CN108609735A - 一种煤化工废水深度aoa处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种煤化工废水深度AOA处理方法，属于工业污水处理领域，其包括前置MBBR缺氧区、前好氧MBBR区、后好氧MBBR区和后置MBBR缺氧区；所述前置MBBR缺氧区内投加有悬浮载体和设置有高能效双曲面搅拌器；所述前好氧MBBR区内投加有悬浮载体和其底部设置有闭环穿孔曝气管，前好氧MBBR区与前置MBBR缺氧区通过位于两区隔墙一端顶部敞口的长方形过水孔洞相通；后好氧MBBR区与前好氧MBBR区通过位于两区隔墙一端面上的两圆形过水孔洞相通；后置缺氧MBBR区与后好氧MBBR区通过位于两区隔墙上的两圆形过水孔洞相通。本发明克服了现有技术在深度处理煤化工废水的缺陷，可应用煤化工废水中COD和氨氮的深度降解。
Description
技术领域
本发明涉及一种煤化工废水深度AOA处理方法，属于煤化工污水处理领域。
背景技术
煤化工项目耗水量巨大，煤转化新鲜水耗一般2.5 t/t以上。对废水分类收集、生化处理是煤化工项目实现废水“零排放”的前提条件。有机废水主要包括气化废水、化工装置废水，其水质特点是COD和氨氮浓度较高。有机废水中，气化废水所占比例最高，占60%以上，其废水成分最为复杂，含有难降解的焦油、酚等，且氨氮浓度很高，酚、氨回收后气化废水的COD和氨氮质量浓度仍然较高，一般分别高达3000mg/l和300 mg/l；废水所含有机污染物包括酚类、多环芳香族化合物及含氮、氧、硫的杂环化合物等，是一种典型的含有难降解的有机化合物的工业废水。煤化工废水可通过有机废水处理、含盐废水处理、浓盐水处理和高浓盐水固化处理四个工段。
煤化工行业有机废水处理工艺路线基本遵行(预处理+生化处理+深度处理)的三段式处理工艺。预处理工段包括隔油、气浮、沉淀等，主要目的是去除乳化油和SS及胶态COD。煤化工废水生化处理工段，可根据水质及场地情况选择A/0, AAO, SBR,氧化沟，二级生化的废水进水的COD浓度不高，但氨氮浓度高，因此应选择硝化和反硝化效果好的处理工艺，但煤化工废水中反硝化碳源不足，应考虑外加碳源，提高反硝化脱氮效果，有机废水采用上述处理工艺处理后，经混凝沉淀，基本可以达到国家或地方排放标准，COD、氨氮质量浓度一般可降至150 mg/l和30 mg/L ,但距离作为循环补充水要求还有一定的差距，需进行深度处理
因为影响废水回用的生化水质指标主要还有COD、氨氮和TN等，根据GB50050-2007《工业循环冷却水处理设计规范》规定，回用水作为循环补充水COD,氨氮和TDS的控制指标分别为30mg/L 、 5 mg/L和1000mg/L；废水经过预处理、生化处理和深度处理的三段式处理工艺处理后，才能进入含盐废水双膜法 (即超滤和反渗透)脱盐处理系统；但需要注意的是，反渗透膜作为一种高分子膜，应严格控制进水COD、BOD和氨氮浓度，BOD和氨氮浓度偏高容易造成微生物在膜上的滋生。根据运行经验，当含盐废水COD和氨氮的进水质量浓度超过60mg/l和15 mg/l时，会严重影响系统的运行；因废水经过前面的二级生化处理后，可生化变差，B/C值一般小于0.2，深度生化处理需要采用更高效的生物膜工艺。
MBBR生物膜兼具传统流化床和生物接触氧化法两者的优点，是一种新型高效的污水处理方法，依靠曝气池内的曝气和水流的提升作用使悬浮载体处于流化状态，进而形成悬浮生长的活性污泥和附着生长的生物膜。
MBBR工艺因其悬浮载体上微生物量大和微生物菌群丰富，可保证某些煤化工废水中氨氮和部分较生物难降解的COD进一步地去除；而且在占地方面有较大的优势，但单一采用传统的MBBR生物膜工艺用于某些高氨氮、高TN和低TP的工业污水，特别是一些高氨氮的废水，按其传统MBBR设计结构运行的硝化和反硝化方式及功能也不能满足其出水COD、氨氮和TN的要求，需要对其结构进行改进，以满足某些煤化工废水进水氨氮和TN负荷容量增大的需要。
发明内容
本发明的目的是针对现有传统的煤化工废水深度处理装置的不足，克服现有传统的技术在深度降解煤化工废水中COD和氨氮方面效果不足的缺陷，提供一种煤化工废水深度AOA处理方法，可应用对煤化工废水中COD和氨氮的深度降解。
本发明的技术解决方案是：
一种煤化工废水深度AOA处理方法，其包括前置MBBR缺氧区、前好氧MBBR区、后好氧MBBR区和后置MBBR缺氧区；所述前置MBBR缺氧区内投加有悬浮载体和设置有高能效双曲面搅拌器；所述前好氧MBBR区内投加有悬浮载体和其底部设置有闭环穿孔曝气管，前好氧MBBR区与前置MBBR缺氧区通过位于两区隔墙一端顶部敞口的长方形过水孔洞相通；所述后好氧MBBR区内投加有悬浮载体和其底部设置有闭环穿孔曝气管，后好氧MBBR区与前好氧MBBR区通过位于两区隔墙一端面上的两圆形过水孔洞相通；所述后置缺氧MBBR区内投加有悬浮载体和和设置有高能效双曲面搅拌器，后置缺氧MBBR区与后好氧MBBR区通过位于两区隔墙上的两圆形过水孔洞相通。
作为本发明的其中的一个优选方案，所述前置MBBR缺氧区的区角上部设置有进水溢流堰用于对整个装置入水的配水。
作为本发明的其中的一个优选方案，所述前置MBBR缺氧区和后置MBBR缺氧区内设置有碳源投加管用于反硝化所需的外加碳源。
作为本发明的其中的一个优选方案，所述前置MBBR缺氧区和前好氧MBBR区之间隔墙过水孔洞的前方设置有平板出水筛网用于拦截悬浮载体随泥水流到前好氧MBBR区。
作为本发明的其中的一个优选方案，所述前好氧MBBR区和后好氧MBBR区之间隔墙过水圆形孔洞的前方设置有柱形出水筛网用于拦截悬浮载体随泥水流到后好氧MBBR区。
作为本发明的其中的一个优选方案，所述后好氧MBBR区和后置MBBR缺氧区之间隔墙过水圆形孔洞的前方设置有柱形出水筛网用于拦截悬浮载体随泥水流到后置MBBR缺氧区。
作为本发明的其中的一个优选方案，所述后置MBBR缺氧区出水隔墙过水孔洞的前方设置有平板出水筛网用于拦截悬浮载体随泥水流出本装置。
本发明具有以下技术有益效果：
1) 本发明设计新颖，装置主要被分隔成前置缺氧（A生物段）的前置MBBR缺氧区、前曝气好氧（O生物段）的前好氧MBBR区、后曝气好氧（O生物段）的后好氧MBBR区和后置缺氧（A生物段）后置MBBR缺氧区，组成了新型的缺氧、好氧和再缺氧的AOA生物处理组合模式；进水溢流堰设置在前置MBBR缺氧区的区角上部，进水溢流堰内的水位高于前置MBBR缺氧区，避免了悬浮载体倒流回进水系统，进水溢流堰的两出水边也可均匀对装个装置进行入前置MBBR缺氧区。
2) 由于煤化工废水深度处理时的进水中已经含有一定浓度的NO3 --N而缺乏可生物降解的COD，所以，在前置MBBR缺氧区和后置MBBR缺氧区设置了碳源投加管，可方便地根据对出水水质中总氮的要求和进水中可生物降解的COD的浓度对两个区内投加外加碳源，用于反硝化去除总氮；另外，深度处理时进水中的BOD浓度太低，微生物生长和悬浮载体挂膜有一定难度，在前置MBBR缺氧区投加碳源也有利于微生物生长和前置MBBR缺氧区、前好氧MBBR区、后好氧MBBR区和后置MBBR缺氧区内所有悬浮载体快速的启动挂膜。
3) 前置MBBR缺氧区、前好氧MBBR区、后好氧MBBR区和后置MBBR缺氧区内都投加有悬浮载体，在高性能双曲面搅拌器的作用下，高浓度的生物量大，对某些生化性较差的化工废水来说，即使活性污泥较难生长，微生物也容易生长在悬浮载体上，提高了池的容积利用率，也保证缺氧和好氧区有足够生物量来降解进水中不易生物降解的COD、高氨氮和TN。
4) 根据各个区的流化和功能在不同区之间设置了不同的出水筛网，如：前置MBBR缺氧区和前好氧MBBR区之间隔墙过水孔洞的前方设置了平板出水筛网用于拦截悬浮载体随泥水流到前好氧MBBR区，前好氧MBBR区和后好氧MBBR区之间隔墙过水圆形孔洞的前方设置了柱形出水筛网用于拦截悬浮载体随泥水流到后好氧MBBR区，MBBR好氧区和后置MBBR缺氧区之间隔墙过水圆形孔洞的前方设置有柱形出水筛网用于拦截悬浮载体随泥水流到后置MBBR缺氧区，MBBR缺氧区出水隔墙过水孔洞的前方设置有平板出水筛网用于拦截悬浮载体随泥水流出本装置，实现了各个区内的流化混合和生化反应达到最佳状态。
5) 在前好氧MBBR区和后好氧MBBR区内都设置了闭环穿孔曝气管，闭环穿孔曝气管即可充分保证泥水系统的均匀混合曝气，又可灵活的通过控制阀门控制其出水中的DO，可保证前置MBBR缺氧区和后置MBBR缺氧区的反硝化脱氮效果。
附图说明
图1是本发明的平面结构示意图。
图2是本发明的平面结构示意图的A-A剖面图。
图3是本发明的平面结构示意图的B-B剖面图。
其中：1、进水溢流堰，2、前置MBBR缺氧区，3、前好氧MBBR区，4、后好氧MBBR区，5、后置MBBR缺氧区，6、碳源投加管，7、悬浮载体，8、双曲面搅拌器，9、闭环穿孔曝气管，10、平板出水筛网，11、柱形出水筛网。
具体实施方式
下面结合附图和实例对本发明作进一步的说明。
如图1、图2和图3所示。
一种煤化工废水深度AOA处理方法，其包括前置MBBR缺氧区2、前好氧MBBR区3、后好氧MBBR区4和后置MBBR缺氧区5；前置MBBR缺氧区2内投加有悬浮载体7和设置有高能效双曲面搅拌器8；前好氧MBBR区3内投加有悬浮载体7和其底部设置有闭环穿孔曝气管9，前好氧MBBR区3与前置MBBR缺氧区2通过位于两区隔墙一端顶部敞口的长方形过水孔洞相通；后好氧MBBR区4内投加有悬浮载体7和其底部设置有闭环穿孔曝气管9，后好氧MBBR区4与前好氧MBBR区3通过位于两区隔墙一端面上的两圆形过水孔洞相通；后置缺氧MBBR区5内投加有悬浮载体7和和设置有高能效双曲面搅拌器8，后置缺氧MBBR区5与后好氧MBBR区4通过位于两区隔墙上的两圆形过水孔洞相通。
作为本发明的主要改进点，前置MBBR缺氧区2的区角上部设置有进水溢流堰1用于对整个装置入水的配水，前置MBBR缺氧区2和后置MBBR缺氧区5内设置有碳源投加管6用于反硝化所需的外加碳源；并且为了拦截悬浮载体7随泥水流到前好氧MBBR区3优选在前置MBBR缺氧区2和前好氧MBBR区3之间隔墙过水孔洞的前方设置有平板出水筛网10，为了拦截悬浮载体7随泥水流到后好氧MBBR区4优选在前好氧MBBR区3和后好氧MBBR区4之间隔墙过水圆形孔洞的前方设置有柱形出水筛网11，为了拦截悬浮载体7随泥水流到后置MBBR缺氧区5优选在后好氧MBBR区4和后置MBBR缺氧区5之间隔墙过水圆形孔洞的前方设置有柱形出水筛网11，为了拦截悬浮载体7随泥水流出本装置优选在后置MBBR缺氧区5出水隔墙过水孔洞的前方设置有平板出水筛网10。
本发明的工作流程为：
1）待深度处理的废水通过进水管道进入本发明装置的进水溢流堰，由于进水溢流堰内的水位高于前置MBBR缺氧区，所以，进水溢流堰的废水再通过其两出水边均匀对装个装置进行入水配水。
2) 通过碳源投加管向前置MBBR缺氧区内投NO3 --N 反硝化所需的碳源，前置MBBR缺氧区的泥水和悬浮载体在高性能双曲面搅拌器的作用下，进行混合反应，悬浮载体上也不断生长生物膜。
3)来自前置MBBR缺氧区的泥水通过平板出水筛网和隔墙上的过水孔进入前好氧MBBR区，在底部闭环穿孔曝气管的作用下充分保证整个MBBR泥膜好氧区内泥水和悬浮载体的充分混合和流化，完成部分可生物降解COD的去除和氨氮硝化反应。
4)来自前置MBBR缺氧区的泥水通过平板出水筛网和隔墙上的过水孔进入前好氧MBBR区，在底部闭环穿孔曝气管的作用下充分保证整个前好氧MBBR区内泥水和悬浮载体的充分混合和流化，完成部分可生物降解COD的去除和氨氮硝化反应。
5）来自前好氧MBBR区的泥水通过柱形出水筛网和隔墙上的过水圆孔进入后好氧MBBR区，在底部闭环穿孔曝气管的作用下充分保证整个后好氧MBBR区内泥水和悬浮载体的充分混合和流化，在后好氧MBBR区内进一步完成剩余部分可生物降解COD的去除和氨氮硝化反应。
6）来自后好氧MBBR区的泥水通过柱形出水筛网和隔墙上的过水圆孔进入后置MBBR缺氧区，通过碳源投加管向后置MBBR缺氧区内投NO3 --N 反硝化所需的碳源，后置MBBR缺氧区的泥水和悬浮载体在高性能双曲面搅拌器的作用下，进行混合反应，悬浮载体上也不断生长生物膜；后置MBBR缺氧区内反应后的泥水通过通过平板出水筛网和隔墙上的过水孔流出本装置。
实例一：
某集团公司产生乙二醇的煤化工废水深度处理工程，需要深度处理的废水量为7000m³/日, 废水来源有尿素废水、离心机废水、合成氨废水、火炬废水、双氧水车间废水、热点厂废水、硝酸车间废水、乙二醇车间废水、甲胺废水，有部分车间废水。进入本发明装置的入水COD浓度为60mg/L、BOD浓度为20mg/L、NH4-N浓度为10mg/L、TN为40mg/L、TP为1.0mg/L，属于经过前面传统活性污泥生化工艺预处理后的高氨氮和TN而低COD的煤化工废水。使用本发明，添加的圆柱型悬浮载体特点为：材质为HDPE，比重为0.96g/cm3,直径为23-25mm,高10-12mm,孔隙率≥86%，堆积密度≥100kg/m³，有效比表面积≥500㎡/m³；采用的出水滤网（筒）具有防填料在其附近堵塞的措施，保证悬浮载体不在其过水断面上堆积。出水滤网（筒）材质为SS316，筒径1.0m，栅网直径≥10mm，孔隙率不小于60%；应用的双曲面搅拌器，要，叶轮材质为玻璃钢，轴材质为SS316，叶片,具有良好水力构造，工作效率高且不会造成阻塞，导流环材质应为不锈钢，导流环至叶片顶端的距离应能保证设备的水力效率。本工程的前置MBBR缺氧区的池容为320m³，添加的悬浮载体体积为110 m³；前好氧MBBR区池容为320m³，添加的悬浮载体体积为160 m³；后好氧MBBR区池容为320m³，添加的悬浮载体体积,130 m³；后置MBBR缺氧区池容为320m³，添加的悬浮载体体积为100 m³。在设施建设完工后开始启动的初期，为快速培养驯化污泥、生物膜和求证系统去除COD的能力，进水量较大，此阶段的超负荷运行也能考察设施的启动快速性和抗冲击性，设施启动的二周，COD去除率已稳定达到40%；设施启动约四周后生物膜的强化基本完成，所以通过控制装置的溶解氧、PH等运行参数，生物膜的硝化作用突出，二个月后，氨氮呈现稳定快速下降趋势，四个月后出水氨氮满足出水要求，即出水的BOD≤5mg/L，出水COD≤40mg/L，NH3-N≤1mg/L，TN≤15mg/L，满足进入含盐废水双膜法 (即超滤和反渗透)脱盐处理系统的进水水质的要求。
需要说明的是，在本说明书的指导下本领域技术人员所作出的任何等同方式，或明显变型方式均应在本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.一种煤化工废水深度AOA处理方法，其特征在于，其包括前置MBBR缺氧区、前好氧MBBR区、后好氧MBBR区和后置MBBR缺氧区；所述前置MBBR缺氧区内投加有悬浮载体和设置有高能效双曲面搅拌器；所述前好氧MBBR区内投加有悬浮载体和其底部设置有闭环穿孔曝气管，前好氧MBBR区与前置MBBR缺氧区通过位于两区隔墙一端顶部敞口的长方形过水孔洞相通；所述后好氧MBBR区内投加有悬浮载体和其底部设置有闭环穿孔曝气管，后好氧MBBR区与前好氧MBBR区通过位于两区隔墙一端面上的两圆形过水孔洞相通；所述后置缺氧MBBR区内投加有悬浮载体和和设置有高能效双曲面搅拌器，后置缺氧MBBR区与后好氧MBBR区通过位于两区隔墙上的两圆形过水孔洞相通；
所述方法包括以下步骤：
1）待深度处理的废水通过进水管道进入本发明装置的进水溢流堰，由于进水溢流堰内的水位高于前置MBBR缺氧区，所以，进水溢流堰的废水再通过其两出水边均匀对装个装置进行入水配水；
2) 通过碳源投加管向前置MBBR缺氧区内投NO3 --N 反硝化所需的碳源，前置MBBR缺氧区的泥水和悬浮载体在高性能双曲面搅拌器的作用下，进行混合反应，悬浮载体上也不断生长生物膜；
3)来自前置MBBR缺氧区的泥水通过平板出水筛网和隔墙上的过水孔进入前好氧MBBR区，在底部闭环穿孔曝气管的作用下充分保证整个MBBR泥膜好氧区内泥水和悬浮载体的充分混合和流化，完成部分可生物降解COD的去除和氨氮硝化反应；
4)来自前置MBBR缺氧区的泥水通过平板出水筛网和隔墙上的过水孔进入前好氧MBBR区，在底部闭环穿孔曝气管的作用下充分保证整个前好氧MBBR区内泥水和悬浮载体的充分混合和流化，完成部分可生物降解COD的去除和氨氮硝化反应；
5）来自前好氧MBBR区的泥水通过柱形出水筛网和隔墙上的过水圆孔进入后好氧MBBR区，在底部闭环穿孔曝气管的作用下充分保证整个后好氧MBBR区内泥水和悬浮载体的充分混合和流化，在后好氧MBBR区内进一步完成剩余部分可生物降解COD的去除和氨氮硝化反应；
6）来自后好氧MBBR区的泥水通过柱形出水筛网和隔墙上的过水圆孔进入后置MBBR缺氧区，通过碳源投加管向后置MBBR缺氧区内投NO3 --N 反硝化所需的碳源，后置MBBR缺氧区的泥水和悬浮载体在高性能双曲面搅拌器的作用下，进行混合反应，悬浮载体上也不断生长生物膜；后置MBBR缺氧区内反应后的泥水通过通过平板出水筛网和隔墙上的过水孔流出本装置。
2.根据权利要求1所述煤化工废水深度AOA处理方法，其特征在于，所述前置MBBR缺氧区的区角上部设置有进水溢流堰。
3.根据权利要求1所述煤化工废水深度AOA处理方法，其特征在于，所述前置MBBR缺氧区和后置MBBR缺氧区内设置有碳源投加管。
4.根据权利要求1所述煤化工废水深度AOA处理方法，其特征在于，所述前置MBBR缺氧区和前好氧MBBR区之间隔墙过水孔洞的前方设置有平板出水筛网。
5.根据权利要求1所述煤化工废水深度AOA处理方法，其特征在于，所述前好氧MBBR区和后好氧MBBR区之间隔墙过水圆形孔洞的前方设置有柱形出水筛网。
6.根据权利要求1所述煤化工废水深度AOA处理方法， 其特征在于，所述后好氧MBBR区和后置MBBR缺氧区之间隔墙过水圆形孔洞的前方设置有柱形出水筛网。
7.根据权利要求1所述煤化工废水深度AOA处理方法，其特征在于，所述后置MBBR缺氧区出水隔墙过水孔洞的前方设置有平板出水筛网。
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