伊朗伊斯法罕鋼鐵廠焦化含酚廢水處理技術(shù)

哈 亮

(中國鋁業(yè)集團(tuán)中色十二冶金建設(shè)有限公司,山西 太原 030009)

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伊朗伊斯法罕鋼鐵廠焦化含酚廢水處理技術(shù)

哈 亮

(中國鋁業(yè)集團(tuán)中色十二冶金建設(shè)有限公司,山西 太原 030009)

介紹了高濃度廢水生物處理工藝(MBCT)系統(tǒng)的組成與特點(diǎn)，從物理化學(xué)處理單元、生物化學(xué)處理單元、加藥系統(tǒng)三方面，闡述了該工藝在伊朗伊斯法罕鋼鐵廠焦化含酚廢水處理中的應(yīng)用，指出MBCT工藝降低了總氮的處理成本與酚氰廢水的處理難度。

MBCT，含酚廢水，加藥系統(tǒng)，反應(yīng)器

0 引言

焦化廢水是屬有毒有害、難降解的高濃度有機(jī)廢水，處理難度大。為解決焦化廢水中氨氮、COD等達(dá)標(biāo)外排，降解焦化廢水中酚類化合物、多環(huán)與雜環(huán)類化合物，國內(nèi)外展開了A-O法、A-A-O法、A-O-O法、SBR法、HSB高效菌法等高新技術(shù)的研究[1]。本文旨在對俄羅斯的一項(xiàng)焦化含酚廢水處理技術(shù)，即“高濃度廢水生物處理工藝”，簡稱“MBCT”工藝進(jìn)行系統(tǒng)介紹。歡迎同業(yè)人員進(jìn)行技術(shù)交流與探討。

1 高濃度廢水生物處理工藝“MBCT”

1.1 工藝系統(tǒng)組成

該技術(shù)含酚廢水處理工藝設(shè)備組成主要包括：柱體設(shè)備平面布置；風(fēng)機(jī)房布置；泵類設(shè)備布置；綜合樓布置。工藝系統(tǒng)組成主要包括：物理化學(xué)處理單元，生物化學(xué)處理單元和加藥系統(tǒng)。

1.2 工藝特點(diǎn)

該技術(shù)工藝主要對焦化廢水中含有的苯酚，硫氰化物，氨氮及其氧化物進(jìn)行脫除。相對于傳統(tǒng)的硝化反硝化工藝，“MBCT”工藝是一種新的突破。該工藝將硝化—反硝化反應(yīng)利用同一個(gè)反應(yīng)單元實(shí)現(xiàn)，不再單獨(dú)設(shè)置反硝化單元，簡化了工藝流程。

目前，該工藝在俄羅斯已經(jīng)有三個(gè)“MBCT”工廠都得到了成功的應(yīng)用。

2 伊朗伊斯法罕鋼鐵廠采用的工藝系統(tǒng)

2.1 物理化學(xué)處理單元

來自焦化廠化學(xué)產(chǎn)品生產(chǎn)工段的蒸氨塔廢水在管式熱交換器中冷卻到30 ℃～35 ℃，然后輸送到預(yù)曝氣混合池。預(yù)曝氣的主要作用是將蒸氨廢水、苯酚分離水(約6 m3/h)和其他廢水(約6 m3/h)進(jìn)行均和攪拌。預(yù)曝氣混合池采用鼓風(fēng)機(jī)提供的空氣進(jìn)行攪拌，風(fēng)量大約為50 m3/h；同時(shí)，通過泵將硫酸亞鐵供藥罐5%硫酸亞鐵溶液添加到預(yù)曝氣混合池。污水對硫酸亞鐵的消耗為50 g/m3～80 g/m3。

廢水的預(yù)曝氣時(shí)間約為6 min。事故池(1 500 m3)中的水也通過泵傳送到預(yù)曝氣裝置。事故池是用來收集雨水、地表沖洗水及上清液回流水。它們分別通過泵進(jìn)行輸送到事故池。

在預(yù)曝氣階段后，廢水被輸入初沉池，在該池中，浮油、焦油利用密度差進(jìn)行分層分離。在此階段，廢水中硫化物與低濃度的硫酸亞鐵溶液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成無毒的鐵氰化物除去。重油經(jīng)過重力沉降也得到去除。這為后續(xù)的生物降解降低了毒性。

廢水在初沉池中停留的總時(shí)間約為12 h。

初沉池底部為圓錐形，采用蒸汽盤管加熱。廢水經(jīng)過初沉池后，底部會形成沉積物，體積大約是25 m3，最后通過泵輸送到儲油罐中。儲油罐中沉淀下來的煤焦油通過泵輸送回前段進(jìn)行回收，罐中的分離水再經(jīng)過輸送回預(yù)曝氣混合池中。初沉池上部的輕油和部分水通過一個(gè)斜槽流入另一個(gè)儲油罐。收集后的輕油經(jīng)油水分離后，通過泵輸送回前段進(jìn)行回收，分離后的水再通過泵返回預(yù)曝氣混合池。

廢水經(jīng)過初沉池處理后進(jìn)入浮選系統(tǒng)。浮選系統(tǒng)采用全溶氣氣浮方式，即回流水比為50 m3。廢水進(jìn)入壓力溶氣水罐，與壓縮空氣進(jìn)行混合，再經(jīng)過高壓水泵輸送至浮選池釋放區(qū)，釋放出細(xì)碎的氣泡，來破壞水體中的乳化油，使之形成浮油上浮到浮選池表面。廢水在浮選池中停留的時(shí)間為2 h除油效果較好。浮油被刮下后通過斜槽流入油罐，用與前面相同的方法進(jìn)行進(jìn)一步的處理。

經(jīng)過浮選池后，廢水進(jìn)入中間收集池，中間收集池由兩個(gè)相同大小的池子構(gòu)成。在這個(gè)階段，部分水通過泵回流到浮選機(jī)。

2.2 生物化學(xué)處理單元

經(jīng)過物理化學(xué)處理單元后，廢水進(jìn)入兩個(gè)大小相同的收集池，它們的體積均為1 500 m3。這兩個(gè)池子都裝有曝氣裝置。

從前面集水池出來后的廢水進(jìn)入接水池中，在此池中加入濃度為5%～10%磷酸溶液和工業(yè)碳酸鈉，這些試劑物質(zhì)分別通過泵和進(jìn)行輸送。預(yù)計(jì)處理1 m3的廢水需加入濃度為100%的磷酸12 g～15 g和工業(yè)碳酸鈉750 g～1 250 g。

在經(jīng)過上述的調(diào)節(jié)池后，廢水由泵提升進(jìn)入一階段的四個(gè)反應(yīng)器，在此階段進(jìn)行硝化—反硝化反應(yīng)。所有的反應(yīng)器按照鏈狀排列且反應(yīng)器之間用S形溢流管相連。每個(gè)反應(yīng)器上都需要裝上閘閥。

在一階段的所有反應(yīng)器中都需要進(jìn)行充分的曝氣。在此階段的曝氣裝置的設(shè)計(jì)和布置與前面的曝氣裝置略有不同，廢水中的污泥被分為兩部分，一部分通過泵的輸送回流到反應(yīng)器，另一部分則被泵輸送到焦油罐中。

經(jīng)過上述處理后的水進(jìn)入體積為100 m3的集水池中進(jìn)行進(jìn)一步殘余氮和COD的凈化。

在這個(gè)階段仍需要進(jìn)行充分的曝氣，曝氣裝置的設(shè)計(jì)和位置同第一階段的相似。在這個(gè)階段，污泥仍然要進(jìn)行回流，多余部分的污泥通過泵輸送進(jìn)入收集池。處理后的水進(jìn)入收集池，體積為100 m3。此時(shí)COD、活性污泥和油的濃度大致分別為200 mg/L～450 mg/L,150 mg/L和10 mg/L。

為了進(jìn)一步提高廢水的處理質(zhì)量，從收集器出來的廢水被送入石英過濾器，石英砂過濾器中的石英分為三層，石英砂的粒徑大小分別為5 mm,3 mm,1 mm。

2.3 加藥系統(tǒng)

加藥系統(tǒng)包含以下三部分：1)工業(yè)碳酸鈉；2)磷酸；3)硫酸亞鐵。

2.3.1 工業(yè)碳酸鈉加藥單元

在含酚廢水生化處理中，需投加濃度為10%的碳酸鈉溶液作為堿試劑。碳酸鈉采用干燥的工業(yè)級碳酸鈉，其有效含量不低于90%。

工業(yè)級碳酸鈉包裝在50 kg袋子，由卡車運(yùn)送到含酚廢水處理區(qū)域，然后由承載量達(dá)1 t的吊車卸到裝料平臺，再由管道運(yùn)輸裝置傳送到裝料罐(1 m3)。

通過泵來混合裝料罐里體積為80 m3，濃度為10%的堿液，堿液槽底部由蒸汽加熱。

堿加藥泵將堿液槽中10%的堿液傳送到中間集水池和菌種培養(yǎng)池中。其中一個(gè)配比泵需要持續(xù)工作。堿液的配比量通過pH值來調(diào)控。在回收裝置及蒸氨塔正常運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，工業(yè)碳酸鈉的消耗量為37.5 kg/h～62.5 kg/h。

2.3.2 磷酸加藥單元

在含酚廢水生物化學(xué)處理中，需投加5%～10%磷酸作為磷營養(yǎng)物質(zhì)。工業(yè)磷酸中有效成分H3PO4含量不低于73%，在20 ℃下密度不低于1.565 g/cm3。

工業(yè)磷酸以20 L或者40 L塑料瓶運(yùn)到含酚廢水處理站，然后通過加料斗傳到73%的3.2 m3的酸收集器，再通過泵將酸液抽到裝料罐，裝料罐每個(gè)體積為1.0 m3。一部分裝料罐用來稀釋，其他用來對凈化廢水進(jìn)行酸配比。

泵將在裝有5%～10%磷酸液的裝料罐中的磷酸抽到中間集水池和細(xì)菌培養(yǎng)箱。磷酸消耗量為0.60 kg/h～0.75 kg/h。

2.3.3 硫酸亞鐵加藥單元

在含酚廢水生化處理中，需投加5%～10%硫酸亞鐵溶液作為混凝劑。制備溶液的初始物質(zhì)是工業(yè)級的鐵礬(FeSO4·7H2O)，藍(lán)綠色晶粒，其主要成分硫酸亞鐵含量為47%～53%。

硫酸亞鐵消耗量為2.5 kg/h～4.0 kg/h。

3 處理前后的水質(zhì)指標(biāo)對比

廢水處理前后水質(zhì)指標(biāo)對比見表1。

表1 廢水處理前后水質(zhì)指標(biāo)對比表

在對投入運(yùn)行的“MBCT”工廠研究后發(fā)現(xiàn)在蒸氨過程中投加了一定量的氫氧化鈉，可有效降低了剩余氨水中的固定銨的含量，蒸氨后氨氮的含量為300 mg/L～400 mg/L。加上硫氰化物，氰化物，嘧啶，喹啉等，含氮總量可達(dá)到400 mg/L～500 mg/L。固定銨的去除，很大程度上降低了總氮的處理成本，同時(shí)降低了“MBCT”工藝處理酚氰廢水的難度。

4 結(jié)語

1)與其他焦化污水處理法相對比，“MBCT”高濃度廢水生物處理工藝的核心技術(shù)在廢水預(yù)曝氣系統(tǒng)和混合反應(yīng)塔部分。

2)在實(shí)際運(yùn)行中對污水溫度、壓力、回流比的控制需要一定時(shí)間的積累才能夠調(diào)整到適宜的運(yùn)行參數(shù)，而往往該部分十分重要。

3)“MBCT”高濃度廢水生物處理工藝系統(tǒng)的畜水罐體大部分采用了全密封形式，其對大氣的污染物影響盡可能的得到了降低。

4)“MBCT”高濃度廢水生物處理工藝系統(tǒng)整體為一個(gè)封閉可循環(huán)系統(tǒng)，減少了系統(tǒng)自運(yùn)行產(chǎn)生的廢水、廢液、廢渣，以及對外排放的可能性。

[1] 朱 亮，張文妍.水處理工程運(yùn)行與管理[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.

[2] 王紹文，錢 雷，秦 華，等.焦化廢水無害化處理與回用技術(shù)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2005.

Coking phenolic wastewater processing technologies of Iran Esfahan steel plant

Ha Liang

(ChinaAluminumGroup,Zhongse12thMetallurgyConstructionCo.,Ltd,Taiyuan030009,China)

The paper introduces the compositions and features of high-concentration wastewater biology processing technology (MBCT) system. Starting from three aspects of physical chemistry processing element, biological chemistry processing element and dosing system, it describes its application of coking phenolic wastewater processing technologies of Iran Esfahan steel plant, and points out that: the MBCT technology reduces total nitrogen processing cost and phenolic wastewater processing difficulty as well.

MBCT, phenolic wastewater, dosing system, reactor

1009-6825(2017)07-0114-02

2016-12-24

哈 亮(1982- )，男，工程師

X703

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