常州焦化厂污水处理现状及工艺指标控制

冬季(冬期)施工方案州焦化厂污水处理现状及工艺指标控制焦化污水又称酚氰废水，其中除了含有大量的酚、氰、氨氮外，还有少量的如吲哚、苯并芘(a)、萘、茚等，这些微量有机物中有的已被确认为致癌物质，且不易被生物降解，这种高浓度有毒废水正是焦化厂污水处理的重点。一、废水的来源、水量及水质根据焦化厂煤制气生产工艺的特点，废水主要来自煤中的水份，水同煤中挥发份气水封直接排水；储配站煤气冷凝水；生活污水及其他废水。废水总量约为1000m3/d。工)污染源水量(m3/h)水质酚(mg/l)氰(mg/l)氨氮(mg/l)CODcr(mg/l)蒸氨废水2~3400~120015~40500~12005000~15000粗笨分离水~220~1205~8010~50500~5000煤气水封水11200~170010~30500~6005000~6000储配冷凝水0.5m3/d40~7010~3015000~200005000~12000废水循环使用。二、污水处理工艺流程工厂污水处理流程根据其装置及各构筑物的功能，可分为四个部分：预处理、生(1)预处理预处理保证污水水质和水量不产生大的波动，在进入生化曝气池前降低污水中的井、隔油池、二级气浮、调节池、调温池，最终进入生化曝气池。分析结果表明：重力平流式隔油池除油效率平均在60%左右，最高达88%；Ⅰ级气浮除油率达90%以上，经预处理除污水的温度一方面靠调温池中的直接蒸汽来保证，另一方面靠热空气来保证。直接蒸汽在给，在寒冷季节，曝气池中污水温度能控制在25~35℃范围内。污水在经过上述预处理以后，水质基本能达到本工艺的生化要求，各项指标分别为：挥发酚〈300mg/l；氰化物〈5mg/l；氨氮500〈mg/l；COD〈2000mg/l；温度25~35℃。(2)生化处理①原理经预处理后的焦化污水与部分生活污水在曝气池前配水井中充分均匀混合后，进入生化曝气池，按r=1：5的回流比，与处理后污水混合回流至生化曝气池的前段。污水生 冬季(冬期)施工方案化采用反硝化--硝化工艺。该工艺利用亚硝酸细菌、硝酸细菌、反硝化细菌分别对氨氮、挥发酚、氰化物的氧化分解原理可用下面几式表示：NH4+-N+O2+HCO3-→C5H7O2+H2O+NO3-+H2CO3NO2-+3H+→0.5N2+H2O+OH-NO3-+5H+→0.5N2+2H2O+OH-HCN+H2O→CH2O=NH→HCONH2+H2O→HCOOH+NH2→CO2+H2O②工况曝气池底部布置有高充氧效率的软管,经曝气后,池中溶解氧含量>3mg/l,能充分般细菌，属中温菌，在31--36℃范围内，细菌表现出较强的活性，各项污染物出水浓度均能达标(其它条件正常情况下)。超过这一温度范围，出水水质恶化，细菌由生化膜上脱落死亡，水质发黑且严重超标。工厂采用蒸气及热空气两种方法确保31-36℃的温度范围。曝气池中的PH值由纯碱来调节，工艺设计时，前置反硝化段生成部分碱供硝则导致池内微生物疯长、脱落，造成池内污泥量过多，增加风机负荷，浪费动力消耗。经测算，磷的投加量为15Kg/日，每天24小时均匀投加。从每天池底排泥情况看，剩余污泥量尚可。③处理效果污水处理投运几年来，设施(备)运行较为稳定，A--O工艺运行正常。几年来，各类污染物处理率逐年好转，出水达标由稳定三级逐步向稳定二级过渡，目前部分指标已达一级标准。99年上半年，部分指标达到或优于二级综合排放标准，见表(2)。处理后的达标污水部分回用熄焦，部分排入城市污水管网，出水标准执行污水综合排放标准(3)后处理(4)污泥处理集于污泥贮槽，再用液下泵送至污泥浓缩池，在污泥浓缩池里，污泥靠重力沉降自然分上层液体一起回到集水井中；一部分水分在晾晒过程中自然蒸发。失去水分的污泥称为干污。干污泥的处理是运至工厂的煤场配煤焚烧。干污泥年产量约为5吨。(5)污水处理工艺流程示意图三、经验教训和存在问题酚氰废水是焦化行业较难处理的一种废水，对此，国内外研究、探索出了多种处理方法，但鲜有成功的范例。为此，工厂在广泛比较的基础上采用了“A--O生物膜加三 冬季(冬期)施工方案理率及排放浓度均优于国内同行业厂家的污水处理。因此，就工厂的情况，本人认为，处理定有序地排放。(2)强化生产过程控制，积极提倡清洁生产，减轻末端治理的负担。在生产降低出水各项指标，减少浪焦化厂A--O生物膜加三级气浮的污水处理工艺运行得较为成功，各项出水指标完全达到或优于市环保局规定的污水综合排放标准GB8978-1996表四中三级标准。一二三四五六挥发酚进水105157123144120122出水0.130.160.40.070.060.07去除率99.9%99.9%99.7%99.9%99.9%99.9%氰化物进水3.323.232.33.843.432.7出水0.340.390.350.370.130.11去除率90%88%85%90.4%96%96%氨氮进水118200141150114133出水73878566.63328.8去除率38%56.5%40%55.6%71%78.3%CODcr进水106513821156127311051133出水169212210201197163去除率84%85%82%84.2%82.3%85.6% 冬季(冬期)施工方案焦化厂酚氰污水处理新工艺及其应用(1济南济钢设计院，山东济南250101；2济南钢铁集团总公司工程管理部，山东济南250101)3。中图分类号：X784文献标识码：A文章编号：1004-4620(2006)02-0037-02NewTreatmentTechnologyofHydroxybenzeneandCyanogenWasteWaterfromCokePlantandItsApplicationLIZeng-qiang1,GEPing1,DONGTing-kai2(1JinanJigangDesignInstitute,Jinan250101,China;250101,China) 冬季(冬期)施工方案eddisposal;CAFair-floatingdeoiling机物不容易被好氧性微生物所降解，出水NH-N、COD等不能达到《钢铁企业钢31焦化酚氰污水的基本情况表1各排放点酚氰污水水量、水质监测分析化验结果污水成分/污水成分/mg.L-1酚氰HN3油117m3.h-10污水名称量 冬季(冬期)施工方案2酚氰污水处理新工艺选择铁公司焦化厂高浓度含酚污水(浓度约2000mg/L)采用此方法，一级脱酚效率3 冬季(冬期)施工方案取塔H值氧池污泥回流出水回流稀释蒸汽加投稀释及H值调节池淀池化酚氰污水氧池图1污水处理工艺流程(1)除油：酚氰污水中焦油含量较高，生化处理系统对进水焦油的含(2)萃取系统：利用苯酚在水和有机溶剂中的溶解度不同，将苯酚从 冬季(冬期)施工方案(3)蒸氨系统：当废水呈碱性时，氨氮在水中以游离态NH3的形式存(4)缺氧池：缺氧池内溶解氧值控制在0.2~0.35mg/L之间时，兼性性脱氮菌的作用下，利用污水中有机碳化物作为氢供体，将废水中的NO-、NO-32还原成N排出，化学反应机理如下：2222NO2222(5)好氧池：好氧池内微生物主要是好氧菌，对脂肪族有机物具有较能使污水得到生化处理。好氧池内溶解氧值最好控制在3~5mg/L，必要时适当下：2222222332 冬季(冬期)施工方案(1)先缺氧后好氧、废水回流的反硝化—硝化组合，可以利用水中的(2)先缺氧后好氧的运行方式，使得废水中难于好氧降解的有机物，在缺氧段被降解为简单脂肪有机物，从而提高了污水的可生化性，确保废水中(3)在缺氧、好氧工艺中含有大量的原生动物及后生动物，主要是草效果十分明显。软性弹性立体填料适宜于好氧池,缺氧池对填料要4应用效果表2各污水处理单元运行状况分析检验结果mg/L N3 冬季(冬期)施工方案35~~5~041422525409-00~9池池4~池4~0池池5结论 冬季(冬期)施工方案5.4缺氧—好氧生物膜法处理焦化酚氰污水效果优于悬浮污泥法。适当增5.5采用缺氧工艺，提高了焦化酚氰污水有机污染物的可生化性，有利于焦化厂污水处理现状及工艺指标控制萘、茚等，这些微量有机物中有的已被确认为致癌物质，且不易被生物降解，这种高浓度有毒废水正是焦化厂污水处理的重点。一、废水的来源、水量及水质送工序，煤气在冷却过程中，水和焦油形成混合冷凝液，经气液分离器和初冷器的水封排出到氨水机，氨水进入剩余氨水中间槽，多余的氨水送去蒸氨，形成蒸氨废水；粗苯工序在生产粗苯时形成粗笨分离水；全厂所有煤气水封直接排水；储配站煤气冷凝水；生(mg/l)5000~500~50005000~5000~(m3/h)2~3~21(mg/l)500~10~50500~60015000~酚(mg/l)400~20~1200~40~70水氰(mg/l)15~405~8010~3010~30 冬季(冬期)施工方案生活污3~4〈1〈1〈10060~200水率很低，且其产生的废水中污染物浓度较低，为节省能耗，工厂将这类低浓度废水循环使用。二、污水处理工艺流程(1)预处理物，避免生化处理装置受油污染及高负荷冲击。预处理流程为：污水经吸水井、隔油池、二级气浮、最高达88%；Ⅰ级气浮除油率达90%以上，经预处理除油后，污水中的矿物油含量小于10mg/l，满温度一方面靠调温池中的直接蒸汽来保证，另一方面靠热空气来保证。直接污水中部分挥发性物质，如氨、挥发酚等。污水经二级增温以后，在寒冷季节，曝气池中污水温度能控制在25~35℃范围内。污水在经过上述预处理以后，水质基本能达到本工艺的生化要求，各项指标分别为：挥发酚〈300mg/l；氰化物〈5mg/l；氨氮500〈mg/l；COD〈2000mg/l；温度25~35℃。(2)生化处理①原理经预处理后的焦化污水与部分生活污水在曝气池前配水井中充分均匀混合后，进入生化曝气池，该工艺利用亚硝酸细菌、硝酸细菌、反硝化细菌分别对氨氮、挥发酚、氰化物的氧化分解原理可用下面几式表示：NH4+-N+O2+HCO3-→C5H7O2+H2O+NO3-+H2CO3NO2-+3H+→0.5N2+H2O+OH-NO3-+5H+→0.5N2+2H2O+OH- 冬季(冬期)施工方案HCN+H2O→CH2O=NH→HCONH2+H2O→HCOOH+NH2→CO2+H2O②工况曝气池底部布置有高充氧效率的软管,经曝气后,池中溶解氧含量>3mg/l,能充分满足硝化段好氧细菌对溶解氧的要求。本工艺的反硝化细菌、硝化细菌对温度的要求高于一般细菌，属中温菌，在31--36℃范围内，细菌表现出较强的活性，各项污染物出水浓度均能达标(其它条件正常情况下)。超过这一温度范围，出水水质恶化，细菌由生化膜上脱落死亡，水质发黑且严重超标。工厂采用蒸气及热空气两种方法确保31-36℃的温度范围。曝气池中的PH值由纯碱来调节，工艺设计时，前置反硝化段生成部分碱供硝化段消耗，纯碱投加在硝化段进口底部，随着池内污水的湍流，池内PH值得以很好地调节，保证了微生物生存所需的酸碱度，纯碱投加量视池中PH值而定。微生物生长、繁殖耗。经测算，磷的投加量为15Kg/日，每天24小时均匀投加。从每天池底排泥情况看，剩余污泥量尚可。③处理效果污水处理投运几年来，设施(备)运行较为稳定，A--O工艺运行正常。几年来，各类污染物处理率逐年好转，出水达标由稳定三级逐步向稳定二级过渡，目前部分指标已达一级标准。99年上半年，部分指标达到或优于二级综合排放标准，见表(2)。处理后的达标污水部分回用熄焦，部分排入城市污水管网，出水标准执行污水综合排放标准GB8978-1996表四。(3)后处理达到更好的排放水质。(4)污泥处理出上层液体，将含水量99%的污泥排至污泥干化场(144m2)。在干化场内，一部分水分通过过滤层泥浓缩池撇出的上层液体一起回到集水井中；一部分水分在晾 冬季(冬期)施工方案晒过程中自然蒸发。失去水分的污泥称为干污泥。干污泥的处理是运至工厂的煤场配煤焚烧。干污泥(5)污水处理工艺流程示意图三、经验教训和存在问题酚氰废水是焦化行业较难处理的一种废水，对此，国内外研究、探索出了多种处理方法，但鲜较为成功。参考《焦化环保简报》95.3，工厂标处理率及排放浓度均优于国内同行业厂家的污水处理。因(1)要从源头抓起，有效控制污染源的质和量，确保其稳定有序地排放。(2)强化生产过程控制，积极提倡清洁生产，减轻末端治理的负担。在生产过程中要严格执行“三违”现象，避免高浓度重污染的非正常污水排入污水处理。(3)重视预处理，降低污水中各污染物浓度，以免对生化曝气池产生冲击，确保生化处理正常(4)大力挖潜，降低出水各项指标，减少浪费和成本消耗；从现有工艺入手，向管理要效益。AOGB-1996表四中三级标准。如何进一步出水中氨氮含量、稳定出水水质，仍然是工厂污水处理今后一段时期内的主要任务。三三六五二一 冬季(冬期)施工方案.7%%99.9%78.3%去除率84%85%82%84.2%82.3%85.6%焦化废水处理新工艺焦化废水处理新工艺(1·中国京冶工程技术公司环保分公司,北京100088;2·河北钢铁集团宣钢公司,河北张家口075100)摘要:焦化废水因含有难降解和对生物有抑制性的物质而较难处理。在不加稀释水的条件下,采用物化预处理/生化/膜生物反应器(MBR)工艺对宣化钢铁公司的焦化废水处理进行中试研究。并同焦化厂现有工艺进等的去除效果较现有工艺有明显改善,正常生产情况下出水可达标排放。关键词:物化预处理;膜生物反应器;焦化废水焦化废水是在煤制焦、煤气净化及焦化产品回收等过程中产生的[1],其成分复杂、有机物含量高且难降解,大多以芳香族及杂环化合物的形式存在[2],致使COD、氨氮、酚和氰的浓度较高,是一种可生化性差、处AOAO和A-O2)工艺,但出水COD多难以达标[3-4],且处理中均须加入至少1倍的新鲜水予以稀释[5-7],增加了处理水量和处理成本。在水资源严重短缺,环境保护形势极其严峻的我国,迫切需要找到一条焦化废水减量化并循环回用的新途径。针对焦化废水中诸多污染物质很难被传统的生化处理去除的特点,开发出了一种新工艺即物化预处 冬季(冬期)施工方案理/生物处理(A-O)/膜生物反应器(MBR)。首先通过物化预处理预先降解部分污染物并提高废水的可生化性,生物处理后采用膜生物反应器进一步提高处理效率。试验连续考察了中试流程对焦化废水的处理效果,并与现有的焦化厂酚氰废水处理工程进行了比较。现场中试用水取自某焦化厂的焦化原水,其成分复杂、水质波动大,并含有生物抑制性物质。特别是本中试试验期间的某段时间正值该厂新建焦炉的投产调试阶段,水质完全不正常,波动很大,极其严重地干扰了生 冬季(冬期)施工方案物化预处理是物化技术的组合,包含化学反应、氧化还原反应、过滤、混凝沉淀等处理。其关键设 冬季(冬期)施工方案备是物化反应器,内装有复合填料,并根据水质不同进行单元组合,加入复合药剂。废水中的污染物在物化反应器中发生一系列的化学反应和氧化还原反应,从而使污染物降解。中试装置生物处理部分的工艺设计完全模拟焦化厂现有处理系统A-O工艺的设计参数。经物化预处理后的废水依次进入厌氧池和好氧池,在此废水中的大部分有机物被降解。NH3-N在好氧池内硝化,在厌氧池内反硝化。好氧池出水混合液回流到厌氧池。生化出水从好氧池流入膜生物反应器(MBR)进行固液分离,清水从膜内抽出。膜组件采用抗污染的聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜,帘式结构。膜的截留作用延长微生物在系统中的停留时间[8],提高污泥浓度,增强系统对水力负荷和污染物负荷变化的适应性。大部分污泥回流到好氧池,剩余污泥排出。在中试系统连续运行期间,对流程各段水质以及焦化厂现有处理系统水质进行了逐日监测,并将中试系统的去除效果与焦化厂现有系统(加1倍左右稀释水)的处理效果进行了比较。物化反应器不仅能降低焦化废水中的有机物浓度,并且能改善有机物质的组成,进而提高废水的可DD3549~8217mg/L剧烈波动,平均值达到了4710mg/L,该阶段中试系统出水的ρ(COD)平均为mgLNHN物系统的运行,但中试处理仍然保持了较高的COD去除率。 冬季(冬期)施工方案新焦炉投产前中试系统对氨氮的处理效果见图7,进水氨氮质量浓度为202~367mg/L,平均新焦炉投产后的调试期间进水氨氮波动剧烈,最高值为2010mg/L,最低524mg/L,平均达到了855mg/L。通常要求进入生物处理系统的废水ρ(NH3-N)低于300mg/L,过高的NH3-N对微生物起抑制作用并NHNmgL在中试系统中 冬季(冬期)施工方案NHNmgL,这说明该系统对氨氮的去除效果较稳定,抗冲击能力强。化预处理/生化/MBR工艺的中试系统(基本未加稀释水)对主要污染物(COD、氨氮)的去除效果。新焦炉调试期间,中试系统生化处理出水的ρ(COD)浓度平均为375mg/L(图11),已经明显低于同期焦化厂系统最终出水的ρ(COD)平均浓度689mg/L,其后再经MBR,COD又有一定降低(至256mg/L),由此亦可 冬季(冬期)施工方案新焦炉投产前(图12),中试系统氨氮出水平均13mg/L,去除率为95·2%,同期焦化厂处理系统出水 冬季(冬期)施工方案3结论1)采用物化预处理/生物系统/MBR工艺中试装置处理焦化废水,能有效去除焦化废水中的各类污染CODNHNCODNHN低于同期焦化厂