本發(fā)明屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種焦化廢水尾水的處理方法。本發(fā)明采用活性炭激活過硫酸鹽氧化處理技術(shù)對焦化廢水尾水進(jìn)行深度處理。

背景技術(shù)：

焦化廢水是煤在高溫干餾、煤氣凈化和副產(chǎn)品回收和精制過程中產(chǎn)生的一種成分復(fù)雜、有毒、難降解的工業(yè)廢水，除含有高濃度的氨、氰化物、硫氰化物、氟化物等無機(jī)污染物外，還含有酚類、吡啶、喹啉、多環(huán)芳烴(PAHs)等有機(jī)污染物。

目前焦化廢水經(jīng)A/O、A²/O、A/O²、A²/O²組合處理后的出水中，COD及色度分別大于150mg/L和60倍，不能滿足新的煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB16171-2012）。焦化廢水生化出水仍殘留有部分不能被微生物利用的有機(jī)物，表現(xiàn)為生物降解方面的惰性。

焦化廢水尾水通常指經(jīng)過生物處理和混凝處理后排放的廢水，盡管達(dá)到了國家關(guān)于鋼鐵行業(yè)廢水的排放標(biāo)準(zhǔn)，但焦化廢水尾水中仍殘留一些諸如多環(huán)芳烴、鄰苯二甲酸鹽等生物難降解的有機(jī)污染物以及少量的硫化物、氰化物等無機(jī)污染物，通常尾水B/C＜0.1，這也表明其可生化性非常低，不適合做進(jìn)一步的生物處理。

目前大部分工業(yè)企業(yè)在追求焦化廢水處理的零排放或近零排放，即將焦化廢水尾水經(jīng)物理化學(xué)處理耦合超濾、反滲透雙膜工藝處理后重復(fù)使用。然而，上述工藝方法一方面在運(yùn)行過程中存在著膜堵塞的問題；另一方面，混凝與雙膜工藝中間的物理化學(xué)處理一般采用臭氧氧化法，但產(chǎn)生O₃的成本高，O₃在水中溶解性小，實(shí)現(xiàn)O₃在稀相反應(yīng)中的高利用率在工程規(guī)模上仍然存在許多困難。許多工程實(shí)踐證明，如果雙膜前進(jìn)水COD小于50mg/L的話，膜堵塞的次數(shù)將會減少。因此，在進(jìn)入膜分離技術(shù)之前，尾水中污染物濃度的進(jìn)一步降低對于保證膜通量、減少反沖洗次數(shù)、降低能耗非常重要。尋找合適的物理化學(xué)處理方法，是實(shí)現(xiàn)尾水中污染物有效去除的關(guān)鍵。

韓濤等采用臭氧流化床深度處理焦化廢水尾水，當(dāng)pH=10時，COD、UV₂₅₄和色度的去除率分別為51.5%、87.3%和85.0%，去除效果優(yōu)于pH=7和pH=5條件下的反應(yīng)。但該方法需要調(diào)節(jié)pH值，且COD、色度的去除率較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種焦化廢水尾水的深度處理方法，以本發(fā)明方法處理焦化廢水尾水（COD 150～225mg/L，色度250～300倍），處理效果穩(wěn)定，出水COD小于50mg/L，色度小于30倍。

本發(fā)明所述的焦化廢水尾水深度處理方法是將添加有過硫酸鈉的焦化廢水尾水通過一個裝填有活性炭的濾池內(nèi)，以活性炭激活過硫酸鹽氧化處理焦化廢水尾水，實(shí)現(xiàn)對所述焦化廢水尾水的深度處理。

其中，所述的焦化廢水尾水是以連續(xù)流的形式通過所述濾池，且控制焦化廢水尾水在所述濾池內(nèi)的水力停留時間為2～4h。

本發(fā)明所述深度處理方法中，向焦化廢水尾水中添加的過硫酸鈉的質(zhì)量濃度應(yīng)調(diào)控在2～6g/L的范圍之內(nèi)。

本發(fā)明所述深度處理方法中，在所述濾池內(nèi)裝填的活性炭優(yōu)選為粒徑2～6mm的顆粒炭，進(jìn)一步地，所述活性炭優(yōu)選使用煤質(zhì)炭。

本發(fā)明所述焦化廢水尾水的深度處理優(yōu)選在20～30℃條件下進(jìn)行。

進(jìn)一步地，本發(fā)明還可以在所述濾池內(nèi)設(shè)置曝氣裝置，以在氧化反應(yīng)的同時向?yàn)V池內(nèi)曝氣。所述濾池內(nèi)的供氣量一般應(yīng)控制在3～5m³/m²·h。

本發(fā)明所述的濾池優(yōu)選使用圓柱形的連續(xù)流反應(yīng)器。所述曝氣裝置被設(shè)置在濾池的底部，優(yōu)選使用穿孔管式曝氣裝置。

本發(fā)明提供了一種活性炭激活過硫酸鹽氧化法處理焦化廢水尾水的方法，以本發(fā)明方法處理焦化廢水尾水，可以不調(diào)節(jié)焦化廢水尾水的pH值，處理操作過程簡單，出水COD小于50mg/L，色度小于30倍。其具體優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

1、可以在20～30℃下進(jìn)行處理操作，不需要加熱，不需要另外加酸堿調(diào)節(jié)濾池內(nèi)焦化廢水尾水的pH值，操作條件簡化，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性高。

2、濾池中的活性炭可以激活過硫酸鹽氧化有機(jī)物，即活性炭激活過硫酸鹽，產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化性的硫酸根自由基（·SO₄^-），利用其氧化廢水中的有機(jī)物，同時利用活性炭的表面積吸附有機(jī)物。因此，本發(fā)明焦化廢水尾水中COD和色度的去除是過硫酸鹽氧化和吸附協(xié)同作用的結(jié)果。

3、采用活性炭激活過硫酸鹽處理焦化廢水尾水，能提高活性炭的使用壽命，可以使用較長時間后再生，再生頻率低。

4、本發(fā)明可以在活性炭濾池中增設(shè)曝氣裝置，以在氧化有機(jī)物的同時，吹脫氧化過程中產(chǎn)生的二氧化碳，縮短達(dá)到吸附平衡的時間。

5、與臭氧氧化法比較，采用本發(fā)明的活性炭激活過硫酸鹽氧化深度處理焦化廢水尾水方法，過硫酸鹽更易溶于水，且氧化能力比臭氧強(qiáng)，適應(yīng)的pH范圍寬(pH3～9)，運(yùn)行穩(wěn)定，出水COD小于50mg/L，色度小于30倍。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

在COD 200mg/L、色度300倍的焦化廢水尾水中加入過硫酸鈉，使其濃度達(dá)到3g/L，以連續(xù)流的方式通入30g/L活性炭濾池中，調(diào)節(jié)活性炭濾池水力停留時間4h。經(jīng)檢測，出水COD 42mg/L，COD去除率79%，色度28倍。

實(shí)施例2

在COD 200mg/L、色度280倍的焦化廢水尾水中加入過硫酸鈉，使其濃度達(dá)到3g/L，以連續(xù)流的方式通入30g/L活性炭曝氣濾池中，曝氣裝置安裝在距濾池底部30cm處，采用穿孔管式曝氣裝置。調(diào)節(jié)活性炭曝氣濾池水力停留時間3h，活性炭曝氣濾池的供氣量為5m³/m²·h。經(jīng)檢測，流出濾池的出水COD 40mg/L，COD去除率80%，色度26倍。

實(shí)施例3

在COD 180mg/L、色度280倍的焦化廢水尾水中加入過硫酸鈉，使其濃度達(dá)到4g/L，以連續(xù)流的方式通入35g/L活性炭濾池中，調(diào)節(jié)活性炭濾池水力停留時間3h。經(jīng)檢測，出水COD 40mg/L，色度26倍。COD去除率77.8%。

實(shí)施例4

在COD 180mg/L、色度280倍的焦化廢水尾水中加入過硫酸鈉，使其濃度達(dá)到4g/L，以連續(xù)流的方式通入35g/L活性炭曝氣濾池中，曝氣裝置安裝在距濾池底部30cm處，采用穿孔管式曝氣裝置。調(diào)節(jié)活性炭曝氣濾池水力停留時間3h，活性炭曝氣濾池的供氣量為4m³/m²·h。經(jīng)檢測，流出濾池的出水COD 30mg/L，COD去除率83.3%，色度20倍。

實(shí)施例5

在COD 150mg/L、色度250倍的焦化廢水尾水中加入過硫酸鈉，使其濃度達(dá)到5g/L，以連續(xù)流的方式通入40g/L活性炭濾池中，調(diào)節(jié)活性炭濾池水力停留時間3h。經(jīng)檢測，出水COD 31mg/L，COD去除率79.3%，色度23倍。

實(shí)施例6

在COD 150mg/L、色度250倍的焦化廢水尾水中加入過硫酸鈉，使其濃度達(dá)到5g/L，以連續(xù)流的方式通入40g/L活性炭曝氣濾池中，曝氣裝置安裝在距濾池底部30cm處，采用穿孔管式曝氣裝置。調(diào)節(jié)活性炭曝氣濾池水力停留時間2h，活性炭曝氣濾池的供氣量為3m³/m²·h。經(jīng)檢測，流出濾池的出水COD 35mg/L，COD去除率76.7%，色度25倍。

實(shí)施例7

在COD 225mg/L、色度290倍的焦化廢水尾水中加入過硫酸鈉，使其濃度達(dá)到6g/L，以連續(xù)流的方式通入45g/L活性炭濾池中，調(diào)節(jié)活性炭濾池水力停留時間3h。經(jīng)檢測，出水COD 40mg/L，COD去除率82.2%，色度23倍。

實(shí)施例8

在COD 225mg/L、色度290倍的焦化廢水尾水中加入過硫酸鈉，使其濃度達(dá)到6g/L，以連續(xù)流的方式通入45g/L活性炭曝氣濾池中，曝氣裝置安裝在距濾池底部30cm處，采用穿孔管式曝氣裝置。調(diào)節(jié)活性炭曝氣濾池水力停留時間2h，活性炭曝氣濾池的供氣量為4m³/m²·h。經(jīng)檢測，流出濾池的出水COD 42mg/L，COD去除率81.3%，色度25倍。

實(shí)施例9

在COD 211mg/L、色度254倍的焦化廢水尾水中加入過硫酸鈉，使其濃度達(dá)到6g/L，以連續(xù)流的方式通入40g/L活性炭濾池中，調(diào)節(jié)活性炭濾池水力停留時間3h。經(jīng)檢測，出水COD 38mg/L，COD去除率82%，色度22倍。

比較例1

在COD 211mg/L、色度254倍的焦化廢水尾水中加入過硫酸鈉，使其濃度達(dá)到6g/L，反應(yīng)時間2h。經(jīng)檢測，出水COD 199mg/L，COD去除率5.7%，色度234倍，單獨(dú)過硫酸鹽氧化COD去除率較低。

比較例2

將COD 211mg/L、色度254倍的焦化廢水尾水以連續(xù)流的方式通入40g/L活性炭濾池中，調(diào)節(jié)活性炭濾池水力停留時間3h。經(jīng)檢測，出水COD 133.8mg/L，COD去除率36.6%，色度96倍。

實(shí)施例9以過硫酸鹽氧化與活性炭吸附耦合的方法處理相同水質(zhì)，與本實(shí)施例的活性炭單獨(dú)處理相比，COD去除率可以提高45.4%。

實(shí)施例10

取COD 225mg/L、色度300倍的焦化廢水尾水100mL，置于三角瓶中，加入過硫酸鈉和顆?；钚蕴?，使過硫酸鈉和活性炭的濃度分別為6g/L和30g/L，置于30℃恒溫?fù)u床上反應(yīng)2h。經(jīng)檢測，出水COD 46mg/L，色度22倍，COD去除率79.6%，色度去除率92.7%。

使用后的活性炭用蒸餾水洗凈，置于60℃恒溫干燥箱中烘干2h，重復(fù)使用，COD去除率仍達(dá)到75.5%，色度去除率86.2%。

第三次使用后，COD去除率仍達(dá)61.1%，色度去除率84.0%。

據(jù)此可以證明：采用活性炭激活過硫酸鹽氧化處理焦化廢水尾水，可以延長活性炭的使用壽命。