CN203112654U - 焦化废水生化处理装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及焦化废水生化处理装置。其废水处理步骤和装置组成有:废水经预处理装置去除油和部分COD后,依序流经生化池第一格曝气区、第二格曝气区和泥水分离区;第一格曝气区溶解氧0.1~1.5mg/L,降解酚和氰;第二格曝气区溶解氧0.1~0.9mg/L,降解COD和N;第二格曝气区末端混合液回流到第一格曝气区进水端;泥水分离区的上部清水经后处理装置进一步去除油和COD至达标排放,底部污泥回流部分到第二格曝气区进水端;剩余污泥排入污泥处置系统。本实用新型有益效果:生化处理降解废水中COD和N,物化处理去除废水中油和COD,解决了焦化废水处理COD和N超标的问题,同时降低废水处理成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种废水处理装置,具体指焦化废水生化处理装置,是利用微生物同步降解焦化废水COD和N的装置。
背景技术
焦化废水是煤在高温干馏以及煤气净化、化学产品精制过程中产生的废水,废水含有大量的多环芳烃有机物,同时还含有氨、铵盐、氰酸盐等无机物。
焦化废水的特性是:污染物浓度高,CODCr2000~5000mg/L,氨氮100~500mg/L;污染物毒性大,酚500~900mg/L,氰化物10~50mg/L;污染物可生化性差,B/C0.2~0.35。
焦化废水是一种比较难处理的废水,是一种对水体危害极大的废水。
生化处理技术是焦化废水处理的核心,目前以传统的A/O工艺及其延伸的A2O、A/O/O等工艺应用最广,运用这些工艺的生化处理装置对高浓度COD和N并存的焦化废水处理效率不够理想,对照《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171-2012),目前焦化废水排放COD和N超标现象比较普遍,其中N超标更为严重,而且废水处理成本也比较高。
传统生化装置处理焦化废水的技术问题有:一是废水污染物的苯环结构性质稳定,废水可生化性差,传统生化装置对COD的降解不够彻底;二是传统生化装置的硝化和反硝化置于不同的空间或时间,导致工艺流程长,需要配置的生化池容积大,废水处理投资不足就会造成脱氮效率达不到设计要求;三是传统生化装置的硝化过程产酸,需要加碱中和,反硝化系统需要补充碳源,导致运行费用增加,废水处理运行费用投入不足就会造成脱氮效率达不到设计要求;四是传统生化装置的生物脱氮受制约因素多,总氮去除效率低(小于80%),造成脱氮效率达不到设计要求。
传统生化装置处理废水成本高的技术问题有:在废水处理过程中投加液碱、甲醇等药剂,导致药剂费用和废水处理成本的增加,废水处理总成本高达5~8元/吨。
同步硝化反硝化理论(SND)和低溶氧控制技术,给生物脱氮提供了新的理论基础和技术手段,同时也产生了相应的生物脱氮装置,上世纪九十年代荷兰和比利时等国家研发了相应的CANON装置和OLAND装置。其核心是:生化池控制低溶解氧环境,在生化池内实现短程硝化和厌氧氨氧化、好氧硝化和好氧反硝化等生化反应,即同池同步脱氮。但由于这些 装置控制低溶氧范围比较窄(0.1~0.5mg/L),在高浓度COD和N并存的焦化废水处理时,COD的降解效率不够理想。
实用新型内容
为了克服上述装置的缺陷,本实用新型的焦化废水生化处理装置,在高浓度COD和N并存的焦化废水处理时,通过改进生物同步脱氮工艺的曝气方式和提高低溶氧控制范围,在同池同步脱氮的基础上,强化COD降解功能,实现COD和N同池同步降解。
本实用新型的焦化废水生化处理装置,包括:废水流经的格栅集水池、隔油池、气浮机、调节池、事故池、生化池、后处理气浮机;
所述的格栅集水池设置的机械格栅机栅距为3~5mm;
所述的隔油池表面负荷0.5~1.0m3/m2.h,设置了输送泵和刮油机、集油槽;
所述的预处理气浮机表面负荷1.4~2.0m3/m2.h,选用以空气为动力的气提水泵,气提水泵的气源来自第一风机或第二风机,调整其进气阀门来控制回流量和回流比;
所述的调节池池内设置导流墙,其出水经气浮机提升至生化池;
所述的生化池有二格曝气区和一格泥水分离区,废水依序流经第一格曝气区、第二格曝气区和泥水分离区,其中第二格曝气区末端混合液回流到第一格曝气区进水端;混合液回流选用气提水泵;第一格曝气区,采用多点进水与回流混合液进行混合;第二格曝气区底部安装微孔曝气软管连接风机风管,曝气管的安装间距110~220mm,微孔曝气软管直径50~65mm;泥水分离区内设置了斜管或斜板,泥水分离区的上部有输水管连接后处理装置,底部有污泥回流管连接到第二格曝气区的进水端。
采用上述焦化废水生化处理装置的处理步骤如下:
(1)废水经预处理装置去除油和部分COD后,提升到生化池曝气并降解COD和N;
(2)生化池有二格曝气区和一格泥水分离区,废水依序流经第一格曝气区、第二格曝气区和泥水分离区,其中第二格曝气区末端的混合液回流到第一格曝气区进水端;
(3)泥水分离区的上部清水经后处理装置进一步去除油和COD至达标排放,底部污泥回流到第二格曝气区进水端;
(4)废水处理过程产生的剩余污泥排入污泥处置系统。
步骤(1)所述的预处理装置,按废水流经顺序包括:格栅集水池、隔油池、气浮机、调节池、事故池等。
步骤(1)所述的生化池曝气,曝气管选用微孔曝气软管,曝气管间距80~350mm,优 选的间距110~220mm。
步骤(2)所述的第一格曝气区,溶解氧范围0.1~1.5mg/L,生化停留时间6~12h。
步骤(2)所述的第二格曝气区,溶解氧范围0.1~0.9mg/L,生化停留时间48~72h。
步骤(2)所述的混合液回流,回流比按第一格曝气区进水端稀释后酚、氰、COD、N等浓度综合设计,并确保酚小于100mg/L,氰小于5mg/L,回流比20~32倍;混合液回流选用气动提升装置,优选的以空气为动力的气提水泵。
步骤(2)所述的泥水分离区,有泥水分离装置,选用斜管或斜板;
步骤(3)所述的后处理装置,选用气浮机。
步骤(3)所述的底部污泥回流,回流比6~8倍;混合液回流选用气动提升装置,优选的以空气为动力的气提水泵。
步骤(4)所述的剩余污泥排入污泥处置系统,剩余污泥包括预处理装置和后处理装置排放的物化污泥,以及泥水分离区底部排放的生化污泥,污泥处置系统按常规进行设计。
本实用新型有益效果:生化处理同步降解废水中的COD和N,物化处理去除废水中的油和COD,一是COD和N的去除效率高,CODCr去除率大于90%,氨氮去除率大于90%,总氮去除率大于80%,处理出水达到《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171-2012),解决焦化废水处理COD和N超标的问题;二是工艺中不投加碱剂和碳源,并采用低溶氧曝气,废水处理成本降低30%以上。
附图说明
图1,是本实用新型的焦化废水生化处理装置具体实施方式的流程示意图;
图2,是本实用新型的焦化废水生化处理装置具体实施方式的平面示意图;
图3,是图2的A-A剖面图。
附图中各标记的说明:
1-预处理装置,2-进水在线流量计,3-进水在线COD仪,4-生化池,5-第一格曝气区,6-第二格曝气区,7-泥水分离区,8-后处理装置,9-污泥处置系统,10-混合液回流气动提升装置,11-污泥回流气动提升装置,12-曝气管,13-第一格曝气区在线溶氧仪,14-第二格曝气区在线溶氧仪,15-出水在线COD仪,16-第一风管电动阀门,17-第一风管压力变送器,18-第一可编程控制系统,19-第一风机,20-第二风管电动阀门,21-第二风管压力变送器,22-第二可编程控制系统,23-第二风机,24-泥水分离装置。
具体实施方式
为了更好的理解本实用新型的技术方案,下面结合具体实施方式进行阐述:
参见图1、图2和图3,焦化废水生化处理装置,处理焦化废水的步骤及装置如下:
(1)废水经预处理装置1去除油和部分COD后,提升到生化池4曝气并降解COD和N;
(2)生化池4有二格曝气区和一格泥水分离区7,废水依序流经第一格曝气区5、第二格曝气区6和泥水分离区7,其中第二格曝气区6末端混合液回流到第一格曝气区5进水端;
(3)泥水分离区7的上部清水经后处理装置8进一步去除油和COD至达标排放,底部污泥回流到第二格曝气区6的进水端;
(4)废水处理过程产生的剩余污泥排入污泥处置系统9。
步骤(1)中所述的预处理装置1,包括格栅集水池、隔油池、气浮机、调节池、事故池。废水预处理的主要作用是去除废水中的油,还可以减小对后续生化系统的冲击和毒害。具体操作方式为:机械格栅机栅距3~5mm;格栅集水池水力停留时间2~3小时;隔油池表面负荷0.5~1.0m3/m2.h,重油沉淀于池底,定期泵抽外运,轻油浮至水面,经刮油机刮至集油槽,定期泵抽外运;气浮机表面负荷1.4~2.0m3/m2.h,浮渣排入污泥处置系统;调节池水力停留时间12~24小时,池内设置导流墙,底部采用间歇式曝气;事故池水力停留时间12~24小时;调节池出水提升至生化池4。
步骤(2)所述生化池4的第一格曝气区5,采用多点进水与回流混合液进行混合,溶解氧范围0.1~1.5mg/L,MLSS范围6000~6500mg/L,生化停留时间6~12h;第一格曝气区5的作用是去除酚、氰等有毒有害物质,同时降解COD。第一格曝气区5的溶解氧不宜过低,否则废水中酚、氰等去除效果不好,直接抑制生物脱氮效果;溶解氧也不宜过高,高溶解氧使COD降解率大大提高,造成后续生物脱氮的碳源不足,影响反硝化效果和总氮的去除,因此第一格曝气区5比生物同步脱氮工艺的低溶氧范围有适当的提高,溶解氧范围0.1~1.5mg/L有利于降解酚、氰,同时也有助于生物脱氮。
步骤(2)所述生化池4的第二格曝气区6,溶解氧范围0.1~0.9mg/L,MLSS范围6500~7000mg/L,生化停留时间48~72h,CODcr去除容积负荷0.7~1.5KgCOD/m3.d,氨氮去除容积负荷0.1~0.3Kg氨氮/m3.d。第二格曝气区6的作用是COD和N同步降解,为了提高COD的降解效率,第二格曝气区6比生物同步脱氮工艺的低溶氧范围有适当的提高,溶解氧范围0.1~0.9mg/L下,微生物处于“兼氧”和“好氧”的临界环境中,微生物种群丰富,对有机物的降解机理更加多元化。“兼氧”环境中:兼氧异养菌将杂环大分子水解成小分子、缺氧反硝化菌将NO2 -和NO3 -还原成N2、厌氧氨氧化菌将氨氧化成N2;“好氧”环境中:好氧异养菌将有机碳氧化成CO2、好氧硝化菌将氨氧化成NO2 -和少量NO3 -、好氧反硝化菌将氨氧 化成N2。
步骤(2)所述的生化池4的二格曝气区,底部安装曝气管12接风机风管25,曝气管12的安装间距80~350mm,优选的110~220mm,曝气管12铺设密度较传统的生化工艺提高三倍以上,使得气泡上升流速慢(0.2~0.6m/s),使得气泡上升流速慢(0.2~0.6m/s),气泡无功散发减少,可以提高溶氧效率,降低电耗,同时可以避免强曝气对微生物絮体的剪切,污泥凝聚性好、絮体大、密实度适中;曝气管12选用微孔曝气软管,直径50~65mm,软管上开孔直径小,单位长度开孔数多,上升气泡直径小(φ2~4mm),在絮体表面粘附着的小气泡有利于有氧呼吸和碳、氮的氧化,而絮体内部的溶解氧不足和碳源的充足有利于反硝化作用的发生,提高COD和N的降解效率。
步骤(2)所述的生化池4的二格曝气区,建立二套独立的PLC系统分别控制二格曝气区不同的溶解氧。第一格曝气区5的溶解氧由第一风机PLC系统18调节,第一风机PLC系统18主要根据第一格曝气区在线溶氧仪13信号来控制第一风机19的风量,其对应的控制的装置有:第一风管电动阀门16、第一风管压力变送器17、第一风机19;第二格曝气区6的溶解氧由第二风机PLC系统22调节,第二风机PLC系统22主要根据进水在线流量计2、进水在线COD仪3、出水在线COD仪15、第二格曝气区在线溶氧仪14等信号来控制第二风机23的风量,其对应的控制装置有:第二风管电动阀门20、第二风管压力变送器21、第二风机23。
步骤(2)所述的混合液回流,回流比按稀释后的酚、氰、COD、N等浓度综合计算,以稀释后进水端酚小于100mg/L,氰小于5mg/L为基准,回流比20~32倍,在高浓度焦化废水处理时,混合液的高倍化回流,使第一格曝气区5进水端各项水质指标和生化池4的运行参数更稳定,抵抗冲击和毒害的能力更强,微生物特征化明显,生化池4内活性污泥浓度增高,微生物数量的极大化,提高COD和N降解效率,同时减小池容量,减少污泥排放量。
步骤(3)所述的泥水分离区7,有泥水分离装置24,选用斜管或斜板,澄清区表面负荷0.5~1.0m3/m2.h,所述的泥水分离区7底部污泥回流,回流比6~8倍,其作用是稀释水质,增加第二格曝气区6的MLSS,同时防止泥水分离区7底部污泥沉积。
步骤(3)所述的后处理装置9,选用气浮机,表面负荷1.4~2.0m3/m2.h。
步骤(2)和(3)所述的混合液回流和污泥回流,选用混合液回流气动提升装置10和污泥回流气动提升装置11,优选的以空气为动力的气提水泵。混合液回流和污泥回流提升高度很小(0.1~0.3m),气动提升装置比较机电水泵的超液位提升,理论上节省电耗5倍以上。在具体实施时,可通过调整气动提升装置的进气阀门来控制回流量和回流比,气动提升装置 的气源来自第一风机19或第二风机23。
实施例1,某焦化厂焦化废水处理
废水处理装置及流程:废水依序流经格栅集水池、隔油池、预处理气浮机、调节池、生化池、后处理气浮机。
装置控制参数:格栅集水池水力停留时间3h;隔油池表面负荷0.5m3/m2.h;预处理气浮池表面负荷1.6m3/m2.h;调节池水力停留时间12h;生化池第一格曝气区溶解氧0.3~1.5mg/L,MLSS6500mg/L,pH7.5~8,生化停留时间10h;生化池第二格曝气区溶解氧0.2~0.8mg/L,生化停留时间62h,MLSS6850mg/L,CODCr去除容积负荷0.9KgCOD/m3.d,氨氮去除容积负荷0.1Kg氨氮/m3.d;后处理气浮机表面负荷1.8m3/m2.h;混合液回流设备为气提水泵,回流比28倍;泥水分离采用斜管澄清,污泥回流比6倍。装置处理效果如表1所示
表1.某焦化厂焦化废水生化处理装置指标
上表显示,本实用新型装置CODCr去除率高(96%),氨氮去除率高(91%),总氮去除率高(82%),出水水质达到《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171-2012)间接排放标准,而且废水处理费用比较低。
Claims (1)
1.焦化废水生化处理装置,其特征在于:废水流经格栅集水池、隔油池、气浮机、调节池、事故池、生化池、后处理气浮机;
所述的格栅集水池设置的机械格栅机栅距为3~5mm;
所述的隔油池表面负荷0.5~1.0m3/m2.h,设置了输送泵和刮油机、集油槽;
所述的预处理气浮机表面负荷1.4~2.0m3/m2.h,选用以空气为动力的气提水泵,气提水泵的气源来自第一风机或第二风机,调整其进气阀门来控制回流量和回流比;
所述的调节池池内设置导流墙,其出水经气浮机提升至生化池;
所述的生化池有二格曝气区和一格泥水分离区,废水依序流经第一格曝气区、第二格曝气区和泥水分离区,其中第二格曝气区末端混合液回流到第一格曝气区进水端;混合液回流选用气提水泵;第一格曝气区,采用多点进水与回流混合液进行混合;第二格曝气区底部安装微孔曝气软管连接风机风管,曝气管的安装间距110~220mm,微孔曝气软管直径50~65mm;泥水分离区内设置了斜管或斜板,泥水分离区的上部有输水管连接后处理装置,底部有污泥回流管连接到第二格曝气区的进水端。
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