摘要
本发明公开了一种煤化工废水的预处理方法，该方法包括絮凝沉淀处理、双氧水催化氧化处理、内电解处理，处理后出水水质COD≤500mg/L，氨氮≤200mg/L，悬浮物≤70mg/L。经本发明的处理方法处理后，可获得可用于生化处理的废水，经直接生化处理后可直接排放或回收回用。本发明的处理系统运行稳定，能有效地达到煤化工废水的生化目的。本发明的煤化工废水处理方法和处理系统具有积极的推广意义和重要的应用价值。
权利要求书
1.煤化学废水进行预处理的方法，以增加废水的用于随后的生物处理可生物降解性，其特征在于该方法包括絮凝沉淀处理，催化氧化，电解处理;
絮凝和沉降过程中，絮凝剂包括以下组件：盐，磷酸酯盐，石灰，硅酸钠，次氯酸钙，羧甲基纤维素钠，膨润土，绿坡缕石，火山石粉末的零件;
在催化氧化处理中，催化剂由载体和负载在载体上的活性组分组成，载体为硅藻土、沸石、陶粒和分子筛中的至少一种，活性组分包括二氧化硅、氧化钙、氧化铝、氧化铁、氧化亚铁和二氧化钛中的至少一种，氧化剂为过氧化氢。
2.根据权利要求1所述的煤化工废水预处理方法，其特征在于：絮凝沉淀处理包括絮凝沉淀两步，其中一步用于待处理煤化工废水的絮凝沉淀，另一步用于内电解处理后废水的絮凝沉淀；所述絮凝剂投加量为废水量的0.05～0.1％。
3.根据权利要求1所述的煤化学废水的预处理方法，其特征在于，在所述内部电解处理的下游进行絮凝和沉淀处理之后，在所述内部电解处理或所述催化氧化处理之前放置所述催化氧化处理；催化氧化过程包括多个串联设置的催化氧化阶段，并在该催化剂0.5-2h每一步催化氧化反应，通气条件和过氧化氢的存在。
4.根据索赔1对煤化工废水进行预处理的特点是，内部电解处理是在铁和碳填料存在下进行的。
5.根据权利要求1所述的煤化工废水的预处理方法，其特征在于：经该预处理方法处理后的出水水质COD≤500mg/L，氨氮≤200mg/L，悬浮物≤70mg/L。
6. 如权利要求1所述，煤化工废水的预处理系统是拥有属性:
该预处理系统包括依次相连的第一絮凝沉淀池、若干串联连接的催化氧化塔、内电解反应塔、及第二絮凝沉淀池;于所述第一絮凝沉淀池与第二絮凝沉淀池顶部均设有加药口，底部均设有排污口，所述加药口通过管道与加药箱连接;所述催化氧化塔内底部设有微孔曝气器，所述微孔曝气器通过管道与设置于催化氧化塔外的鼓风机相连;入口设置有废水要被处理的废水被连接到第1凝聚槽侧壁，设置有在所述第二侧壁的絮凝的液体排出口。
7.根据索赔1建立的煤化工废水预处理系统
该预处理系统包括依次相连的第一絮凝池、内电解反应塔、第二絮凝沉淀池、及若干串联连接的催化氧化塔;于所述第一絮凝沉淀池与第二絮凝沉淀池顶部均设有加药口，底部均设有排污口，所述加药口通过管道与加药箱练级;所述催化氧化塔内底部设有微孔曝气器，所述微孔曝气器通过管道与设置于催化氧化塔外的鼓风机相连;
第一絮凝沉淀池的侧壁设有与待处理废水相连的废水入口，在多个串联的催化氧化塔的下游催化氧化塔上设置有液体排放口。
8.根据权利要求6或7所述的煤化工废水预处理系统，其特征在于，内电解反应塔底部设有曝气器，曝气器通过管道与内电解反应塔外部设置的风机连接。
9.在权利要求6或7中描述的煤化工废水预处理系统的特点是，催化氧化塔的数量是为三或4。
10.要求6或7的煤化工废水预处理系统的特点是催化氧化塔和内电解反应塔与COD在线监测和氨氮在线监测相连。
说明书
煤化工废水预处理方法及系统
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，具体涉及一种煤化工废水的预处理方法和预处理系统。
背景技术
我国能源总体状况是“富煤、贫油、少气”，煤炭占我国一次能源消费结构比例达到70%左右，远高于全球30%左右的平均水平。因此，丰富的煤炭资源为煤化工产业在中国的发展创造有利条件。它指的是煤化学煤作为通过化学处理煤原料转化为气体，液体，固体化学产品和工艺的能量。随着煤制油、煤制气和煤制烯烃技术的突破，中国的煤化工正在向以石油替代品为主的新型煤化工转变。
但煤化工企业与大的水消耗和废水排放量，煤化工企业在煤的气化，热解，纯化和化学合成的产品将产生废水，主要是在高浓度洗涤气体水为主。煤化工废水中污染物浓度高、有机物成分复杂，除含有氨、氰、硫氰根等无机污染物外，还含有酚类、多环芳香族化合物及含氮、氧、硫的杂环化合物及脂肪类化合物等有毒有害物质，CODcr一般在50000mg/L左右、氨氮在4000mg/L，是一种典型的含有难降解的有机化合物、生化性能较差的工业废水。因此，如果污水排放到河里没有适当的治疗，斜率或渗入地下，会造成严重的环境污染，带来严重危害到人类。近年来，随着能源工业的快速发展，煤化工废水已成为重要的污染源之一。同时，煤化工废水处理不仅关系到煤化工产业在中国的健康发展，这是中国的煤炭资源，实现一个瓶颈升级到原料和燃料的疾病类型的转变。
生化污水处理工艺因其成本低、水量大而得到广泛应用。然而，煤化学废水组分复合物，多有机物质，因此该方法是困难的，高的处理成本，以及有机污染物包含在硬微生物降解，可生物降解性差，直接进入生物处理不仅增加了生物治疗依从性和生化处理过的水是很难满足排放标准。因此，提高煤化工废水的可生化性是有效改善煤化工废水的关键。
目前，提高难降解有机废水可生化性的方法相对有限。目前，提高废水可生化性的方法有三种：厌氧酸化法、电解法和芬顿试剂高级氧化法。
厌氧酸化是利用厌氧微生物处理煤化工杂环化合物和多环芳香烃裂解废水，用于处理含苯、萘、蒽醌开环等芳香族有机化合物废水，从而提高废水的可生化性。厌氧酸化需要酸性条件，目的是通过胞外酶将大量不溶性复杂有机化合物水解为小量可溶性高级脂肪酸。然而，这种厌氧消化方法也属于生化反应，其作用受废水中有毒物质的影响，尤其是煤化工废水中的成分非常复杂，有毒物质种类繁多，毒性较大。这使得这种厌氧酸化预处理方法失效。同时，其酸性环境会影响污水进入下一个生化环境的处理效果。
电解是指电流通过物质所引起的化学变化过程。在废水处理中，一些含有双键、强拉伸电子基团、偶氮键和苯环的物质容易被电解还原，从而完成废水生物可降解性的改性。然而，该方法对含大量水的煤化工废水难以达到效果，其电极功率和电解范围不能满足水利负荷的要求。
芬顿是使用过氧化氢的强氧化性羟基基团的化学氧化的先进方法，大分子难降解有机物的废水中，苯分子破坏，形成可被微生物的无毒的有机小分子利用。目前芬顿已被广泛研究的高浓度有机废水的技术和示例性的方法，但过程剂的更高的成本，促进了工业化的限制，和铁的氧化会产生大量的污泥，容易造成二次污染。
因此，根据煤化工废水的水质特点，探索和开发一种新的煤化工废水预处理方法具有重要的工程指导意义。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明提供了一种操作简单、成本低、效率高、效果好的煤化工废水预处理方法。该方法处理后的煤化工废水水质达到管道级标准，可直接回用或深度处理后排放，处理过程中产生的污泥较少。
为了达到上述目的，采用本发明的煤化工废水预处理方法，提高废水的可生化性，便于后续的生化处理。该方法包括絮凝沉淀处理、催化氧化处理和内电解处理；
在絮凝沉淀处理中，絮凝剂包括以下重量组分：磺酸盐、磷酸盐、石灰、硅酸钠、次氯酸钙、羟甲基纤维素盐、膨润土、凹凸棒土、火山岩粉；
所述催化氧化处理中，催化剂由载体及负载于载体上的活性组分构成，所述载体为硅藻土、沸石、陶粒、分子筛中的至少一种，所述活性组分包括二氧化硅、氧化钙、氧化铝、氧化铁、氧化亚铁、二氧化钛中的至少一种;氧化剂为双氧水。
本发明的预处理方法，针对煤化工废水中含有重金属及氰等无机污染物，且富含高浓度氨氮、SS以及难生物降解和有毒有害的有机物的特性，对废水进行絮凝沉淀处理以去除废水中SS及部分氨氮、COD、重金属，对废水进行催化氧化以及内电解处理，利用两者的协同作用，可有效提高废水中氨氮、COD以及氰类无机物和重金属的去除率，从而实现废水可生化性的目的，使经过上述处理再经生化处理后的废水易于达到排放或回用标准，有效减少了对环境的污染;絮凝沉淀处理中，采用复合絮凝剂可有效提高对废水中SS的絮凝沉淀能力;催化氧化处理中，在曝气作用下催化剂中的活性组分可催化过氧化氢产生羟基自由基，羟基自由基具有极强的氧化性，可有效分解几乎所有难降解的有机污染物，甚至可将有机污染物转化为无害的无机物，且反应速度极快，反应过程浮泥产生少或基本无污泥产生，无二次污染，同时催化剂与废水的分离较简便;而内电解处理中，废水中的有机污染物会在导电介质存在下自动进行电化学反应，并经氧化还原、吸附、絮凝沉淀实现对废水中污染物的分解，从而提高废水的可生化性。本发明的处理方法操作简单，运行成本低，对废水中的污染物具有良好的处理效果，使废水达到生化目的；同时，过氧化氢催化氧化处理和内电解处理的操作顺序可以随意改变，二者的顺序不会影响废水的处理效果，因此预处理方法具有积极的意义和重要的应用价值。
作为对上述技术方案的限定，所述絮凝沉淀处理包括两步絮凝沉淀，其一步絮凝沉淀用于对待处理煤化工废水先进性絮凝沉淀，另一步絮凝沉淀用于对内电解处理后的废水进行絮凝沉淀;所述絮凝剂投加量为废水量的0.05～0.1％。
如上述技术方案所定义，催化氧化放置在电解氧化或催化氧化过程被置于前连接电解处理絮凝沉淀处理后的内部;催化氧化工艺包括一系列多个组催化氧化步骤，并且在所述催化剂0.5-2h每一步催化氧化反应，过氧化氢和曝气。
根据煤化工废水水质不同，可安排双氧水催化处理和内电解处理，达到较好的处理效果。
如上述技术方案中，内部电解过程中，曝气处理中的铁 - 碳填料的存在来定义。
作为对上述技术方案的限定，经该预处理方法处理后的出水水质COD≤500mg/L，氨氮≤200mg/L，悬浮物≤70mg/L。
本发明处理后，实现了对煤化工废水的高效处理，取得了显著的进展。
同时，本发明还提供了上述煤化学废水的预处理系统：
该预处理系统包括依次相连的第一絮凝沉淀池、若干串联连接的催化氧化塔、内电解反应塔、及第二絮凝沉淀池;于所述第一絮凝沉淀池与第二絮凝沉淀池顶部均设有加药口，底部均设有排污口，所述加药口通过管道与加药箱连接;所述催化氧化塔内底部设有微孔曝气器，所述微孔曝气器通过管道与设置于催化氧化塔外的鼓风机相连;
入口设置有废水要被处理的废水被连接到第1凝聚槽侧壁，设置有在所述第二侧壁的絮凝的液体排出口。
本发明还提供了上述煤化学废水的另一预处理系统：
该预处理系统包括依次相连的第一絮凝池、内电解反应塔、第二絮凝沉淀池、及若干串联连接的催化氧化塔;于所述第一絮凝沉淀池与第二絮凝沉淀池顶部均设有加药口，底部均设有排污口，所述加药口通过管道与加药箱练级;所述催化氧化塔内底部设有微孔曝气器，所述微孔曝气器通过管道与设置于催化氧化塔外的鼓风机相连;
与连接到废水和污水的入口在所述第一絮凝沉淀池，连接到所述催化氧化塔的侧壁被处理被放置在号码系列的提供设置有排液口。
具有用于废水的预处理上述方法的应用，废水净化的效果，同时有效地保护，本发明还提供了两种简单且易于操作的处理系统中，为了便于稳定的煤化学废水处理，和该系统的处理操作。
作为上述技术方案的限制，在内部电解反应塔底部设置曝气装置，曝气装置通过管道与设置在内部电解反应塔外部的风机连接。
如上述技术方案所定义的，催化氧化塔为三或四个的数量。
催化氧化的数目可根据水质而增减，以达致最高的成本效益。
作为技术方案的限制，在催化氧化塔和内电解反应塔之间连接有COD在线监测仪和氨氮在线监测仪。
COD在线监测仪和氨氮在线监测仪可实时监测催化氧化塔与内电解反应塔内废水的COD和氨氮的指标，以便于实时了解催化氧化塔与内电解反应塔内的反应进程;另外，随着废水在催化氧化塔内不同反应时间监测得到的COD和氨氮指标可对催化氧化塔内催化剂的更换提供指示作用。
综上所述，采用本发明的技术方案，获得的废水处理方法，解决了煤化工废水因含有重金属及氰等无机污染物，且富含高浓度氨氮、SS以及难生物降解和有毒有害的有机物而难处理的问题;经该预处理方法处理后，可得到能进行生化处理的废水，该废水直接进行生化处理后可直接排放或回收再利用。本发明的预处理系统运行稳定，能有效地使煤化工废水达到生化处理的目的。因此，本发明的煤化学废水的预处理方法和预处理系统具有积极的推广意义和显著的应用价值。
