純利用生物法處理焦化廢水,出水很難達標,必須增加一些輔助的物化方法使之達到排放標準。下面介紹現在工業上常用的幾種方法。
鐵炭微電解
鐵炭微電解是基于電化學中的電池反應,金屬陽極直接和陰極材料接觸在一起,浸沒在電解質溶液中,發生電池反應而成腐蝕電池,金屬陽極被腐蝕而消耗。其電極反應如下:
陽極(Fe):Fe→Fe2++2eE0=-0.44V
陰極(C):酸性條件下:2H++2e→2〔H〕→H2
E0(H+/H2)=0V
酸性充氧條件下:O2+4H++4e→2H2O
E0(O2)=1.23V
中性條件下:O2+2H2O+4e→4OHE0=0.40V
由陰極反應可見,在酸性充氧的條件下,兩者的電位差最大,腐蝕反應進行最快,這說明鐵在還原曝氣條件下處理化工有機廢水的效果應該優于不曝氣條件下的處理效果。另外,陰極反應消耗了大量的H+會提高溶液的pH值。此外,在微電解的過程中還會發生下列反應:
Fe2++O2+H+→Fe3++H2O
Fe2++H2O+H+→Fe3++H2O2
Fe2++H2O2→Fe3++OH+OH-
Fe2++OH→Fe3++OH-
其間所生成的羥自由基OH氧化性極強,可以使有機物氧化。鐵炭微電解池一般在AAO工藝段前面,對焦化廢水進行預處理。在絮凝、吸附、架橋、卷掃、共沉、電沉積、電化學還原等多種作用綜合效應下,提高了焦化廢水的可生化性。
膜濾
膜濾是指在某種推動力的作用下,利用膜的透過性能,達到分離混合物(如溶液)中離子、分子以及某些微粒的過程。依據其孔徑不同,可將膜分為:微濾膜、超濾膜、納濾膜和反滲透膜。在焦化廢水處理工程中,可以根據不同的出水水質要求選擇不同孔徑的膜。但由于價格原因,最常用的是微濾膜,其孔徑一般在0.4μm左右,CODcr去除率一般可達到75%~80%。如果用在A2/O工藝段后面,可以使出水達到一級排放標準。英國Porlock用MBR處理廢水,去除懸浮物、CODcr、生化需氧量(BOD)、氮和細菌,每年用NaClO清洗一次膜(孔徑0.4μm的板框式有機膜,15000m2),進水BOD為160mg/L,出水水質為:BOD<4mg/L、CODcr<25mg/L、NH3<1mg/L、濁度(NTU)<0.3mg/L。
生物活性炭技術
生物活性炭(BAC)技術是利用具有巨大比表面積及發達孔隙結構的活性炭對水中有機物及溶解氧有強的吸附特性,以及將其作為載體,在適當的溫度及營養條件下,是微生物集聚、繁殖生長的良好場所,同時發揮活性炭的物理吸附作用和微生物生物降解作用,或稱為生物活性炭法。活性炭吸附有如下優點:①增加水中溶解性有機物的去除效率,提高出水水質;②延長活性炭的再生周期,減少運行費用;③水中氨氮和亞硝酸氮可被生物氧化為硝酸鹽,從而減少了后氯化的投氯量,降低三鹵甲烷的生成量;④有效去除水中可生化有機物(BDOC)和無機物(NH4-N、NO2-N、Fe和Mn等),提高了出水的生物穩定性。特別是對于經A2/O工藝處理后的低濃度有機廢水(CODcr在200~300mg/L)有很好的去除CODCr和色度的效果。具體聯系污水寶或參見http://www.bnynw.com更多相關技術文檔。
吸附或混凝
焦化廢水經AAO工藝生化脫氮和去除大部分CODCr后可再用吸附或混凝法進一步處理。吸附法中常采用活性炭、粉煤灰等作吸附劑,但存在成本高或殘渣難處理等困難,實際運行時大多采用混凝法。混凝法的關鍵在于混凝劑。目前一般采用硫酸鐵作混凝劑,對CODCr的去除效果較好,但對色度及F-的去除效果較差。在焦化廢水處理中,為了達到更好的去除效果,有時會投加絮凝劑。聚硅酸鹽類絮凝劑是近年來興起的無機高分子水處理劑,該類絮凝劑具有電中和及吸附架橋作用,絮凝效果好,制備簡單。缺點是容易膠凝,難以長期保存,一般需要現配現用。高鐵酸鹽是一種六價鐵的化合物,具有強氧化性,是非氯型高效多功能的水處理劑,具有優異的脫色功能,在CODcr脫除、濁度脫除方面也具有良好的性能,不僅形成的絮凝顆粒小,數量少,沉降速度快,且不造成二次污染。
芬頓法
近20年來,Fenton試劑在廢水處理中的應用在國內外受到普遍重視。研究表明Fenton試劑處理廢水對酚、CODCr、TOC都有較好的去除率。利用光、電、聲、磁催化氧化技術處理有機廢水,尤其是難于生化降解的“三致”(致癌、致畸、致突)有機污染物,是當前世界水處理技術研究中相當活躍的領域。許海燕、李義久等對Fenton混凝催化氧化反應處理焦化廢水的影響因素進行試驗探索,并對實驗過程中廢水進行了紫外掃描,考察實驗過程中的反應進程。研究結果表明,焦化廢水在Fenton反應的催化氧化下產生了易被混凝沉降的中間產物。控制適當的溫度,在適當的pH值環境下,當ρ(Fe2+)=140mg/L,ρ(H2O2)=200mg/L,ρ(FeCl3)=26mg/L,ρ(PAM)=5.2mg/L時,CODCr去除率能達到87.30%,色度去除率達到99.45%,CODCr和色度均達到標準。


