A2O2工藝處理焦化廢水

環(huán)境監(jiān)測與治理技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫A2/O2工藝處理焦化廢水1污水的特點和處理要求1.1污水的主要特性污水水質(zhì)水量參數(shù)：表1：污水水質(zhì)水量水量(T/h)來源CODcr(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)NH3-N(mg/L)酚(mg/l)HCN(mg/l)pH45生產(chǎn)廢水3500900250200650157-81.2處理要求出水水質(zhì)達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB8978—1996二級標(biāo)準(zhǔn)和《鋼鐵工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13456—1992)二級標(biāo)準(zhǔn)。水量(T/h)CODcr(mg/L)SS(mg/L)NH3-N(mg/L)酚(mg/l)HCN(mg/l)pH45150150250.50.56?92處理工藝的確定和工藝說明2.1焦化廢水處理工藝比選焦化廢水特點分析：焦化廢水主要成分有揮發(fā)酚、礦物油、氰化物、苯酚及苯系化合物、氨氮等，屬于污染物濃度高，污染物成分復(fù)雜，難于治理的工業(yè)廢水之一。其處理的關(guān)鍵之處在于：第一、酚含量高。廢水中酚含高，但酚的可生化性差。第二、氨氮含量高。焦化廢水中氨含量高，經(jīng)過蒸氨處理后的廢水氨氮濃度在100?300mg/L左右，如果要處理到國家一級排放標(biāo)準(zhǔn)15mg/L以下，氨氮的去除仍為該類污水處理工藝選擇時要考慮的問題。第三、難降解有機(jī)物含量高，可生化性差。焦化廢水中含有大量苯系、萘系及雜環(huán)類難降解有機(jī)物，通常的好氧活性污泥法難以直接處理達(dá)標(biāo)。因此，需改善其可生化性，提高BOD：COD值。第四、廢水毒性大。其中氰化物、苯環(huán)、稠環(huán)、雜環(huán)化合物都對微生物有毒害作用。第五、水質(zhì)變化幅度大。COD的變化系數(shù)右達(dá)2.3,酚和氰可達(dá)3.3,氨氮可達(dá)2.7。焦化廢水水量大，污染物復(fù)雜、濃度高且含有很高的氮和酚類化合物以及大環(huán)境監(jiān)測與治理技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫量有機(jī)物、CN及硫化物等。由于單純物化法要消耗大量的化學(xué)藥劑，運行成本非常高，所以很少采用。現(xiàn)在普遍采用物化預(yù)處理+生化法+物化的方法。核心工藝生化法可分為普通活性污泥法、A/O法、A2/O、SBR和A2/O2法，以及它們的各種變體。其中：（1）普通活性污泥法在過去采用較普遍，但是由于焦化廢水的可生化性差，難以使COD及氨氮達(dá)標(biāo)。即使延長廢水在好氧池中的停留時間，也不可能使氨氮達(dá)到一級標(biāo)準(zhǔn)。（2）A/O法對氨氮有很好的去除效果，但由于焦化廢水的COD較高，可生化性差，難以使COD達(dá)標(biāo)。（3）SBR法操作復(fù)雜，針對性不強(qiáng)，同時去除COD和氨氮的效果不好。（4）A2/O法既可以先改善廢水的可生化性，又可以高效地去除氨氮。處理工藝確定優(yōu)先選取A2/O為處理主工藝，考慮到設(shè)計出水標(biāo)準(zhǔn)要求較高，要求達(dá)到綜合一級標(biāo)準(zhǔn)，在此工藝基礎(chǔ)上，我們加深采用A2/O2工藝。A2/O2工藝原理A2/O2工藝的前身是A2/O工藝，它是在A2/O工藝的后面加二級好氧法，以進(jìn)一步提高有機(jī)物的去除率和氨氮的硝化率。A2/O是Anaerobic-Anoxic-Oxic的英文縮寫，它是厭氧一缺氧一好氧生物脫氮除磷工藝的簡稱。A2/O工藝于70年代由美國專家在厭氧一好氧除磷工藝（A/O）的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的，其核心是在厭氧-好氧工藝（A/O）中間加一缺氧池，將好氧池流出的一部分混合液回流至缺氧池前端。該工藝同時具有脫氮除磷的目的。A2/O工藝流程如下圖所示。2環(huán)境監(jiān)測與治理技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫4厭氧段（A1段）污水首先流入?yún)捬醭?，在兼性厭氧菌和專性厭氧菌的作用下，廢水中的有機(jī)物被分解成沼氣和被吸收轉(zhuǎn)變成微生物的軀體，以污泥的形式得以去除。另外，NH3-N因細(xì)胞的合成而被去除一部分，使污水中的NH3-N濃度下降，但NO3-N含量沒有變化。而且，厭氧過程還能大大地改善廢水中難以直接用好氧生化法降解的苯、蒽醍類有機(jī)物的可化生性，提高后續(xù)生物氧化法的處理效率。由于該工業(yè)廢水的磷含量不高，該厭氧段的主要目的主要是去除有機(jī)物及改善廢水的可生化性。5生物反硝化脫氮過程（A2段）經(jīng)過厭氧反應(yīng)的廢水進(jìn)入缺氧池中，同時還有一部分通過好氧處理的硝化液（混合液）回流到缺氧池，在缺氧池內(nèi)進(jìn)行反硝化。反硝化菌氧化有機(jī)物的同時，將混合液中的亞硝態(tài)氮和硝態(tài)氮還原為氮氣而除去。反硝化過程是在缺氧條件下，異養(yǎng)型反硝化細(xì)菌將廢水中no3-n,還原為n2之過程，其生物化學(xué)反應(yīng)式為：4NO3--十有機(jī)碳源十H20f2N2十4OH-十5CO2N2難溶于水，經(jīng)鼓氣，得以吹脫。影響反硝化的主要因素：（1）溫度溫度對反硝化的影響比對其它廢水生物處理過程要大些。一般，以維持20?30℃為宜。若在氣溫過低的冬季，可采取增加污泥停留時間、降低負(fù)荷等措施，以保持良好的反硝化效果；（2）pH值反硝化過程的pH值控制在7.0?8.0；（3）溶解氧氧對反硝化菌有抑制作用。一般在反硝化反應(yīng)器內(nèi)溶解氧應(yīng)控制在0.5mg/L以下（活性污泥法）或1mg/L以下（生物膜法）；（4）有機(jī)碳源NO3-在生物還原過程中為電子受體，完成此還原過程，在缺氧條件下，廢水中必須有足夠的電子供體，包括與氧結(jié)合的氫源和異養(yǎng)硝化菌所需的有機(jī)碳源。當(dāng)廢水中含足夠的有機(jī)碳源，BOD/TN>3-5時，可無需外加碳源。當(dāng)廢水所含的碳、氮比低于此比值時，則需另外投加有機(jī)碳源。此外，還可利用微生物死亡自溶后,釋放出來的那部分有機(jī)碳，即“內(nèi)碳源”，但這要求污泥停留時間長或負(fù)荷率低，使微生物處于生長曲線的靜止期或衰亡期，因此池容相應(yīng)環(huán)境監(jiān)測與治理技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫增大。好氧生物硝化過程(O1段)在好氧池中，有機(jī)物被微生物生化降解，去除率較高。同時，廢水中的氨氮被硝化菌氧化為亞硝酸鹽和硝酸鹽。通過硝化后另一部分混合液經(jīng)二沉池進(jìn)行固液分離，清液進(jìn)一步處理后排放，污泥部分回流到厭氧池。在硝化過程中，1g氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮時需氧4.57g；釋放出H+，硝化菌在硝化放能過程中，獲得能量同時，部分氨被同化為細(xì)胞組織，需消耗廢水中的堿度，每氧化lg氨氮，將消耗堿度(以CaCO3計)7.lg。硝化反應(yīng)綜生物化學(xué)反應(yīng)式：11NH4++37O2+4CO2+HCO3-—C5H7NO2+21NO3-+20H2O+42H+影響硝化過程的主要因素有：(1)pH值當(dāng)pH值為8.0?8.4時(20℃),硝化作用速度最快。由于硝化過程中pH將下降，當(dāng)廢水堿度不足時，即需投加工業(yè)純堿，維持pH值在7.5以上；(2)溫度溫度高時，硝化速度快。亞硝酸鹽菌的最適宜水溫為35℃,在15℃以下其活性急劇降低，故水溫以不低于15℃為宜；(3)污泥停留時間硝化菌的增殖速度很小，其最大比生長速率為v=0.3?0.5小1(溫度20℃,pH8.0?8.4)。為了維持池內(nèi)一定量的硝化菌群，污泥停留時間必須大于硝化菌的最小世代時間。在實際運行中，一般應(yīng)取N2；(4)溶解氧氧是生物硝化作用中的電子受體，其濃度太低將不利于硝化反應(yīng)的進(jìn)行。一般，在活性污泥法曝氣池中進(jìn)行硝化，溶解氧應(yīng)保持在2?3mg/L以上；(5)BOD負(fù)荷硝化菌是一類自養(yǎng)型菌，而BOD氧化菌是異養(yǎng)型菌。若BOD5負(fù)荷過高，會使生長速率較高的異養(yǎng)型菌迅速繁殖，從而異養(yǎng)型的硝化菌得不到優(yōu)勢，結(jié)果降低了硝化速率。所以為要充分進(jìn)行硝化，BOD5負(fù)荷應(yīng)維持在0.3kg(BOD5)/kg(SS)*d以下。生物接觸氧化段(。2段)2為過一步降解有機(jī)污染物，保證系統(tǒng)穩(wěn)定按設(shè)計要求排水，加了生物接觸氧化段，生物接觸氧化池由池體、填料、布水和布?xì)庀到y(tǒng)四部分組成，作為進(jìn)一步環(huán)境監(jiān)測與治理技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫凈化廢水的后處理過程。本工藝設(shè)計COD容積負(fù)荷為1.0KgCOD/(m3.d),COD去除率為70?90%,能夠保證出水水質(zhì)的穩(wěn)定，無需污泥回流。爨^環(huán)境監(jiān)測與治理技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫 處理工藝說明事故池煤化工生產(chǎn)經(jīng)常出現(xiàn)事故，導(dǎo)致水質(zhì)水量的不穩(wěn)定。A2/O法雖是目前處理焦化廢水較有效的方法，但該法抗負(fù)荷沖擊能力較差。所以事故調(diào)節(jié)池在穩(wěn)定系統(tǒng)運行的作用不可忽視。當(dāng)水中污染物質(zhì)可能對后續(xù)的生物處理造成危害時，先將廢水送到事故池存放，待正常后，將事故廢水少量按一定比例混到正常工況排出的廢水中，緩慢處理，以保證好、厭氧菌不被毒死。隔油池廢水中的油類一般以三種狀態(tài)存在：懸浮狀態(tài)、乳化狀態(tài)和溶解狀態(tài)，其中，懸浮狀態(tài)的油在廢水中分散顆粒較大，易于上浮分離，占總含油量的80%?90%；乳化狀態(tài)油珠顆粒較小，直徑一般在0.05?25〃m之間，不易上浮去除，約占總含油量的10%?15%；溶解狀態(tài)的油僅占總含油量的0.2%?0.5%。只要去除前兩部分油，則廢水中絕大多數(shù)油類物質(zhì)被去除，一般能夠達(dá)到排放要求。對于懸浮狀態(tài)的油采用隔油池分離，乳化油則采用浮選法分離。本工藝采用平流式隔油池，它結(jié)構(gòu)簡單，便于運行管理，除油效果穩(wěn)定。廢水從池的一端流入池內(nèi)，從另一端流出。在隔油池中，由于流速降低，比重小于1.0而粒徑較大的油珠上浮到水面上，比重大于1.0的雜質(zhì)沉于池底。氣浮設(shè)備經(jīng)隔油后的廢水泵入氣浮機(jī)，投加助凝劑。可將乳化態(tài)的焦油有效的去除，另揮發(fā)酚和SS也得到部分去除。保證了后面生化處理的正常進(jìn)行。調(diào)節(jié)池為降低廢水的高峰流量和濃度變化對系統(tǒng)的影響，需設(shè)置調(diào)節(jié)池，生活污水和氣浮后的生產(chǎn)廢水進(jìn)入調(diào)節(jié)池進(jìn)行水量的調(diào)節(jié)和水質(zhì)的均和，把排出的高濃度和低濃度的水混合均勻，保證廢水進(jìn)入后序構(gòu)筑物水質(zhì)和水量相對穩(wěn)定，同時提高污水的可生化性，稀釋有毒物質(zhì)對生物菌的毒害和生長抑制，便于生化處理。厭氧池經(jīng)調(diào)節(jié)池的水由污水泵打入?yún)捬醭?。厭氧池的主要目的是對于雜環(huán)化合物和多環(huán)芳烴等有機(jī)物裂解為鏈狀化合物，以改善廢水的可生化性并部分鏈狀化合物進(jìn)一步水解酸化和甲烷化，從而降低了COD。通過厭氧反應(yīng)可以去除廢水中40?環(huán)境監(jiān)測與治理技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫80%左右的COD。另外，O1段NO3-N污泥回流到厭氧池使得反硝化菌會以有機(jī)物作為碳源進(jìn)行反硝化，從而降低了COD。缺氧池缺氧池是生物脫氮的主要工藝單元，主要去除COD和廢水中NH3-N。O1段NO3—N混合液回流到缺氧池成為電子受體，有機(jī)物為電子供體，在反硝化菌的作用下進(jìn)行部分反硝化反應(yīng)，NO3-N還原為N2,同時將有機(jī)物降解，并且產(chǎn)生的堿度可以提升PH值。并且細(xì)菌在同化作用下使部分NH4—N轉(zhuǎn)化合成自身細(xì)胞。反硝化反應(yīng)影響因素：碳源進(jìn)入缺氧池之廢水中，BOD5/TN>3?5,即認(rèn)為碳源充足，本系統(tǒng)內(nèi)碳源充足；pHpH在6.5—7.5為宜，原廢水滿足要求；水中溶解氧<0.5mg/L；適宜溫度20?30℃；為使缺氧池加大對DO的沖擊和菌種的不流失，在此單元，加有軟性生物填料。好氧池好氧池采用推流式活性污泥曝氣池，它由池體、布水和布?xì)庀到y(tǒng)等部分組成。缺氧池流出的廢水自流入推流式活性污泥曝氣池，在此完成含氨氮廢水的硝化過程。硝化菌為自養(yǎng)好氧菌，在好氧條件下，將廢水中NH3-N氧化為NO3--N,此過程消耗廢水中堿度以碳酸鹽計，一方面須中和過程產(chǎn)生的H+,另一方面，硝化菌細(xì)胞生長需要消耗一定量堿度。每硝化1g氨氮，需消耗7.1g堿度（以CaCO3計）。因此需要在此投加適量Na2cO3，以補(bǔ)充堿度。反應(yīng)溫度20?30℃；pH8.0?8.4。該工藝在水底直接布?xì)?，活性污泥直接受到氣流的攪動，加速了微生物的更新，使其?jīng)常保持較高的活性。沉淀池二沉池是活性污泥法工藝的重要組成部分。它的作用是使活性污泥與處理完的廢水分離，并使污泥得到一定程度的濃縮，使混合液澄清，一部分污泥回流到厭氧池和好氧池，上清硝化液回流到缺氧池，同時排除剩余污泥。生物接觸氧化池7爨^環(huán)境監(jiān)測與治理技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫二沉池流出的廢水自流入生物接觸氧化池，運行中廢水與填料接觸，微生物附著在填料上，水中的有機(jī)物被微生物吸附、氧化分解并部分轉(zhuǎn)化為新的生物膜，廢水得到凈化。溶解氧控制在2?4mg/L,能夠進(jìn)一步降解有機(jī)物，作為凈化廢水的后處理過程。該池污泥生成量少，污泥產(chǎn)率0.2?0.4Kg干污泥/（IKgCOD去除），運行中不會產(chǎn)生污泥膨脹，能夠保證出水水質(zhì)的穩(wěn)定，無需污泥回流?；炷恋沓亟?jīng)生物接觸氧化后的廢水，自流至混凝反應(yīng)池，由該池自流入混凝沉淀池，該池采用豎流式沉淀池，占地面積小，分離效果好。在此前端反應(yīng)池中依次投加PFS和PAM以加速沉淀過程，去除SS的同時能夠去除由懸浮物引起的COD,并能有效降低污水色度。污泥濃縮池隔油系統(tǒng)、氣浮系統(tǒng)、厭氧池、沉淀池等排出的重油，浮渣和污泥含水率很高，一般在98%以上，流動性好，運輸極不方便，需送至污泥濃縮池進(jìn)行濃縮，去除一部分污泥顆粒間隙水（游離水），從而降低了后續(xù)脫水處理過程中污泥的體積。濃縮后含固率的提高會使污泥的體積大幅度地減少，從而可以大大降低脫水過程的投資和運行費用。污泥脫水經(jīng)過濃縮后的污泥仍是能流動的，必須進(jìn)行污泥脫水。本工藝的脫水設(shè)施采用壓濾機(jī)進(jìn)行污泥脫水。處理效果預(yù)測各處理單元進(jìn)出、水濃度及污染物去除率水質(zhì)指標(biāo)HCN(mg/l)CODCr(mg/l)酚(mg/l)SS(mg/l)S2-(mg/l)調(diào)節(jié)預(yù)沉池進(jìn)水505000700300150100去除率%/5/1010/出水504750700270135100隔油池除率%///2060/8

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