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工业废水处理解决方案

工业废水处理解决方案

工业废水解决方案应用场景
一、焦化行业
 
炼焦化学工业是煤炭化学工业的一个重要部分,煤炭主要加工方法包括高温炼焦(950---1050摄氏度)、中温 炼焦、低温炼焦等三种方法。冶金行业一般采用高温炼焦来获得焦炭和回收化学产品。产品焦炭可作高炉冶炼的燃料,也可用于铸造、有色金属冶炼、制造水煤气;可用于制造生产合成氨的发生炉煤气,也可用来制造电石,以获得有机合成工业的原料。在炼焦过程中产生的化学产品经过回收、加工提取焦油、氨、萘、硫化氢、粗苯等产品,并获得净焦炉煤气、煤焦油,粗苯精制加工和深度加工后,可以制取苯、甲苯、二甲苯、二硫化碳等,这些产品广泛用于化学工业、医药工业、耐火材料工业和国防工业。净焦炉煤气可供民用和作为工业燃料。煤气中的氨可用来制造硫酸铵、浓氨水、无水氨等。炼焦化学工业的产品已达数百种,中国炼焦化学工业已能从焦炉煤气、焦油和粗苯中制取一百多种化学产品,这对中国的国民经济发展具有十分重要的意义。
1、焦化废水水质特点
焦化废水是焦炉煤气初冷和焦化生产过程中产生的废水,其成分复杂,含有大量的酚类、联苯、吡啶、吲哚和喹啉等有机污染物,还含有氰、无机氟离子和氨氮等有毒有害物质,污染物色度高,对环境危害大。
煤焦化废水主要成分有挥发酚、矿物油、氰化物、苯酚及苯系化合物、氨氮等,属于污染物浓度高,污染物成分复杂,难于治理的工业废水之一。其处理的关键之处在于:
(1)酚含量高
焦化废水中酚的平均含量为1500~2000mg/L,直接体现在污水的COD值上,不经脱酚的煤焦化废水,COD含量高达3000~5500mg/L。酚的可生化性差,在进生化处理系统之前,焦化废水应经蒸氨脱酚系统。经蒸氨脱酚后,废水中酚含量一般在450~850 mg/L。这样的酚含量是完全可以经生物法降解的,且用于生物处理也是比较经济适用的。
(2)氨氮含量高
蒸氨废水中氨含量高,平均含量为4500mg/L。这样高浓度的氨不能用生化法去除,而且其对生化处理单元有严重的毒害作用,可以杀死活性污泥,破坏整个生物处理系统。因此,该高含氨氮废水在进入污水处理站之前,要设脱氨预处理过程。
经过脱氨预处理的废水氨氮浓度在80~200mg/L左右,平均浓度一般小于200mg/L,经本工艺处理后,完全能达到处理到小于10mg/L以下的标准。氨氮的去除是该类污水处理工艺选择时首先要考虑的问题。
(3)难降解有机物含量高
煤焦化废水中含有大量苯系、萘系及杂环类难降解有机物,通常的好氧活性污泥法难以直接处理达标。因此,在好氧法前,需改善其可生化性,提高BOD:COD值。
2、焦化废水生化处理工艺
A2/O工艺
A2/O工艺是在传统的A/O工艺前加一厌氧段,目的是进一步提高有机物的去除率、提高废水的可生化性。
厌氧段
污水首先流入厌氧池,在兼性厌氧菌和专性厌氧菌的作用下,废水中的有机物被分解成沼气和被吸收转变成微生物的躯体,以污泥的形式得以去除。另外,NH3-N因细胞的合成而被去除一部分,使污水中的NH3-N浓度下降,但NO3-N含量没有变化。而且,厌氧过程还能大大地改善废水中难以直接用好氧生化法降解的苯、蒽醌类有机物的可生化性,提高后续生物氧化法的处理效率,减少后续生化过程的能耗。该厌氧段的主要目的是改善废水的可生化性及去除部分有机物。
缺氧段
经过厌氧反应的废水进入缺氧池中,同时还有一部分通过好氧处理的硝化液(上清液)回流到缺氧池,在缺氧池内进行反硝化。反硝化菌夺取回流硝化液中亚硝酸根和硝酸根中的氧氧化有机物的同时,将亚硝态氮和硝态氮还原为氮气而除去。
反硝化过程是在缺氧条件下,异养型反硝化细菌将废水中NO3-N还原为N2之过程,其生物化学反应式为:
6NO3-+2CH3OH → 6NO2-+2CO2+4H2O
6NO2-+3CH3OH → 3N2↑+3CO2+3H2O+60H-
N2难溶于水,经鼓气,得以吹脱。
好氧段
在好氧池中,有机物被微生物生化降解,去除率较高。同时,废水中的氨氮被硝化菌氧化为亚硝酸盐和硝酸盐。通过硝化的混合液经沉淀池进行固液分离,分离的大部分硝化液回流至缺氧池进行反硝化脱氮,另有单倍处理水量经进一步处理后排放,污泥全部回流到好氧池。
废水中的NH3,在好氧条件下,自养型亚硝化菌与硝化菌将NH3氧化为NO3-N的过程,是生物脱氮的第一步,其生物化学反应式为:
            亚硝化单胞菌
2NH4+ + 3O  -------------2NO2- + 4H2O + 4H+
             硝化杆菌
2NO2+ + O2 -------------NO3-
AO工艺
AO工艺将前段缺氧段和后段好氧段串联在一起,A段DO不大于0.2mg/L,O段DO=2~4mg/L。在缺氧段异养菌将污水中的淀粉、纤维、碳水化合物等悬浮污染物和可溶性有机物水解为有机酸,使大分子有机物分解为小分子有机物,不溶性的有机物转化成可溶性有机物,当这些经缺氧水解的产物进入好氧池进行好氧处理时,可提高污水的可生化性及氧的效率;在缺氧段,异养菌将蛋白质、脂肪等污染物进行氨化(有机链上的N或氨基酸中的氨基)游离出氨(NH3、NH4+),在充足供氧条件下,自养菌的硝化作用将NH3-N(NH4+)氧化为NO3-,通过回流控制返回至A池,在缺氧条件下,异氧菌的反硝化作用将NO3-还原为分子态氮(N2)完成C、N、O在生态中的循环,实现污水无害化处理。
3、生化处理的优势
(1)效率高。该工艺对废水中的有机物,氨氮等均有较高的去除效果。当总停留时间大于54h,经生物脱氮后的出水再经过混凝沉淀,可将COD值降至100mg/L以下,其他指标也达到排放标准,总氮去除率在70%以上。 
(2)流程简单,投资省,操作费用低。该工艺是以废水中的有机物作为反硝化的碳源,故不需要再另加甲醇等昂贵的碳源。尤其,在蒸氨塔设置有脱固定氨的装置后,碳氮比有所提高,在反硝化过程中产生的碱度相应地降低了硝化过程需要的碱耗。 
(3)缺氧反硝化过程对污染物具有较高的降解效率。如COD、BOD5和SCN-在缺氧段中去除率在67%、38%、59%,酚和有机物的去除率分别为62%和36%,故反硝化反应是最为经济的节能型降解过程。 
(4)容积负荷高。由于硝化阶段采用了强化生化,反硝化阶段又采用了高浓度污泥的膜技术,有效地提高了硝化及反硝化的污泥浓度,与国外同类工艺相比,具有较高的容积负荷。 
(5)缺氧/好氧工艺的耐负荷冲击能力强。当进水水质波动较大或污染物浓度较高时,本工艺均能维持正常运行,故操作管理也很简单。通过以上流程的比较,不难看出,生物脱氮工艺本身就是脱氮的同时,也降解酚、氰、COD等有机物。结合水量、水质特点,我们推荐采用缺氧/好氧(A/O)的生物脱氮(内循环) 工艺流程,使污水处理装置不但能达到脱氮的要求,而且其它指标也达到排放标准。 
4、典型应用案例
案例一
邹平福明焦化有限公司,60T/h废水处理工程
项目介绍:福明二期设计处理工艺是A2O工艺,进水水质复杂,经过预处理、生化处理和深度处理,出水水质达到熄焦水标准,设计池容满足生产工艺要求,处理能力达到行业标准。
 
案例二
河北省石家庄市某焦化厂污水处理项目
该是山东章鼓在工业水处理行业的重点项目之一,山东章鼓于2017年对该厂的污水生化处理系统进行了一系列改造,并以专业的技术赢得了对方的认可,因此又承担了该厂污水深度处理系统的建设,通过对该厂“量体裁衣”式的设计,配备了电化学、吸附电再生、浸没式超滤等一系列专利设备,系统建成后,将生化出水进一步处理,处理率达90%。
出于对山东章鼓的信任和“让专业的人,来做专业的事”的理念,该厂已将生化处理和深度处理的运营工作都交于山东章鼓,目前,运营稳定,出水正常,山东章鼓“生化改造+深度处理+第三方托管运营的”一站式服务得到了客户的充分肯定!
 
二、造纸废水主要工艺、设备介绍
造纸工业是用水大户,同时也是水环境的主要污染源之一。据近年统计资料显示,造纸行业废水排放量占全国工业废水排放量的15%,COD排放量占全国工业废水COD排放量的近1/3。
造纸废水主要包括:
1.制浆废水2.造纸废水
造纸废水主要处理工艺:
图1  制浆中段水典型处理工艺流程图
图2  废纸制浆造纸废水典型处理工艺流程图
核心技术及设备:
1、IC厌氧技术  IC厌氧反应器是一种采用颗粒污泥的高效厌氧反应设备,反应器内设两层三相分离器、内循环系统和布水系统,顶部有气液分离装置,反应器外设置外循环系统、污泥取样装置、颗粒污泥排泥和储存设施、沼气处置系统。具有容积负荷高、占地省、能耗低、化学药品消耗少、污泥量少、运行稳定等优点。
2、改良型芬顿氧化技术
经过生化处理的废水有难降解、可生化性差的有机物,废水无法达到排放标准。鉴于此,可有效降低运行费用且确保废水达标的深度处理工艺是必不可少的。我公司研发的改良型芬顿氧化技术除具有去除难降解有机污染物的高能力,同时具备运行费用低、产泥量小等优点。因此该工艺在造纸废水、印染废水、焦化废水、含硝基苯废水等废水处理中体现了很广泛的应用。
3、膜处理技术
膜过滤技术是一种高效、低能和易操作的液体分离技术,在废水处理中有着广阔的应用前景。膜过滤是一种与膜孔径大小相关的筛分过程,以膜两侧的压力差为驱动力,以膜为过滤介质,在一定的压力下,当原液流过膜表面时,膜表面密布的许多细小的微孔只允许水及小分子物质通过而成为透过液,而原液中体积大于膜表面微孔径的物质则被截留在膜的进液侧,成为浓缩液,因而实现对原液的分离和浓缩的目的。 超滤  超滤是通过膜表面的微孔结构对物质进行选择性分离。当液体混合物在一定压力下流经膜表面时,小分子溶质透过膜,而大分子物质则被截留,从而实现大、小分子的分离、浓缩净化的目的。超滤系统适用于处理各类地下水、微污染地表水、市政污水/工业废水回用处理、海水脱盐预处理等场合,可以有效去除水中浊度、悬浮物、胶体、微生物等指标物质。
反渗透是通过一定压力将溶液中溶剂通过反渗透膜分离出来,因为这个过程和自然渗透方向相反,因此称为反渗透。经过反渗透处理,降低水中的盐含量,提高水的纯度,并能去除水中绝大部分的细菌、胶体、大分子有机物。 4、MBR工艺技术    MBR技术是把传统生物处理技术和膜过滤生物反应液相结合的污水处理方法。其技术的优势表现在:其出水经过了膜过滤,因此水质更好,悬浮物更低;膜过滤将所有的微生物体截留在生物反应器中,增加了反应器的污泥浓度,使得生物反应器的效率大大提高,进而使一些难降解物得到降解,同时降低了污水处理占地面积。
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