CN102642980A

CN102642980A - 焦化废水总氮脱除方法

Info

Publication number: CN102642980A
Application number: CN2012100901278A
Authority: CN
Inventors: 佟斌; 田欣; 于勇; 王新东; 张平存; 赵佳顺; 曹智丽; 吴学明; 王玉凤; 晁世永; 马蕾; 刘剑波; 蒋国清; 谷毅; 朱百成; 任跃; 郭增梅
Original assignee: Hebei Iron and Steel Co Ltd Tangshan Branch
Current assignee: Hebei Iron and Steel Co Ltd Tangshan Branch
Priority date: 2012-03-30
Filing date: 2012-03-30
Publication date: 2012-08-22

Abstract

本发明公开了一种焦化废水总氮脱除方法，其包括硝化过程和反硝化过程，所述的硝化过程采用三段硝化：第一段硝化溶解氧控制在0.5mg/L≤DO≤1.5mg/L，废水停留时间控制在25～32h；第二段硝化溶解氧控制在2mg/L≤DO≤4mg/L，废水停留时间控制在18～24h；第三段硝化溶解氧控制在4mg/L＜DO≤5.5mg/L，废水停留时间控制在10～15h。本方法通过NO₂ ^-直接进行反硝化，弥补了焦化废水低碳氮比的不足，提高了反硝化率，进而提高了COD去除效果，减少了硝化段的投碱量，降低了加药成本。通过本方法处理后的焦化废水出水指标接近国家一级排放标准。本发明方法也适用于制药废水、发酵废水、食品企业废水等难降解的生产废水，以及市政污水、生活污水的处理。

Description

焦化废水总氮脱除方法

技术领域

本发明涉及一种污水的处理方法，尤其是一种焦化废水总氮脱除方法。

背景技术

焦化废水对人体和环境具有较高的毒害作用，具体的毒害包括下述几种：

1）对人体有毒害作用。焦化污水中含有的酚类化合物是原型质毒物，它与细胞原浆中蛋白质接触时，发生化学反应，形成不溶性蛋白质，而使细胞失去活力，引起人体组织损伤或坏死。长期饮用含酚污水会引起头晕、贫血及各种神经系统疾病。

2）对水体和水生物有毒害作用。焦化污水排入人体，当微生物降解其中的酚和氨等化合物时，将使水中的溶解氧降低，影响水生物的生长繁殖，同时这些化合物的毒性也可直接毒死鱼类，如水中含酚达5mg/L以上鱼类就会大量死亡。氨还能导致水体富营养化，促使藻类等水生植物繁殖过盛而发生“赤潮”灾害。

3）对农作物有毒害作用。用焦化污水灌溉农田，将使农作物减产，甚至枯死。

目前，焦化废水的生物处理工艺大体上分为两种,其一：活性污泥法；其二：生物脱氮法。活性污泥法对酚、氰有较好的处理效果，但对氨氮的处理率较低，由于氨氮对水体的危害很大。因此，近年来在传统的活性污泥法的基础上发展了生物脱氮法，氨氮的生物脱除技术得到迅速的发展和应用。生物脱氮主要包括硝化与反硝化两个过程，其过程中所参与的微生物种类不同，转化的基质不同，所需的反应条件也不相同。生物脱氮的具体过程为：

1、硝化反应过程：硝化反应过程是将氨氮转化为硝酸盐氮的过程。它包括两个基本反应步骤：第一、由亚硝酸菌参与将氨氮转化为亚硝酸盐（NO₂ ^-）的反应；第二、由硝酸菌参与将亚硝酸盐转化为硝酸盐（NO₃ ^-）的反应。其反应过程为：NH₄ ⁺ + 3/2O₂ → NO₂ ^- + 2H⁺ + H₂O

NO₂ ^- + 1/2O₂ →NO₃ ^-

2、反硝化反应过程：反硝化反应是将硝化过程中产生的硝酸盐或亚硝酸盐还原成N₂的过程。在反硝化过程中，反硝化菌以有机碳源作为电子供体，利用NO₃ ^-中的氧进行缺氧呼吸。其反应过程为：

5C（有机碳）+ 4NO₃ ^-+ 2H₂O → 2N₂ + 4OH^- + 5CO₂

上述生物脱氮因焦化废水碳氮比（C/N）较低，A/O工艺污水中的微生物得不到足够的碳源，反硝化效果差；其原因为：

A、反硝化过程中由NO₃ ^-转化为NO₂ ^-消耗了大量的有机碳源，没有足够的碳源保证NO₂ ^-转化为N₂，因此系统总氮去除率较低，保持在45%左右。

B、反硝化池没有反应的NO₃ ^-和NO₂ ^-流入硝化池，增加了硝化池两种物质的浓度，从而抑制了硝化作用，降低了硝化池氨氮的去除效果，氨氮去除率在90%左右。

C、反硝化率低使反硝化段的产碱率不高，因此需增加硝化段的投碱量，成本增加。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种焦化废水总氮去除率高的焦化废水总氮脱除方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：其包括硝化过程和反硝化过程，其特征在于，所述的硝化过程采用三段硝化：第一段硝化溶解氧控制在0.5mg/L≤DO≤1.5mg/L，废水停留时间控制在25～32h；第二段硝化溶解氧控制在2mg/L≤DO≤4mg/L，废水停留时间控制在18～24h；第三段硝化溶解氧控制在4mg/L＜DO≤5.5mg/L，废水停留时间控制在10～15h。这样，第一段将氨氮的氧化控制在NO₂ ^-阶段；第二段将NO₂ ^-氧化成为NO₃ ^-，同时将大部分COD等有机物降解；第三段将剩余COD和悬浮物进一步降解。

本发明所述的反硝化过程采用上述硝化过程中第一段硝化的出水进行回流，回流比控制在2～6。

本发明通过将NO₂ ^-回流管线与污泥回流管线汇合。这样使污泥消耗NO₂ ^-回流液中的氧气，防止NO₂ ^-回流时转变为NO₃ ^-。

本发明构思为：由于生物脱氮硝化过程分两部，第一、由亚硝酸菌参与将氨氮转化为亚硝酸盐（NO₂ ^-）的反应；第二、由硝酸菌参与将亚硝酸盐转化为硝酸盐（NO₃ ^-）的反应。其反应过程为：

NH₄ ⁺ + 3/2O₂ → NO₂ ^- + 2H⁺ + H₂O和NO₂ ^- + 1/2O₂ →NO₃ ^-。

反硝化反应过程分为两个过程，首先将NO₃ ^-还原为NO₂ ^-；第二、将NO₃ ^-还原为N₂。其反应过程为：

2NO₃ ^-+ C(有机碳)→2NO₂ ^-+ CO₂和4NO₂ ^-+ 3C(有机碳)+2H₂O→2N₂+ 3CO₂ + 4OH^-。

本发明通过控制反应条件，第一段硝化溶解氧控制在0.5mg/L至1.5mg/L之间，将硝化过程中氨氮的氧化控制在NO₂ ^-阶段，使NO₂ ^-直接进行反硝化反应，减少反硝化反应步骤，提高了反硝化率，同时增强废水中有机物的降解效果，提高COD降解率。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、本发明通过NO₂ ^-直接进行反硝化，弥补了焦化废水低碳氮比的不足，提高了反硝化率，进而提高了COD去除效果。

2、本发明反硝化率提高使反硝化段的产碱量提高，因此减少了硝化段的投碱量，降低了加药成本。

3、通过本发明处理后的焦化废水出水指标接近国家一级排放标准。除焦化废水外，本发明所公开的焦化废水处理方法，也适用于制药废水、发酵废水、食品企业废水等难降解的生产废水，还可用于市政污水、生活污水的处理。

附图说明

图1为本发明焦化废水处理工艺流程。

图中：1、硝化池O1段；2、硝化池O2段；3、硝化池O3段；4、二沉池；5、污泥储池；6、污泥输送泵；7、反硝化池；8、混合液回流泵。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

焦化废水进入反硝化池7进行反硝化脱氮，完成对废水的反硝化处理，氮源为硝化池O1段1回流的NO₂ ^-。反硝化池出水进入硝化池O1段， O1段溶解氧控制在0.5mg/L～1.5mg/L，废水停留时间控制在25～32h，将氨氮的氧化为NO₂ ^-；硝化池O1段出口泥水混合物回流液回流入反硝化池，回流比2～6。硝化池O1段出水进入硝化池O2段2，O2段溶解氧控制在2mg/L～4mg/L，废水停留时间控制在18～24h，将NO₂ ^-氧化成为NO₃ ^-，同时将大部分COD等有机物降解。硝化池O2段出水进入硝化池O3段3，O3段溶解氧控制在4mg/L～5.5mg/L，废水停留时间控制在10～15h，将剩余COD和悬浮物进一步降解。

硝化池O3段出水进入二沉池沉淀污泥，分离出来的污泥大部分通过污泥泵回流入反硝化池，污泥回流管线与硝化池O1段出水回流管线汇合，使污泥消耗NO₂ ^-回流液中的氧气，防止NO₂ ^-回流过程氧化为NO₃ ^-。

实施例1～8：各实施例具体的工艺条件和工艺结果如表1所示。

Figure 2012100901278100002DEST_PATH_IMAGE001

。

Claims

1.一种焦化废水总氮脱除方法，其包括硝化过程和反硝化过程，其特征在于，所述的硝化过程采用三段硝化：第一段硝化溶解氧控制在0.5mg/L≤DO≤1.5mg/L，废水停留时间控制在25～32h，；第二段硝化溶解氧控制在2mg/L≤DO≤4mg/L，废水停留时间控制在18～24h，；第三段硝化溶解氧控制在4mg/L＜DO≤5.5mg/L，废水停留时间控制在10～15h。

2.根据权利要求1所述的焦化废水总氮脱除方法，其特征在于：所述的反硝化过程采用上述硝化过程中第一段硝化的出水进行回流，回流比控制在2～6。

3.根据权利要求2所述的焦化废水总氮脱除方法，其特征在于：第一段硝化出水回流管线与污泥回流管线汇合。