焦化废水的处理工艺-改性沸石对焦化废水中COD的去除

焦化废水的处理工艺-改性沸石对焦化废水中COD的去除

改性沸石对焦化废水中COD的去除

沸石是一种天然的多孔矿物，是呈架状结构的多孔含水铝硅酸盐晶体的沸石族矿物的总称，沸石化学成分实际上是由Si 、Al203、H2O、碱和碱土金属离子四部分构成[4]。沸石的一般化学式为：AmBqO2q.nH20，结构式为Ax/q[(AlO2)x(SiO2)y]nH2O，其中：A为Ca、Na、K、Ba、Si等阳离子，B为Al和Si，q为阳离子电价，m为阳离子数，n为水分子数，X为AJ原子数，Y为Si原子数，v，x通常在1～5之间，(x+y)是单位晶胞中四面体的个数[5]。沸石是一种廉价的地方性材料，在我国具有丰富的储量，来源广泛，作为水处理的吸附过滤材料，具有足够的强度，其价格低于活性炭1／20，接近于砂滤料的价格l5元，吨。可以在不增设专门构筑物和不增加设备的前提下，改善出水水质，适用于现有工厂的处理工艺改选和新建水厂。天然沸石在常温、常压下经过化学溶液的活化处理，可改变吸附有机物的效果[6]。

2.2 聚硅酸盐处理焦化废水

 聚硅酸盐是一类新型无机高分子复合絮凝剂，是在聚硅酸(即活化硅酸)及传统的铝盐、铁盐等絮凝剂的基础上发展起来的聚硅酸与金属盐的复合产物[7] ，这类絮凝剂同时具有电中和及吸附架桥作用，絮凝效果好，且易于制备，价格便宜，处理焦化废水有显著的效果。本文针对焦化废水二沉池出水COD较高，排放难以达标的问题，制备了新型絮凝剂聚硅氯化铝，采用絮凝与吸附相结合的方法对焦化废水进行深度处理，并对该处理工艺的反应条件、影响因素以及去除效果进行了研究，找出了处理条件，处理后出水能够达标[8]。

2.3 SBR工艺

SBR工艺是一种新近发展起来的新型处理焦化废水的工艺，即为序批式好氧生物处理工艺，其去除有机物的机理在于充氧时与普通活性污泥法相同，不同点是其在运行时，进水、反应、沉淀、排水及空载5个工序，依次在一个反应池中周期性运行，所以该法不需要专门设置二沉池和污泥回流系统，系统自动运行及污泥培养、驯化均比较容易。该法处理焦化废水有着优势：一是不要空问分割，时序上就能创造出缺氧和好氧的环境，即具有A／O 的功能，十分有利于氨氮和COD的去除。二是该法的沉淀是一种静止的沉淀，对焦化废水这种污泥沉淀性能不好的废水，固液分离效果非常明显。三是该法可以省去二沉池，其占地面积相对要小一些[9]。SBR工艺流程图见图1

2.4 微生物／O—A—O工艺

2.4.1 工艺流程

焦化废水处理采用0一A一0工艺，总体分为两段，即初曝系统和二段生化系统。从功能上来看，初曝系统是对焦化废水进行预处理，为生物脱氮提供一个合适稳定的环境；二段生化系统主要是生物脱氮和去除剩余污染物，又分为兼氧反硝化、好氧硝化和去除COD两部分。

工艺流程如图2所示。

2.4.2 预处理系统

初曝系统(初曝池、初沉池)的主要作用是对焦化废水进行预处理，去除对硝化反硝化系统有害和有抑制作用的有机和无机污染物(如酚、氰等)，为生物脱氮提供一个良好的环境。在运行过程中溶解氧和COD去除效果的控制非常重要：若溶解氧过低，则废水中酚、氰等去除效果不好，将直接抑制生物脱氮的效果；若溶解氧过高，则COD降解率会大大提高，造成后段生物脱氮的碳源严重不足，致使反硝化效率不高，影响总氮的脱除。实践证明，预处理系统溶解氧控制在1～1.5 mg／L、COD去除率基本控制在50％～60％ 时处理效果好，酚、氰等物质基本可以降到不影响生物脱氮的浓度。

2.4.3 生物脱氮系统

生物脱氮系统由好氧硝化和兼氧(厌氧)反硝化及污泥回流系统组成。为了降低处理成本，充分用废水中的碳源，将厌氧反硝化进行了前置处理通过初曝预处理和前置反硝化处理，进入好氧阶段的COD含量为200～300mg／L，有利于硝化作用的进行。在硝化作用阶段投加氢氧化钠来调节系统pH值，使其维持在7.5～8.0；另外好氧硝化对进入系统的碳源反应比较敏感，一旦进入系统的COD>300 mg／L，硝化作用就会受到限制，系统出水氨氮明显上升。但是在反硝化阶段控制COD的降解较难，只有在初曝系统中进行控制，合理地调控系统COD降解效率是控制硝化和反硝化的关键[10]。

2.5 硝化和反硝化工艺

全程硝化一反硝化生物脱氮一般包括硝化和反硝化两个阶段。硝化反应是在供氧充足的条件下，水中的氨氮在亚硝化细菌的作用下被氧化成亚硝酸盐，再在硝化细菌的作用下进一步氧化成硝酸盐；反硝化反应是在缺氧或厌氧条件下，反硝化细菌在有碳源的情况下将硝酸根离子还原为氮气[11]。硝化和反硝化工艺典型即A／O法(包括A2／O  A／O ，A2／O2法)，该法在国内焦化厂实际应用的时间虽然还不算很长、但从已运行的厂家来看，其处理效果还是比较好的 只要精心设计操作得当，出水水质是可以满足排放标准要求的[12]。