山西焦化废水深度处理技术方案

山西焦化废水深度处理技术方案内容摘要：

电化学氧化 (c) 不可逆间接电化学氧化 山西焦化股份有限公司 100t/h 焦化中 水回用处理 工程 技术方案 上海东硕环保科技有限公司（中外合资） Shanghai Denovo Environment Protection Co.,Ltd 8 高压高频脉冲电化学技术介绍 电解法处理废水具有反应速度快，脱色率高，产泥量小，管理方便，易实现自动化控制等优点。 它在电化学作用下，能改变废水物理性质和化学性质。 把有机物转化成二氧化碳和水，使废水无害化，同时当进水中污染物质浓度发生变化时，可通过调整电压与电流的方法进行控制，保证出水稳定。 它与其它处理方法相比具有处理时间短、设备容积小、占地面积少等优点。 传统电解法采用低压电流电路，存在着电耗高、电极材料消耗大等缺点，故而未能在工业上获很大量应用。 高压脉冲电化学技术突破传统低电压、大电流的电解法，而采用高电压小电流 高压脉冲电化学法（ HVES）。 该法采用电化学原理，借助外加高压电作用产生电化学反应，把电能转 化为化学能，经单一电化学设备即可对废水中的有机物或无机物进行氧化还原反映，进而凝聚、浮除，将污染物从水体中分离，可有效地去处废水中的 COD、重金属、SS、油、磷酸盐等各种有害污染物。 中试试验情况 针对原水水质的分析情况，我公司通过在山西焦化所做电絮凝中试试验发现，经电絮凝工艺处理后，出水颜色变浅，为浅棕色，水质清澈透明。 说明电絮凝工艺能有效分解有色 物质，降低出水色度。 另外，从试验数据可看出，出水 COD 浓度要明显低于进水COD 浓度，其去除率一般要高于 40%，去除效果明显。 当原水 COD 低于 100mg/L 时，出 水 COD 值一般低于 50mg/L，其平均去除率为 %；当原水 COD 值为 100～ 200mg/L和 200～ 669mg/L 时，其平均去除率分别为 %和 %。 进水 COD 越高，其平均去除率越高。 对 COD 高于 200mg/L 的原水有高于 50%的 COD 去除率。 电耗是电絮凝工艺处理污水的主要成本，处理成本低。 经电絮凝处理后的污水， COD 不能保证低于 60mg/L，达不到进膜要求，因此还需加一道处理工艺。 针对电絮凝出水水质及出水需达到进膜要求，本项目宜选用 AOP 工艺，其中 O3BAC 工艺操作简便，便宜管理 ，对于电絮凝处理效果不佳的硫氰化物，能够得到较好的去除 ，且电絮凝处理后 pH8，可使 O3 氧化效率提高； 相比 Fenton 试剂氧化工艺，可节省药剂投加费用，无悬浮物及阴离子产生，保证后续膜系统安全性。 我公司在长治潞宝通过 O3 氧化对电絮凝处理后的焦化废水中试试验发现， O3 去除 COD 效果山西焦化股份有限公司 100t/h 焦化中 水回用处理 工程 技术方案 上海东硕环保科技有限公司（中外合资） Shanghai Denovo Environment Protection Co.,Ltd 9 明显，能够达到后续的进膜水质要求，同时节省了电絮凝工艺的用电量，能与电絮凝工艺有很好的互补。 针对山西焦化水质分析情况，我公司经过讨论和反复论证，最终决定采用以下工艺方案： 生化处理后排 水 → 电絮凝工艺 系统 → 加碱曝气池 → 高密度 澄清池 → O3— BAC 系统→ 保安 过滤器 → 超滤 系统 → 超滤 水池 → RO 供 水泵 → 保安过滤器 → 高压泵 → 一级 反渗透系统 → 回用水池 → 回用 水泵 → 用户用水点山西焦化股份有限公司 100t/h 焦化中 水回用处理 工程 技术方案 上海东硕环保科技有限公司（中外合资） Shanghai Denovo Environment Protection Co.,Ltd 10 工艺流程及水量平衡 备注： 本项目所用电絮凝工艺为高压高频脉冲电絮凝机，较在山西焦化中试的电絮凝装置处理效果更佳，且运行管理更简便； 本项目暂设一级 RO 系统，产生 20%的浓水，由于浓水电导率仍在 RO 适应范围内，可考虑设二级 RO 系统，提高水处理效率。 山西焦化股份有限公司 100t/h 焦化中 水回用处理 工程 技术方案 上海东硕环保科技有限公司（中外合资） Shanghai Denovo Environment Protection Co.,Ltd 11 各工艺去除效果预测 各工艺去除效果预测见下表。 表 31 各工艺去除效果预测 水质指标 工序 CODCr(mg/l) 总氰化物（ mg/L） 油类（ mg/L） 电导率（ μ s/cm） 电絮凝 系统 进水 150（平均） 10 6000 出水 75 4 6000 去除率 50% 50% 60% \ O3 进水 75 4 6000 出水 55 2 6000 去除率 27% 20% 50% \ 生物活性碳滤池 进水 55 2 6000 出水 44 1 6000 去除率 20% 25% 50% \ 纳滤系统 进水 44 \ \ 6000 出水 30 \ \ 5400 去除率 32% \ \ 10% RO系统 进水 \ \ \ 5400 出水 \ \ \ 405 去除率 \ \ \ % 工艺流程简述 (1) 电絮凝工艺 本项目采用高压高频脉冲电絮凝技术， 高压脉冲电 絮凝 设备是利用加在电 絮凝 槽内正负两极上的高压脉冲电压，使废水电解产生活性氢、活性氧和极板溶解在废水中产生的初生态氢氧化物絮体时具有强烈吸附作用来对废水进行氧化、还原、吸附、凝聚反应。 是废水净化的专用设备。 它适用于印染、染料化工、医院、皮革、电镀等行业的废 水处山西焦化股份有限公司 100t/h 焦化中 水回用处理 工程 技术方案 上海东硕环保科技有限公司（中外合资） Shanghai Denovo Environment Protection Co.,Ltd 12 理。 本装置技术先进、设计合理．具有投资少，处理效果好、运行费用低，使用维修简单等优点。 本装置电化学槽内极板以串联形式分布，以减少电容充放电时影响脉冲波形。 电能作用率得以提高。 实现了低电耗、高净化效率的目的。 极板可采用多种材料，即溶解性与不溶性极板等。 本装置 的特点 (1)除 FeSO4调整外无需外加化学物； (2)絮凝效果好 (3)可以处理含高浓度污染物废水； (4)连续、稳定的循环运行过程 (5)全自动化系统； (6)运行成本低，耗电低；占地面积小 (2) 加碱曝气池 焦化废水经电絮凝工艺处理后，还含有一部 分的 Fe2+离子，因此需要曝气并加碱，使得剩余 Fe2+离子 氧化成 Fe（ OH） 3，利于后面高密度澄清池混凝沉淀。 (3) 高密度澄清池 高密度沉淀池是一种紧凑、高效、灵活的新型污水处理工艺，可以广泛地应用于各项领域。 可用于处理工业和生活污水、引用水、雨水以及三级废水。 这种新型水处理工艺在欧洲国家十分流行的。 高密度沉淀池时由法国得利满公司开发出的一项先进专利澄清技术，该技术应用面广泛，适用于饮用水生产、污水处理、工业废水处理和污泥处理领域。 高密度沉淀池技术在欧洲市场已应用多年，比如法国的 MOUT 水厂、德国的来格朗等诸多 欧洲水厂均采用该工艺。 目前已进入中国市场，国内已有工程采用该处理工艺，如乌鲁木齐、石墩子山水厂扩建工程、石家庄市桥西污水处理厂污水回用改造工程、首钢污水处理过程等。 如保定市地表水厂采用高密度沉淀池作为污泥浓缩池，提高了浓缩效率，节省了占地。 其工作原理为，在混合池内设置快速搅拌机，使投加的混凝剂快速分散，与池内原山西焦化股份有限公司 100t/h 焦化中 水回用处理 工程 技术方案 上海东硕环保科技有限公司（中外合资） Shanghai Denovo Environment Protection Co.,Ltd 13 水充分混合均匀，用以形成小的絮体。 混凝剂一般为氯化铁，主要作用是使悬浮颗粒脱稳。 经过预混凝的原水流至反应池内圆形导流筒的底部，原水、回流污泥和阻凝剂由导流筒内的搅拌桨由下至上混合均匀。 由慢速搅拌反应 池和推流式反应池组成串联反应单元，以获得较大的絮体，达到沉淀区内快速沉淀。 带有污泥回流的快速絮凝，由快速搅拌器搅拌，以确保快速絮凝及絮凝所需要的能量。 絮凝剂投加在搅拌器的下方。 从污泥浓缩区到快速絮凝区进行连续的外部泥渣回流，极高的污泥浓度提高了絮凝的效果。 絮凝矾花慢速地进入沉淀区，这样可以避免繁华损坏。 絮凝矾花在沉淀池下部汇集成污泥并浓缩。 斜板设置在沉淀池的上部，用于去除多余的矾花，保证出水水质。 部分浓缩污泥在浓缩区内由污泥循环泵送至反应池入口，另一部分剩余污泥由污泥泵抽出，送至污泥脱水间或进行其他处理。 沉淀浓缩区保证了矾花增长所需的慢速絮凝，生成的矾花具有较高的密度。 然后水慢速流至沉淀区以保证矾花的完整性。 高密池底部刮泥机的连续挂扫促进了沉淀区污泥的浓缩，实践上，如果沉淀浓缩区没有刮泥系统就不能有效地排泥，往往就会降低高密度沉淀池的性能。 高密度沉淀池工作特点： （ 1）采用合成的有机絮凝剂 PAM。 混凝时添加 PAM 作阻凝剂，使得反应可产生较大的矾花，污泥回流可进一步增加矾花的密度和沉降性能，加快其沉淀速度。 （ 2）从慢速推流反应区到斜板沉淀区矾花能保持完整，并且产生的矾花颗粒大、密度高。 （ 3）高效的斜板沉 淀可保证沉淀区较高的上升流速（可达 20~40m/h），絮凝矾花可得到很好的沉淀。 （ 4）能有效地完成污泥浓缩，沉淀池排泥浓度可达 15%，无须进行再次浓缩，可直接脱水处理。 （ 5）处理效率高。 有文献显示，高密度沉淀池对 SS 的去除率在 85%左右，对 COD的去除率可达 85%~96%， BOD 的去除率高达 92%。 （ 6）集混凝、沉淀和浓缩功能为一体的水处理构筑物，结构紧凑，降低了土建造价并且节约了建设用地。 （ 7）运行费用较高，因此需对药剂的投加进行优化控制，以使完整的运行费用降至山西焦化股份有限公司 100t/h 焦化中 水回用处理 工程 技术方案 上海东硕环保科技有限公司（中外合资） Shanghai Denovo Environment Protection Co.,Ltd 14 最低。 (4) 臭氧 生物活性炭工艺 该工艺 是将臭氧氧化和生物活性炭的吸附降解作用联用的一种方法，这一工艺包含了臭氧消毒、化学氧化、物理吸附和生物降解。 其影响因子相互之间关系如图 5 所示。 溶解氧污染物质活性炭 微生物臭氧①②对①吸附作用④③②⑤③利用①生长⑤增加①的量保护并促进③的生长被吸附与再生②②与③叠加作用被吸附作为③的营养物对④氧化降解对④进行吸附富集被吸附利于③生长氧化分解④ 图 臭氧 — 生物活性炭技术影响因子关系示意图 该工艺首先利用臭氧预氧化作用，初步氧化分解水中的有机物及其它还原性物质，降低生物活性炭滤池的有机负荷，同时臭氧氧化能使水中难以生物降解的有机物断链、开环，转化成简单的脂肪烃，改变其生化特性。 臭氧除了自身能将某些有害有机物氧化变成无害物外，在客观上还可以增加小分子的有机物，使活性炭的吸附功能得到更好的发挥。 活性炭能够迅速 地吸附水中的溶解性有机物，同时也能富集微生物，使其表面能够生长出良好的生物膜，靠本身的充氧作用，炭床中的微生物就能以有机物为养料大量生长繁殖好气菌，致使活性炭吸附的小分子有机物充分生物降解。 臭氧 生物活性炭工艺能够有效地去除水中的有机物和氨氮，对水中的无机还原性物质、色度、浊度也有很好山西焦化股份有限公司 100t/h 焦化中 水回用处理 工程 技术方案 上海东硕环保科技有限公司（中外合资） Shanghai Denovo Environment Protection Co.,Ltd 15 的去除效果。 臭氧制取原理如下图： (5) 超滤装置 超滤装置主要是去除分散和悬浮在原水中的无机有机悬浮物、胶体物质，去除浊度，降低 SDI 值，保证后续反渗透系统的进水水质要求。 超滤是以压力为推动力的膜分离技术之一，以大分子与小分子分离为目的，膜孔径在 20~1000A 之间。 在超滤过程中，水溶液在压力推动下，流经膜表面，小于膜孔的溶剂水及小分子溶质透过膜，成为滤液，比膜孔大的溶质及溶质集团被截留，随水流排出，成为浓缩液。 超滤过程为动态过滤，分离是在流动状态下完成的。 超滤是一种靠机械筛分原理来去除液体中杂质的技术，因为其对悬浮物、胶体、细菌和微生物有高效而稳定的截留效果，因此近年来被广泛应用于饮用水、工业给水和废水处理领域。 (6) 反渗透装置 反渗透装置是本水处理系统中最主要的脱盐装置，利 用反渗透膜的选择透过特性除去水中绝大部分可溶性盐分、有机物及微生物等，以保证出水水质的要求。 RO 反渗透膜孔径小至纳米级（ 1 纳米 =109 米），在一定的压力下， H2O 分子可以通过 RO 膜，而源水中的无机盐、重金属离子、有机物、胶体、细菌、病毒等杂质无法通过 RO 膜，从而使可以透过的纯水和无法透过的浓缩水严格区分开来。 一般进口反渗臭氧发生器 电源。