CN101381185A

CN101381185A - 焦化废水脱氮处理方法及处理设备

Info

Publication number: CN101381185A
Application number: CNA2008101169558A
Authority: CN
Inventors: 文一波; 张辉明; 陈劲松; 王凯; 李天增; 张宝林
Original assignee: BEIJING SOUND GROUP Co Ltd
Current assignee: Sound Group Co Ltd
Priority date: 2008-07-21
Filing date: 2008-07-21
Publication date: 2009-03-11
Anticipated expiration: 2028-07-21
Also published as: CN101381185B

Abstract

本发明公开了一种焦化废水脱氮处理方法及处理设备，该方法包括：预处理、生化处理兼氧反应器、生化处理好氧反应器、生化处理二沉池、混凝处理(混凝反应池、混凝沉淀池)等步骤，形成硝化/反硝化、短程硝化与反硝化及厌氧氨氧化相结合的生物脱氮工艺。该方法节省动力费用为10％～18％。吨水处理成本为3.2～3.5元，运行稳定，维护简便，出水COD_Cr达100mg/l以下水平，氨氮达5mg/l以下，总氮达20mg/l以下水平。

Description

焦化废水脱氮处理方法及处理设备

技术领域

本发明涉及一种废水处理技术，尤其涉及一种对焦化废水中氨氮与总氮的处理方法及处理设备，属于焦化废水处理技术领域。

背景技术

焦化废水成分复杂，含有高浓度的氨氮、酚、氰，及多种芳香族化合物，是难处理的工业废水之一。国内外对焦化废水的处理技术有：物化法、生化法及物化与生化相结合的方法。其中脱氮方法主要以生化法为主，生化法有缺氧-好氧(A/O)，厌氧-缺氧-好氧(A/A/O)，好氧-缺氧-好氧(O-A-O)，缺氧-好氧-好氧(A-O-O)，这些处理工艺都是行之有效的焦化废水脱氮方法，但工艺控制参数是关键。目前在焦化废水的处理中，普遍因工艺参数设计不合理造成焦化废水脱氮效率低下，难以达到设计目标要求，特别是总氮去除效果不理想。物化脱氮工艺有空气吹脱法，选择性离子交换法，折点氯化法，磷酸铵镁沉淀法，这些物化脱氮方法因处理成本太高及造成二次污染而难以推广应用。

发明内容

本发明实施方式提供一种焦化废水脱氮处理方法及其处理设备，通过普通硝化/反硝化，短程硝化与反硝化及厌氧氨氧化相结合进行生物脱氮处理，该工艺脱氮效果好、运行稳定、能耗低，且管理较方便。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明实施方式提供一种焦化废水脱氮处理方法，该方法包括：

(1)预处理：在处理的焦化废水中加入混凝剂与破乳剂，去除焦化废水中80％～90％的硫化物与60～80％的矿物油；

(2)生化处理：

预处理后的焦化废水在兼氧反应器中与从好氧反应器回流至兼氧反应器内的混合液中的硝酸盐、亚硝酸盐进行反硝化脱氮反应，其中，混合液中的亚硝酸盐与原废水中氨氮发生厌氧氨氧化反应脱氮，后废水进入好氧反应器中，使废水中的部分氨氮转化为硝酸盐与亚硝酸盐，好氧反应器中处理后的废水进入二沉池进行沉淀，好氧反应器中的混合液和二沉池的沉淀的污泥回流至兼氧反应器内再次进行反应；其中，废水在兼氧反应器与好氧反应器内总水力停留时间为40～80h；废水在兼氧反应器内的反应温度为28℃～32℃，污泥龄为40～60天，溶解氧DO与pH在兼氧反应器的进水和出水侧有别，DO为0.05～0.4mg/l，pH为8.2～8.6；废水在好氧反应器内的反应温度为28℃～32℃，污泥龄为40～60天，DO与pH在好氧反应器的进水和出水侧有别，溶解氧DO为1.0～2.0mg/l，pH为8.0～8.5；

(3)混凝处理：好氧反应器处理后排入二沉池中沉淀得到的上清液经混凝反应池进入混凝沉淀池沉淀后使上清液排出，沉淀得到的剩余污泥从混凝沉淀池底部的剩余污泥排出口排出。

所述步骤(1)的预处理具体包括：将隔油处理后焦化废水进入气浮池单元中，在所述焦化废水中加入作为破乳剂的聚合氯化铝PAC与作为混凝剂的硫酸亚铁，经由气浮池单元去除焦化废水中80％～90％的硫化物与60～80％的矿物油。

所述好氧反应器中的混合液和二沉池的沉淀的污泥回流至兼氧反应器内进行反应包括：混合液回流比为200％～400％，污泥回流比为30％～100％，兼氧反应器内污泥浓度为4.0～5.0g/1，好氧反应器内污泥浓度为3.0～4.0g/l。

所述好氧反应器出水侧发生部分厌氧氨氧化反应，发生厌氧氨氧化反应的NH₃-N/NO₂-N的值为0.5～3.0。

本发明实施方式还提供一种实现上述中任一项所述方法的处理设备，该设备包括：气浮池单元、兼氧反应器、好氧反应器、二沉池、混凝反应池、混凝沉淀池、混合液回流管、污泥回流管和调节阀；其中，气浮池单元、兼氧反应器、好氧反应器、二沉池、混凝反应池和混凝沉淀池依次连接；气浮池单元的进水管与焦化废水进水管连接；好氧反应器通过混合液回流管连接至兼氧反应器的进水口；二沉池的部分浓缩污泥经污泥回流管连接到兼氧反应器的进水口；混凝沉淀池上设有剩余污泥排出口和处理水出水口。

所述好氧反应器内设有隔墙，隔墙底部设有通孔，带有通孔的隔墙将好氧反应器内部分隔成互通的两部分。

所述设备还包括：风机，该风机通过管路、调节阀分别与好氧反应器内分隔的两部分连通，所述连接管路上还设有放空阀。

所述设备还包括：两个回流泵，分别设置在混合液回流管和污泥回流管上。

所述兼氧反应器内设有隔离墙，隔离墙上设有通孔，所述带有通孔的隔离墙将兼氧反应器内部分隔成互通的两部分。

所述兼氧反应器或好氧反应器均为混合型反应器。

由上述本发明实施方式提供的技术方案可以看出，本发明实施方式通过兼氧反应器与好氧反应器配合，形成普通硝化/反硝化，短程硝化与反硝化及厌氧氨氧化相结合的生物脱氮处理方法，该方法具有如下有益效果：好氧反应器内发生的亚硝化反应节省了耗氧量，从而节约了动力费用约10％～12％，兼氧反应器内发生的厌氧氨氧化反应降低了好氧反应器氨氮负荷，提高总氮的去除效率，同时节省了动力费用，该方法每吨水处理成本为3.2～3.5元，出水氨氮达5mg/l以下，总氮达到20mg/l以下的水平。

附图说明

图1为本发明实施例一的焦化废水脱氮处理设备结构示意图；

图2为本发明实施例二的焦化废水脱氮处理方设备结构示意图；

图中各标号分别为：1、气浮池单元；2、兼氧反应器；21、隔离墙；3、好氧反应器；31、隔墙；4、二沉池；5、混凝反应池；6、混凝沉淀池；7、混合液回流管；8、污泥回流管；9、风机；10、调节阀A；11、调节阀B；12、放空阀；13、回流泵A；14、回流泵B；A、焦化废水进水管；B、处理水出水口；C、污泥出口；D、剩余污泥排出口；E、物料加入口。

具体实施方式

本发明实施方式是一种焦化废水脱氮处理方法及处理设备，该方法包括下述步骤：预处理、生化处理兼氧反应器、生化处理好氧反应器、生化处理二沉池、混凝处理(混凝反应池、混凝沉淀池)，是一种将硝化/反硝化，短程硝化与反硝化及厌氧氨氧化相结合的生物脱氮工艺，具有节约动力费用、降低好氧反应器氨氮负荷，提高总氮的去除效率，同时节省了动力费用，该方法每吨水处理成本为3.2～3.5元，出水氨氮达5mg/l以下，总氮达到20mg/l以下的水平。

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

本实施例中，对焦化废水进行脱氮处理方法包括如下步骤：预处理、生化处理兼氧反应器、生化处理好氧反应器、生化处理二沉池、混凝处理(混凝反应池、混凝沉淀池)，主要是将废水中一部分氨氮在好氧反应器内转化为硝酸盐与亚硝酸盐，硝酸盐与部分亚硝酸盐在兼氧反应器内进行反硝化脱氮，部分亚硝酸盐在兼氧反应器内进行厌氧氨氧化脱氮。该处理方法采用如图1所示的处理设备，该处理设备具体包括：气浮池单元1、兼氧反应器2、好氧反应器3、二沉池4、混凝反应池5、混凝沉淀池6、混合液回流管7、污泥回流管8和调节阀(调节阀A 10、调节阀B 11)；其中，气浮池单元1、兼氧反应器2、好氧反应器3、二沉池4、混凝反应池5和混凝沉淀池6通过管路依次连接；气浮池单元1的进水管A与焦化废水进水管连接；好氧反应器2通过混合液回流管7连接至兼氧反应器1的进水口；二沉池4的污泥出口C经污泥回流管8连接至兼氧反应器1的进水口，混合液回流管7和污泥回流管8上均设有回流泵(回流泵A 13、回流泵B 14)；混凝沉淀池6上设有剩余污泥排出口D和处理水出水口B。其中，所述的好氧反应器3内设有隔墙31，隔墙31底部设有通孔，带有通孔的隔墙31将好氧反应器3内部分隔成互通的两部分；好氧反应器3上还设有向其内加入碱液和营养盐的物料加入口E。该设备还包括一个风机9，用于向好氧反应器内加氧，该风机9通过管路、调节阀A 10、调节阀B 11分别与好氧反应器3内分隔的两部分连通，所述连接风机9的管路上还设有放空阀12。

利用上述处理设备对焦化废水进行脱氮处理的方法如下：

处理的焦化废水经过隔油后首先进入预处理的气浮池单元，废水中加入PAC(聚合硫酸铁)与硫酸亚铁，气浮池单元的作用是去除废水中的矿物油与硫化物，气浮池单元出水进入兼氧反应器，兼氧反应器中发生：回流泵A泵出的好氧反应器中混合液(含硝氮与亚硝氮)，几乎全部硝氮与大部分亚硝氮在兼氧反应器中发生反硝化反应；进入兼氧反应器中的废水中的部分氨氮(氨氮浓度的2％～14％)与少部分亚硝氮发生厌氧氨氧化反应。兼氧反应器出水进入好氧反应器，好氧反应器内第一格主要发生脱碳反应和少部分硝化反应，第二格主要发生亚硝化反应。好氧反应器出水进入二沉池进行泥水分离，二沉池出水进入下一道工序，二沉池沉下的污泥一部分回流至兼氧反应器以补充微生物的量，另一部分作为剩余污泥排往污泥处理系统。

实际中，具体可按下述步骤进行处理：

(1)预处理：将处理的焦化废水在气浮池单元中加入混凝剂与破乳剂去除焦化废水中80％～90％的硫化物与60～80％的矿物油，即将隔油处理后焦化废水进入气浮池单元中，在所述焦化废水中加入作为破乳剂的聚合氯化铝PAC与作为混凝剂的硫酸亚铁，经由气浮池单元去除焦化废水中80％～90％的硫化物与60～80％的矿物油，预处理后可以消除焦化废水中硫化物与矿物油对后续生化处理过程中微生物的抑制与干扰；

(2)生化处理，具体分为下述几步：

①生化处理兼氧反应：预处理后的焦化废水在兼氧反应器中与从好氧反应器回流至兼氧反应器的混合液中的硝酸盐、亚硝酸盐进行反硝化脱氮反应，回流的混合液中的亚硝酸盐与原废水中氨氮发生厌氧氨氧化反应脱氮，同时实现微生物对有机物的水解作用，反硝化细菌将硝酸盐与部分亚硝酸盐还原为氮气，厌氧氨氧化菌利用亚硝酸盐将氨氮氧化为氮气，达到最终去氮的目的；其中，废水在兼氧反应器内的反应温度为28℃～32℃，污泥龄为40～60天，DO与pH在进水和出水侧有别，控制溶解氧DO为0.05～0.4mg/l，pH为8.2～8.6；

②生化处理好氧反应：废水进入好氧反应器后，废水中的部分氨氮转化为硝酸盐与亚硝酸盐，好氧反应器中处理后的废水进入二沉池进行沉淀，好氧反应器中的混合液和二沉池的沉淀的部分污泥回流至兼氧反应器内进行循环反应；其中，废水在好氧反应器内的反应温度为28℃～32℃，污泥龄为40～60天，溶解氧DO与pH在进水和出水侧有别，采用渐减曝气，控制好氧反应器进水侧DO为2.0mg/l左右，出水侧溶解氧DO为1.0～1.3mg/l，通过向好氧反应器内投加液碱控制pH为8.0～8.5，好氧反应器中间设隔离墙，底部的连通孔将好氧反应器的两侧相连，进水侧主要发生脱碳反应，同时发生少部分的硝酸菌的硝化反应，出水侧主要发生亚硝酸菌的亚硝化反应，同时发生少部分硝化反应与脱碳反应；

③生化处理二沉池：在好氧反应器中反应处理后的废水，进入二沉池中进行沉淀，并使好氧反应器中的上清液和二沉池中沉淀得到的一部分污泥回流至兼氧反应器中，再次进行反应；

(3)混凝处理：好氧反应器处理后排入二沉池中沉淀得到的上清液经混凝反应池进入混凝沉淀池沉淀后，得到的上清液直接排出，沉淀得到的剩余污泥从混凝沉淀池底部的剩余污泥排出口排出。

上述处理方法中，兼氧反应器与好氧反应器为混合型反应器，两者的总水力停留时间为40～80h，出水侧发生部分厌氧氨氧化反应，发生厌氧氨氧化反应的NH₃-N/NO₂-N的值为0.5～3.0；兼氧反应器与好氧反应器可分建；污泥回流比为30％～100％，混合液回流比为200％～400％，控制兼氧反应器污泥浓度为4.0～5.0g/l，好氧反应器内污泥浓度为3.0～4.0g/l。处理后，经混凝沉淀池出水的氨氮浓度为5mg/l以下，总氮为20mg/l以下，COD为100mg/l以下，总动力费用可节省10％～18％。

实施例二

本实施例中焦化废水处理脱氮处理设备如图2所示，该设备的兼氧反应器内被隔离墙分为两部分，隔离墙上设有通孔，兼氧反应器内部分隔的两部分通过通孔连通，这种结构有利于兼氧与厌氧微生物的分离与富聚，提高反硝化与厌氧氨氧化的反应速率，该设备的其它结构与实施例一相同。利用该设备对焦化废水处理脱氮的处理过程也与实施例一相同。

综上所述，本发明实施例中通过兼氧反应器、好氧反应器配合，实现一种普通硝化/反硝化，短程硝化与反硝化及厌氧氨氧化相结合的生物脱氮工艺，该工艺脱氮效果好，运行稳定能耗低，管理较方便，在好氧反应器内发生的亚硝化反应节省了耗氧量，从而节约了动力费用约10％～12％，兼氧反应器内发生的厌氧氨氧化反应降低了好氧反应器氨氮负荷，提高总氮的去除效率，同时节省了动力费用。吨水处理成本为3.2～3.5元，出水氨氮达5mg/l以下，总氮达到20mg/l以下的水平。

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，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。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims

1、一种焦化废水脱氮处理方法，其特征在于，该方法包括:

(1)预处理:在处理的焦化废水中加入混凝剂与破乳剂，去除焦化废水中80％～90％的硫化物与60～80％的矿物油；

(2)生化处理:

预处理后的焦化废水在兼氧反应器中与从好氧反应器回流至兼氧反应器内的混合液中的硝酸盐、亚硝酸盐进行反硝化脱氮反应，其中，混合液中的亚硝酸盐与原废水中氨氮发生厌氧氨氧化反应脱氮，后废水进入好氧反应器中，使废水中的氨氮转化为硝酸盐与亚硝酸盐，好氧反应器中处理后的废水进入二沉池进行沉淀，好氧反应器中的混合液和二沉池的沉淀的污泥回流至兼氧反应器内再次进行反应；其中，废水在兼氧反应器与好氧反应器内总水力停留时间为40～80h；废水在兼氧反应器内的反应温度为28℃～32℃，污泥龄为40～60天，溶解氧D0与pH在兼氧反应器的进水和出水侧有别，D0为0.05～0.4mg/l，pH为8.2～8.6；废水在好氧反应器内的反应温度为28℃～32℃，污泥龄为40～60天，D0与pH在好氧反应器的进水和出水侧有别，溶解氧D0为1.0～2.0mg/l，pH为8.0～8.5；

(3)混凝处理:好氧反应器处理后排入二沉池中沉淀得到的上清液经混凝反应池进入混凝沉淀池沉淀后使上清液排出，沉淀得到的剩余污泥从混凝沉淀池底部的剩余污泥排出口排出。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)的预处理具体包括:将隔油处理后焦化废水进入气浮池单元中，在所述焦化废水中加入作为破乳剂的聚合氯化铝PAC与作为混凝剂的硫酸亚铁，经由气浮池单元去除焦化废水中80％～90％的硫化物与60～80％的矿物油。

3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述好氧反应器中的混合液和二沉池的沉淀的污泥回流至兼氧反应器内进行反应包括:混合液回流比为200％～400％，污泥回流比为30％～100％，兼氧反应器内污泥浓度为4.0～5.0g/l，好氧反应器内污泥浓度为3.0～4.0g/l。

4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述好氧反应器出水侧发生部分厌氧氨氧化反应，发生厌氧氨氧化反应的NH₃-N/NO₂-N的值为0.5～3.0。

5、一种实现权利要求1～4中任一项所述方法的处理设备，其特征在于，该设备包括:气浮池单元、兼氧反应器、好氧反应器、二沉池、混凝反应池、混凝沉淀池、混合液回流管、污泥回流管和调节阀；其中，气浮池单元、兼氧反应器、好氧反应器、二沉池、混凝反应池和混凝沉淀池依次连接；气浮池单元的进水管与焦化废水进水管连接；好氧反应器通过混合液回流管连接至兼氧反应器的进水口；二沉池的部分浓缩污泥经污泥回流管连接到兼氧反应器的进水口；混凝沉淀池上设有剩余污泥排出口和处理水出水口。

6、根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述好氧反应器内设有隔墙，隔墙底部设有通孔，带有通孔的隔墙将好氧反应器内部分隔成互通的两部分。

7、根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述设备还包括:风机，该风机通过管路、调节阀分别与好氧反应器内分隔的两部分连通，所述连接管路上还设有放空阀。

8、根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述设备还包括:两个回流泵，分别设置在混合液回流管和污泥回流管上。

9、根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述兼氧反应器内设有隔离墙，隔离墙上设有通孔，所述带有通孔的隔离墙将兼氧反应器内部分隔成互通的两部分。

10、根据权利要求5或6或9所述的设备，其特征在于，所述兼氧反应器或好氧反应器均为混合型反应器。