CN110759593A - 一种分段进水多级a/o处理焦化废水的工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种分段进水多级A/O处理焦化废水的工艺，经过预处理的焦化废水首先进入厌氧池进行水解酸化反应，厌氧池出水按比例分成3部分，分别进入三级A/O系统的缺氧池；焦化废水在各级A/O系统的缺氧池中发生反硝化反应，在各级A/O系统的好氧池内发生COD降解及氨氮硝化反应；最后一级A/O系统的好氧池出水进入二沉池，经过泥水分离后，污泥回流至第一级A/O系统的缺氧池，二沉池的上清液进入后续的焦化废水深度处理单元。本发明在保证出水总氮达标的前提下，无需外加碳源，不需要硝化液回流，且处理效果稳定；从而达到节省运行费用、降低建设成本的目的。
Description
技术领域
本发明涉及焦化废水处理技术领域，尤其涉及一种分段进水多级A/O处理焦化废水的工艺。
背景技术
焦化废水主要来自炼焦及煤气净化过程以及化产品精制过程，其中以蒸氨过程中产生的蒸氨废水为主要来源，其污染物成分较复杂且浓度高。典型的焦化废水污染物指标如下：COD浓度为3000～5000mg/L、氨氮浓度为100～200mg/L、总氮浓度为250～350mg/L、酚类浓度为600～800mg/L。此外，还包含氮杂环化合物、氰化物等。
目前，国内外焦化厂典型的焦化废水处理技术以生物法为主，包括A/0(缺氧/好氧)法,A2/O(厌氧/缺氧/好氧)法,A/O/O(缺氧/好氧/好氧)法,A2/O2((厌氧/缺氧/好氧/好氧)法等,经过生物处理后的焦化废水出水指标基本上可以达到COD＜300mg/L,NH3-N＜25mg/L，出水进一步经过深度处理后可用于熄焦等用途。
随着《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171-2012)的颁布，对焦化废水处理出水总氮提出了严格的要求，其中要求直排时TN＜20mg/L。为达到脱除总氮的目的，目前焦化废水采用的主要工艺为两段A/O，通过在第二段A池投加葡萄糖、乙酸钠等满足反硝化对碳源的需要，虽然采用该工艺后总氮能够达标，但需要投加大量碳源；同时，需大量回流硝化液以满足反硝化的要求；导致焦化废水处理成本增加，企业负担加重。
发明内容
本发明提供了一种分段进水多级A/O处理焦化废水的工艺，在保证出水总氮达标的前提下，无需外加碳源，不需要硝化液回流，且处理效果稳定；从而达到节省运行费用、降低建设成本的目的。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种分段进水多级A/O处理焦化废水的工艺，经过预处理的焦化废水首先进入厌氧池进行水解酸化反应，厌氧池出水按比例分成3部分，分别进入三级A/O系统的缺氧池；焦化废水在各级A/O系统的缺氧池中发生反硝化反应，在各级A/O系统的好氧池内发生COD降解及氨氮硝化反应；最后一级A/O系统的好氧池出水进入二沉池，经过泥水分离后，污泥回流至第一级A/O系统的缺氧池，二沉池的上清液进入后续的焦化废水深度处理单元。
所述焦化废水的预处理过程用于去除废水中所含有的重油、乳化油及溶解油。
所述厌氧池内安装固定填料用于固定厌氧微生物的生长，在厌氧池内投加NaH2PO4，投加量按照维持厌氧池内总磷浓度为0.5～1mg/L控制，焦化废水在厌氧池内的水力停留时间为8～12h，温度为25～35℃。
所述厌氧池出水进入三级A/O系统的缺氧池时，第一级A/O系统、第二级A/O系统、第三级A/O系统中焦化废水水量Q的分配比例为：60％～70％:20％～30％:10％～20％。
第一级A/O系统的缺氧池容积为(0.6～0.7)×Q×(30～50)m3，缺氧池内设置潜水搅拌器，溶解氧控制在0.5mg/L以下；第一级A/O系统的好氧池的容积为(0.6～0.7)×Q×(80～100)m3，溶解氧控制在4～5mg/L，pH值控制在7.0～8.0，温度控制在20～30℃，污泥浓度为3～4g/L。
第二级A/O系统的缺氧池容积为(0.2～0.3)×Q×(40～60)m3，缺氧池内设置潜水搅拌器，溶解氧控制在0.5mg/L以下；第二级A/O系统的好氧池容积为(0.2～0.3)×Q×(80～100)m3，溶解氧控制在4～5mg/L,pH值控制在7.0～8.0，温度控制在20～30℃，污泥浓度为3～4g/L。
第三级A/O系统的缺氧池容积为(0.1～0.2)×Q×(50-80)m3，缺氧池内设置潜水搅拌器，溶解氧控制在0.5mg/L以下；第三级A/O系统的好氧池容积为(0.1～0.2)×Q×(150～200)m3，溶解氧控制在4～5mg/L,pH值控制在7.0～8.0，温度在控制20～30℃，污泥浓度为3～4g/L。
所述二沉池的表面负荷为1～1.5m3/m2h，污泥回流比为100％～200％。
通过投加碳酸钠或者氢氧化钠来维持各级A/O系统好氧池的pH值，投加量按照维持各好氧池的pH值为7.0～8.0控制。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)无需外加碳源，降低运行成本；焦化废水碳氮比约为10:1～20:1，含有充足的供反硝化利用的碳源，本发明通过对焦化废水中的碳源进行最大化利用，无需外加碳源，从而降低废水运行费用；
2)无需硝化液回流，节省运行费用；与传统工艺相比，本发明无硝化液回流系统，因此可降低运行电耗，节省运行费用；
3)降低建设成本；由于本发明所述工艺不设硝化液回流系统，同时只在最后一段好氧池设置二沉池，因此可降低建设投资费用。
附图说明
图1是本发明所述一种分段进水多级A/O处理焦化废水的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
如图1所示，本发明所述一种分段进水多级A/O处理焦化废水的工艺，经过预处理的焦化废水首先进入厌氧池进行水解酸化反应，厌氧池出水按比例分成3部分，分别进入三级A/O系统的缺氧池；焦化废水在各级A/O系统的缺氧池中发生反硝化反应，在各级A/O系统的好氧池内发生COD降解及氨氮硝化反应；最后一级A/O系统的好氧池出水进入二沉池，经过泥水分离后，污泥回流至第一级A/O系统的缺氧池，二沉池的上清液进入后续的焦化废水深度处理单元。
所述焦化废水的预处理过程用于去除废水中所含有的重油、乳化油及溶解油。
所述厌氧池内安装固定填料用于固定厌氧微生物的生长，在厌氧池内投加NaH2PO4，投加量按照维持厌氧池内总磷浓度为0.5～1mg/L控制，焦化废水在厌氧池内的水力停留时间为8～12h，温度为25～35℃。
所述厌氧池出水进入三级A/O系统的缺氧池时，第一级A/O系统、第二级A/O系统、第三级A/O系统中焦化废水水量Q的分配比例为：60％～70％:20％～30％:10％～20％。
第一级A/O系统的缺氧池容积为(0.6～0.7)×Q×(30～50)m3，缺氧池内设置潜水搅拌器，溶解氧控制在0.5mg/L以下；第一级A/O系统的好氧池的容积为(0.6～0.7)×Q×(80～100)m3，溶解氧控制在4～5mg/L，pH值控制在7.0～8.0，温度控制在20～30℃，污泥浓度为3～4g/L。
第二级A/O系统的缺氧池容积为(0.2～0.3)×Q×(40～60)m3，缺氧池内设置潜水搅拌器，溶解氧控制在0.5mg/L以下；第二级A/O系统的好氧池容积为(0.2～0.3)×Q×(80～100)m3，溶解氧控制在4～5mg/L,pH值控制在7.0～8.0，温度控制在20～30℃，污泥浓度为3～4g/L。
第三级A/O系统的缺氧池容积为(0.1～0.2)×Q×(50-80)m3，缺氧池内设置潜水搅拌器，溶解氧控制在0.5mg/L以下；第三级A/O系统的好氧池容积为(0.1～0.2)×Q×(150～200)m3，溶解氧控制在4～5mg/L,pH值控制在7.0～8.0，温度在控制20～30℃，污泥浓度为3～4g/L。
所述二沉池的表面负荷为1～1.5m3/m2h，污泥回流比为100％～200％。
通过投加碳酸钠或者氢氧化钠来维持各级A/O系统好氧池的pH值，投加量按照维持各好氧池的pH值为7.0～8.0控制。
以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。
如图1所示，以下实施例中，第一级A/O系统中的缺氧池称为第一缺氧池，第一级A/O系统中的好氧池称为第一好氧池，第二级A/O系统中的缺氧池称为第二缺氧池，第二级A/O系统中的好氧池称为第二好氧池，第三级A/O系统中的缺氧池称为第三缺氧池，第三级A/O系统中的好氧池称为第三好氧池。
【实施例1】
某焦化厂焦化废水处理站，焦化废水处理量为40m3/h，经过预处理的焦化废水水质指标：COD 2500～3000mg/L,氰化物20～30mg/L，挥发酚400～500mg/L，硫化物20～30mg/L,石油类20～50mg/L，氨氮50～100mg/L，pH值7.5～8.5。
经过预处理的焦化废水首先进入厌氧池，在该池内安装固定填料，焦化废水中的难降解有机物、含氮杂环化合物经过厌氧水解酸化反应，达到开链转化为小分子有机物的效果。废水的B/C提高，可生化性增强。在厌氧池内投加NaH2PO4，投加量能够维持总磷浓度为0.5～1mg/L；焦化废水在厌氧池内的水力停留时间为16h，水温25～35℃；溶解氧控制0.2mg/L以下。
厌氧池出水量约60％进入第一缺氧池，与二沉池回流的污泥在此混合，反硝化菌利用焦化废水中的碳源，将硝酸盐转化为氮气；第一缺氧池设置潜水搅拌器，容积为1200m3，水温20～35℃，pH值7.0～7.5，溶解氧控制在0.5mg/L以下。
第一缺氧池出水进入第一好氧池，该池内设置可提升微孔曝气器，采用活性污泥法，焦化废水中的酚、氰化物、硫化物、多环芳烃等有毒有害物质被生物降解，氨氮发生硝化反应；第一好氧池容积为1920m3，溶解氧控制在4～5mg/L，pH值控制在7.0～8.0，温度控制在20～30℃，污泥浓度为3～4g/L。
第一好氧池出水进入第二缺氧池，与占厌氧池出水量30％的焦化废水进行混合，反硝化菌利用厌氧池出水中的碳源，将硝酸盐转化为氮气；第一缺氧池设置潜水搅拌器，容积为600m3，水温20～35℃，pH值7.0～7.5，溶解氧控制在0.5mg/L以下。
第二缺氧池出水进入第二好氧池，第二好氧池内设置可提升微孔曝气器，采用活性污泥法，焦化废水中的酚、氰化物、硫化物、多环芳烃等有毒有害物质被生物降解，转化为CO2和H2O，氨氮发生硝化反应；第二好氧池容积为960m3，溶解氧控制在4～5mg/L,pH值控制在7.0～8.0，温度控制在20～30℃，污泥浓度为3～4g/L。
第二好氧池出水进入第三缺氧池，与占厌氧池出水量10％的焦化废水进行混合，反硝化菌利用厌氧池出水中的碳源，将硝酸盐转化为氮气；第三缺氧池设置潜水搅拌器，容积为320m3，溶解氧控制在0.5mg/L以下。
第三缺氧池出水进入第三好氧池，第三好氧池内设置可提升微孔曝气器，采用活性污泥法，废水中的酚、氰化物、硫化物、多环芳烃等有毒有害物质被生物降解，转化为CO2和H2O，氨氮发生硝化反应，转化为硝酸盐氮；第三好氧池容积为800m3，溶解氧控制在4～5mg/L,pH值控制在7.0～8.0，温度控制在20～30℃，污泥浓度为3～4g/L。
第三好氧池出水进入二沉池进行泥水分离，二沉池的表面负荷为1～1.5m3/m2h，沉淀至池底的污泥回流至第一缺氧池，回流比控制在100～200％。
本实施例中，二沉池出水总氮15～20mg/L，达到《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171-2012)表2中直排标准(总氮＜20mg/L)的要求。
【实施例2】
本实施例中，对某焦化厂焦化废水进行处理，焦化废水处理量为70m3/h，经过预处理的焦化废水水质指标：COD 3000～3500mg/L,氰化物30～40mg/L,，挥发酚500～600mg/L,，硫化物30～50mg/L,，石油类40～50mg/L,，氨氮100～120mg/L,，pH值7.5～8.5。
经过预处理的焦化废水首先进入厌氧池，在厌氧池内安装固定填料，焦化废水中的难降解有机物、含氮杂环化合物经过厌氧水解酸化反应，达到开链转化为小分子有机物的效果。焦化废水的B/C提高，可生化性增强。在厌氧池内投加NaH2PO4，投加量能够维持总磷浓度为0.5～1mg/L；焦化废水在厌氧池内的水力停留时间为12h，水温25～35℃；溶解氧控制在0.2mg/L以下。
厌氧池出水量约70％进入第一缺氧池，与二沉池回流的污泥在此混合，反硝化菌利用废水中的碳源，将硝酸盐转化为氮气；第一缺氧池设置潜水搅拌器，体积为1960m3，水温20～35℃，pH值7.0～7.5，溶解氧控制在0.5mg/L以下。
第一缺氧池出水进入第一好氧池，第一好氧池内设置可提升微孔曝气器，采用活性污泥法，废水中的酚、氰化物、硫化物、多环芳烃等有毒有害物质被生物降，氨氮发生硝化反应；第一好氧池容积为4900m3，溶解氧控制在4～5mg/L，pH值控制在7.0～8.0，温度控制在20～30℃，污泥浓度为3～4g/L。
第一好氧池出水进入第二缺氧池，与占厌氧池出水量20％的焦化废水进行混合，反硝化菌利用厌氧池出水中的碳源，将硝酸盐转化为氮气；第一缺氧池内设置潜水搅拌器，容积为700m3，水温为20～35℃，pH值为7.0～7.5，溶解氧控制在0.5mg/L以下。
第二缺氧池出水进入第二好氧池，第二好氧池内设置可提升微孔曝气器，采用活性污泥法，废水中的酚、氰化物、硫化物、多环芳烃等有毒有害物质被生物降解，转化为CO2和H2O，氨氮发生硝化反应；第二好氧池容积为1400m3，溶解氧控制在4～5mg/L,pH值控制在7.0～8.0，温度控制在20～30℃，污泥浓度为3～4g/L。
第二好氧池出水进入第三缺氧池，与占厌氧池出水量10％的焦化废水进行混合，反硝化菌利用厌氧池出水中的碳源，将硝酸盐转化为氮气；第三缺氧池设置潜水搅拌器，容积为560m3，溶解氧控制在0.5mg/L以下。
第三缺氧池出水进入第三好氧池，第三好氧池内设置可提升微孔曝气器，采用活性污泥法，废水中的酚、氰化物、硫化物、多环芳烃等有毒有害物质被生物降解，转化为CO2和H2O，氨氮发生硝化反应，转化为硝酸盐氮；第三好氧池容积为1400m3，溶解氧控制为4～5mg/L,pH值控制在7.0～8.0，温度控制在20～30℃，污泥浓度为3～4g/L。
第三好氧池出水进入二沉池进行泥水分离，二沉池的表面负荷为1～1.5m3/m2h，沉淀至池底的污泥回流至第一缺氧池，回流比控制在100～200％。
本实施例中，二沉池出水总氮13～19mg/L，达到《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171-2012)表2中直排标准(总氮＜20mg/L)的要求。
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揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种分段进水多级A/O处理焦化废水的工艺，其特征在于，经过预处理的焦化废水首先进入厌氧池进行水解酸化反应，厌氧池出水按比例分成3部分，分别进入三级A/O系统的缺氧池；焦化废水在各级A/O系统的缺氧池中发生反硝化反应，在各级A/O系统的好氧池内发生COD降解及氨氮硝化反应；最后一级A/O系统的好氧池出水进入二沉池，经过泥水分离后，污泥回流至第一级A/O系统的缺氧池，二沉池的上清液进入后续的焦化废水深度处理单元。
2.根据权利要求1所述的一种分段进水多级A/O处理焦化废水的工艺，其特征在于，所述焦化废水的预处理过程用于去除废水中所含有的重油、乳化油及溶解油。
3.根据权利要求1所述的一种分段进水多级A/O处理焦化废水的工艺，其特征在于，所述厌氧池内安装固定填料用于固定厌氧微生物的生长，在厌氧池内投加NaH2PO4，投加量按照维持厌氧池内总磷浓度为0.5～1mg/L控制，焦化废水在厌氧池内的水力停留时间为8～12h，温度为25～35℃。
4.根据权利要求1所述的一种分段进水多级A/O处理焦化废水的工艺，其特征在于，所述厌氧池出水进入三级A/O系统的缺氧池时，第一级A/O系统、第二级A/O系统、第三级A/O系统中焦化废水水量Q的分配比例为：60％～70％:20％～30％:10％～20％。
5.根据权利要求1所述的一种分段进水多级A/O处理焦化废水的工艺，其特征在于，第一级A/O系统的缺氧池容积为(0.6～0.7)×Q×(30～50)m3，缺氧池内设置潜水搅拌器，溶解氧控制在0.5mg/L以下；第一级A/O系统的好氧池的容积为(0.6～0.7)×Q×(80～100)m3，溶解氧控制在4～5mg/L，pH值控制在7.0～8.0，温度控制在20～30℃，污泥浓度为3～4g/L。
6.根据权利要求1所述的一种分段进水多级A/O处理焦化废水的工艺，其特征在于，第二级A/O系统的缺氧池容积为(0.2～0.3)×Q×(40～60)m3，缺氧池内设置潜水搅拌器，溶解氧控制在0.5mg/L以下；第二级A/O系统的好氧池容积为(0.2～0.3)×Q×(80～100)m3，溶解氧控制在4～5mg/L,pH值控制在7.0～8.0，温度控制在20～30℃，污泥浓度为3～4g/L。
7.根据权利要求1所述的一种分段进水多级A/O处理焦化废水的工艺，其特征在于，第三级A/O系统的缺氧池容积为(0.1～0.2)×Q×(50-80)m3，缺氧池内设置潜水搅拌器，溶解氧控制在0.5mg/L以下；第三级A/O系统的好氧池容积为(0.1～0.2)×Q×(150～200)m3，溶解氧控制在4～5mg/L,pH值控制在7.0～8.0，温度在控制20～30℃，污泥浓度为3～4g/L。
8.根据权利要求1所述的一种分段进水多级A/O处理焦化废水的工艺，其特征在于，所述二沉池的表面负荷为1～1.5m3/m2h，污泥回流比为100％～200％。
9.根据权利要求1所述的一种分段进水多级A/O处理焦化废水的工艺，其特征在于，通过投加碳酸钠或者氢氧化钠来维持各级A/O系统好氧池的pH值，投加量按照维持各好氧池的pH值为7.0～8.0控制。
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