及含氮、硫、氧的杂环有机污染物，是难处理的工业污水之一。

行业上，对焦化废水常用的处理多选用预处理+生化处理+深度处理组合工艺，但由于焦化废水组分复杂，多为杂环芳香烃类有机污染物，且可生化性差的水质特点，经过预处理及生化处理后，化学需氧量(COD)及总氮指标仍很难达到排放标准及回用标准，深化深度处理工艺必然成为主要选择。

发明内容

为解决以上问题，本申请的实施例一方面提供一种处理焦化废水的装置，包括：臭氧发生系统；超重力反应器，臭氧发生系统的出气口和原水存储箱的出水口分别连接超重力反应器的进气口和进水口；缓冲水存箱，超重力反应器的出水口连接缓冲水存箱的进水口；反硝化脱氮反应器，缓冲水存箱的出水口连接至反硝化脱氮反应器的进水系统。

根据本申请的实施例，管道设置在出气口与进气口之间、各个出水口以及相应的进水口或进水系统之间以实现连接。

根据本申请的实施例，进水系统连接反硝化脱氮反应器的位于底部的水反洗系统，反硝化脱氮反应器的出水渠位于反硝化脱氮反应器的顶部。

根据本申请的实施例，反硝化脱氮反应器的气反洗系统位于反硝化脱氮反应器的底部并且通过管道连接曝气风机的出口。

根据本申请的实施例，原水存储箱与超重力反应器之间设置有第一液体流量计，缓冲水存箱与反硝化脱氮反应器之间设置有第二液体流量计。

根据本申请的实施例，臭氧发生系统与超重力反应器之间设置有臭氧浓度检测仪。

根据本申请的实施例，缓冲水存箱内设置有温度检测仪。

根据本申请的实施例，超重力反应器包括位于超重力反应器的出水口上方的的出气口。

本申请的另一方面提供一种处理焦化废水的方法，使用以上任一项处理焦化废水的装置，包括：臭氧发生系统和原水存储箱分别向超重力反应器输入经过生化处理后的焦化废水与臭氧，臭氧和焦化废水在超重力反应器中进行传质和反应；

臭氧和焦化废水反应后的液体进入缓冲水存箱；

将缓冲水存箱内的反应后的液体泵入反硝化脱氮反应器的进水系统。

根据本申请的实施例，超重力反应器中未进行反应的臭氧通过超重力反应器的出气口排出。

根据本申请的实施例，经过对焦化废水进行深度处理后，出水的COD可降到80mg/L以下，总氮可达到10～15mg/L的环保指标，符合国家水污染排放限值要求，同时达到可回用的低标准要求。

附图说明

图1是根据本申请的实施例的处理焦化废水的装置的结构性示意图。

具体实施方式

随着国家环保标准的日益严格，针对焦化废水可生化性差、总氮高、毒性大的水质特点，本发明旨在提出一种焦化废水深度处理的装置及方法，选用超重力高级氧化+反硝化脱氮组合工艺深度处理焦化废水。此组合工艺的完美结合，最大程度解决上述技术背景中提到的COD及总氮指标不达标、操作难度大、运行成本高以及二次污染等问题。

臭氧氧化是发展较早的一种化学法水处理技术，基于臭氧(O

焦化废水经过生化处理后，大部分的有机污染物及氨氮得到有的去除，但生化出水中仍残留一定量难降解的硝态氮和亚硝态氮，必须进一步的深度脱氮才能真正实现达标排放和回用低标准要求。生物脱氮的一个关键环节是反硝化过程，近年来，反硝化曝气生物滤池和反硝化深床滤池在污水处理工程中的应用越来越多，同时表现出了很好的发展前景和市场价值，但现有技术也存在较多的技术短板、脱氮效率低、运行不稳定等问题。

因此，针对性提出焦化废水深度处理技术，具有重要的社会效益和环境效益。本发明基于AOPs技术及反硝化脱氮机理，解决其应用中存在的关键问题，创造性地提出一种焦化废水深度处理方法及其装置。

参见图1，公开了一种处理焦化废水的装置100，包括：臭氧发生系统4；超重力反应器2，臭氧发生系统4的出气口和原水存储箱1的出水口分别连接超重力反应器2的进气口和进水口；缓冲水存箱3，超重力反应器2的出水口连接缓冲水存箱3的进水口；反硝化脱氮反应器5，缓冲水存箱3的出水口连接至反硝化脱氮反应器5的进水系统10。反硝化脱氮反应器5的反洗废水排放方式为从反硝化脱氮反应器5的上部排出。根据本申请的实施例，进水系统10连接反硝化脱氮反应器5的位于底部的水反洗系统11，反硝化脱氮反应器5的出水渠13位于反硝化脱氮反应器5的顶部，反硝化脱氮反应器5的进水方式采用上向流，由下向上进水，同时反冲洗进水11与进水系统10同为上向流。

根据本申请的实施例，管道设置在出气口与进气口之间、各个出水口以及相应的进水口或进水系统11之间以实现连接。

根据本申请的实施例，反硝化脱氮反应器5的气反洗系统12位于反硝化脱氮反应器5的底部并且通过管道连接曝气风机的出口。

根据本申请的实施例，原水存储箱1与超重力反应器2之间设置有第一液体流量计16，缓冲水存箱3与反硝化脱氮反应器5之间设置有第二液体流量计18，第二液体流量计18兼计量进水及反洗水流量的作用。臭氧发生系统4与超重力反应器2之间设置有臭氧浓度检测仪20。缓冲水存箱3内设置有温度检测仪。

根据本申请的实施例，超重力反应器2包括位于超重力反应器2的出水口上方的出气口。出水口位于超重力反应器2的底部，用于向缓冲水存箱3供水，出气口位于超重力反应器2的侧壁上，用于向缓冲水存箱3供气。

本申请的另一方面提供一种处理焦化废水的方法，包括：

降解COD阶段：臭氧发生系统4和原水存储箱1分别向超重力反应器2输入经过生化处理后的焦化废水与臭氧，臭氧和焦化废水在超重力反应器2中进行传质和反应。在一个实施例中，经生化工艺处理后，深度处理进水水质为：COD：100～200mg/L，总氮20～30mg/L，pH在6～8之间，水温：20～25℃。此阶段缓冲水存储箱3内的液体可再次输入超重力反应器2内实现一次循环处理，向超重力反应器内输入气液的流量比为2，输入的臭氧浓度为50mg/L，超重力水平为50g；

脱气阶段：臭氧和焦化废水反应后的液体进入缓冲水存箱3，超重力反应器2中未进行反应的臭氧通过超重力反应器2的出气口排出；

脱氮阶段：将缓冲水存箱3内的反应后的液体泵入反硝化脱氮反应器5的进水系统10以完成反硝化反应及水力学流动过程，进水的稳定性对于生化反应至关重要，随着运行时间的延长，滤料受到不同程度的污堵，因此通过压力泵均匀将污水泵入反硝化脱氮反应器5内，保证水力上升流速及脱氮效果。

根据本申请的实施例，缓冲水存储箱3内的液体再次输入超重力反应器2内实现一次循环处理后进入反硝化脱氮反应器5。在一个实施例中，向超重力反应器5内输入的气液流量比为2～10。在一个实施例中，向超重力反应器2内输入的臭氧浓度比为5～100mg/L。在一个实施例中，超重力反应器2内的超重力水平为5～1000g。在一个实施例中，循环处理的处理次数为1～5次。在一个实施例中，反硝化脱氮反应器5采用上流式进水方式。在一个实施例中，反硝化脱氮反应器5内的填料6选用粒径为2～5mm的陶粒，填料6的高度为3～4m，占反硝化深度脱氮反应器5的高度的60％～80％，以为微生物附着提供充足的接触空间，使得污水与反硝化滤料充分接触反应。在一个实施例中，填料6选用陶粒滤料，粒径在1～3mm之间，填料6的填充高度3.5m，占反硝化深度脱氮反应器5高度的80％。

在一个实施例中，承托层7采用5种级配的鹅卵石，其厚度为300～450mm。在一个实施例中，反硝化深度脱氮反应器5的水反洗系统包括位于反硝化深度脱氮反应器5的最下部的布水区9和滤板8上的滤头，水反洗强度控制在4～6L/m

本发明实施例中的水质及装置100的主要技术参数表如下：

本申请的实施例在处理方法上，将超重力高级氧化技术与反硝化脱氮技术高效融合，深度处理焦化废水，解决生化出水的COD及总氮指标无法达标及无法达到回用低标准要求。在运行成本上，超重力高级氧化技术与反硝化脱氮技术高效融合，处理效果好、处理效率高、臭氧利用率高且反硝化过程不需额外补加碳源，最大程度降低运行成本。在技术参数上，提出了气液比、臭氧浓度、水力负荷、反洗周期、水温、反硝化负荷等主要参数的控制范围，这些参数对实现处理目标十分关键。

本发明提供的深度处理焦化废水的装置及方法，超重力高级氧化处理效率高、氧化速度快、无二次污染，并且有较强的有机物降解能力，可大幅度提高废水的可生化性，为后端反硝化脱氮反应提供有机碳源，不需额外补加碳源，同时反硝化脱氮反应器5对于低浓度总氮的焦化废水的脱氮效能显著。基于超重力高级氧化+反硝化脱氮反应器组合工艺原理及互补效能，能够满足国家对化工企业的外排要求，COD可降至80mg/L以下，总氮可降到10～15mg/L之间，此方法装置流程简单、可连续操作、处理效果显著、处理效率高，同时由于超重力大幅度提升可生化性，为反硝化反应提供有机碳源，因而大大节约成本。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。