CN102190398B - 一种焦化废水处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种焦化废水处理方法，其特征在于，使焦化废水进入厌氧池和缺氧池，利用废水中难降解有机物作为碳源，进行反硝化脱氮；然后进行两级好氧生物处理，通过硝化反应将氨氮转化为亚硝酸氮、硝态氮，生化出水还不能达标排放，再进行混凝沉淀处理，即A/A/O1/O2(厌氧/缺氧/一级好氧/二级好氧)混凝组合工艺。本发明方法不需要投加甲醇等外加碳源，以废水中有机物作为碳源，通过反硝化去除，减轻了后续好氧段负荷，减少了动力消耗。含酚碳酸钠废水、反硝化产生的碱度能提供硝化反应所需的碱度，降低了氢氧化钠药剂的消耗，运行费用低。
Description
技术领域
本发明属于污水处理领域，具体地说，本发明涉及一种焦化废水处理方法。
背景技术
焦化废水处理工艺主要分为物化处理法和生物处理法。物化处理法包括蒸氨法、焚烧法、混凝沉淀法、膜分离法、萃取法，生物处理法包括普通活性污泥法、A/O(缺氧/好氧)法、A/A/O(厌氧/缺氧/好氧)法、SBR法等。
普通活性污泥法能将焦化废水中的酚、氰有效地去除，两项指标均能达到国家排放标准，但由于该技术无法将焦化废水中难降解有机污染物去除，所以其出水中COD、氨氮等指标均无法达标，特别是对氨氮污染物几乎没有降解作用。
A/O(缺氧/好氧)生物脱氮工艺的基本原理是焦化废水中所含的氨氮在好氧条件下由亚硝化菌转化成NO2-N，再由硝化菌将NO2-转化为NO3-，经硝化处理后的含NO3-的泥水混合液回流至缺氧段，以进入缺氧池的焦化废水中有机物为碳源，在缺氧条件下由兼氧菌利用NO3-中的[O]进行厌氧呼吸，分解污水中COD物质，同时实现NO3-的反硝化。
A/A/O(厌氧/缺氧/好氧)生物脱氮工艺在A/O工艺基础上，增加了厌氧单元，通过厌氧菌打开焦化废水中难降解的多环芳烃链，酸化水解成低分子有机酸，提高了废水的可生化性。其在氨氮去除和反硝化方面均优于A/O工艺，特别是在反硝化率方面，A/A/O工艺是A/O工艺的两倍。
宝钢一、二期焦化废水对A/O生物脱氮工艺进行探索，并结合药剂脱色对A/O工艺进行了优化，改为A/O/O工艺。
但是，上述A/O、A/A/O、A/O/O等方法在实际运行中，COD和氨氮很难同时达标，而采用工业水稀释后达标排放，主要原因是蒸氨废水中的氨氮浓度高，而进水中的可生物降解COD浓度较低，造成缺氧段反硝化碳源有机物严重不足，另外好氧段进水COD浓度较高，且含有生物抑制性有机物，抑制了硝化菌的活性，使氨氮很难达标。
因此，本发明的目的在于提供一种焦化废水处理技术，可有效去除COD、氨氮等杂质，使出水水质达到国家一级排放标准，以解决焦化废水COD和氨氮指标不能同时达标的技术问题。
发明内容
本发明提供一种焦化废水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)焦化废水进入调节池中混合均匀，抽入厌氧池；
(2)厌氧池出水自流至回流水吸水井，与回流沉淀池来的回流水混合均匀后，抽入缺氧池；
(3)缺氧池出水自流至第一好氧池，加入磷酸、含酚碳酸钠废水、液碱、回流污泥、二沉池污泥；
(4)第一好氧池泥水混合物大部分自流至回流沉淀池进行泥水分离，污水全部回流至回流水吸水井，污泥抽入厌氧池、回流水吸水井、第一好氧池、第二好氧池；
(5)第一好氧池剩余泥水混合物自流至第二好氧池；
(6)第二好氧池泥水混合物自流至二沉池进行泥水分离，污泥抽入第一好氧池和第二好氧池，剩余污泥排入污泥浓缩池，污水经氰化物处理槽、氟化物处理槽、混合配水槽、混凝沉淀池进行处理；
(7)混凝沉淀池出水自流至处理后水吸水井，达标排放；
(8)回流污泥、二沉池污泥、混凝沉淀池无机污泥排入污泥浓缩池，离心脱水，泥饼外运配煤。
根据本发明的焦化废水处理方法，优选的是，所述步骤(1)中，所述焦化废水包括蒸氨废水、酚氰废水。
根据本发明的焦化废水处理方法，优选的是，所述步骤(1)中，厌氧池水力停留时间为4～6h。
根据本发明的焦化废水处理方法，优选的是，所述步骤(2)中，缺氧池水力停留时间为20～30h。
根据本发明的焦化废水处理方法，优选的是，所述步骤(3)中，好氧池水力停留时间为35～50h，内置高效微孔曝气器，对池内混合液进行充氧和搅拌。
根据本发明的焦化废水处理方法，优选的是，所述步骤(4)中，回流污泥控制在3～5倍原水量，回流水控制在2～4倍原水量，回流水量通过回流沉淀池的进口阀门调节。
根据本发明的焦化废水处理方法，优选的是，所述步骤(6)中，二沉池回流污泥控制在2～4倍原水量，排泥量根据泥龄来控制。
根据本发明的焦化废水处理方法，优选的是，所述步骤(6)中，所述氰化物处理槽中加入硫酸亚铁和硫酸，硫酸亚铁的加入量为2.5-3.5kg/t原水。
根据本发明的焦化废水处理方法，优选的是，所述步骤(6)中，所述氟化物处理槽中鼓入低压空气，并加入氯化钙和PAC药剂，PAC药剂的加入量为2.0-2.5kg/t原水。
根据本发明的焦化废水处理方法，优选的是，所述步骤(6)中，所述混合配水槽中加入PAM阴离子，PAM阴离子的加入量为0.005-0.01kg/t原水。
根据本发明的焦化废水处理方法，优选的是，所述步骤(8)中，污泥浓缩池中加入PAM阳离子，其加入量为0.0078-0.02kg/t原水。
根据本发明的焦化废水处理方法，优选的是，在所述厌氧池的进口处设置旋转布水器。
根据本发明的焦化废水处理方法，优选的是，在所述缺氧池的进口处设置旋转布水器。
本发明的思路在于：焦化废水进入厌氧池和缺氧池，利用废水中难降解有机物作为碳源，进行反硝化脱氮；然后进行两级好氧生物处理，通过硝化反应将氨氮转化为亚硝酸氮、硝态氮，生化出水还不能达标排放，再进行混凝沉淀处理，即A/A/O1/O2(厌氧/缺氧/一级好氧/二级好氧)混凝组合工艺。
焦化废水(蒸氨废水、酚氰废水)进入调节池中混合均匀，抽入厌氧池，通过厌氧池填料上的厌氧活性污泥打开焦化废水中难降解的多环芳烃链，并酸化水解成低分子有机酸，提高废水的可生化性。
厌氧池出水自流至回流水吸水井，与回流沉淀池来的回流水混合均匀后，抽入缺氧池，以废水中难降解有机物作为碳源，在反硝化菌(假单细胞菌属，细球菌属、无色杆菌属、芽胞杆菌属等)的作用下进行反硝化，使回流水中的硝酸氮、亚硝酸氮还原为氮气逸出，同时去除废水中部分有机物，达到去碳脱氮的目的。
缺氧池出水自流至第一好氧池，加入磷酸、含酚碳酸钠废水、液碱、回流污泥、二沉池污泥，废水中的酚、氰、COD、氨氮等污染物由好氧微生物氧化分解为细胞质，其中氨氮在亚硝化细菌作用下氧化成亚硝酸盐。
第一好氧池泥水混合物大部分自流至回流沉淀池，进行泥水分离，污水全部回流至回流水吸水井，污泥抽入厌氧池、回流水吸水井、第一好氧池、O2。回流污泥控制在3～5倍原水量，回流水控制在2～4倍原水量，回流水量通过回流沉淀池的进口阀门来调节。
第一好氧池剩余泥水混合物自流至第二好氧池，由于对硝化菌有抑制作用的有机物浓度降低，硝化菌可以成为优势菌，强化了硝化反应的效果。
第二好氧池泥水混合物自流至二沉池，进行泥水分离，污泥抽入第一好氧池和O2，剩余污泥排入污泥浓缩池。二沉池回流污泥控制在2～4倍原水量，排泥量根据泥龄来控制。
二沉池出水不能达标排放，特别是COD、悬浮物仍比较高，需经混凝沉淀处理，主要由氰化物处理槽、氟化物处理槽、混合配水槽、混凝沉淀池等部分组成。氰化物槽中加入硫酸亚铁，亚铁离子与氰化物络合生成铁氰络合物，并加入硫酸，因为在酸性条件下除氰效果比较好。氟化物槽中加入氯化钙，与氟化物形成氟化钙沉淀，并鼓入低压空气，加入PAC药剂来凝聚氟化钙。混合配水槽中加入PAM阴离子，使水中污染物絮凝程度加大而被凝聚沉淀下来，然后进入混凝沉淀池，进行无机泥水分离，无机污泥排入污泥浓缩池。混凝沉淀池出水自流至处理后水吸水井，达标排放。
回流污泥、二沉池污泥、混凝沉淀池无机污泥排入污泥浓缩池，送往超级离心机进行脱水，并加入PAM阳离子以提高脱水率，泥饼外运配煤。
上述含酚碳酸钠废水为焦化副产品酚盐分解产生的。一般需要进行苛化反应进行处理，但投资较大，生产成本高，且产生的副产物碳酸钙无法处理。好氧池硝化反应所需碱度，可通过碳酸钠废水来调节，降低液碱耗用。且碳酸钠废水中含有1～2％的酚，可提高反硝化反应中的C/N，不必在C/N不足时添加甲醇或其它有机物，如此可使难以处理的碳酸钠废水变废为宝，不仅降低了处理费用，而且改善了生产环境。
厌氧池水力停留时间为4～6h，缺氧池水力停留时间为20～30h，好氧池水力停留时间为35～50h(此处指两个好氧池共同的停留时间，该停留时间跟处理量大小有关系)，内置高效微孔曝气器，对池内混合液进行充氧和搅拌。
上述氰化物处理槽中硫酸亚铁的加入量为2.5-3.5kg/t原水；硫酸加入量与PH值有很大关系，加入不多，微量而已。
上述氟化物处理槽中PAC药剂的加入量为2.0-2.5kg/t原水；氯化钙加入量与F-值有很大关系，也可不加入。
上述混合配水槽中PAM-混凝剂的加入量为0.005-0.01kg/t原水。
本发明的有益效果为：
本发明方法巧妙设置了旋转布水器，适用于高中浓度污水的厌氧发酵及兼氧反硝化处理，较好地解决了厌氧及兼氧反硝化构筑物布水不均匀、污泥沉底难题。在厌氧池和缺氧池进口增加旋转布水器，能把污水定时定点均匀分布在反应池中，提高了反应池的利用率，不堵塞布水管，它能加速反应池内颗粒污泥的产生和生长，大大提高了脱氮效率和可生化性。此装置操作容易，运行可靠，维护简单，管理方便。
本发明方法不需要投加甲醇等外加碳源，以废水中有机物作为碳源，通过反硝化去除，减轻了后续好氧段负荷，减少了动力消耗。含酚碳酸钠废水、反硝化产生的碱度能提供硝化反应所需的碱度，降低了氢氧化钠药剂的消耗，运行费用低。
焦化废水经本发明处理后，COD去除率达到94.5％，氨氮去除率达到96.1％，外排水氨氮达到15mg/l以下，最低能稳定在0.2mg/l，COD达到100mg/l以下，平均在80mg/l，出水水质达到国家一级排放标准。
附图说明
图1是本发明方法的工艺流程图。
具体实施方式
以下用实施例结合附图对本发明作更详细的描述。这些实施例仅仅是对本发明最佳实施方式的描述，并不对本发明的范围有任何限制。
实施例1-6：
蒸氨废水、酚氰废水进入调节池中混合均匀，处理量为90～120m3/h，蒸氨废水约48m3/h，初期雨水约60m3/h、生活废水约2m3/h，调节池出水COD平均值为1525mg/l，氨氮平均值为45.14mg/l，酚平均值为62.03mg/l，总氰平均值为28.96mg/l。
原水进入厌氧池酸化水解后，自流至回流水吸水井，与回流水一起抽入缺氧池，进行反硝化，缺氧池出水自流至第一好氧池，加入磷酸、含酚碳酸钠废水、液碱、回流污泥、二沉池污泥。第一好氧池泥水混合物大部分自流至回流沉淀池，进行泥水分离，污水全部回流至回流水吸水井，污泥抽入第一好氧池、第二好氧池。第一好氧池剩余泥水混合物自流至第二好氧池，第二好氧池泥水混合物自流至二沉池，进行泥水分离，污泥抽入第一好氧池，剩余污泥排入污泥浓缩池。
回流污泥控制在3倍原水量，回流水控制在2原水量，二沉池回流污泥控制在2倍原水量。
混凝沉淀处理，氰化物槽中加入硫酸亚铁；氟化物槽中鼓入低压空气，并加入PAC药剂；混合配水槽中加入PAM阴离子混凝剂。出水进入混凝沉淀池进行泥水分离，出水自流至处理后水吸水井，达标排放。
实施例1-6的工艺参数见表1，出水水质见表2。
表1实施例1-6的工艺参数
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | |
| 厌氧池前磷酸加入量(mg/l) | 36 | 50 | 12 | 53 | 103 | 87 |
| 第一好氧池回流比 | 2 | 3 | 3.5 | 4 | 4.5 | 5 |
| PAC(mg/l) | 1556 | 1478 | 1325 | 1489 | 1676 | 1561 |
| PAM+(mg/l) | 5.8 | 4.9 | 5.1 | 4.8 | 5.9 | 3.5 |
| PAM-(mg/l) | 2.8 | 2.4 | 1.9 | 1.8 | 2.9 | 1.7 |
| 氰化物处理槽中硫酸亚铁加入量(mg/l) | 2035 | 1698 | 1435 | 1896 | 2663 | 1663 |
| 第一好氧池停留时间(h) | 10 | 12 | 15 | 9 | 11 | 15 |
| 第二好氧池停留时间(h) | 22 | 24 | 25 | 19 | 22 | 25 |
| 厌氧池停留时间(h) | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 | 6 |
| 缺氧池停留时间(h) | 22 | 26 | 26 | 26 | 30 | 30 |
| COD去除率(％) | 74.53 | 80.26 | 76.35 | 86.93 | 91.26 | 85.24 |
| 氨氮去除率(％) | 90.24 | 83.56 | 97.72 | 87.69 | 93.24 | 88.20 |
表2实施例1-6的出水水质
| 外排水指标 | COD(mg/l) | 氨氮(mg/l) | 酚(mg/l) | 总氰(mg/l) |
| 实施例1 | 72 | 0.110 | 0.20 | 0.35 |
| 实施例2 | 85 | 0.173 | 0.20 | 0.13 |
| 实施例3 | 72 | 0.042 | 0.20 | 0.34 |
| 实施例4 | 83 | 0.048 | 0.20 | 0.42 |
| 实施例5 | 78 | 0.022 | 0.20 | 0.12 |
| 实施例6 | 80 | 0.220 | 0.20 | 0.45 |
焦化废水经本发明方法处理后，COD去除率达到94.5％，氨氮去除率达到96.1％，外排水氨氮达到15mg/l以下，最低能稳定在0.2mg/l，COD达到100mg/l以下，平均在80mg/l，出水水质达到国家一级排放标准。
本发明的A/A/O/O混凝组合工艺除适用焦化废水处，还适用其它工业污水的处理。
Claims (7)
1.一种焦化废水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)焦化废水进入调节池中混合均匀，抽入厌氧池；厌氧池水力停留时间为4～6h；
(2)厌氧池出水自流至回流水吸水井，与回流沉淀池来的回流水混合均匀后，抽入缺氧池；缺氧池水力停留时间为20～30h；
(3)缺氧池出水自流至第一好氧池，加入磷酸、含酚碳酸钠废水、液碱、回流污泥、二沉池污泥；好氧池水力停留时间为35～50h，内置高效微孔曝气器，对池内混合液进行充氧和搅拌；
(4)第一好氧池泥水混合物大部分自流至回流沉淀池进行泥水分离，污水全部回流至回流水吸水井，污泥抽入厌氧池、回流水吸水井、第一好氧池、第二好氧池；
(5)第一好氧池剩余泥水混合物自流至第二好氧池；
(6)第二好氧池泥水混合物自流至二沉池进行泥水分离，污泥抽入第一好氧池和第二好氧池，剩余污泥排入污泥浓缩池，污水经氰化物处理槽、氟化物处理槽、混合配水槽、混凝沉淀池进行处理；
所述氟化物处理槽中鼓入低压空气，并加入氯化钙和PAC药剂，PAC药剂的加入量为2.0-2.5kg/t原水；
(7)混凝沉淀池出水自流至处理后水吸水井，达标排放；
(8)回流污泥、二沉池污泥、混凝沉淀池无机污泥排入污泥浓缩池，离心脱水，泥饼外运配煤；
在所述厌氧池的进口处设置旋转布水器；
在所述缺氧池的进口处设置旋转布水器。
2.如权利要求1所述的焦化废水处理方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述焦化废水包括蒸氨废水、酚氰废水。
3.如权利要求1所述的焦化废水处理方法，其特征在于，所述步骤(4)中，回流污泥控制在3～5倍原水量，回流水控制在2～4倍原水量，回流水量通过回流沉淀池的进口阀门调节。
4.如权利要求1所述的焦化废水处理方法，其特征在于，所述步骤(6)中，二沉池回流污泥控制在2～4倍原水量，排泥量根据泥龄来控制。
5.如权利要求1所述的焦化废水处理方法，其特征在于，所述步骤(6)中，所述氰化物处理槽中加入硫酸亚铁和硫酸，硫酸亚铁的加入量为2.5-3.5kg/t原水。
6.如权利要求1所述的焦化废水处理方法，其特征在于，所述步骤(6)中，所述混合配水槽中加入PAM阴离子，其加入量为0.005-0.01kg/t原水。
7.如权利要求1所述的焦化废水处理方法，其特征在于，所述步骤(8)中，所述污泥浓缩池中加入PAM阳离子，其加入量为0.0078-0.02kg/t原水。
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
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Effective date of registration: 20190131 Address after: 524000 Zhanjiang office building in Zhanjiang Iron and Steel Works, Donghai Island, Zhanjiang City, Guangdong Province Patentee after: Baosteel chemical Zhanjiang Co., Ltd. Address before: 2004-2002 Weisan Road Chemical Office Building, Baoshan District, Shanghai Patentee before: Baowu Carbon Material Technology Co., Ltd. |
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| TR01 | Transfer of patent right |