[发明专利]用于对焦化废水进行脱氮处理的方法

说明书

技术领域

本发明涉及污水处理领域，具体地，本发明提供一种用于对焦化废水进行脱氮处理的方法。

背景技术

焦化废水是炼焦炭或制煤气过程中产生的难以生物降解的高浓度有毒废水，其主要来源于钢铁冶金和炼焦行业。焦化废水中主要含有氨氮(NH₃-N)、氰化物、酚类化合物、多环芳香族化合物和含氮、氧、硫的杂环化合物以及脂肪族化合物等污染物质，对人体健康和生态环境影响巨大。

目前，常用的污水脱氮方法主要分为物理化学法和生物法。物理化学法通常只能去除氨氮，且存在处理费用高，造成二次污染等问题，如：加氯法、吹脱法和离子交换法。故目前生物法应用较为广泛，主要应用工艺有：厌氧-好氧法(A-O)、厌氧-厌氧-好氧法(A-A-O)、序列间歇式活性污泥法(SBR)等，生物脱氮的原理包括：传统硝化反硝化、短程硝化反硝化、厌氧氨氧化、好氧硝化反硝化等。

现有的焦化废水脱氮的主要方法为厌氧-好氧法(A-O)，它是通过废水在好氧单元中发生硝化反应将氨氮变为硝态氮，然后废水再回流到缺氧单元中发生反硝化反应将硝态氮变为氮气去除。该方法存在的主要问题是在好氧单元需要补碱来满足硝化反应的需要，而且在缺氧单元需要补加碳源来满足反硝化反应的需要，这样就增加了许多运行和投资成本，而且工艺本身对总氮的去除率具有一定的限制。对废水先部分亚硝化再厌氧氨氧化的脱氮方式被认为是目前最经济和高效的生物脱氮方法，与传统的硝化反硝化相比降低了废水处理的动力消耗，反应时间及材料成本。

中国专利CN 1689989A公开了由亚硝化生物膜反应器、厌氧氨氧化生物膜反应器和土地处理三单元构成的系统在低碳氮比的情况下完成氮的去除。该工艺能耗低，并且使废水达标排放。

在焦化废水的处理领域中，为了进一步简化工艺、降低成本，需要开发新的工艺简单、成本低廉的用于对焦化废水进行脱氮处理的方法。

发明内容

本发明人为解决以上问题而进行了深入细致的研究，提出了一种用于对焦化废水进行脱氮处理的方法，其中，在焦化废水处理过程中，先在好氧亚硝化反应器中去除大部分有机物，将氨氮(NH₃-N)部分转化为亚硝基氮(NO₂^--N)，然后在厌氧氨氧化反应器中发生厌氧氨氧化反应，同时去除氨氮和亚硝基氮，最后在铁碳微电解反应器内通过微电解反应去除剩余有机物，提高可生化性，反应的同时提高废水的碱度，将废水回流到好氧亚硝化反应器以补充硝化反应和厌氧氨氧化消耗的碱度。

根据本发明，提供一种用于对焦化废水进行脱氮处理的方法，包括使焦化废水依次通过好氧亚硝化反应器、厌氧氨氧化反应器和铁碳微电解反应器，其中将从所述铁碳微电解反应器中流出的经处理废水的一部分再循环到所述好氧亚硝化反应器。

与现有技术相比，根据本发明的上述方法具有下列优点：

1、在生物脱氮过程中不需要补加碱液和碳源，降低了运行成本；

2、该系统具有较强废水的抗冲击负荷能力，提高了有机物、氨氮和总氮的去除效率。

附图说明

图1是根据本发明的用于对焦化废水进行脱氮处理的方法的工艺流程图。

图2是根据本发明的一个实施方案的用于对煤气化废水进行脱氮处理的方法的装置图。

图3是根据本发明的另一个实施方案的用于对焦化废水进行脱氮处理的方法的装置图。

具体实施方式

在本发明中采用的用于对焦化废水进行脱氮处理的方法的亚硝化-厌氧氨氧化-铁碳微电解工艺的原理如下。首先，在好氧亚硝化反应器中，焦化废水中的一部分氨氮被反应为亚硝基氮和少量的硝基氮，其具体反应如下：

接着，在厌氧氨氧化反应器中，以剩余的氨氮为电子供体并且以亚硝基氮作为电子受体，将氨氮和亚硝基氮转换为氮气。该厌氧氨氧化反应不需要加入有机碳源，其具体反应如下：

最后，在铁碳微电解反应器中，以铁为阳极，碳为阴极，发生电化学反应而产生二价铁离子。由于铁离子具有混凝作用，因此它与废水中的带微弱负电荷的微粒相互吸引，形成稳定的絮凝物。其具体反应如下：

O₂+4H⁺+4e→2H₂O

O₂+2H₂O+4e→4OH^-