伊朗伊斯法罕钢铁厂焦化含酚废水处理技术

哈 亮

(中国铝业集团中色十二冶金建设有限公司,山西 太原 030009)



伊朗伊斯法罕钢铁厂焦化含酚废水处理技术

哈 亮

(中国铝业集团中色十二冶金建设有限公司,山西 太原 030009)

介绍了高浓度废水生物处理工艺(MBCT)系统的组成与特点，从物理化学处理单元、生物化学处理单元、加药系统三方面，阐述了该工艺在伊朗伊斯法罕钢铁厂焦化含酚废水处理中的应用，指出MBCT工艺降低了总氮的处理成本与酚氰废水的处理难度。

MBCT，含酚废水，加药系统，反应器

0 引言

焦化废水是属有毒有害、难降解的高浓度有机废水，处理难度大。为解决焦化废水中氨氮、COD等达标外排，降解焦化废水中酚类化合物、多环与杂环类化合物，国内外展开了A-O法、A-A-O法、A-O-O法、SBR法、HSB高效菌法等高新技术的研究[1]。本文旨在对俄罗斯的一项焦化含酚废水处理技术，即“高浓度废水生物处理工艺”，简称“MBCT”工艺进行系统介绍。欢迎同业人员进行技术交流与探讨。

1 高浓度废水生物处理工艺“MBCT”

1.1 工艺系统组成

该技术含酚废水处理工艺设备组成主要包括：柱体设备平面布置；风机房布置；泵类设备布置；综合楼布置。工艺系统组成主要包括：物理化学处理单元，生物化学处理单元和加药系统。

1.2 工艺特点

该技术工艺主要对焦化废水中含有的苯酚，硫氰化物，氨氮及其氧化物进行脱除。相对于传统的硝化反硝化工艺，“MBCT”工艺是一种新的突破。该工艺将硝化—反硝化反应利用同一个反应单元实现，不再单独设置反硝化单元，简化了工艺流程。

目前，该工艺在俄罗斯已经有三个“MBCT”工厂都得到了成功的应用。

2 伊朗伊斯法罕钢铁厂采用的工艺系统

2.1 物理化学处理单元

来自焦化厂化学产品生产工段的蒸氨塔废水在管式热交换器中冷却到30 ℃～35 ℃，然后输送到预曝气混合池。预曝气的主要作用是将蒸氨废水、苯酚分离水(约6 m3/h)和其他废水(约6 m3/h)进行均和搅拌。预曝气混合池采用鼓风机提供的空气进行搅拌，风量大约为50 m3/h；同时，通过泵将硫酸亚铁供药罐5%硫酸亚铁溶液添加到预曝气混合池。污水对硫酸亚铁的消耗为50 g/m3～80 g/m3。

废水的预曝气时间约为6 min。事故池(1 500 m3)中的水也通过泵传送到预曝气装置。事故池是用来收集雨水、地表冲洗水及上清液回流水。它们分别通过泵进行输送到事故池。

在预曝气阶段后，废水被输入初沉池，在该池中，浮油、焦油利用密度差进行分层分离。在此阶段，废水中硫化物与低浓度的硫酸亚铁溶液发生化学反应，生成无毒的铁氰化物除去。重油经过重力沉降也得到去除。这为后续的生物降解降低了毒性。

废水在初沉池中停留的总时间约为12 h。

初沉池底部为圆锥形，采用蒸汽盘管加热。废水经过初沉池后，底部会形成沉积物，体积大约是25 m3，最后通过泵输送到储油罐中。储油罐中沉淀下来的煤焦油通过泵输送回前段进行回收，罐中的分离水再经过输送回预曝气混合池中。初沉池上部的轻油和部分水通过一个斜槽流入另一个储油罐。收集后的轻油经油水分离后，通过泵输送回前段进行回收，分离后的水再通过泵返回预曝气混合池。

废水经过初沉池处理后进入浮选系统。浮选系统采用全溶气气浮方式，即回流水比为50 m3。废水进入压力溶气水罐，与压缩空气进行混合，再经过高压水泵输送至浮选池释放区，释放出细碎的气泡，来破坏水体中的乳化油，使之形成浮油上浮到浮选池表面。废水在浮选池中停留的时间为2 h除油效果较好。浮油被刮下后通过斜槽流入油罐，用与前面相同的方法进行进一步的处理。

经过浮选池后，废水进入中间收集池，中间收集池由两个相同大小的池子构成。在这个阶段，部分水通过泵回流到浮选机。

2.2 生物化学处理单元

经过物理化学处理单元后，废水进入两个大小相同的收集池，它们的体积均为1 500 m3。这两个池子都装有曝气装置。

从前面集水池出来后的废水进入接水池中，在此池中加入浓度为5%～10%磷酸溶液和工业碳酸钠，这些试剂物质分别通过泵和进行输送。预计处理1 m3的废水需加入浓度为100%的磷酸12 g～15 g和工业碳酸钠750 g～1 250 g。

在经过上述的调节池后，废水由泵提升进入一阶段的四个反应器，在此阶段进行硝化—反硝化反应。所有的反应器按照链状排列且反应器之间用S形溢流管相连。每个反应器上都需要装上闸阀。

在一阶段的所有反应器中都需要进行充分的曝气。在此阶段的曝气装置的设计和布置与前面的曝气装置略有不同，废水中的污泥被分为两部分，一部分通过泵的输送回流到反应器，另一部分则被泵输送到焦油罐中。

经过上述处理后的水进入体积为100 m3的集水池中进行进一步残余氮和COD的净化。

在这个阶段仍需要进行充分的曝气，曝气装置的设计和位置同第一阶段的相似。在这个阶段，污泥仍然要进行回流，多余部分的污泥通过泵输送进入收集池。处理后的水进入收集池，体积为100 m3。此时COD、活性污泥和油的浓度大致分别为200 mg/L～450 mg/L,150 mg/L和10 mg/L。

为了进一步提高废水的处理质量，从收集器出来的废水被送入石英过滤器，石英砂过滤器中的石英分为三层，石英砂的粒径大小分别为5 mm,3 mm,1 mm。

2.3 加药系统

加药系统包含以下三部分：1)工业碳酸钠；2)磷酸；3)硫酸亚铁。

2.3.1 工业碳酸钠加药单元

在含酚废水生化处理中，需投加浓度为10%的碳酸钠溶液作为碱试剂。碳酸钠采用干燥的工业级碳酸钠，其有效含量不低于90%。

工业级碳酸钠包装在50 kg袋子，由卡车运送到含酚废水处理区域，然后由承载量达1 t的吊车卸到装料平台，再由管道运输装置传送到装料罐(1 m3)。

通过泵来混合装料罐里体积为80 m3，浓度为10%的碱液，碱液槽底部由蒸汽加热。

碱加药泵将碱液槽中10%的碱液传送到中间集水池和菌种培养池中。其中一个配比泵需要持续工作。碱液的配比量通过pH值来调控。在回收装置及蒸氨塔正常运转的情况下，工业碳酸钠的消耗量为37.5 kg/h～62.5 kg/h。

2.3.2 磷酸加药单元

在含酚废水生物化学处理中，需投加5%～10%磷酸作为磷营养物质。工业磷酸中有效成分H3PO4含量不低于73%，在20 ℃下密度不低于1.565 g/cm3。

工业磷酸以20 L或者40 L塑料瓶运到含酚废水处理站，然后通过加料斗传到73%的3.2 m3的酸收集器，再通过泵将酸液抽到装料罐，装料罐每个体积为1.0 m3。一部分装料罐用来稀释，其他用来对净化废水进行酸配比。

泵将在装有5%～10%磷酸液的装料罐中的磷酸抽到中间集水池和细菌培养箱。磷酸消耗量为0.60 kg/h～0.75 kg/h。

2.3.3 硫酸亚铁加药单元

在含酚废水生化处理中，需投加5%～10%硫酸亚铁溶液作为混凝剂。制备溶液的初始物质是工业级的铁矾(FeSO4·7H2O)，蓝绿色晶粒，其主要成分硫酸亚铁含量为47%～53%。

硫酸亚铁消耗量为2.5 kg/h～4.0 kg/h。

3 处理前后的水质指标对比

废水处理前后水质指标对比见表1。

表1 废水处理前后水质指标对比表

在对投入运行的“MBCT”工厂研究后发现在蒸氨过程中投加了一定量的氢氧化钠，可有效降低了剩余氨水中的固定铵的含量，蒸氨后氨氮的含量为300 mg/L～400 mg/L。加上硫氰化物，氰化物，嘧啶，喹啉等，含氮总量可达到400 mg/L～500 mg/L。固定铵的去除，很大程度上降低了总氮的处理成本，同时降低了“MBCT”工艺处理酚氰废水的难度。

4 结语

1)与其他焦化污水处理法相对比，“MBCT”高浓度废水生物处理工艺的核心技术在废水预曝气系统和混合反应塔部分。

2)在实际运行中对污水温度、压力、回流比的控制需要一定时间的积累才能够调整到适宜的运行参数，而往往该部分十分重要。

3)“MBCT”高浓度废水生物处理工艺系统的畜水罐体大部分采用了全密封形式，其对大气的污染物影响尽可能的得到了降低。

4)“MBCT”高浓度废水生物处理工艺系统整体为一个封闭可循环系统，减少了系统自运行产生的废水、废液、废渣，以及对外排放的可能性。

[1] 朱 亮，张文妍.水处理工程运行与管理[M].北京：化学工业出版社，2004.

[2] 王绍文，钱 雷，秦 华，等.焦化废水无害化处理与回用技术[M].北京：冶金工业出版社，2005.

Coking phenolic wastewater processing technologies of Iran Esfahan steel plant

Ha Liang

(ChinaAluminumGroup,Zhongse12thMetallurgyConstructionCo.,Ltd,Taiyuan030009,China)

The paper introduces the compositions and features of high-concentration wastewater biology processing technology (MBCT) system. Starting from three aspects of physical chemistry processing element, biological chemistry processing element and dosing system, it describes its application of coking phenolic wastewater processing technologies of Iran Esfahan steel plant, and points out that: the MBCT technology reduces total nitrogen processing cost and phenolic wastewater processing difficulty as well.

MBCT, phenolic wastewater, dosing system, reactor

1009-6825(2017)07-0114-02

2016-12-24

哈 亮(1982- )，男，工程师

X703

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