焦化废水处理系统及焦化废水处理方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种焦化废水处理系统及焦化废水处理方法，属于环境工程领域。
【背景技术】
[0002] 焦化废水是原煤高温干馏、煤气净化和化学产品回收精制等过程产生的一种有毒 有害、高浓度难降解有机废水，主要含有酚类化合物、脂肪族化合物、杂环化合物、多环芳 烃、氨氮、硫化物、氰化物、硫氰化物等污染物。此前，焦化废水处理主要由除油、脱酚、蒸氨、 生化等工艺组成，以去除废水中大部分有机污染物和氨氮。现今，随着《炼焦化学工业污染 物排放标准》(GB 16171-2012代替GB 16171-1996)的实施，对焦化废水中C0Dcr、NH3-N、T-N、 氰化物、多环芳烃、苯并(a)芘等污染物的去除提出了更严格的要求。
[0003] 焦化废水达标处理是业内公认的难题，至今尚未有一套行之有效的标准工艺。将 其处理过程分为"前处理、生物处理、深度处理"三个工艺段，描述国内目前处理技术现状和 水平如下：
[0004] (1)前处理:焦化废水在废水站内的前处理包括重力隔油、均质均量、气浮除油等 设施。当废水中含高浓度氰化物时需在前处理中采用铁盐沉淀法去除。气浮通常采用三相 涡流混合器凹气浮或溶气气浮。
[0005] (2)生物处理:生物处理包括反硝化、硝化、C0D降解、脱氰等功能，工艺形式包括A/ 0、Α/Α/0、0/Α/0等。生物强化处理技术有投加特效菌种、投加生物酶、安装特殊生物填料、或 采用膜生物反应器技术(MBR)等。
[0006] (3)深度处理:最常见的是投加特效药剂、高级化学氧化和膜分离技术。特效药剂 包括混凝、絮凝、氧化、吸附等一种或多种功能。高级化学氧化以Fenton和臭氧催化氧化最 为常见。膜技术一般采用纳滤或反渗透。此外，深度处理也有采用电絮凝、电解氧化等电化 学技术。
[0007] 上述三个处理阶段各阶段出水水质大致如下：
[0008] 表1焦化废水各处理阶段水质情况
_〇]^在生物处理工艺段，常见问题包括硝化功能不稳定和产生大量生物泡沫:
[0011] (1)焦化废水中含有酚、氰化物、硫氰化物及其他大量生物毒性物质，该类物质在 特定浓度时会对硝化细菌产生抑制作用，导致生物处理出水NH3-N指标波动较大;且因硝化 细菌生长速率较慢，一旦受到抑制，恢复至正常功能所需的时间较长。
[0012] (2)焦化废水生化处理(特别是活性污泥法)时产生大量泡沫，必须采用消泡剂或 工业水进行消泡。采用上述消泡措施时，前者费用昂贵;后者会造成生物处理出水量大幅升 高(升高幅度最高可达100%)，尽管出水污染物浓度降低但总量去除率不高。
[0013] 在深度处理工艺段，各技术存在的问题如下表所示：
[0014] 表2焦化废水深度处理技术存在问题
[0017] 根据《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB 16171-2012)，焦化废水处理至直接排 放的主要污染物限值为:〇?。:<8〇1^/1、顺34<1〇1^/1、1^<2〇11^/1。根据目前焦化废水 处理实际情况来看，仅仅通过强化生物处理，或者单纯依靠特效药剂、化学氧化等深度处理 手段，均很难满足新标准的排放要求。此外，标准中要求的吨焦排水量减少，意味着目前经 常采取的加入大量工业水稀释使焦化废水处理达标的手段将不再可行，且今后会越来越多 地考虑将焦化废水进行回用甚至零排放。
[0018] 对目前国内焦化废水处理普遍难以达标的原因分析如下：
[0019] (1)焦化废水中有机物成分复杂、且含有较高浓度难生物降解有机物，单纯通过生 化工艺不能使之降解，从而造成出水C0D超标；
[0020] (2)焦化废水中含有较大量生物毒性物质，该类物质不仅不可生物降解，反而会对 微生物造成抑制，影响微生物正常处理效果；
[0021] (3)除有机污染物外，焦化废水中还含有高浓度氨氮和总氮，对生物处理工艺正常 运行也会产生影响。
【发明内容】
[0022] 本发明目的是提供一种焦化废水处理系统及焦化废水处理方法，以解决现有技术 中所存在的上述问题。
[0023] 为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
[0024] -种焦化废水处理系统，其包括依次设置的气能絮凝装置、至少一个多元催化氧 化装置和至少一个生化装置。
[0025]作为优选方案，所述气能絮凝装置包括进水栗、三相涡流混合器一、空压机、三相 涡流混合器二、三相涡流混合器三、絮体分离槽和刮渣机，所述三相涡流混合器一与进水栗 相连通，所述三相涡流混合器二与三相涡流混合器一相连通，所述三相涡流混合器三和三 相涡流混合器二相连通，所述相涡流混合器四和三相涡流混合器三相连通，所述絮体分离 槽内设有竖直方向的隔板和水平方向的穿孔集水板，所述隔板将絮体分离槽内分成絮体成 长区和絮体分离区，所述穿孔集水板设置于絮体分离区下部的清水区，所述三相涡流混合 器四与絮体成长区相连通，所述刮渣机设置于絮体分离槽的口部。
[0026]该气能絮凝装置采用三相涡流混合器流三相混合器作为核心部件，一步完成药剂 分子拉伸提效、混凝絮凝搅拌(污染物捕集）、絮体形成、气泡晶核生成和超轻中空化絮体形 成的所有步骤。从而利用精确少量的化学药剂，充分捕集水中污染物；同时形成比重极轻的 中空絮体，浮升至池体表面被刮除。
[0027] 气能絮凝技术与传统气浮技术的本质区别在于气泡与絮体的接触形式不同：后者 采用简单的"气泡与絮体接触附着"，气泡易于与絮体发生脱附；而前者采用"絮体气泡生长 技术"一一气泡在絮体内部和周边生成晶核生长，两者成为有机一体。
[0028] 作为优选方案，所述三相涡流混合器二还与一空压机相连通。
[0029] 作为优选方案，所述气能絮凝装置还包括渣槽和浮渣输送栗。
[0030] 作为优选方案，所述多元催化氧化装置包括多元催化氧化反应槽，所述多元催化 氧化反应槽内由下到上依次设有空气扩散装置和催化剂承托滤板，所述催化剂承托滤板上 垂直设有两块阴极板和一块阳极板，所述阳极板设置于两块所述阴极板之间，多元催化氧 化反应槽的口部设有布水槽，所述布水槽的一端与进水栗相连通，布水槽的另一端同时与 一个回流阀和一个出水阀相连通，所述回流阀和出水阀由一个循环栗控制。
[0031] 多元催化氧化技术是结合高级氧化技术和高级催化技术、电控技术和相应固体催 化剂的研究，综合采用钛基涂层电极、固定复合催化剂及脱附技术研制开发的新型水处理 设备。其工作原理描述如下:在常温常压条件下，通过直流电源在特殊涂层电极之间形成电 磁场，并通过电极间填充的固体复合催化剂形成多元电极效应，在氧气、催化剂的协同作用 下，高效快速地促进羟基自由基（· 0H)的生成。· 0H具有极强的氧化能力，利用其极高的 氧化电极电位，容易进攻有机物分子的高电子云密度点，无选择地把高浓度难生物降解的 有机污染物破环断链，氧化成C02、H20或简单的有机物。
[0032] 作为优选方案，所述生化装置包括:缺氧池、好氧池、鼓风机、硝化液回流栗、微孔 曝气管、沉淀池和刮泥机，所述好氧池设置于缺氧池和沉淀池之间，并与缺氧池相连通，所 述好氧池内装有生物填料，所述微孔曝气管设置于好氧池的底部，所述鼓风机与微孔曝气 管相连通，所述硝化回流栗连通于好氧池和缺氧池之间，所述沉淀池内设有刮泥机。
[0033] 一种基于前述的焦化废水处理系统的焦化废水处理方法，其特征在于，包括气能 絮凝前处理，以及一次或多次进行的如下步骤：
[0034]多元催化氧化处理；
[0035] 生化处理。
[0036] 焦化废水先经重力隔油池去除重油和浮油，再经气能絮凝装置去除乳化油，降低 浊度，然后进入调节池均衡水质水量。
[0037] 调节池中废水经栗提升入一级多元催化氧化装置，利用反应过程中生成的强氧化 剂羟基自由基[· 0H]，对焦化废水中烯酮类、酚类、稠环芳烃类、含氮杂环类化合物（如喹 啉、吲哚、吡啶、蒽、醌等)及硫化物、氰化物等毒性物质进行氧化，削减其生物毒性，并使难 降解有机物开环断链，提高其可生化性。
[0038] -级多元催化氧化出水进入一级生化处理，一级生化采用A/0(缺氧/好氧）工艺， 在缺氧段利用进水中的可同化碳源进行反硝化脱除总氮，同时大部分酚类物质被完全降解 转化;在好氧段中，C0D进一步氧化降解(大部分烯酮类物质被完全去除），NH 3-N进行硝化反 应，硝化液回流至缺氧段中。
[0039] 为满足T-N和C0D的排放要求，设置第二级多元催化氧化工艺进行焦化废水深度处 理:对废水中残余难降解有机物进行氧化，将其转化为可生物降解物质或直接去除;利用生 成