申請(qǐng)日2010.07.16

　　公開(kāi)(公告)日2010.10.13

　　IPC分類(lèi)號(hào)C02F1/52; C02F1/72

　　摘要

　　本發(fā)明涉及一種廢水處理劑，具體為一種焦化廢水生化尾水深度處理劑，解決現(xiàn)有焦化廢水深度處理方法在實(shí)際使用中均存在的各自不同的缺點(diǎn)，尤其是處理劑中均未添加催化劑而影響氧化效率等問(wèn)題，由下列重量比的原料制成：氧化劑高鐵酸鉀30-40%，絮凝劑聚硅酸鋁鐵30-40%，調(diào)節(jié)劑氯化鈣10-18%，催化劑硫酸銅8-12%，20%硫酸2-6%。該處理劑對(duì)焦化廢水生化尾水中的大量有機(jī)物、懸浮物、硫化物等污染物的去除有獨(dú)特效果，能最大限度的降低廢水中的COD、氨氮、色度，使COD降至90mg/L以下，氨氮降至15mg/L以下，色度達(dá)到幾近無(wú)色的水平，低于國(guó)家綜合污水一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，而且使用該處理劑的處理噸廢水的運(yùn)行成本在2元左右，降低了處理成本，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

　　權(quán)利要求書(shū)

　　1.一種焦化廢水生化尾水深度處理劑，其特征是由下列重量比的原料制成：

　　氧化劑高鐵酸鉀30-40%，絮凝劑聚硅酸鋁鐵30-40%，調(diào)節(jié)劑氯化鈣10-18%，催化劑硫酸銅8-12%，20%的硫酸2-6%。

　　說(shuō)明書(shū)

　　一種焦化廢水生化尾水深度處理劑

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及一種廢水處理劑，具體為一種焦化廢水生化尾水深度處理劑。

　　背景技術(shù)

　　焦化廢水是煤制焦炭、煤氣凈化及焦化產(chǎn)品回收過(guò)程中產(chǎn)生的廢水，其成分復(fù)雜多變，COD、NH3-N濃度高，有機(jī)物成分復(fù)雜，含有大量的酚類(lèi)、聯(lián)苯、吡啶、吲哚、氰硫化物等有機(jī)污染物，還含有氰、無(wú)機(jī)硫離子等有毒有害物質(zhì)，污染物色度高，廢水中的COD和色度較難去除，屬較難生化降解的高濃度有機(jī)工業(yè)廢水，因此焦化廢水的處理一直是國(guó)內(nèi)外廢水處理領(lǐng)域的一大難題。

　　焦化廢水一般要經(jīng)過(guò)預(yù)處理、生化處理和深度處理才有可能實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。目前，多數(shù)企業(yè)采用的生化處理方法有A/O、A/A/O及A/A/O/O，該方法對(duì)于焦化廢水中酚類(lèi)物質(zhì)去除率較高，但對(duì)難降解有機(jī)物處理效果不佳，出水COD常常達(dá)不到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，因此尋求效果好且成本低的深度處理方法具有積極意義。

　　傳統(tǒng)的深度處理方法主要有固定化生物技術(shù)、絮凝法、吸附法、氧化法等，這些技術(shù)經(jīng)過(guò)實(shí)踐驗(yàn)證存在以下缺點(diǎn)，固定化生物技術(shù)雖然提高COD的去除率，但增加了排泥量，加重污泥處理問(wèn)題，易造成二次污染，且操作復(fù)雜;絮凝法常用的絮凝劑為聚合硫酸鐵、聚合氯化鋁等，不僅用量大、處理成本高，而且處理效果并不明顯;活性炭吸附法可達(dá)到較高的COD去除率，但是不僅活性炭本身價(jià)格昂貴，其再生時(shí)會(huì)產(chǎn)生損耗，再生所用設(shè)備磨損腐蝕較快，從而造成運(yùn)行成本很高;氧化法采用的氧化劑通常為次氯酸鈉、過(guò)硫酸鈉等，對(duì)主要污染物的降解效果也一般，其主要原因是這些傳統(tǒng)的處理劑中均未添加催化劑，由于處理劑和上游二沉池接觸時(shí)間較短，大約只有5-10分鐘，若不考慮添加催化劑，氧化效率在短時(shí)間內(nèi)得不到充分保證，這是目前為止人們從未考慮到的，這也是難以徹底解決焦化廢水無(wú)污染排放的關(guān)鍵原因之一。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明為了解決現(xiàn)有焦化廢水深度處理方法在實(shí)際使用中均存在的各自不同的缺點(diǎn)，尤其是處理劑中均未添加催化劑而影響氧化效率等問(wèn)題，提供一種焦化廢水生化尾水深度處理劑。

　　本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種焦化廢水生化尾水深度處理劑，由下列重量比的原料制成：氧化劑高鐵酸鉀30-40%，絮凝劑聚硅酸鋁鐵30-40%，調(diào)節(jié)劑氯化鈣10-18%，催化劑硫酸銅8-12%，20%的硫酸2-6%。

　　上述配方中，氧化劑可對(duì)大量有機(jī)物進(jìn)行氧化、分解;所述絮凝劑優(yōu)選聚硅酸鋁鐵(PFAS)，是在聚硅酸和傳統(tǒng)鋁鹽、鐵鹽絮凝劑的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新型復(fù)合型多核無(wú)機(jī)高分子絮凝劑，該絮凝劑有著較優(yōu)的絮凝性能，用量少，適宜pH值范圍寬，形成礬花迅速，絮體粗大密實(shí)，達(dá)到相同余濁時(shí)用量少，沉降時(shí)間短，并可沉降部分有機(jī)物;氯化鈣可降低生化池加入的中和劑碳酸鈉遺存在廢水中的碳酸根，同時(shí)鈣離子可與廢水中硫酸根離子、硅酸根離子、氰硫化物被氧化后形成的硫酸根離子生成沉淀，也可夾裹去除少部分有機(jī)物。本發(fā)明最大的創(chuàng)新點(diǎn)是加入了催化劑硫酸銅，可在短時(shí)間內(nèi)提高反應(yīng)速率10~20倍，使得處理周期相對(duì)較短，運(yùn)行成本較低;硫酸的作用是調(diào)節(jié)溶液的pH值至4.0以下，提供強(qiáng)酸性環(huán)境，利于反應(yīng)的迅速進(jìn)行。

　　上述過(guò)程中的絮凝和氧化作用的原理如下：

　　(1)絮凝

　　聚硅酸鋁鐵的絮凝作用體現(xiàn)在Al3+、Fe3+及SiO32-離子上。它的絮凝作用過(guò)程是，Al3+、Fe3+等多價(jià)金屬離子在水溶液中首先形成水合離子，也可以視以水分子作配位體的絡(luò)合離子，通過(guò)水合離子的酸性離解即水解作用生成氫氧化物或羥基絡(luò)合離子。

　　Al3++H2O→[AlOH]2++H+

　　[AlOH]2++H2O→1/6[Al6(OH)12]6++H+

　　1/6[Al6(OH)12]6++H2O→Al(OH)3↓+H+

　　[Fe(H2O)6]3++H2O→[Fe(H2O)5(OH)]2++H3O+

　　n[Fe(H2O)3(OH)3] → [Fe(OH)3]n↓+3nH2O

　　[Fe(OH)3]n是聚合度為數(shù)百的極難溶的氫氧化鐵沉淀。

　　多余的SiO32-離子和SO42-離子與Ca2+離子結(jié)合成CaSiO3和CaSO4沉淀析出。

　　SiO32-+Ca2+ →CaSiO3↓

　　SO42- +Ca2+ →CaSO4↓

　　(2)氧化

　　高鐵酸鉀由于鐵的氧化數(shù)為+6價(jià)，因此表現(xiàn)的極不穩(wěn)定，其氧化作用性很強(qiáng)，特別在酸性溶液中表現(xiàn)得更強(qiáng)，能使環(huán)狀有機(jī)物發(fā)生開(kāi)環(huán)反應(yīng)，并斷裂形成小分子物質(zhì)，進(jìn)一步氧化成二氧化碳和水，同時(shí)對(duì)CN-離子、S2-離子具有迅速的破壞作用。有關(guān)反應(yīng)如下：

　　5FeO42-+3CN-+28H+→5Fe3++3CO↑+3NO↑+14H2O

　　2FeO42-+3S2-+16H+→2Fe3++3S↓+8H2O

　　高鐵酸根離子還原成的Fe3+離子和聚合硅酸鋁鐵解離出的Fe3+離子在水中水解成膠體Fe(OH)3，此膠體連同呈混濁狀態(tài)的硫單質(zhì)及其它沉淀物一同沉淀析出，作用過(guò)程迅速完成。

　　本發(fā)明所述的處理劑在使用時(shí)，將氧化劑、催化劑和稀硫酸置于一個(gè)反應(yīng)釜中，將絮凝劑置于一個(gè)反應(yīng)釜中，同時(shí)將硫酸和氯化鈣置于一個(gè)反應(yīng)釜，通過(guò)三套管路將本發(fā)明的處理劑加入混沉池內(nèi)，處理劑的投加量為每升廢水0.3~0.5g，同時(shí)可根據(jù)水質(zhì)的變化調(diào)整處理劑的投加量，使混沉池出水水質(zhì)始終能穩(wěn)定達(dá)到可控要求。

　　為了進(jìn)一步證明本發(fā)明所述處理劑的使用效果，申請(qǐng)人委托太原市環(huán)境檢測(cè)中心站對(duì)經(jīng)過(guò)本發(fā)明處理劑處理后的焦化廢水進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果為COD86mg/L，氨氮7.9mg/L，硫化物0.32mg/L，氰化物0.26mg/L，各項(xiàng)指標(biāo)均低于國(guó)家綜合污水一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。太原市環(huán)境檢測(cè)中心站所出具的檢測(cè)報(bào)告見(jiàn)實(shí)質(zhì)審查參考資料。

　　與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所提供的焦化廢水處理劑對(duì)焦化廢水生化尾水中的大量有機(jī)物、氨氮、懸浮物、氰硫化物等污染物的去除有獨(dú)特效果，能最大限度的降低這些污染物及廢水色度，使COD降至90mg/L以下，氨氮降至10mg/L以下，色度達(dá)到幾近無(wú)色的程度，低于國(guó)家綜合污水一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)(COD≤100mg/L，氨氮≤15mg/L)，而且使用該處理劑的處理噸廢水的運(yùn)行成本在2元左右(通常噸廢水處理成本在3元以上)，降低了處理成本，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，操作簡(jiǎn)單，具有很好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。