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全自动自清洗过滤器采用内循环微电解技术处理焦化污水

来源: 北京莱金源水处理技术有限公司

全自动自清洗过滤器采用内循环微电解技术处理焦化污水
   焦化污水是煤化行业的一种高浓度工业有机污水,它主要是来自焦炉煤气初冷和焦化生产过程中的生产用水以及蒸汽冷凝污水,其中影响最大的是蒸氨污水。焦化污水的处理一直以来都是污水处理行业中的重点和难点。目前,工程上处理焦化污水多采用以生化法(A/O、A2/O、A/O2、A2/O2)和混凝沉淀组合的处理工艺,该工艺可以使出水的COD达到150 mg·L−1。然而,现行的《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB 16171-2012)要求,焦化污水的直排标准COD排放限制为80 mg·L−1。因此,以生化法和混凝沉淀组合工艺处理的焦化污水,需要进一步深度处理。
    目前,常用的深度处理工艺主要有:膜处理法或臭氧-曝气生物滤池(BAF)等方法,然而这些工艺存在着成本昂贵、低负荷、二次污染严重等问题。因此,亟需研发出一种成本低廉、处理效果良好的新型工艺。本研究将采用内循环铁炭微电解技术对焦化污水进行深度处理。铁炭微电解技术又称作内电解法,此技术以活泼的铁作为阳极,惰性的炭为阴极在污水中形成原电池,通过原电池的电富集、氧化还原及离子的混凝沉淀等作用对污水处理的一种低廉高效技术。其作用机理:在酸性条件下,反应过程中通过铁屑的腐蚀产生还原能力很强的二价铁离子及还原氢,在曝气情况下,氧气作为电子受体形成H2O2,可以与Fe2+形成Fenton反应,可以对污水中含有醛基、亚硝基、羧基等部分发色基团及部分高分子有机物污染物进行高效氧化还原作用,从而将大分子有机物转化为可生物降解的小分子有机物,提高污水的可生化性。在反应过程中,Fe2+容易氧化形成Fe3+,并最终形成具有强于一般絮凝剂的氢氧化物胶体(反应,通过絮凝作用有效去除污水中的有机物。 铁炭微电解在焦化污水处理领域得到了一定的应用。但在使用过程中,发现铁炭填料具有易板结、铁表面快速钝化的缺点。目前,研究者主要从2个方面来解决上述问题:一是开发新型抗板结填料,这些新型填料主要是在传统填料中添加黄泥等抗板结材料烧结而成,一定程度上预防了板结,但是减少了电极间接触面积,而削弱了原电池作用,同时在处理过程中,由于黄泥等成分的脱落,增大了污泥的产量,给污泥处理带来了不便;二是改变反应器结构,使填料发生运动,采用最多的是机械搅拌结构,该结构虽然在一定程度上解决了填料板结、钝化等问题,但机械转动装置的引入,既增加了成本,又增加了流场的复杂性,应用中易出现流动死角。本研究采用本课题组开发的具有独特内循环结构的微电解反应装置,此装置是在气升式内循环反应器的基础上改进而来的,其工作原理是依靠自身压力差形成的内部循环流动,无需增加转动装置,简化了流场。与传统铁炭微电解工艺相比,内循环式铁炭微电解工艺具有良好的抗板结和消除表面钝化的能力。本研究拟探索内循环铁炭微电解工艺对焦化污水深度处理效果。
  1)采用静态单因素实验和响应曲面2种方法来提升焦化污水处理效果。静态单因素实验中,通过控制变量法将处理效果得到初步的提升,发现曝气量、pH和铁炭比对处理效果影响较大,且存在最佳取值。
  2)通过软件中优化功能,得到COD去除率最优时的最佳工艺条件:曝气量为0.13 m3·h−1、铁炭比为1:1、pH为2.3。在最佳工艺条件下COD的平均去除率为67.77%,色度平均去除率为93.75%,处理后污水的COD浓度均达到80 mg·L−1以下。
  3)采用内循环微电解深度处理焦化污水,处理效果十分显著且高于常规曝气式微电解反应器处理效果。由于反应器具有高效的传质传热特性及流动特性,使得反应器连续运行4个月,并未出现填料板结钝化的现象。
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