焦化工业废水处理

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高浓度含酚废水萃取脱酚技术是什么？

萃取脱酚是利用溶剂从废水中回收酚的一种方法。该法是在废水中加入一种能够溶解大量酚而不溶于水的萃取溶剂，两者在萃取设备中经过一段时间的充分接触，废水中一部分酚转移到溶剂中而得到净化。含酚的萃取溶剂利用碱液等进行反萃取而得到酚钠盐，萃取溶剂可重复利用。
该法适用于废水含酚浓度高的大、中型焦化厂的废水回收酚工程。含酚浓度低于2000mg/L时采用此法是不经济的。

萃取剂选取的原则是什么？

萃取剂是萃取脱酚的重要因素，它关系着脱酚效率、操作条件以及经济效益等，因而萃取剂选择是否得当，直接影响脱酚工程的成效。选择萃取剂的一般原则是：分配系数高，不溶或微溶于水，在水中不乳化、挥发性小、化学稳定性强、安全可靠、易于再生、价廉易得。表8-2列出了常见主要萃取剂的分配系数，表8-3列出了目前我国焦化厂使用的几种萃取剂的技术性能参数。

典型的萃取设备有那些？

萃取设备是影响脱酚工程成败的另一重要因素。萃取设备种类很多，在我国普遍采用的是脉冲筛板萃取塔。该塔分上、中、下三部分，上、下部分别为萃取剂、废水的分离区，中部设置能作上下脉冲式运动的筛板，是萃取工作段。废水从上部进入，萃取剂从下部进入，两相在塔内经接触传质后，靠重力作用分别流向下部、上部。由于脉冲筛板的作用，强化了传质过程，提高了脱酚效率。经萃取脱酚后，废水送往下一工序处理后回用或外排。含酸的萃取剂送往碱洗塔进行反萃取，制取酚钠盐。反萃取的萃取剂送往萃取脱酚塔重复利用。
脉冲萃取塔用筛板代替塔料，因而结构简单，减少了堵塞的可能，且脱酚效率较高，操作简单，易于维护，是一种较好的脱酚设备。目前存在的主要问题是易乳化，萃取剂损耗大，尚有待改进。

近几年来，国外将离心机用于萃取脱酚。KLC-86SD型离心萃取机构造及外形如图8-9所示，SC-500-I型离心萃取机外形如图8-10所示，其应用于萃取脱酚的工艺流程如图8-11所示。

离心机体积小、占地少、脱酚效率高，已引起了人们的重视，在美国、日本、德国已用于生产。据资料介绍，当离心萃取机转速为1750r/min，废水量为25m3/h，轻油量3m3/h，废水进口压力0.62MPa，萃取剂进口压力为1.05MPa，萃取剂出口压力为0.62MPa时，其脱酚运转参数如下：
废水含酚：进口2520mg/L；出口36mg/L；脱酚效率98.6%；轻油含酚：萃取后 1860mg/L；碱洗后52mg/L；油水比13:10
如德国的海因里奇·罗伯特焦化厂采用离心萃取机脱酚，当原废水含酚2000mg/L时，萃取后废水含酚降至约100mg/L。

脉冲萃取流程是什么？

图8-12为某焦化厂废水脉冲萃取脱酚工艺流程图。

脉冲萃取脱酚工程的一般流程为含酚废水经冷却、均和后进入萃取塔上部，在塔内与由塔下部进入的萃取剂逆流接触，脱去废水中大部分酚后由塔下部排出，送下一工序处理。含酚萃取剂由塔上部排出，依次流经三个串联的碱洗塔，碱洗塔下部装有浓度20%的NaOH溶液，含酚萃取剂经碱溶液时所含酚被碱吸收。脱酚后萃取剂送回重复使用。萃取剂经循环使用后逐渐变稠，需抽出一部分进行处理，处理后再循环使用，同时亦有所损耗，需及时加以补充。碱洗塔中的碱液由于与废水中的酚生成了酚钠盐，浓度下降，需定期补充。碱洗塔为串联操作，顺序轮换使用，即当I号塔中游离碱浓度降到10%时，停塔放出酚钠盐，补充新碱后，作为第3号塔投人使用，原2、3号塔相应作为1、2号塔，依次类推，轮换使用。取出的酚钠盐加工成产品。

含酚废水生化处理流程有哪些？

图8-13、8-14、8-15为国内焦化厂常用的酚废水生化理工艺流程，图8-16为国外某焦化厂含酚废水处理流程。

焦化度水如何预处理？

废水的预处理是活性污泥流程必不可少的环节。预处理的目的是通过调节水量、水质，去除一部分影响曝气池正常工作的油类、氰化物等，以保证曝气池的生化处理过程正常稳定地运行。预处理的主要构筑物有调节池、预曝气池、除油池等。
(1)调节池。由于种种原因，炼焦生产过程中排出的废水量和水质(如酚、氰、COD、pH、水温等)发生波动是难免的。水量、水质的波动往往导致对曝气池生化处理过程的冲击，影响处理效果。为使曝气池进水量及水质均匀稳定，必须设置容积足够的调节池予以缓冲。
(2)预曝气池。预曝气的目的是吹脱废水中氰化物及其他易挥发物，以确保后续操作过程的正常运转，防止这些挥发物质在后续构筑物中逸出，污染大气，影响人身安全。吹脱出的气体，收集后送焚烧炉焚烧。预曝气池的一般设计指标为：停留时间4h，曝气强度5m3/m3，氰化物去除率50%。
(3)除油池。废水中的油既污染环境，又堵塞设备，还能抑制生化处理过程，因而废水进入曝气池前一定要去除油类。但是，要彻底除油是相当困难的。目前，我国焦化厂采用较多种类的除油设备，如重力式隔油池和加压气浮设备等。废水在重力式隔油池中的停留时间一般采用2h-4h，除油效果约为50%-70%，重力式隔油池的脱油效率较低，尤其对于乳化油，它很难去除。对乳化油，可以采用加压气浮法。一些大、中型焦化厂多采用此法，除油效果可达50%-70%。其操作程序是：将废水打入压气罐，在压力下空气溶于水，罐内压力达0.3MPa-0.4MPa，停留时间1min-5min，使空气成饱和状态；然后减至常压，水中的溶解气体形成小气泡上浮，油类黏附于气泡表面升至水面，由刮渣机刮出，而水得
到澄清。
为了提高除油效果，往往采用重力隔油池与滤池、聚合氯化铝凝聚与气浮等相结合的方法。

生化处理法的强化与发展如何？

(1)生物铁法。生物铁法，是向曝气池中(或曝气池前)投加铁盐聚合氯化铝铁，以提高曝气池活性污泥浓度为主，充分发挥生物氧化絮凝作
用的强化生物处理方法。铁离子不仅是微生物生长必需的微量元素，而且对生物的黏液分泌也有刺激作用。铁盐在水中生成氢氧化物，与活性污泥共同作用，使吸咐和絮凝作用更有效地进行，从而有利于有机物富集在菌胶周围，加速生物降解作用。该法可提高污泥浓度，由传统的2g/L-4g/L提高到9g/L-10g/L，使降解酚、氰化物的能力大大加强。
污水的生化处理过程包括一段曝气、一段沉淀、二段曝气、二段沉淀，这是生物铁法的核心工序。冶金部建筑研究总院环保研究所从1980年开始先后进行了生物铁法处理焦化酚、氰废水的小型、中型试验，并与一般活性污泥法进行了对比。所采用的处理流程如图8-17所示。
(2)两段生化法。焦化厂废水中的各种可生化降解物，由于其性质不同，在曝气池中生化降解的先后次序亦不相同。根据这一特点，将曝气处理过程分为两个阶段，即两段生化法。第一阶段曝气时间为4h，主要氧化分解酚类化合物；第二阶段曝气时间约20h，甚至更长一些，主要氧化分解氰、硫氢酸盐和其他难降解的物质。两段生化法的特点是：处理效果好，较稳定，池容大，能经受水量和水质变化的冲击，曝气时间长，微生物生长处于内源代谢阶段，污泥量小，易脱水。缺点是占地面积大，基建投资高，运行费用大。
(3)铁盐氧化-生物脱酚法。广东韶关钢铁厂进行了铁盐碱化-生物脱酚处理焦化废水新工艺的试验研究。该工艺省去了脱酚、蒸氨等回收工序，在常温下投加铁盐于焦化废水中，在曝气池中借鼓入的空气进行氧化、吹脱，废水中硫化物被氧化成硫磺，氰化物氧化成二氧化碳和氰，氨部分氧化成氰和水，未经氧化的氨被吹出，或用硫酸回收硫酸铁，或引入高空排放。氧化处理后的废水中含有硫磺和氢氧化铁，经沉淀分离后进行生化处理。沉淀污泥部分返回作氧化催化剂，部分经脱水后回收硫磺和氢氧化铁。
(4)投加生长素强化化学法。投加生长素强化化学法是在现有焦化厂废水生化处理曝气池容积偏小，酚、氰化物和COD除解效率较差的情况下，用投加生长素来提高活性污泥的活性和污泥浓度(MLSS)，强化现有装置的处理能力。此法用冶金部鞍山焦化耐火材料设计研究院开发的专利技术，在曝气池中投加生长素(如葡萄搪-氧化铁粉)，对焦化厂污水处理，不论是高浓度或低浓度都有效，尤其是对酚氰的去除率较高，对COD去除率也比普通方法高。该法能提高容积负荷和降低污泥负荷(即增加污泥浓度)，成本低，适宜在中小型焦化厂废水处理中推广使用。

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