焦化廢水的處理工藝-改性沸石對焦化廢水中COD的去除

改性沸石對焦化廢水中COD的去除

沸石是一種天然的多孔礦物，是呈架狀結構的多孔含水鋁硅酸鹽晶體的沸石族礦物的總稱，沸石化學成分實際上是由Si 、Al203、H2O、堿和堿土金屬離子四部分構成[4]。沸石的一般化學式為：AmBqO2q.nH20，結構式為Ax/q[(AlO2)x(SiO2)y]nH2O，其中：A為Ca、Na、K、Ba、Si等陽離子，B為Al和Si，q為陽離子電價，m為陽離子數，n為水分子數，X為AJ原子數，Y為Si原子數，v，x通常在1～5之間，(x+y)是單位晶胞中四面體的個數[5]。沸石是一種廉價的地方性材料，在我國具有豐富的儲量，來源廣泛，作為水處理的吸附過濾材料，具有足夠的強度，其價格低于活性炭1／20，接近于砂濾料的價格l5元，噸。可以在不增設專門構筑物和不增加設備的前提下，改善出水水質，適用于現有工廠的處理工藝改選和新建水廠。天然沸石在常溫、常壓下經過化學溶液的活化處理，可改變吸附有機物的效果[6]。

2.2 聚硅酸鹽處理焦化廢水

 聚硅酸鹽是一類新型無機高分子復合絮凝劑，是在聚硅酸(即活化硅酸)及傳統的鋁鹽、鐵鹽等絮凝劑的基礎上發展起來的聚硅酸與金屬鹽的復合產物[7] ，這類絮凝劑同時具有電中和及吸附架橋作用，絮凝效果好，且易于制備，價格便宜，處理焦化廢水有顯著的效果。本文針對焦化廢水二沉池出水COD較高，排放難以達標的問題，制備了新型絮凝劑聚硅氯化鋁，采用絮凝與吸附相結合的方法對焦化廢水進行深度處理，并對該處理工藝的反應條件、影響因素以及去除效果進行了研究，找出了處理條件，處理后出水能夠達標[8]。

2.3 SBR工藝

SBR工藝是一種新近發展起來的新型處理焦化廢水的工藝，即為序批式好氧生物處理工藝，其去除有機物的機理在于充氧時與普通活性污泥法相同，不同點是其在運行時，進水、反應、沉淀、排水及空載5個工序，依次在一個反應池中周期性運行，所以該法不需要專門設置二沉池和污泥回流系統，系統自動運行及污泥培養、馴化均比較容易。該法處理焦化廢水有著優勢：一是不要空問分割，時序上就能創造出缺氧和好氧的環境，即具有A／O 的功能，十分有利于氨氮和COD的去除。二是該法的沉淀是一種靜止的沉淀，對焦化廢水這種污泥沉淀性能不好的廢水，固液分離效果非常明顯。三是該法可以省去二沉池，其占地面積相對要小一些[9]。SBR工藝流程圖見圖1

                   

2.4 微生物／O—A—O工藝

2.4.1 工藝流程

焦化廢水處理采用0一A一0工藝，總體分為兩段，即初曝系統和二段生化系統。從功能上來看，初曝系統是對焦化廢水進行預處理，為生物脫氮提供一個合適穩定的環境；二段生化系統主要是生物脫氮和去除剩余污染物，又分為兼氧反硝化、好氧硝化和去除COD兩部分。

工藝流程如圖2所示。

                         

2.4.2 預處理系統

初曝系統(初曝池、初沉池)的主要作用是對焦化廢水進行預處理，去除對硝化反硝化系統有害和有抑制作用的有機和無機污染物(如酚、氰等)，為生物脫氮提供一個良好的環境。在運行過程中溶解氧和COD去除效果的控制非常重要：若溶解氧過低，則廢水中酚、氰等去除效果不好，將直接抑制生物脫氮的效果；若溶解氧過高，則COD降解率會大大提高，造成后段生物脫氮的碳源嚴重不足，致使反硝化效率不高，影響總氮的脫除。實踐證明，預處理系統溶解氧控制在1～1.5 mg／L、COD去除率基本控制在50％～60％ 時處理效果好，酚、氰等物質基本可以降到不影響生物脫氮的濃度。

2.4.3 生物脫氮系統

生物脫氮系統由好氧硝化和兼氧(厭氧)反硝化及污泥回流系統組成。為了降低處理成本，充分用廢水中的碳源，將厭氧反硝化進行了前置處理通過初曝預處理和前置反硝化處理，進入好氧階段的COD含量為200～300mg／L，有利于硝化作用的進行。在硝化作用階段投加氫氧化鈉來調節系統pH值，使其維持在7.5～8.0；另外好氧硝化對進入系統的碳源反應比較敏感，一旦進入系統的COD>300 mg／L，硝化作用就會受到限制，系統出水氨氮明顯上升。但是在反硝化階段控制COD的降解較難，只有在初曝系統中進行控制，合理地調控系統COD降解效率是控制硝化和反硝化的關鍵[10]。

2.5 硝化和反硝化工藝

全程硝化一反硝化生物脫氮一般包括硝化和反硝化兩個階段。硝化反應是在供氧充足的條件下，水中的氨氮在亞硝化細菌的作用下被氧化成亞硝酸鹽，再在硝化細菌的作用下進一步氧化成硝酸鹽；反硝化反應是在缺氧或厭氧條件下，反硝化細菌在有碳源的情況下將硝酸根離子還原為氮氣[11]。硝化和反硝化工藝典型即A／O法(包括A2／O  A／O ，A2／O2法)，該法在國內焦化廠實際應用的時間雖然還不算很長、但從已運行的廠家來看，其處理效果還是比較好的 只要精心設計操作得當，出水水質是可以滿足排放標準要求的[12]。