CN102092901B

CN102092901B - 焦化废水生物强化处理系统

Info

Publication number: CN102092901B
Application number: CN201010612989A
Authority: CN
Inventors: 秦强; 王建兵; 高振凤; 王春荣; 张春晖; 何绪文; 许翠华; 赵妙; 徐泽升; 赵文芳
Original assignee: China University of Mining and Technology Beijing CUMTB
Current assignee: China University of Mining and Technology Beijing CUMTB
Priority date: 2010-12-29
Filing date: 2010-12-29
Publication date: 2012-09-05
Anticipated expiration: 2030-12-29
Also published as: CN102092901A

Abstract

本发明公开了一种焦化废水生物强化处理系统，属于水处理领域，该系统由缺氧池、生物强化好氧池、二沉池依次连接而成。其中，缺氧池的进水口为整个焦化废水生物强化处理系统的进水口，缺氧池和生物强化好氧池相连，生物强化好氧池的出水口与二沉池相连，二沉池的出水口为整个焦化废水生物强化处理系统的出水口。在生物强化好氧池中投加了固定有高效菌的填料，以提高降解作用，并在生物强化好氧池出水端设有筛网和填料自动打捞装置，并且还设有焦化废水优势降解菌富集培养槽，以提高高效菌的利用率和生物活性。该处理系统可以克服目前A/O工艺处理效果受水质影响大，出水水质不能稳定达标的缺点，实现焦化废水A/O处理工艺出水的稳定达标。

Description

焦化废水生物强化处理系统

技术领域

本发明涉及一种焦化废水处理技术，尤其涉及一种焦化废水生物强化处理系统。

背景技术

焦化废水的排放对环境影响极大，炼焦采用的具体工艺不同，废水水质也不同，同一工艺不同时刻排放的废水水质变化也较大，总体表现为废水中有毒物质及生物抑制物多，并且含有高浓度的氨氮、酚类和氰化物，属于高浓度难降解有毒有害的有机废水。

目前焦化废水处理主要先进行蒸氨、除油和萃取酚等预处理，以此提高焦化废水的可生化性，经过预处理的焦化废水，较多企业使用不同形式的A/O工艺进一步去除废水中的含碳有机物和氨氮。多数处理焦化废水的A/O工艺，泥水回流比为2～5倍，生物系统水力停留时间(HRT)普遍在70h左右。运行过程中能耗高、处理设施占地面积大，但出水的COD、氨氮和色度3个指标稳定达标仍存在一定的困难。根据数据统计结果，目前有80％的企业排放的焦化废水氨氮和COD不达标。还有部分企业常采用清水稀释的方法来实现达标排放。

生物强化技术开发于20世纪70年代中期，80年代开始在废水处理方面得到应用。文献报道，使用生物强化方法降解苯酚，1-萘酚、邻苯二酚、2，4-二氯苯酚、2，4-二甲氧基苯酚和氰化物，去除率分别达到100％、98％、70％、35％、95％和99％；采用生物强化技术处理高氨氮废水，COD去除率达92％，氨氮去除率达99.7％，总氮去除率达69％；实验室采用固定化光合细菌生物强化处理喹啉类、吲哚类、吡啶类、萘类等物质，所有物质均被有效降解，COD值从1540mg/L降至200mg/L；生物强化技术对于酚、氰化物、杂环化合物和氨氮都有着很好的降解效果，处理焦化废水必然有着巨大的优势和潜力。

将生物强化技术同活性污泥法相结合，能提高反应器中单位体积细菌浓度、加快反应速度、降低生物系统水力停留时间、提高处理效果，并且增强耐冲击负荷能力和系统稳定性，还可以有效消除污泥膨胀，增强污泥沉降性能，减少污泥的产生、从而减少排放和消化剩余污泥消耗的能源。生物强化技术和活性污泥法相结合已在高浓度难降解工业废水治理中显示良好应用前景。

发明内容

本发明的目的是提供一种能提高高效菌的利用率和生物活性、出水水质稳定达标的焦化废水生物强化处理系统。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供一种焦化废水生物强化处理系统，该系统采用生物强化A/O工艺(Anoxic/Oxic缺氧/好氧工艺)，由缺氧池、生物强化好氧池、二沉池依次连接而成，经过预处理的焦化废水从缺氧池进水口流入系统，依次流经生物强化好氧池和二沉池，从二沉池出水口流出系统，生物强化好氧池部分出水和二沉池底部部分污泥均通过管道回流至缺氧池进水口；

所述的生物强化好氧池中悬浮着直径为0.005～0.015m、密度为(1.0～1.2)×10³kg/m³的球形多孔人工填料，填料上附着生物量可达到50～200mg MLSS(混合液悬浮固体浓度)，填料堆积体积为生物强化好氧池有效容积的10％～50％；

所述的生物强化好氧池出水端设有筛网和填料自动打捞装置，筛网的网孔孔径小于或等于0.005m，填料自动打捞装置将填料打捞至倾斜放置的V型运输槽中，填料依靠重力回流至焦化废水优势降解菌富集培养槽，在培养槽中进行优势降解菌补充负载后流至生物强化好氧池中。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所述的焦化废水生物强化处理系统，由于缺氧池的进水口为整个焦化废水生物强化处理系统的进水口，缺氧池和生物强化好氧池相连，生物强化好氧池的出水口与二沉池相连，二沉池的出水口为整个焦化废水生物强化处理系统的出水口。在生物强化好氧池中投加有固定了高效菌的填料，以提高降解作用，并在生物强化好氧池出水端设有筛网和填料自动打捞装置，并且还设有焦化废水优势降解菌富集培养槽，以提高高效菌的利用率和生物活性。可以克服目前A/O工艺处理效果受水质影响大，出水水质不能稳定达标的缺点，实现焦化废水A/O处理工艺出水的稳定达标。

附图说明

图1为本发明的焦化废水生物强化处理系统的结构示意图；

图2为本发明中生物反应器的平面示意图；

图3为本发明中自动打捞装置结构示意图。

图中：A-进水；B-出水；1-提升泵；2-缺氧池进水口；3-缺氧池；4-生物强化好氧池；5-生物强化好氧池出水口；6-二沉池进水口；7-二沉池；8-二沉池出水口；9-剩余污泥；10-内回流泵；11-外回流泵；12-搅拌器；13-微孔曝气管；14-自动打捞装置；15-筛网；16-V型运输槽；17-焦化废水优势降解菌富集培养槽；18-过滤网。

具体实施方式

本发明的焦化废水生物强化处理系统，其较佳的具体实施方式如图1、图2、图3所示，该系统包括缺氧池、生物强化好氧池、二沉池。经过预处理的焦化废水从缺氧池进水口流入系统，依次流经生物强化好氧池和二沉池，从二沉池出水口流出系统，生物强化好氧池部分出水和二沉池底部部分污泥均通过管道回流至缺氧池进水口；

所述的生物强化好氧池中悬浮着直径为0.005～0.015m、密度为(1.0～1.2)×10³kg/m³的球形多孔人工填料，填料堆积体积为生物强化好氧池有效容积的10％～50％；

所述的生物强化好氧池出水端设有筛网和填料自动打捞装置，筛网的网孔孔径小于或等于0.005m，填料自动打捞装置将填料打捞至倾斜放置的V型运输槽中，依靠重力回流至焦化废水优势降解菌富集培养槽，在培养槽中进行优势降解菌补充负载后流至生物强化好氧池中。

所述的生物强化好氧池水力停留时间为4h～12h，悬浮的MLSS浓度为3000～6000mg/L。

所述生物强化好氧池底部设有微孔曝气管，池中溶解氧浓度为3～5mg/L。

所述的缺氧池池容与生物强化好氧池的池容之比为1∶(1.5～2.5)，缺氧池的底部设有搅拌器，池中溶解氧浓度小于或等于0.5mg/L。

所述的填料自动打捞装置包括两个传动齿轮组、环绕传动齿轮的传动链条和固定在链条上的筛网，两个传动齿轮组相对安置，每组三个齿轮，一个齿轮组设在距生物强化好氧池池底0.1m处，另一个齿轮组设在距生物强化好氧池池面0.5m处，上部的三个齿轮等间距安置，最外面两个齿轮最边缘距生物强化好氧池池壁0.05m，传动齿轮旋转时带动链条移动，链条上每隔0.1m设置过滤网，过滤网宽6mm，长度与最外边两齿轮间距相等，过滤孔径小于0.005m。

所述生物好氧池出水回流比控制在100％～200％，所述二沉池底部污泥回流比控制在200％～300％。

本发明中采用缺氧池、生物强化好氧池和二沉池构成的生物强化A/O工艺来处理焦化废水。利用缺氧池完成回流泥水混合物的反硝化脱氮，利用好氧池完成含碳有机物的氧化分解和氨氮的硝化。在A/O系统具有较高氨氮和COD去除能力的基础上，针对A/O系统耐冲击负荷能力较差的缺点，利用固定化微生物技术强化A/O系统的氨氮和COD去除能力，并保证其运行稳定性。该系统在生物强化好氧池设置有球形多孔人工填料，填料直径为0.005～0.015m，并将处理焦化废水的优势降解菌负载在填料上，填料上附着生物量可达到50～200mg MLSS，利用填料降低焦化废水中有毒污染物的扩散作用，降低微生物表面的实际污染物浓度，减小毒性，给微生物提供一个微环境来抵抗外界不利的因素。

填料堆积体积为生物强化好氧池有效容积的10％～50％，其密度为(1.0～1.2)×10³kg/m³，填料能悬浮在废水中，并随水体一起流动，有利于人工填料与废水的混合，提高废水处理效果。

在生物强化好氧池出水端设有筛网，用于阻挡出水中的填料，避免填料随出水流出生物反应器，防止填料的流失，保持生物反应器中填料数量平衡，同时也避免了填料对出水管道的堵塞。

在生物强化好氧池的出水端设有填料自动打捞装置，该装置包括两组相对的传动齿轮，每组三个，其中一个齿轮组设在距生物强化好氧池池底0.1m处，另一个齿轮组设在距生物强化好氧池池面0.5m处，上部的三个齿轮等间距安置，最外面两个齿轮最边缘距生物强化好氧池池壁0.05m，上下两个相对的齿轮靠链条连接，链条上每隔0.1m设置过滤网，过滤网宽6mm，长度与最外边两齿轮间距相等。通过传统齿轮带动链条，并最终带动链条上的过滤网循环运动，打捞悬浮在生物强化好氧池中的填料。在生物强化好氧池出水端设有一倾斜放置的V型运输槽，过滤网打捞的填料被倾倒至倾斜放置的V型运输槽中，填料依靠重力回流至焦化废水优势降解菌富集培养槽，在培养槽中进行优势降解菌补充负载后流至生物强化好氧池中。填料的打捞和V型运输槽能够将随污水流至出水口端的填料返回到生物强化好氧池中，保证处理系统中均匀分布着人工填料，焦化废水优势降解菌富集培养槽内装有高浓度的优势降解菌，能够根据人工填料上微生物流失情况对优势降解菌进行补充，保持人工填料上的微生物活性。

该系统处理焦化废水，可以克服目前A/O工艺处理效果受水质影响大，出水水质不能稳定达标的缺点，实现焦化废水A/O处理工艺出水的稳定达标。

为便于理解，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明：

实施例一

如图1所示，本实施例提供一种焦化废水生物强化处理系统，可实现焦化废水处理后出水稳定达标的目的。该系统包括缺氧池、生物强化好氧池和二沉池。

其中，经过预处理的焦化废水从缺氧池进水口流入，依次流过缺氧池、生物好氧池、二沉池，最后从二沉池出水口流出系统，生物强化好氧池部分出水和二沉池底部部分污泥均通过管道回流至缺氧池进水口。

焦化废水中所含的含碳有机物在流经生物强化好氧池时，由池中悬浮的和人工填料上负载的微生物氧化分解而去除。焦化废水中所含的NH₃-N在流经生物强化好氧池时，由亚硝化菌转化成NO₂-N，再由硝化菌将NO₂-N转化为NO₃-N，经硝化处理后的含NO₃-N的泥水混合液回流至缺氧段，以进入缺氧池的焦化废水中所含的某些物质为碳源，由兼氧菌通过厌氧呼吸，在分解污水中的含碳有机物的同时实现NO₃-N的反硝化。

生物强化好氧池中悬浮着直径为0.005～0.015m、密度为(1.0～1.2)×10³kg/m³的球形多孔人工填料，填充体积约占好氧池的10％～50％，并随污水一起流动。填料上负载着焦化废水优势降解菌，负载量可达到50～200mg MLSS。填料通过阻碍焦化废水中有毒污染物的扩散来降低微生物表面的有毒污染物浓度，给微生物提供一个微环境来抵抗外界不利的因素。

生物强化好氧池出水端设有筛网，用于阻挡出水中的填料，避免填料随出水流出生物反应器，以防止填料的流失，同时也避免了填料对出水管道的堵塞。

出水端还设有填料自动打捞装置，该装置由两个传动齿轮组、传动齿轮带动的传动链条和固定在链条上的筛网构成，每个传动齿轮组包含三个齿轮，一个齿轮组设在距生物强化好氧池池底0.1m处，另一个齿轮组设在距生物强化好氧池池面0.5m处，上部的三个齿轮等间距安置，最外面两个齿轮最边缘距生物强化好氧池池壁0.05m，上下两个相对的齿轮靠链条连接，链条上每隔0.1m设置过滤网，过滤网宽6mm，长度与最外边两齿轮间距相等，过滤孔径小于0.005m。通过传统齿轮带动链条，并最终带动链条上的过滤网循环运动，将池中悬浮的调料打捞起来，并倒入倾斜放置的V型运输槽中，依靠重力回流至生物强化好氧池中，保证处理系统中人工填料的均匀分布。人工填料回流过程中经过焦化废水优势降解菌富集培养槽，槽内装有高浓度的优势降解菌，能够根据人工填料上微生物流失情况对优势降解菌进行补充，保持人工填料上的微生物活性。

生物强化好氧池水力停留时间为4h～12h，悬浮的MLSS浓度为3000～6000mg/L，底部设有微孔曝气管，溶解氧浓度为3～5mg/L。缺氧池池容与好氧池池容之比为1∶(1.5～2.5)，底部设有搅拌器，溶解氧浓度小于或等于0.5mg/L。生物好氧池出水回流比控制在100％～200％，二沉池底部污泥回流比控制在200％～300％。这些工艺参数能够保证系统的缺氧-好氧环境，并保持相对较高的微生物浓度，从而保证系统有较强的除碳脱氮功能。

该系统以上工艺特点，可以克服目前A/O工艺处理效果受焦化废水水质变化影响大，出水水质不能稳定达标的缺点，实现焦化废水A/O处理工艺出水的稳定达标。

下面结合图1对上述实施例的工作过程作进一步具体说明：

如图1所示，焦化废水进水A通过提升泵1进行提升，通过缺氧池进水口2进入到缺氧池3中，之后污水进入到生物强化好氧池4中，经过一定处理后污水由生物强化好氧池出水口5进入二沉池进水口6，之后进入到二沉池7中，焦化废水经二沉池7沉淀后经二沉池出水口8作为出水B最终排出整个焦化废水生物强化处理系统。

二沉池7中一部分污泥作为剩余污泥9排出整个系统。

在缺氧池3中设置有搅拌器12将污泥与进水进行混合，同时保持缺氧池中一定浓度的溶解氧。

生物强化好氧池4中投加有固定了高效菌的填料，附着于填料上的高效菌可对焦化废水中的有机物进行高效降解，在生物强化好氧池4出水端设有筛网15，用于阻挡处于悬浮状态的填料，防止填料流失。在生物强化好氧池4的末端还设有填料自动打捞装置14，通过填料自动打捞装置14中的过滤网18将生物强化好氧池中悬浮的填料截留住，并且运送到V型运输槽16中，V型运输槽16中的填料依靠重力回流至焦化废水优势降解菌富集培养槽17中，在培养槽中进行优势降解菌补充负载后填料流至生物强化好氧池4中，从而保持人工填料上的微生物活性。

在生物强化好氧池4的底部还设有微孔曝气管13，对整个生物强化好氧池进行曝气。

整个系统有内回流和外回流两套回流系统。内回流是由内回流泵10来完成。生物强化好氧池4中的一部分出水经由内回流泵10返回至到缺氧池进水口2，进入到缺氧池3中。外回流是通外回流泵11来完成，二沉池7中的一部分污泥经外回流泵7返回至缺氧池进水口2，进入到缺氧池3中。

本发明实施例中的适用于高浓度、难降解、有毒的焦化废水的处理，处理后出水能够直接排放。相比现有技术具有以下优点和积极意义：

(1)生物强化技术与常用工艺相结合，启动快，能在反应器内保持高生物浓度，运行稳定，可降解高浓度氨氮和有毒有机物；

(2)缩短生物系统水力停留时间，减少用地和降低处理费用；

(3)出水不使用清水稀释，推动煤化工行业节能减排。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种焦化废水生物强化处理系统，其特征在于，该系统包括缺氧池、生物强化好氧池和二沉池，经过预处理的焦化废水从缺氧池进水口流入系统，依次流经生物强化好氧池和二沉池，从二沉池出水口流出系统，生物强化好氧池部分出水和二沉池底部部分污泥均通过管道回流至缺氧池进水口；

所述的生物强化好氧池中悬浮着直径为0.005～0.015m、密度为1.0×10³kg/m³～1.2×10³kg/m³的球形多孔人工填料，填料上附着生物量能达到50～200mgMLSS，填料堆积体积为生物强化好氧池有效容积的10％～50％；

2.根据权利要求1所述的焦化废水生物强化处理系统，其特征在于，所述的生物强化好氧池水力停留时间为4h～12h，悬浮的MLSS浓度为3000～6000mg/L。

3.根据权利要求2所述的焦化废水生物强化处理系统，其特征在于，所述生物强化好氧池底部设有微孔曝气管，池中溶解氧浓度为3～5mg/L。

4.根据权利要求1所述的焦化废水生物强化处理系统，其特征在于，所述的缺氧池池容与生物强化好氧池的池容之比为1∶1.5～2.5，缺氧池的底部设有搅拌器，池中溶解氧浓度小于或等于0.5mg/L。

5.根据权利要求1所述的焦化废水生物强化处理系统，其特征在于，所述的填料自动打捞装置包括两个传动齿轮组、环绕传动齿轮的传动链条和固定在链条上的筛网，两个传动齿轮组相对安置，每组三个齿轮，一个齿轮组设在距生物强化好氧池池底0.1m处，另一个齿轮组设在距生物强化好氧池池面0.5m处，上部的三个齿轮等间距安置，最外面两个齿轮最边缘距生物强化好氧池池壁0.05m，传动齿轮旋转时带动链条移动，链条上每隔0.1m设置过滤网，过滤网宽6mm，长度与最外边两齿轮间距相等，过滤孔径小于0.005m。

6.根据权利要求1至5任一项所述的焦化废水生物强化处理系统，其特征在于，所述生物强化好氧池出水回流比控制在100％～200％，所述二沉池底部污泥回流比控制在200％～300％。