典型行业工业废水的处理教学课件.pptx
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1、第一节 焦化废水的处理一、概述 二、焦化废水的处理方法三、焦化废水处理展望四、焦化废水处理的工程实例本节内容概要u焦化废水的来源焦化废水的来源 u焦化废水的组成焦化废水的组成u焦化废水的水质特点焦化废水的水质特点 u焦化废水的危害焦化废水的危害 一、概述u焦化废水的来源焦化废水的来源 焦化废水是煤制焦炭、煤气净化及焦化产品回收过程中焦化废水是煤制焦炭、煤气净化及焦化产品回收过程中产生的废水。产生的废水。焦化生产过程中主要产生以下几种废水:焦化生产过程中主要产生以下几种废水:除尘洗涤水除尘洗涤水间接冷却水间接冷却水 酚、氰废水酚、氰废水 焦油车间的废水焦油车间的废水、蒸氨废水、蒸氨废水、粗苯分离
2、水、粗苯分离水、苯精制废水苯精制废水、苯精制废水、苯精制废水 一、概述u焦化废水的来源焦化废水的来源 一、概述表表4-1 焦化厂含酚、氰的废水水质水量表焦化厂含酚、氰的废水水质水量表u焦化废水的组成焦化废水的组成 u含含有有大大量量的的芳芳香香族族化化合合物物和和杂杂环环化化合合物物,如如酚酚类类、苯苯类类及及吡吡啶啶类类等等有有机机物物,其其中中以以酚酚类类含含量量最最多多。另另外外,还还含有氰酸盐、硫代硫酸盐、硫氰酸盐和氨等无机物。含有氰酸盐、硫代硫酸盐、硫氰酸盐和氨等无机物。u何何苗苗等等对对焦焦化化废废水水进进行行了了GC/MS分分析析,检检出出有有机机物物共共51种种,发发现现这这5
3、1种种物物质质全全部部都都属属于于各各类类芳芳香香族族化化合合物物及及杂杂环环化化合合物物,在在这这物物质质中中苯苯酚酚类类及及其其衍衍生生物物、喹喹啉啉类类化化合合物物和和苯苯类类及及其其衍衍生生物物构构成成了了焦焦化化废废水水的的主主要要有有机机污污染染物物,占占83.4%。另另外外还还含含少少量量萘萘、吡吡啶啶、喹喹啉啉、吲吲哚哚、蒽等蒽等11类化合物,占全部的类化合物,占全部的16.6%。一、概述u焦化废水的组成焦化废水的组成 一、概述u焦化废水的水质特点焦化废水的水质特点u废水的成分很复杂废水的成分很复杂 焦化废水成分比较繁多,特别是有机物组分比较多,焦化废水成分比较繁多,特别是有机
4、物组分比较多,所含污染物可分为无机物和有机物两大类,而所含污染物可分为无机物和有机物两大类,而无机物无机物一般以铵盐形式存在一般以铵盐形式存在,包括(,包括(NH4)2CO3、NH4HCO3、(NH4)2SO4、NH4CN、NH4HS、NH4SCN、(NH4)2S2O3等,它们是焦化废水中构成等,它们是焦化废水中构成NH3-N的一部分;的一部分;有机物则有机物则以酚类化合物为主,包括苯酚、酚的同系物以及萘、以酚类化合物为主,包括苯酚、酚的同系物以及萘、蒽、苯并比等多环类化合物蒽、苯并比等多环类化合物,另外还有杂环类化合物,另外还有杂环类化合物,包括二氮杂苯、氮杂苊、氮杂菲、吡啶、喹啉、吲哚包括
5、二氮杂苯、氮杂苊、氮杂菲、吡啶、喹啉、吲哚等。等。一、概述u焦化废水的水质特点焦化废水的水质特点u废废水水中中的的有有机机污污染染物物浓浓度度与与其其他他废废水水相相比比较较较较大大,有有机机物物含含量量也也比比较较高高,但但BOD5/COD的的比比值值却却很很小小,一一般般在在0.30.4之之间间,甚甚至至低低于于0.3,因因此此焦焦化化废废水水的可生化性较差的可生化性较差;u在在焦焦化化废废水水中中同同时时还还含含有有大大量量的的酚酚、氰氰等等毒毒性性物物质质,也也有有很很多多稠稠环环芳芳烃烃和和杂杂环环化化合合物物等等难难降降解解有有机机物物,这这些些难难降降解解有有机机物物的的存存在在
6、就就使使焦焦化化废废水水在在经经过过传传统统的的生生物物处处理理方方法法处处理理后后其其出出水水水水质质很很难难达达到到国国家排放标准家排放标准;一、概述u焦化废水的水质特点焦化废水的水质特点u因因炼炼焦焦工工艺艺的的不不同同,水水质质波波动动很很大大;尤尤其其是是废废水水中中氨氨氮氮的的浓浓度度,焦焦化化废废水水的的进进水水氨氨氮氮浓浓度度一一般般在在150mg/L600mg/L之之间间波波动动,如如此此大大的的氨氨氮氮浓浓度度的的波动会对处理系统的冲击很大;波动会对处理系统的冲击很大;u与与其其他他废废水水相相比比较较缺缺少少磷磷源源,所所以以生生物物处处理理时时微微生生物磷营养不够物磷营
7、养不够;一、概述u焦化废水的危害焦化废水的危害u酚类物质的危害酚类物质的危害焦焦化化废废水水中中的的大大多多数数的的酚酚类类化化合合物物是是属属于于原原型型质质毒毒物物,这这类类化化合合物物毒毒性性比比较较大大,对对一一切切生生物物都都有有毒毒害害作作用用。农农药药、染染料料、工工厂厂含含重重金金属属废废水水等等化化工工物物质质均均含含有有酚酚类类化化合合物物。正正常常的的情情况况下下,水水体体所所含含酚酚类类化化合合物物超超过过千千分分之之零零点点一一,水水体体便便不不能能达达到到饮饮用用水水标标准准。酚酚类类是是持持久久型型污污染染物物,成成分分中中含含有有苯苯环环,而而要要把把环环破破坏
8、坏再再分分解一般要解一般要100年。年。一、概述u焦化废水的危害焦化废水的危害u氮的危害氮的危害焦焦化化废废水水中中的的NH3-N是是一一种种及及其其不不稳稳定定的的物物质质,氨氨氮氮在在好好氧氧的的条条件件下下,在在微微生生物物作作用用下下发发生生硝硝化化反反应应生生成成NO2-和和NO3-,这这个个反反应应过过程程需需要要消消耗耗水水中中的的溶溶解解氧氧,NO2-是是一一种种致致癌癌的的物物质质,NO3-会会破破坏坏血血液液的的吸氧功能吸氧功能。一、概述u焦化废水的危害焦化废水的危害u芳香族化合物的危害芳香族化合物的危害 u所所含含的的多多环环芳芳烃烃和和杂杂环环化化合合物物中中,其其中中
9、有有不不少少是是致致癌癌或或者者是是致致突突变变物物质质,不不但但会会对对环环境境造造成成严严重重污污染染,同时也会直接威胁到我们人类健康。同时也会直接威胁到我们人类健康。u有机物的危害有机物的危害u所所含含的的大大量量有有机机物物,因因为为很很多多是是难难降降解解或或者者是是有有毒毒的的,所所以以若若不不经经过过处处理理而而直直接接排排入入到到水水体体,整整个个水水体体缺氧,从而危害水生生物进而破坏整个水环境。缺氧,从而危害水生生物进而破坏整个水环境。一、概述u焦化废水的危害焦化废水的危害u氰化物的危害氰化物的危害u氰氰化化物物是是一一种种剧剧毒毒性性物物质质,在在氰氰化化物物的的慢慢性性作
10、作用用下下,由由于于组组织织供供氧氧不不足足,可可引引起起一一系系列列反反射射性性改改变变,如如红红细细胞胞血血红红蛋蛋白白代代谢谢性性增增高高,血血糖糖升升高高以以提提高高血血氧氧容容易易,加加速速能能量量代代谢谢的的恢恢复复,由由于于体体内内SCN-增增加加,还还可可由由此此引引起起血血压压下下降降,并并抑抑制制甲甲状状腺腺聚聚碘碘功功能能,干干扰扰碘碘的的有有机机结结合合过过程程,妨妨碍碍甲甲状状腺腺激激素素的的合合成成,并并能能增增加加碘碘由由肾肾脏脏的的排排出出,减减少少体体内内碘碘的的储储备备,从从而而引引起起甲甲状状腺腺机机能能低低下下,致致使使脑脑垂垂体体前前叶叶代代谢谢性性地
11、地加加强强分分泌泌促促甲甲状状腺腺素,从而导致素,从而导致甲状腺组织增生肿大甲状腺组织增生肿大。一、概述u焦化废水的危害焦化废水的危害u氰化物的危害氰化物的危害u另另外外,氰氰化化物物慢慢性性中中毒毒的的发发生生与与机机体体。整整个个营营养养状状况况也也有有关关,如如维维生生素素B12缺缺乏乏,蛋蛋白白质质营营养养不不良良,尤尤其其是是含含硫硫氨氨基基酸酸的的缺缺乏乏可可使使机机体体用用于于CN-解解毒毒的的S2O3、S及及=SH减减少少这这些些因因素素均均可可使使摄摄入入体体内内的的CN-毒毒性性增增加加,从从而而导导致致一一系系列列慢慢性性中中毒毒的的症症状状和和体体征征出现出现。一、概述
12、u生化处理技术生化处理技术u化学处理技术化学处理技术 u物理化学处理技术物理化学处理技术二、焦化废水的处理技术u生化处理技术生化处理技术u普通活性污泥法普通活性污泥法uSBR 工艺工艺 uA2/O工艺工艺 uA/O2 工艺工艺u固定化高效微生物处理工艺固定化高效微生物处理工艺u生物流化床技术生物流化床技术 u生物强化技术生物强化技术 二、焦化废水的处理技术u普通活性污泥法普通活性污泥法 I.Vazquez 等等采采用用垃垃圾圾填填埋埋厂厂的的活活性性污污泥泥进进行行生生物物降降解解焦焦化化废废水水研研究究。比比较较了了添添加加与与不不添添加加碳碳酸酸氢氢钠钠的的条条件件下下,COD、酚酚类类化
13、化合合物物和和SCN-的的去去除除效效果果。结结果果表表明明:在在两两种种情情况况下下,SCN-、COD 和和苯苯酚酚的的去去除效果相差不大。除效果相差不大。生化处理技术u普通活性污泥法普通活性污泥法 鞍鞍钢钢化化工工总总厂厂和和中中冶冶集集团团建建筑筑研研究究总总院院环环保保所所的的研研究究表表明明,生生物物铁铁法法处处理理焦焦化化废废水水与与传传统统活活性性污污泥泥法法相相比比具有以下优点:具有以下优点:(1)可可加加强强曝曝气气池池内内吸吸附附、生生物物气气化化和和凝凝聚聚过过程程,提提高有机物去除率;高有机物去除率;(2)可可改改善善活活性性污污泥泥的的活活性性和和沉沉降降性性能能,增
14、增加加曝曝气气池池内污泥的浓度;内污泥的浓度;(3)可承受较大的有机物冲击负荷,抗毒能力较强。可承受较大的有机物冲击负荷,抗毒能力较强。生化处理技术uSBR 工艺工艺 Maran E等等采采用用SBR工工艺艺处处理理焦焦化化废废水水,焦焦化化废废水水经经吹吹脱脱预预处处理理,氨氨氮氮去去除除达达96%(HRT=66h),在在SBR反反应应器器中中,HRT=115h时时,COD、硫硫氰氰酸酸盐盐、酚酚的的去去除除率率分分别别为为85%,98%,99%,最最终终(酚酚)=118mg/L,(SCN-)=514 mg/L,(COD)=206mg/L。对对处处理理焦焦化化废废水水而而言言,由由于于SBR
15、工工艺艺水水力力停停留留时时间间太太长长,导导致致设设备备庞庞大大,焦焦化化废废水水中中高高毒毒性性的的物物质质也也会会影影响运行的稳定性。响运行的稳定性。生化处理技术uA2/O工艺工艺uMaran Li等等比比较较了了A2/O与与A/O工工艺艺对对焦焦化化废废水水的的处处理理效效果果,在在HRT大大致致相相同同的的条条件件下下,这这两两个个系系统统对对COD和和NH4+-N具具有有几几乎乎相相同同的的处处理理效效果果。由由于于A2/O 增增加加了了水水解解酸酸化化阶阶段段,因因此此比比A/O对对有有机机氮氮和和总氮具有更好的处理效果。总氮具有更好的处理效果。u邱邱贤贤华华等等研研究究发发现现
16、,系系统统在在优优化化条条件件下下,A2/O 固固定定化化生生物物膜膜系系统统对对除除碳碳、硝硝化化、脱脱氮氮起起到到了了比比较较令令人满意的效果。人满意的效果。生化处理技术uA2/O工艺工艺生化处理技术uA/O2工艺工艺u主要由水解酸化池、厌氧池和好氧硝化池组成。主要由水解酸化池、厌氧池和好氧硝化池组成。u水水解解酸酸化化的的作作用用是是提提高高焦焦化化废废水水的的可可生生化化性性;厌厌氧氧反反应应器器和和好好氧氧硝硝化化池池的的功功能能主主要要是是利利用用微微生生物物的的代代谢谢去去除除COD和氨氮。和氨氮。u根根据据周周鑫鑫等等报报道道,A/O2 工工艺艺处处理理焦焦化化废废水水是是可可
17、行行的的。该该废废水水处处理理系系统统运运行行两两年年来来COD、NH4+-N去去除除率率分分别别达达到到了了87%和和93%。但但该该工工艺艺系系统统耐耐冲冲击击负负荷荷能能力力较较差差,需需要要加加入入大大量量清清水水稀稀释释,为为使使活活性性污污泥泥得得到到良良好好的的脱脱氮氮效果,必须要有较长的效果,必须要有较长的HRT,通常,通常HRT 20d。生化处理技术uA/O2工艺工艺生化处理技术uA/O2工艺工艺生化处理技术u固定化高效微生物处理工艺固定化高效微生物处理工艺(3T-AF/BAF工艺工艺)是国际上从是国际上从20世纪世纪60 年代后期开始迅速发展的一项年代后期开始迅速发展的一项
18、技术,它是通过化学或物理手段将游离的微生物固定在技术,它是通过化学或物理手段将游离的微生物固定在载体上使其高度密集,并使其保持活性反复利用的方法。载体上使其高度密集,并使其保持活性反复利用的方法。最初主要用于工业微生物发酵生产,最初主要用于工业微生物发酵生产,20世纪世纪70年代后期年代后期开始应用于废水处理。开始应用于废水处理。生化处理技术u固定化高效微生物处理固定化高效微生物处理(3T-AF/BAF)工艺工艺 3T-AF/BAF工工艺艺结结合合了了A/O工工艺艺、接接触触氧氧化化工工艺艺和和生生物滤池的优点,其特点在于物滤池的优点,其特点在于:池内装填多孔结构的生物载体,载体比表面积大,池
19、内装填多孔结构的生物载体,载体比表面积大,孔隙率高,生物附着力强,挂膜性能好,挂膜快,生孔隙率高,生物附着力强,挂膜性能好,挂膜快,生物膜稳定,不易结垢和堵塞,具有良好的机械性能和物膜稳定,不易结垢和堵塞,具有良好的机械性能和化学性能,使用寿命长。化学性能,使用寿命长。池内接种高效微生物,含有多种微生物种群和复合池内接种高效微生物,含有多种微生物种群和复合酶制剂,活性高,适应性强,对高浓度、大分子、难酶制剂,活性高,适应性强,对高浓度、大分子、难降解有机物及有毒有害物质有较强降解能力和抗冲击降解有机物及有毒有害物质有较强降解能力和抗冲击能力,对氨氮有良好的处理效果。能力,对氨氮有良好的处理效果
20、。生化处理技术u固定化高效微生物处理固定化高效微生物处理(3T-AF/BAF)工艺工艺高效微生物在载体上附着生长,微生物在处理系统呈高效微生物在载体上附着生长,微生物在处理系统呈现分层、分群分布,在不同区域都能保持优势菌群和现分层、分群分布,在不同区域都能保持优势菌群和最佳活性,发挥最佳降解效果,并可反复利用。最佳活性,发挥最佳降解效果,并可反复利用。微生物负载量大,处理效率高,水力停留时间短,可微生物负载量大,处理效率高,水力停留时间短,可节省占地面积和基建投资。节省占地面积和基建投资。系统抗冲击能力强,对温度和系统抗冲击能力强,对温度和pH适应范围宽,恢复适应范围宽,恢复启动快,尤其是在系
21、统检修期间能快速恢复运行,不启动快,尤其是在系统检修期间能快速恢复运行,不需要重新培养驯化。需要重新培养驯化。生化处理技术u固定化高效微生物处理固定化高效微生物处理(3T-AF/BAF)工艺工艺可降解具有恶臭的有机物、氨氮及含可降解具有恶臭的有机物、氨氮及含S化合物,控化合物,控制处理过程中产生的不良气味,避免臭味对环境造制处理过程中产生的不良气味,避免臭味对环境造成二次污染,有利于改善污水处理厂环境。成二次污染,有利于改善污水处理厂环境。污泥量少,只有普通活性泥法的污泥量少,只有普通活性泥法的3%5%,可节,可节省污泥处理费用和劳动强度。省污泥处理费用和劳动强度。工艺运行稳定、安全、可靠,运
22、行费用低,操作工艺运行稳定、安全、可靠,运行费用低,操作管理简便。管理简便。生化处理技术u固定化高效微生物处理固定化高效微生物处理(3T-AF/BAF)工艺工艺u固固定定化化微微生生物物技技术术目目前前国国内内还还没没有有统统一一的的分分类类标标准准,主主要要有有结结合合同同定定化化、交交联联固固定定化化、包包埋埋固固定定化化和自身固定化和自身固定化等几种方法。等几种方法。u黄黄霞霞等等对对固固定定化化优优势势菌菌种种处处理理焦焦化化废废水水中中几几种种难难降降解解有有机机物物的的实实验验研研究究表表明明:固固定定化化优优势势菌菌种种降降解解有有机机物物效效率率高高,经经其其处处理理8h,可可
23、将将相相应应的的喹喹啉啉、异异喹喹啉、吡啶降解啉、吡啶降解90%以上。以上。生化处理技术u固定化高效微生物处理固定化高效微生物处理(3T-AF/BAF)工艺工艺u徐徐英英应应用用固固定定化化微微生生物物小小球球技技术术结结合合厌厌氧氧好好氧氧工工艺艺处处理理焦焦化化废废水水,结结果果表表明明,经经固固定定化化微微生生物物厌厌氧氧酸酸化化24h、好好氧氧曝曝气气24h 后后,出出水水COD 为为132.1mg/L,氨氨氮为氮为24mg/L,达到国家,达到国家GB8978-1996 二级排放标准。二级排放标准。uYong Lu等等采采用用木木屑屑为为载载体体固固定定化化白白腐腐菌菌孢孢原原毛毛平平
24、革革菌菌来来生生物物降降解解酚酚类类化化合合物物的的焦焦化化废废水水。固固定定化化真真菌菌对酚类化合物和对酚类化合物和COD 的去除率明显高于自由真菌。的去除率明显高于自由真菌。生化处理技术u生物流化床技术生物流化床技术 兼有完全混合式活性污泥法接触所形成的高效率和生物兼有完全混合式活性污泥法接触所形成的高效率和生物膜法能够承受负荷变化冲击的双重优点,具有良好的处理膜法能够承受负荷变化冲击的双重优点,具有良好的处理效果,韦朝海等采用自行研制的新型结构生物三相流化床效果,韦朝海等采用自行研制的新型结构生物三相流化床来研究生物处理系统各个单元结构在焦化废水处理中的降来研究生物处理系统各个单元结构在
25、焦化废水处理中的降解特性及耦合关系。结果表明,厌氧流化床能有效提高焦解特性及耦合关系。结果表明,厌氧流化床能有效提高焦化废水的可生化性,一级好氧流化床能高效降解有机污染化废水的可生化性,一级好氧流化床能高效降解有机污染物,二级好氧流化床对物,二级好氧流化床对NH4+-N 平均去除率达到平均去除率达到89.9%,出,出水水NH4+-N 浓度稳定在浓度稳定在15mg/L 以下。生物系统出水经过滤以下。生物系统出水经过滤混凝沉淀工艺后达到混凝沉淀工艺后达到钢铁工业水污染物排放标准钢铁工业水污染物排放标准(GB 13456-1992)中的一级排放标准。中的一级排放标准。生化处理技术u生物强化技术生物强
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