无锡环保一体化污水处理设备工程工艺介绍

焦化废水是炼焦、煤气净化和焦化产品回收等过程中产生的有机工业废水，主要特征污染物有COD、、氨氮、酚类等，是一种典型的高浓度难降解有机工业废水，具有显著的毒性和致癌性。现阶段，焦化废水的处理主要包括预处理和生化处理。经二级生化处理后，焦化废水中部分有机污染物得到有效去除，但对于某些难生物降解的有机污染物去除效果较差，不能满足《炼焦化学工业污染物排放标准》的要求。据统计，我国每年焦化废水的排放量近3亿吨，若任意排放，将对水环境和人体健康造成严重危害。如何深度处理焦化废水使之达标排放以降低其对环境的影响，一直是国内外环保人士广泛关注的一个难点。

2012年10月，环保部新起草的《炼焦化学工业污染物排放标(GB16171-2012)》正式颁布并实施。焦化废水的排放标准较原先的污水综合排放标准更加严格，CODcr、等污染物的限值分别改为80mg/L和0.2mg/L。因此，无论是基于社会责任，还是出于国家的法律约束，企业都必须对现有处理工艺进行必要的完善补充，添加深度处理工艺，确保外排水水质达标。据调研，目前国内焦化废水处理企业的运行管理普遍出现两种情况。

其一采用生化处理工艺和混凝–沉淀–过滤的深度处理工艺，通过投加絮凝剂和混凝剂处理焦化废水，但效果普遍不理想，尤其对于的去除效果十分有限。焦化废水处理常用的药剂主要为有机高分子絮凝剂、无机盐类絮凝剂和无机高分子絮凝剂三类。对于细颗粒含量多、粘土含量高、难降解的有机污染物的焦化废水，需将无机絮凝剂与有机高分子絮凝剂配合使用。投加无机絮凝剂的作用是增加溶液中正离子浓度和扩散层中反离子浓度，降低难降解有机污染物物表面负电位荷，压缩颗粒双电层，降低ζ电位，破坏焦化水胶体稳定性，促进颗粒絮凝沉淀。投加有机高分子絮凝剂的作用是通过吸附架桥将多个颗粒联合起来形成絮团而沉降。常用的无机盐类絮凝剂主要有铝盐、铁盐等；无机高分子絮凝剂主要有聚合硫酸铁、聚合氯化铝、聚硅硫酸盐、聚合氯化铝铁等(聚合硫酸铁是硫酸铁水解产物，其中有各种核羟基络合物，如()4+23FeOH，()5+34FeOH，()6+46FeOH)；有机高分子絮凝剂主要是聚丙烯酰胺或其衍生物的高聚物或共聚物，具体可分为非离子型、阴离子型和阳离子型。

其二采用生物法叠加高级氧化(芬顿)、多级过滤、膜分离等深度处理技术，其出水水质基本能得到保证，但运行管理复杂，设备投资及构筑物改造等工程投资巨大，甚至超出部分企业在环保治理方面的经济承受能力，因此该技术工艺也很难推广。焦化废水处理行业迫切需要一种技术上可靠、经济上可行、运行管理便捷的技术方案，以期缓解新形势下的焦化废水处理压力。针对焦化废水的水质特点以及焦化行业的运行管理现状，本研究拟通过耦合混凝、吸附、络合等多种技术，制备新型复合混凝剂，提出一种基于常规水处理工艺及设施设备的“新型焦化酚氰废水净水剂强化混凝深度处理技术”，在中网获取通过山西某焦化厂实际应用案例，以期为焦化废水的深度处理提供一种新的方法。

3、絮凝原理

新型焦化酚氰废水净水剂(简称SM净水剂)，以凹凸棒土、膨润土、粉煤灰、沸石粉、硅烷偶联剂、二甲基二烯丙基氯化铵、过硫酸钾、羧甲基纤维素钠、聚合硫酸铁、聚合硅酸铝铁、、磷酸三钠、聚丙烯酰胺、聚乙烯吡络烷酮和氢氧化钙为原料复配而成，通过采用硅烷偶联剂与聚合物对凹凸棒土的双层改性，能够在凹凸棒土层间发生化学键合与聚合反应，改变了凹凸棒土的表面吸水特性，同时增大了凹凸棒土的层间距，从而大大提高了凹凸棒土的吸附絮凝效果；进一步将此改性凹凸棒土联台复台粘土及有机无机高分子絮凝剂，使得各组分之间发挥协同增效作用，制得所述复合型净水剂兼具无机絮凝剂和有机絮凝剂的优点，能快速吸附、捕获、絮凝、卷扫焦化废水中的各种有机及无机质，对焦化废水的COD、色度、浊度均具有较高的联台去除效果，具有加药量低、絮凝沉淀快的优势，针对焦化废水的COD去除率可达70%以上，对色度的去除率在90%以上，在除油、去除浊度、重金属、以及部分氨氮效果上也较为显著，且该净水剂环保无毒、稳定性高，具有较好的市场应用前景。

4、药剂投加试验方案

4.1 运行条件

生产性试验期间，SM净水剂投加利用原厂加药系统，并进行如下改造：由试验前的贮存同一种药剂同时向两组混凝沉淀池投加同种药剂，改造为SM净水剂与厂内原有投加药剂(PFS、PAM、脱色剂)两套药剂分别单独贮存，通过增加加药泵与管路开关的切换，实现分别向1，2两系列混凝池投加的切换(改造由神美科技完成)。

采用平行试验的方式进行对比，即在其中的1系列混凝池中投加SM净水剂，2系列混凝池投加原有药剂参照对比。两个系列的操作条件一致，通过研究出水水质，比较COD、色度、浊度、氨氮的去除效果。

4.2 操作条件

1)控制1、2两系列混凝池进水量一致，排泥量一致；

2)1系列单独投加SM净水剂，2系列投加现场药剂即脱色剂+PFS+PAM；

3)1、2系列混凝池出水取样时间一致，接触氧化池出水取样时间提前1个小时。

4.3 评价方法

主要评价指标为COD、色度、浊度，氨氮。参考评价指标为耐负荷冲击度。

1、养殖业的污染现状

从当前禽畜养殖业的发展数据来看，该行业在生产实践中有着较大的养殖污染问题，主要体现在三个方面：一是污染空气。禽畜养殖过程中堆积的粪便在厌氧环境下会释放氨气等刺激性气体，这些气体会对周边大气环境产生严重的影响。二是污染水体。禽畜养殖废水直接排放或者随雨水进入河湖生态系统会使水体变黑发臭以及富营养化，致使其丧失使用功能。三是传播人畜共患病。禽畜养殖过程中产生的粪污等废物会成为疾病传播的重要媒介，进而导致人畜共患病的发生。

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2、养殖废水治理的根本途经和流程

2.1、养殖废水治理的根本途经

在畜禽养殖废物治理实践中，关键要做到清洁生产，采用以干清粪为主、水冲为辅的清洗方式，对粪便和污水进行分别收集，这样既可以节约水资源，又能有效的减少污染物的排放。在此基础上，再对废水通过固液分离、水解酸化、厌氧消化、好氧生化和生化过滤的步骤进行厌氧处理，使之“变废为宝”，这是治理废水的根本途径。

2.2、养殖废水的厌氧处理流程

养殖废水厌氧处理工艺采用干粪铲除、固液分离、水解酸化、厌氧消化和好氧生化相结合的二级厌氧好氧生化处理方式，具体的处理流程为：一是将养殖圈舍的冲洗污水以及动物尿液引入到集水池当中；二是利用固液分离的方式将污水中的动物毛发以及颗粒杂物进行清除，然后将清除杂物的污水引入水解池；三是利用兼氧微生物实现对复杂有机物的降解，将复杂有机物转化为为简单有机物。基于重力的作用，实现污水向厌氧装置的输送；四是在厌氧装置中进行厌氧发酵，厌氧出水进入到沉淀池后进行沉淀分离，分离后的污泥重新回流到集水池，并基于沉淀的作用实现悬浮物的去除；五是经过水解液化的粪渣一并通过水力筛分离去除固形物做肥料，沉淀池的上清液进入到好氧生化池当中进行进一步的处理，这样可以保证出水达到排放的标准。

3、黑膜沼气池的应用和养殖废水资源化利用探讨

在现阶段的养殖废水处理实践中，黑膜沼气池因伸缩性好，较混凝土沼气池具有避免冬季低温被冻裂的安全隐患等优势，在北方得以广泛的应用。养殖废水通过黑膜沼气池厌氧处理后，能有效地灭杀有毒有害病菌、病毒和寄生虫卵，从而实现蚊蝇滋生场所的，降低人畜共患病的发生率，禽畜养殖的生物安全性也将显著提高。在资源化利用方面，经厌氧处理后，养殖废水得到了治理，实现了稳定达标排放，既可以实现水资源循环利用，又可以直接还田，减少农业生产过程中的无机肥的使用量；厌氧处理过程中产生的沼气，在通过脱硫净化后可以作为燃料使用。

畜禽养殖废水厌氧处理及资源化利用，既变相增加收入，又符合当前农业农村部门化肥减量增效政策，促进农业可持续发展，具有明显的经济价值和生态效益。

4、基于养殖废水厌氧处理和资源化利用的思考

基于上文的分析可知利用黑膜沼气池这种厌氧处理方式进行养殖废水的处理不仅能够实现废水污染的有效治理，而且能够实现废水以及处理产物的资源化利用，这对于践行当前社会绿色经济发展战略有积极的作用。综合分析我国的养殖现状可知，当前我国的养殖行业发展迅速，且具有比较大的规模，各个地区均存在不同程度的养殖废水，且不少地区为水资源贫乏区域，实现养殖废水的厌氧处理，促进水资源的循环利用以及处理产物的资源化利用，这对于养殖综合效益提升来讲有突出的现实价值。

综合来讲，利用厌氧处理方式进行养殖废水的处理，强化其资源化利用，这对于当前我国养殖产业水资源利用效率提升和污染控制效果提高意义显著，基于此，在养殖产业发展实践中需要强调如下工作：

1）基于绿色环保理念对养殖实践中的废水处理进行科学思考与分析，积极的使用厌氧处理方式提高污水处理实效，同时强调水资源的利用优化。

2）在水资源的污染处理实践中，厌氧处理方式的应用，且在目前的实践中有多种厌氧方式可以利用，黑膜沼气池是比较具有代表性的一种。分析研究不同的厌氧处理方式，结合区域特点进行厌氧处理方式的选用，这于提高污水处理效果有积极的意义。

催化湿式氧化技术(Catalytic Wet Air Oxidation，简称CWAO技术)，是20世纪80年代在湿式空气氧化基础上发展起来的一种处理高浓度、难生物降解有机废水的先进技术，又称水热氧化技术，是在高温(120～320℃)、高压(0.5～20.0MPa)和液相条件下用氧化剂(空气、氧气或过氧化氢)或催化剂存在的条件下，氧化水中溶解态或悬浮态有机物和还原态无机物的一种高级氧化技术。它本质上是一种水相无焰焚烧过程，几乎可以无选择地高效氧化各类高浓度有机废水，而且处理时间短、处理效率高、二次污染少。其主要缺点是反应体系中的高温、高压、贵金属催化剂等条件带来的高能耗和高运行成本。近年来，微波辅助降解有机废水成为了废水处理领域的新热点，利用微波辐射对小分子极性物质产生的加速反应、改变反应机理或启动新的反应通道的原理，形成了多种形式的微波联用组合技术。将微波和催化湿式氧化技术相结合是对湿式氧化处理技术的一种改进。在微波场内，高强度短脉冲微波辐射聚集到催化剂活性位或者反应点位上，使这些点位快速升温和活化，体系中生成具有高氧化能力的活性物种(比如羟基自由基)，或者有机物分子本身被活化，有机污染物可被氧化降解。因此，微波催化湿式氧化具有反应速率快、降解效率高等特点，又称微波强化催化湿式氧化技术。

本文以某酸性染料产生的含酚废水为处理对象，研究了在微波的强化作用下，以硫酸铜为均相催化剂，以过氧化氢为氧化剂，湿式催化氧化对含酚废水TOC的去除效果以及废水可生化性的改善情况。此外，考察了微波催化湿式技术对其他行业含酚废水的氧化效果，实验结果表明，微波催化湿式氧化处理对不同含酚废水具有较好的适用性。