CN108558134A - 一种焦化废水脱总氮的处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公布了一种焦化废水的处理系统，它是把焦化废水经过蒸氨→重力除油→缺氧/好氧一级生化→缺氧/好氧二级生化→复合絮凝沉淀→过滤的处理系统，以去除焦化废水中的总氮、CODcr、氰化物及SS等污染物，使出水满足《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171‑2012)直接排放的总氮指标要求。本发明工艺流程简洁、系统抗冲击负荷强、操作简单、运行稳定，可以应用于国内外的联合钢铁企业及独立焦化企业的焦化废水达标排放处理，能有效解决焦化废水脱总氮的问题。
Description
技术领域
本发明属于水处理领域，具体地说是涉及一种焦化废水脱总氮的处理系统。
背景技术
自2009年1月1日开始，《焦化行业产业准入条件》要求酚氰废水处理应执行《污水综合排放标准》(GB8978-1996)，排入环境的达到一级标准。该标准要求CODcr≤100mg/L，氨氮≤15mg/L。
自2012年10月1日开始，炼焦行业实行新的《炼焦化学工业污染物排放标准》标准，增加了水污染物排放中总氮的出水指标要求，要求直接排放总氮≤20mg/L，间接排放总氮≤50mg/L。
目前国内大部分的焦化废水处理站都是按照《污水综合排放标准》(GB8978-1996)的要求建设，无法达到炼焦行业的总氮指标要求。地方标准中除《上海市污水综合排放标准》(DB31/199-2009)对总氮提出了≤35mg/L的要求外，其他地方性标准未对总氮提出要求。
国内对于焦化废水脱总氮的工艺及装置的研究及研发也比较少见。如攀枝花钢城集团瑞天安全环保有限公司2014年公布的专利文献CN103553282A，采用缺氧-好氧或厌氧-缺氧-好氧活性污泥法生化处理后，依次进pH调节池、微电解反应装置、混凝沉淀池、厌氧生物滤池、好氧生物滤池进行处理，利用微电解技术，将废水中难降解的有机物分解成可降解的有机物，提高生化效率同时，为生物脱氮提供充足碳源，系统无需另加碳源。河南众英环保工程有限责任公司2014年公布的CN203960001U，依次采用格栅井、隔油池、气浮池、超重力脱氮反应器、脱氰池、厌氧水解池、缺氧池、好氧池、二沉池及接触氧化池、混凝沉淀池、砂滤池组成的处理系统，出水达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)规定的一级排放标准，即CODcr≤100mg/L，氨氮≤15mg/L。
上述专利文献对焦化废水的处理大部分集中在脱除氨氮、COD、氰化物、悬浮物色度等指标的研究上。少量对生化采用前置反硝化的目的也是旨在最大程度地加强生化去除氨氮及COD的效果。对于脱除总氮的工业化应用尚未见有相关报导。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明旨在提供一种流程简洁、处理效果稳定、操作简单、生产运行成本较低的焦化废水脱总氮的处理系统，处理国内外的联合钢铁企业及独立焦化企业的焦化废水，使出水符合炼焦行业标准的排放要求，减少总氮对环境富营养化的危害。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种焦化废水脱总氮的处理系统，其特征在于，包括蒸氨装置、一级生化系统、二级生化系统和复合絮凝沉淀系统；所述蒸氨装置通过管道将蒸氨后出水输送至除油池；所述除油池的出口通过管道与所述一级生化系统连通，用于将除油废水输送至一级生化系统；所述一级生化系统包括依次连通的一级缺氧池、一级好氧池和一级沉淀池；所述一级沉淀池的出水口通过管道与所述二级生化系统连通；所述二级生化系统包括依次连通的二级缺氧池、二级好氧池和二级沉淀池；所述二级生化系统的出水口与所述复合絮凝沉淀系统连通。
进一步，所述的蒸氨装置为组合装置，包括重力沉淀槽和蒸氨塔；所述沉淀槽的出水口通过管道与换热器一的一个流道的入口连通，该流道的出口与所述蒸氨塔的顶部连通；在所述重力沉淀槽和换热器一之间的管道上设置有水泵一，用于提供废水输送所需的压头；所述蒸氨塔产生的蒸氨废水通过管道与所述换热器一的另一流道的进口连通，该流道的出水口通过管道与所述废水冷却器连通，所述废水冷却器的出口与所述除油池连通；所述的废水冷却器为换热器二。
进一步，所述蒸氨塔为垂直筛板塔，其塔盘采用耐腐蚀材料。
进一步，所述除油池为混凝土结构敞口水池，底部设置有抽油泵，底部为正方形锥斗式收油，长宽比1～1.5，锥斗倾斜角45～60°，除油池顶部设置有机械式刮油小车。
进一步，所述的一级缺氧池的底部设置为布枝状管，用以均匀进水；所述的一级缺氧池的顶部设置出水堰槽，以均匀出水；所述的一级缺氧池内设有框架型组合填料，作为微生物生长的载体。
进一步，所述的一级沉淀池通过管道分别与所述一级缺氧池和一级好氧池连通，在该管道上设置有一级回流泵，用于将上清液及污泥回流作为碳源。
进一步，所述的二级沉淀池通过管道与所述二级缺氧池连通，在该管道上设置有二级回流泵，用于将污泥回流至所述二级缺氧池。
进一步，所述的复合絮凝沉淀系统包括依次连通的混凝反应池、混凝沉淀池及浅层过滤器；所述的混凝反应池内设置有多级低速搅拌机，以防止絮体沉淀。
进一步，所述的混凝反应池入口处设置有一种复合絮凝剂投加装置。
进一步，所述的蒸氨装置进水氨氮≤4500mg/L；出水氨氮≤150mg/L，总氮≤300mg/L；所述的一级生化系统的出水氨氮≤1mg/L，总氮≤150mg/L；所述的二级生化系统的出水氨氮≤0.1mg/L，总氮≤20mg/L。
本发明提供了一种流程简洁、处理效果稳定、操作简单、生产运行成本较低的焦化废水脱总氮的处理系统，处理国内外的联合钢铁企业及独立焦化企业的焦化废水，使出水符合炼焦行业标准的排放要求，减少总氮对环境富营养化的危害。
与现有的技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、本发明采用两级生化外加碳源的处理方法解决了焦化废水脱总氮的问题，可将进水中的总氮从氮200～400mg/L降低至总氮30mg/L以下，而传统的焦化废水处理工艺出水总氮仅能达到100～200mg/L。
2、本发明采用投加复合絮凝剂的方法，减少了污泥的有害物质简化了工艺流程，并使出水CODcr稳定在80mg/L以下，满足标准要求。
附图说明
图1为本发明的处理系统示意图；
附图中：1-蒸氨塔；2-水泵一；3-换热器一；4-换热器二；5-除油池；6-水泵二；7-一级缺氧池；8-一级好氧池；9-一级沉淀池；10-中间水池；11-水泵三；12-二级缺氧池；13-二级好氧池；14-二级沉淀池；15-混凝反应池；16-混凝沉淀池；17-浅层过滤器。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
本发明所述的焦化废水脱总氮的处理系统，包括水泵一2→蒸氨塔1→换热器一3、换热器二4→除油池5→水泵二6→一级缺氧池7一级好氧池8一级沉淀池9→中间水池10→水泵三11→二级缺氧池12/二级好氧池13/二级沉淀池14→混凝反应池15/混凝沉淀池16→浅层过滤器17。
一种焦化废水脱总氮的处理系统，包括蒸氨装置、一级生化系统、二级生化系统和复合絮凝沉淀系统；所述蒸氨装置通过管道将蒸氨后出水输送至除油池5；所述除油池5的出口通过管道与所述一级生化系统连通，用于将除油废水输送至一级生化系统；所述一级生化系统包括依次连通的一级缺氧池7、一级好氧池8和一级沉淀池9；所述一级沉淀池9的出水口通过管道与所述二级生化系统连通；所述二级生化系统包括依次连通的二级缺氧池12、二级好氧池13和二级沉淀池14；所述二级生化系统的出水口与所述复合絮凝沉淀系统连通。
作为优化，所述的蒸氨装置为组合装置，包括重力沉淀槽和蒸氨塔1；所述沉淀槽的出水口通过管道与换热器一3的一个流道的入口连通，该流道的出口与所述蒸氨塔1的顶部连通；在所述重力沉淀槽和换热器一3之间的管道上设置有水泵一2，用于提供废水输送所需的压头；所述蒸氨塔1产生的蒸氨废水通过管道与所述换热器一3的另一流道的进口连通，该流道的出水口通过管道与所述废水冷却器连通，所述废水冷却器的出口与所述除油池5连通；所述的废水冷却器为换热器二4。
作为优化，所述蒸氨塔1为垂直筛板塔，其塔盘采用耐腐蚀材料。
作为优化，所述除油池5为混凝土结构敞口水池，底部设置有抽油泵，底部为正方形锥斗式收油，长宽比1～1.5，锥斗倾斜角45～60°，除油池5顶部设置有机械式刮油小车。
作为优化，所述的一级缺氧池7的底部设置为布枝状管，用以均匀进水；所述的一级缺氧池7的顶部设置出水堰槽，以均匀出水；所述的一级缺氧池7内设有框架型组合填料，作为微生物生长的载体。
作为优化，所述的一级沉淀池9通过管道分别与所述一级缺氧池7和一级好氧池8连通，在该管道上设置有一级回流泵，用于将上清液及污泥回流作为碳源。
作为优化，所述的二级沉淀池14通过管道与所述二级缺氧池12连通，在该管道上设置有二级回流泵，用于将污泥回流至所述二级缺氧池12。
作为优化，所述的复合絮凝沉淀系统包括依次连通的混凝反应池15、混凝沉淀池16及浅层过滤器17；所述的混凝反应池15内设置有多级低速搅拌机，以防止絮体沉淀。
作为优化，所述的混凝反应池15入口处设置有复合絮凝剂投加装置。
为了调节一级生化系统的出水指标和二级生化系统的进水指标，在二者之间还串联有中间水池10。
为了保证有足够的水力输送压头，在所述除油池5与所述一级生化系统之间的管道上，设置有水泵二6；在所述中间水池10与所述二级生化系统之间的管道上，还设置有水泵三11。
作为优化，所述的蒸氨装置进水氨氮≤4500mg/L；出水氨氮≤150mg/L，总氮≤300mg/L；所述的一级生化系统的出水氨氮≤1mg/L，总氮≤150mg/L；所述的二级生化系统的出水氨氮≤0.1mg/L，总氮≤20mg/L。
实施例
某钢铁联合企业，采用6米顶装捣鼓焦炉生产焦炭，采用鼓风冷凝、电捕除油、氨水洗萘、磷酸洗氨、最终冷却、脱硫、洗苯及制酸工艺净化焦炉煤气及生产副产品，生产过程产生的焦化废水，采用本发明处理系统进行处理，出水满足《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171-2012)直接排放的各项指标要求，其中出水总氮≤20mg/L。具体实施过程如下：
将上述装置产生的焦化废经过焦油氨水分离器进行油水分离后用进入蒸氨装置，蒸氨装置为组合装置，首先水泵2输送至蒸氨塔1，蒸氨塔1为垂直筛板塔，塔底出来的高温蒸氨废水换热器3换热后升温至97℃，从塔顶进入蒸氨塔。蒸氨后废水从蒸氨塔1底产出，温度105℃，氨汽经塔顶分缩器分凝后浓度12％。换热后的焦化废水进入废水二换热器4冷却至40℃后送至除油池5。
蒸氨装置脱氨率98％，处理1吨废水消耗循环水5m3/h，进出水温差12℃，消耗饱和蒸汽150kg/h，消耗30％的碱液15kg/h。蒸氨装置进水氨氮CODcr≤4500mg/L；出水氨氮≤150mg/L，总氮≤300mg/L，出水温度≤45℃。
蒸氨装置出水与其它废水进入除油池5，通过静置沉淀去除废水中的重质油，除油池5为混凝土结构敞口水池，底部设置有抽油泵，除油池5静置沉淀2h，底部采用正方形锥斗式收油，长宽比1，锥斗倾斜角60°。除油池5顶部设置有机械式刮油小车，定期将顶部浮油刮出。
除油池5出水压力流至一级生化系统，组成包括一级缺氧池7、一级好氧池8及一级沉淀池9。一级生化系统构筑物均为方形混凝土结构敞口水池，通过缺氧-好氧-沉淀的流程布置，将上清液及污泥设置2～4倍分别回流至一级缺氧池7及一级好氧池8，使废水中的有机物能作为碳源充分利用。一级缺氧池7采取底部布枝状管均匀进水，顶部设置出水堰槽均匀出水，池内设有框架型组合填料，组合填料单体尺寸：L×B×H＝2.00m×1.50m×3.00m(H)采用碳钢结构防腐，内部悬挂HZ—150×80型组合填料。一级缺氧池7出水重力流至一级好氧池8，一级好氧池8内设置微孔曝气装置，采用圆形9"曝气盘，膜片材质EPDM，单盘曝气量为2～3Nm3/h，曝气装置供气管采用UPVC管，与水池底部采用不锈钢螺栓固定。一级好氧池8出水流至一级沉淀池9中经过重力沉淀实现泥水分离，一级沉淀池9设置中心传动式机械刮泥机，刮泥机外缘线速1.5-2.5m/min，一级沉淀池9顶部设置有行走用工作桥，材质碳钢加强型防腐。一级生化系统水力停留时间为90小时，一级沉淀池9表面负荷控制0.8m3/m2·h。
一级生化系统出水进入中间水池10后用三水泵11送至二级生化系统，组成包括二级缺氧池12、二级好氧池13及二级沉淀池14。二级生化系统构筑物均为方形混凝土结构敞口水池，系统依靠外部补入碳源作为微生物生长的营养源，在反硝化菌的作用下将未能完全还源的NO2 -和NO3 -大部分降解为N2气逸出。二级缺氧池12、二级好氧池13与二级沉淀池14的布置与一级好氧池7、一级缺氧池8及一级沉淀池9相同。二级生化系统设计水力停留时间为20小时，二级沉淀池14表面负荷0.8m3/m2·h，污泥1倍回流至二级缺氧池12。
二级生化系统出水重力流至复合絮凝沉淀系统，组成包括混凝反应池15、混凝沉淀池16及浅层过滤器17。往混凝反应池15中投加复合絮凝剂，该种絮凝剂主要由铁、铝盐及强氧化剂量复配组成，pH值2～3，可去除水中残留难以生化降解的CODcr及氰化物，药剂为液体，投加量2000mg/L。混凝反应池15内设置有多级低速搅拌机防止絮体沉淀，材质不锈钢，搅拌机转速≤60转/分钟，出水自流至混凝沉淀池实现泥水分离，混凝沉淀池16设置中心传动式机械刮泥机，刮泥机外缘线速1.5-2.5m/min，顶部设置有行走用工作桥，材质碳钢加强型防腐。
混凝沉淀池16上清液送至浅层过滤器17，可将水中的悬浮物截留，使出水悬浮物降低约10％。浅层过滤器17采用卧式布置，为压力式高速过滤器，过滤速度35m/h，内部填充有均质石英砂，底部设置ABS塑料材质布水管及布水器。
本发明工艺适用于于国内外的联合钢铁企业及独立焦化企业的焦化废水达标排放处理，能有效解决焦化废水脱总氮的问题，处理前后数据见表1：
表1焦化废水脱总氮处理前后的数据表
本发明的上述实施例仅仅是为说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
Claims (10)
1.一种焦化废水脱总氮的处理系统，其特征在于，包括蒸氨装置、一级生化系统、二级生化系统和复合絮凝沉淀系统；所述蒸氨装置通过管道将蒸氨后出水输送至除油池；所述除油池的出口通过管道与所述一级生化系统连通，用于将除油废水输送至一级生化系统；所述一级生化系统包括依次连通的一级缺氧池、一级好氧池和一级沉淀池；所述一级沉淀池的出水口通过管道与所述二级生化系统连通；所述二级生化系统包括依次连通的二级缺氧池、二级好氧池和二级沉淀池；所述二级生化系统的出水口与所述复合絮凝沉淀系统连通。
2.如权利要求1所述的焦化废水脱总氮的处理系统，其特征在于，所述的蒸氨装置为组合装置，包括重力沉淀槽和蒸氨塔；所述沉淀槽的出水口通过管道与换热器一的一个流道的入口连通，该流道的出口与所述蒸氨塔的顶部连通；在所述重力沉淀槽和换热器一之间的管道上设置有水泵一，用于提供废水输送所需的压头；所述蒸氨塔产生的蒸氨废水通过管道与所述换热器一的另一流道的进口连通，该流道的出水口通过管道与所述废水冷却器连通，所述废水冷却器的出口与所述除油池连通；所述的废水冷却器为换热器二。
3.如权利要求2所述的焦化废水脱总氮的处理系统，其特征在于，所述蒸氨塔为垂直筛板塔，其塔盘采用耐腐蚀材料。
4.如权利要求1所述的焦化废水脱总氮的处理系统，其特征在于，所述除油池为混凝土结构敞口水池，底部设置有抽油泵，底部为正方形锥斗式收油，长宽比1～1.5，锥斗倾斜角45～60°，除油池顶部设置有机械式刮油小车。
5.如权利要求1所述的焦化废水脱总氮的处理系统，其特征在于，所述的一级缺氧池的底部设置为布枝状管，用以均匀进水；所述的一级缺氧池的顶部设置出水堰槽，以均匀出水；所述的一级缺氧池内设有框架型组合填料，作为微生物生长的载体。
6.如权利要求1所述的焦化废水脱总氮的处理系统，其特征在于，所述的一级沉淀池通过管道分别与所述一级缺氧池和一级好氧池连通，在该管道上设置有一级回流泵，用于将上清液及污泥回流作为碳源。
7.如权利要求1所述的焦化废水脱总氮的处理系统，其特征在于，所述的二级沉淀池通过管道与所述二级缺氧池连通，在该管道上设置有二级回流泵，用于将污泥回流至所述二级缺氧池。
8.如权利要求1所述的焦化废水脱总氮的处理系统，其特征在于，所述的复合絮凝沉淀系统包括依次连通的混凝反应池、混凝沉淀池及浅层过滤器；所述的混凝反应池内设置有多级低速搅拌机，以防止絮体沉淀。
9.如权利要求8所述的焦化废水脱总氮的处理系统，其特征在于，所述的混凝反应池入口处设置有复合絮凝剂投加装置。
10.如权利要求1所述的所述的焦化废水脱总氮的处理系统，其特征在于，所述的蒸氨装置进水氨氮≤4500mg/L；出水氨氮≤150mg/L，总氮≤300mg/L；所述的一级生化系统的出水氨氮≤1mg/L，总氮≤150mg/L；所述的二级生化系统的出水氨氮≤0.1mg/L，总氮≤20mg/L。
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