[发明专利]一种余热回收式焦化废水深度处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种余热回收式焦化废水深度处理方法。属于环境工程技术中的废水处理技术领域。

背景技术

焦化废水主要是原煤经高温干馏后随煤气逸出、冷凝形成的炼焦煤水分以及煤气净化和化工产品精制过程中产生的废水，其中以煤气净化过程中剩余氨水经蒸氨产生的蒸氨废水为主要来源。由于蒸氨废水温度高达95～99℃，如直接进入常规的焦化废水生化处理系统，容易导致微生物因水温过高而大量死亡的问题，因此，蒸氨废水进入生化处理系统之前，需要采取措施降低水温。传统的冷却方式为蒸氨废水与循环水进行热交换，这导致了大量循环冷却废水的产生，极大浪费了水资源。

另一方面，我国对焦化废水处理出水水质要求越发严格，要求焦化生产企业“水循环利用率大于等于95%”及“酚氰废水处理合格后要循环使用，不得外排”，使得各种废水深度处理技术得到发展和应用，包括混凝、沉淀、过滤、吸附、高级氧化、膜处理、强化生物技术等。均相芬顿催化氧化技术作为一种常用的高级氧化技术，被广泛应用于焦化废水深度处理领域。均相芬顿催化氧化技术主要以H₂O₂（氧化剂）和FeSO₄·7H₂O（催化剂）为反应试剂，体系中的H₂O₂经FeSO₄·7H₂O催化产生·OH，其氧化还原电位达到2.8V，是除元素氟之外最强的无机氧化剂，能有效地氧化各种有毒和难降解的有机物，对焦化废水生化出水中难生化降解的多环芳烃、含氮杂环类有机物具有很好的去除效果，然而均相芬顿催化氧化技术在工程实际运行中，也存在一些问题：

（1）药剂投加方式及药剂残余问题。传统的药剂投加方式为单点投加，这会因局部浓度过高导致H₂O₂及·OH发生自我耗损，使得药剂有效反应率降低。另一方面，因氧化反应时间受限，出水中总会出现H₂O₂残余问题，这不仅造成了药剂的浪费，同时残余的H₂O₂在碱性条件下易分解出氧气造成絮体裹气，出现沉淀的污泥再次上浮情况，影响污泥沉淀效果。

（2）热能耗大的问题。均相芬顿催化氧化速率及运行效果随着反应水温的升高而提高，但提温过程所需大量的热能耗，将导致运行成本大幅增加。

发明内容

本发明的目的是提供一种低成本、对实现资源回收利用及节能减排具有重要意义、能高效去除焦化废水生化出水中难降解有机物的焦化废水深度处理方法。

为达上述目的，本发明首先通过蒸氨废水余热回收系统对焦化废水生化出水进行预热且保持均相芬顿催化氧化反应系统的反应水温，再通过均相芬顿催化氧化反应系统去除焦化废水生化出水中大部分的COD和色度，最后通过高密度沉淀系统强化混凝沉淀作用，使得出水水质达到《城市污水再生利用工业用水水质》（GBT19923-2005）规定的水质标准。

本发明由蒸氨废水余热回收、均相芬顿催化氧化及强化混凝沉淀组成的工艺步骤如下：

第一步，用蒸氨废水余热对焦化废水生化出水进行预热

将温度为95～99℃的蒸氨废水通过热水提升泵输送至蒸氨废水余热回收系统的换热器，与温度为15～20℃的焦化废水生化出水进行热交换，焦化废水生化出水经换热后升温达30～50℃，简称中温废水，中温废水进入第二步的均相芬顿催化氧化系统进行催化氧化反应；

经过蒸氨废水余热回收系统换热后从换热器出口流出的蒸氨废水温度为45～65℃，通过热水提升泵将其输送至第二步的两级催化氧化反应区的保温夹套中，补充催化氧化反应损失的热能耗，使两级催化氧化反应区的反应温度保持在30～50℃，保温夹套内的蒸氨废水温度降到35～55℃后进入冷却塔冷却，然后排入焦化废水的生化处理系统；

第二步，通过均相芬顿催化氧化系统去除焦化废水生化出水中COD和色度

均相芬顿催化氧化系统包括pH值调节区、两级催化氧化反应区及中和脱气区三部分，并通过与它们连接的药剂投加装置投加药剂、通过混合液回流泵进行混合液回流、用在线pH仪和在线氧化还原电位仪监测控制、以及用曝气吹脱装置连续吹脱去除焦化废水生化出水中COD和色度：

A，pH值调节，将第一步的中温废水输入pH值调节区，通过药剂投加装置往pH值调节区入口处投加硫酸或盐酸，根据在线pH仪反馈的信号自动调节硫酸或盐酸的投加量，中温废水在该区的总水力停留时间为10～30min，得到pH=2.5～3.5的低pH值废水；