伊朗伊斯法罕鋼鐵廠焦化含酚廢水處理技術

哈 亮

(中國鋁業集團中色十二冶金建設有限公司,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

哈 亮

(中國鋁業集團中色十二冶金建設有限公司,山西 太原 030009)

介紹了高濃度廢水生物處理工藝(MBCT)系統的組成與特點，從物理化學處理單元、生物化學處理單元、加藥系統三方面，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，反應器

0 引言

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

1 高濃度廢水生物處理工藝“MBCT”

1.1 工藝系統組成

該技術含酚廢水處理工藝設備組成主要包括：柱體設備平面布置；風機房布置；泵類設備布置；綜合樓布置。工藝系統組成主要包括：物理化學處理單元，生物化學處理單元和加藥系統。

1.2 工藝特點

該技術工藝主要對焦化廢水中含有的苯酚，硫氰化物，氨氮及其氧化物進行脫除。相對于傳統的硝化反硝化工藝，“MBCT”工藝是一種新的突破。該工藝將硝化—反硝化反應利用同一個反應單元實現，不再單獨設置反硝化單元，簡化了工藝流程。

目前，該工藝在俄羅斯已經有三個“MBCT”工廠都得到了成功的應用。

2 伊朗伊斯法罕鋼鐵廠采用的工藝系統

2.1 物理化學處理單元

來自焦化廠化學產品生產工段的蒸氨塔廢水在管式熱交換器中冷卻到30 ℃～35 ℃，然后輸送到預曝氣混合池。預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)進行均和攪拌。預曝氣混合池采用鼓風機提供的空氣進行攪拌，風量大約為50 m3/h；同時，通過泵將硫酸亞鐵供藥罐5%硫酸亞鐵溶液添加到預曝氣混合池。污水對硫酸亞鐵的消耗為50 g/m3～80 g/m3。

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

在預曝氣階段后，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生化學反應，生成無毒的鐵氰化物除去。重油經過重力沉降也得到去除。這為后續的生物降解降低了毒性。

廢水在初沉池中停留的總時間約為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行回收，罐中的分離水再經過輸送回預曝氣混合池中。初沉池上部的輕油和部分水通過一個斜槽流入另一個儲油罐。收集后的輕油經油水分離后，通過泵輸送回前段進行回收，分離后的水再通過泵返回預曝氣混合池。

廢水經過初沉池處理后進入浮選系統。浮選系統采用全溶氣氣浮方式，即回流水比為50 m3。廢水進入壓力溶氣水罐，與壓縮空氣進行混合，再經過高壓水泵輸送至浮選池釋放區，釋放出細碎的氣泡，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行進一步的處理。

經過浮選池后，廢水進入中間收集池，中間收集池由兩個相同大小的池子構成。在這個階段，部分水通過泵回流到浮選機。

2.2 生物化學處理單元

經過物理化學處理單元后，廢水進入兩個大小相同的收集池，它們的體積均為1 500 m3。這兩個池子都裝有曝氣裝置。

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

在經過上述的調節池后，廢水由泵提升進入一階段的四個反應器，在此階段進行硝化—反硝化反應。所有的反應器按照鏈狀排列且反應器之間用S形溢流管相連。每個反應器上都需要裝上閘閥。

在一階段的所有反應器中都需要進行充分的曝氣。在此階段的曝氣裝置的設計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器，另一部分則被泵輸送到焦油罐中。

經過上述處理后的水進入體積為100 m3的集水池中進行進一步殘余氮和COD的凈化。

在這個階段仍需要進行充分的曝氣，曝氣裝置的設計和位置同第一階段的相似。在這個階段，污泥仍然要進行回流，多余部分的污泥通過泵輸送進入收集池。處理后的水進入收集池，體積為100 m3。此時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。

為了進一步提高廢水的處理質量，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

加藥系統包含以下三部分：1)工業碳酸鈉；2)磷酸；3)硫酸亞鐵。

2.3.1 工業碳酸鈉加藥單元

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級碳酸鈉，其有效含量不低于90%。

工業級碳酸鈉包裝在50 kg袋子，由卡車運送到含酚廢水處理區域，然后由承載量達1 t的吊車卸到裝料平臺，再由管道運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池中。其中一個配比泵需要持續工作。堿液的配比量通過pH值來調控。在回收裝置及蒸氨塔正常運轉的情況下，工業碳酸鈉的消耗量為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處理中，需投加5%～10%磷酸作為磷營養物質。工業磷酸中有效成分H3PO4含量不低于73%，在20 ℃下密度不低于1.565 g/cm3。

工業磷酸以20 L或者40 L塑料瓶運到含酚廢水處理站，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菌培養箱。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是工業級的鐵礬(FeSO4·7H2O)，藍綠色晶粒，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 處理前后的水質指標對比

廢水處理前后水質指標對比見表1。

表1 廢水處理前后水質指標對比表

在對投入運行的“MBCT”工廠研究后發現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，同時降低了“MBCT”工藝處理酚氰廢水的難度。

4 結語

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在廢水預曝氣系統和混合反應塔部分。

2)在實際運行中對污水溫度、壓力、回流比的控制需要一定時間的積累才能夠調整到適宜的運行參數，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整體為一個封閉可循環系統，減少了系統自運行產生的廢水、廢液、廢渣，以及對外排放的可能性。

[1] 朱 亮，張文妍.水處理工程運行與管理[M].北京：化學工業出版社，2004.

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