焦化廢水處理工程技術方案
來源：原創
編輯：富生源
時間：2016-08-22 17:21
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一、設計水量與水質
1.1 焦化廢水產生的概況
焦化廢水主要來自煉焦、煤氣凈化及化工產品的精制等過程，排放量大，水質成分復雜。從焦化廢水產生的源頭分，有煉焦帶入的水分(表面水和化合水)、化學產品回收及精制時所排出的水，其水質隨原煤和煉焦工藝的不同而變化。剩余氨水及煤氣凈化和化學產品精制過程中的工藝介質分離水屬于高濃度焦化廢水;對于焦油蒸餾和酚精制蒸餾中，分離出來的某些高濃度有機污水，因其中含有大量不可再生和生物難降解的物質，一般要送焦油車間管式焚燒爐焚燒;煤氣凈化和產品精制過程中，從工藝介質中分離出來的其他高濃度污水要與剩余氨水混合，經蒸氨后以蒸氨廢水的形式排出，送焦化廠污水處理站處理。
1.2 設計水量
焦化廢水處理工程分兩期進行，這次設計包括兩期共用建筑物、構筑物和設施，并規劃出二期平面圖。
1.3 原水水質
1.4 出水水質
說明：出水水質按《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)二級標準執行。
二、工藝流程設計
2.1 水量及水質分析
焦化廢水和甲醇廢水污染物種類繁多，成分復雜，從廢水水質來看，處理難度較大的是焦化廢水，其特點是：
1、水量比較穩定，水質則因煤質不同、產品不同及加工藝不同而異;
2、廢水中有機物質多，多環芳烴多，大分子物質多。有機物質中酚、苯類、有機氮類、萘等。無機物中濃度比較高的物質有：NH3-N、SCN-等;
3、焦化廢水中COD較高，可生化性差，屬可生化較難降解廢水;
4、焦化廢水中氨氮含量較高。如不增設脫氮處理，難于達到排放要求。
2.2 污水處理工藝流程選擇
2.2.1 選擇思路
根據上述進出水水量水質情況，我司考慮污水處理工藝的選擇必須依照如下思路：
(1)根據本工程污水的水量和水質，總體思路采用較成熟可靠的處理工藝;
(2)采用有效的預處理措施，提高廢水的可生化性，降低運行成本。
(3)工藝流程簡捷、工程造價低、運行經濟、便于管理。
2.2.2 工藝流程選擇
從廢水水質指標來看，此廢水宜采用“物化+生化+物化”的處理工藝。物化處理的主要任務是去除氰化物、硫化物和油類，保障生化處理的正常進行;生化處理的主要任務是降解廢水中的可生化降解物質，并進行脫氮;生化出水再進行物化處理，進一步去除廢水中污染物質，確保達標排放。
但是物化和生化處理工藝種類較多，各有特點，如何因地制宜選擇成熟、可靠、合理的處理工藝，合理布置，降低投資和處理費用，是該項目的關鍵。
A、預處理工藝
預處理包括重力除油、浮選除油、水質均化、事故調節及分離油的處理與處置等。污水先經重力除油除去重油，再經浮選除去輕油，蒸氨污水因在蒸氨前進行了過濾，故直接送氣浮池。浮選除油采用部分水溶氣法，并投加化學藥劑，氣浮池安裝釋放器。脫除了乳化油及浮渣后調節池出水進調節池，進行下一步處理。
B、生化工藝
生化法可分為普通活性污泥法、A/O法、A2/O、SBR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及氨氮達標。即使延長廢水在好氧池中的停留時間，也不可能使氨氮達到一級標準。
(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達標。
(3)SBR法操作復雜，針對性不強，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，因此，它非常適合處理焦化廢水，為焦化廢水的首選方案。
同時，為了提高COD及氨氮的去除率，處理焦化廢水時在A2/O后加接觸氧化法或二級氧化法，即A2/O2。
2.3 推薦的工藝流程
根據以上分析比選，選定以A2/O2的生化方案為核心的處理工藝，輔之以隔油、氣浮預處理設施和混凝沉淀后處理設施，確保出水達標排放。
2.4 工藝流程圖框
2.5 工藝流程簡述
格柵安裝于廢水處理系統的進水口，用于截除水體中粗大漂浮物和樹枝、雜草和碎木、塑料制品廢棄物和生活垃圾等雜質，達到保護機泵安全運行、減輕后續工藝負荷的目的。污水經格柵自流入集水池，在集水池內設置提升泵，定期將廢水提升至后續處理工序。同時設置事故池，當水中氨氮含量超過正常允許范圍可能對后續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，將事故池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，以保證厭、好氧工序的正常運行。
集水池廢水提升至隔油池進行處理，輕油上浮排入集油桶中，重油靠靜壓排入池外集油桶。隔油池出水自流入氣浮裝置，先經加藥絮凝反應后，在氣浮裝置內可將輕油有效的去除，一部分COD、BOD也得到去除，保證了后面生化處理的正常進行。
氣浮池出水自流入調節池，調節池設計足夠長的停留時間，以保證足夠大的有效容積，并輔之以空氣攪拌裝置，使廢水均質均量，便于生物處理的穩定。
調節池廢水提升至A2/02段，進行生化反應，降解廢水中的有機物和氨氮。
A2/02工藝原理簡介
A2/02工藝的前身是A2/0工藝，它是在A2/0工藝的后面加二級好氧法，以進一步提高有機物的去除率和氨氮的硝化率。A2/0是Anaerobic-Anoxic-Oxic的英文縮寫，它是厭氧-缺氧-好氧生物脫氮除磷工藝的簡稱。A2/0工藝核心是在厭氧-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。
厭氧段(A段)：
廢水首先進入厭氧池，廢水中難以降解的芳香族有機物在厭氧段開環變為鏈狀化合物，鏈長化合物開鏈為鏈短化合物。由于焦化廢水中含有大量的喹啉、吡啶和異喹啉等難降解的化合物，設置厭氧段的目的主要是借用厭氧生物對多環類化合物的變構或解鏈作用，把好氧和兼氧生物難降解的某些物質轉化為易降解的物質。
缺氧段(A段)：
經過厭氧反應的廢水進入缺氧池中，同時還有一部分通過好氧處理的硝化液(混合液)回流至缺氧池，在缺氧池內進行反硝化。反硝化菌氧化有機物的同時，將混合液中的亞硝態氮和硝態氮還原為氮氣而除去。
好氧段(O段)：
在好氧池中，有機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二沉池進行固液分離，清液進一步處理后排放，污泥部分回流到厭氧池。
接觸氧化(O段)：
為了提高COD及氨氮的去除率，處理焦化廢水時在A2/0法后加接觸氧化法或二級氧化法，稱為A2/02。
接觸氧化池出水SS較高，經加藥絮凝反應沉淀后可達標排放。
2.6 污泥處理工藝方案選擇
2.6.1 污泥性質分析
本污水處理過程中產生的污泥主要為生化污泥和化學污泥。
2.6.2 污泥處理工藝方案的比較
污泥是污水處理過程的產物，是整個污水處理站的重要組成部分，處理目的在于降低污泥含水率，減少污泥體積，達到性質穩定，并為進一步處置創造條件。
2.6.3 污泥處理總體流程選擇
污泥處理的一般流程為：濃縮→消化→脫水→干化→處置。
考慮到若采用消化處理，需增加消化池、加熱系統、攪拌、沼氣處理等一系列構筑物及設備，投資增加，經濟效益差。因此，該設計不考慮污泥的消化處理。
2.6.4 污泥脫水方式的選擇
三、工藝特點
1、該系統抗沖擊負荷能力強，運行穩定。
2、該工藝適用于有機物濃度高、廢水的可生化性差、同時需脫氮的工業廢水。
3、該工藝在厭氧段不僅可以在運行成本比好氧法相對較低的情況下去除水中的有機物，還可以大大改善廢水的可生化性，為后續的處理做準備。
4、厭氧、缺氧、好氧三種不同的環境條件和不同種類微生物菌群的有機配合，能同時具有去除有機物、脫氮的功能。
5、在厭氧、缺氧、好氧交替運行下，絲狀菌不會大量繁殖，不會發生污泥膨脹現象。
6、運行成本相對較低。
7、缺點是為使硝化液循環，需設硝化液循環系統。
1.1 焦化廢水產生的概況
焦化廢水主要來自煉焦、煤氣凈化及化工產品的精制等過程，排放量大，水質成分復雜。從焦化廢水產生的源頭分，有煉焦帶入的水分(表面水和化合水)、化學產品回收及精制時所排出的水，其水質隨原煤和煉焦工藝的不同而變化。剩余氨水及煤氣凈化和化學產品精制過程中的工藝介質分離水屬于高濃度焦化廢水;對于焦油蒸餾和酚精制蒸餾中，分離出來的某些高濃度有機污水，因其中含有大量不可再生和生物難降解的物質，一般要送焦油車間管式焚燒爐焚燒;煤氣凈化和產品精制過程中，從工藝介質中分離出來的其他高濃度污水要與剩余氨水混合，經蒸氨后以蒸氨廢水的形式排出，送焦化廠污水處理站處理。
1.2 設計水量
焦化廢水處理工程分兩期進行，這次設計包括兩期共用建筑物、構筑物和設施，并規劃出二期平面圖。
1.3 原水水質
1.4 出水水質
二、工藝流程設計
2.1 水量及水質分析
焦化廢水和甲醇廢水污染物種類繁多，成分復雜，從廢水水質來看，處理難度較大的是焦化廢水，其特點是：
1、水量比較穩定，水質則因煤質不同、產品不同及加工藝不同而異;
2、廢水中有機物質多，多環芳烴多，大分子物質多。有機物質中酚、苯類、有機氮類、萘等。無機物中濃度比較高的物質有：NH3-N、SCN-等;
3、焦化廢水中COD較高，可生化性差，屬可生化較難降解廢水;
4、焦化廢水中氨氮含量較高。如不增設脫氮處理，難于達到排放要求。
2.2 污水處理工藝流程選擇
2.2.1 選擇思路
根據上述進出水水量水質情況，我司考慮污水處理工藝的選擇必須依照如下思路：
(1)根據本工程污水的水量和水質，總體思路采用較成熟可靠的處理工藝;
(2)采用有效的預處理措施，提高廢水的可生化性，降低運行成本。
(3)工藝流程簡捷、工程造價低、運行經濟、便于管理。
2.2.2 工藝流程選擇
從廢水水質指標來看，此廢水宜采用“物化+生化+物化”的處理工藝。物化處理的主要任務是去除氰化物、硫化物和油類，保障生化處理的正常進行;生化處理的主要任務是降解廢水中的可生化降解物質，并進行脫氮;生化出水再進行物化處理，進一步去除廢水中污染物質，確保達標排放。
但是物化和生化處理工藝種類較多，各有特點，如何因地制宜選擇成熟、可靠、合理的處理工藝，合理布置，降低投資和處理費用，是該項目的關鍵。
A、預處理工藝
預處理包括重力除油、浮選除油、水質均化、事故調節及分離油的處理與處置等。污水先經重力除油除去重油，再經浮選除去輕油，蒸氨污水因在蒸氨前進行了過濾，故直接送氣浮池。浮選除油采用部分水溶氣法，并投加化學藥劑，氣浮池安裝釋放器。脫除了乳化油及浮渣后調節池出水進調節池，進行下一步處理。
B、生化工藝
生化法可分為普通活性污泥法、A/O法、A2/O、SBR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及氨氮達標。即使延長廢水在好氧池中的停留時間，也不可能使氨氮達到一級標準。
(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達標。
(3)SBR法操作復雜，針對性不強，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，因此，它非常適合處理焦化廢水，為焦化廢水的首選方案。
同時，為了提高COD及氨氮的去除率，處理焦化廢水時在A2/O后加接觸氧化法或二級氧化法，即A2/O2。
2.3 推薦的工藝流程
根據以上分析比選，選定以A2/O2的生化方案為核心的處理工藝，輔之以隔油、氣浮預處理設施和混凝沉淀后處理設施，確保出水達標排放。
2.4 工藝流程圖框
格柵安裝于廢水處理系統的進水口，用于截除水體中粗大漂浮物和樹枝、雜草和碎木、塑料制品廢棄物和生活垃圾等雜質，達到保護機泵安全運行、減輕后續工藝負荷的目的。污水經格柵自流入集水池，在集水池內設置提升泵，定期將廢水提升至后續處理工序。同時設置事故池，當水中氨氮含量超過正常允許范圍可能對后續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，將事故池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，以保證厭、好氧工序的正常運行。
集水池廢水提升至隔油池進行處理，輕油上浮排入集油桶中，重油靠靜壓排入池外集油桶。隔油池出水自流入氣浮裝置，先經加藥絮凝反應后，在氣浮裝置內可將輕油有效的去除，一部分COD、BOD也得到去除，保證了后面生化處理的正常進行。
氣浮池出水自流入調節池，調節池設計足夠長的停留時間，以保證足夠大的有效容積，并輔之以空氣攪拌裝置，使廢水均質均量，便于生物處理的穩定。
調節池廢水提升至A2/02段，進行生化反應，降解廢水中的有機物和氨氮。
A2/02工藝原理簡介
A2/02工藝的前身是A2/0工藝，它是在A2/0工藝的后面加二級好氧法，以進一步提高有機物的去除率和氨氮的硝化率。A2/0是Anaerobic-Anoxic-Oxic的英文縮寫，它是厭氧-缺氧-好氧生物脫氮除磷工藝的簡稱。A2/0工藝核心是在厭氧-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。
厭氧段(A段)：
廢水首先進入厭氧池，廢水中難以降解的芳香族有機物在厭氧段開環變為鏈狀化合物，鏈長化合物開鏈為鏈短化合物。由于焦化廢水中含有大量的喹啉、吡啶和異喹啉等難降解的化合物，設置厭氧段的目的主要是借用厭氧生物對多環類化合物的變構或解鏈作用，把好氧和兼氧生物難降解的某些物質轉化為易降解的物質。
缺氧段(A段)：
經過厭氧反應的廢水進入缺氧池中，同時還有一部分通過好氧處理的硝化液(混合液)回流至缺氧池，在缺氧池內進行反硝化。反硝化菌氧化有機物的同時，將混合液中的亞硝態氮和硝態氮還原為氮氣而除去。
好氧段(O段)：
在好氧池中，有機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二沉池進行固液分離，清液進一步處理后排放，污泥部分回流到厭氧池。
接觸氧化(O段)：
為了提高COD及氨氮的去除率，處理焦化廢水時在A2/0法后加接觸氧化法或二級氧化法，稱為A2/02。
接觸氧化池出水SS較高，經加藥絮凝反應沉淀后可達標排放。
2.6 污泥處理工藝方案選擇
2.6.1 污泥性質分析
本污水處理過程中產生的污泥主要為生化污泥和化學污泥。
2.6.2 污泥處理工藝方案的比較
污泥是污水處理過程的產物，是整個污水處理站的重要組成部分，處理目的在于降低污泥含水率，減少污泥體積，達到性質穩定，并為進一步處置創造條件。
2.6.3 污泥處理總體流程選擇
污泥處理的一般流程為：濃縮→消化→脫水→干化→處置。
考慮到若采用消化處理，需增加消化池、加熱系統、攪拌、沼氣處理等一系列構筑物及設備，投資增加，經濟效益差。因此，該設計不考慮污泥的消化處理。
2.6.4 污泥脫水方式的選擇
三、工藝特點
1、該系統抗沖擊負荷能力強，運行穩定。
2、該工藝適用于有機物濃度高、廢水的可生化性差、同時需脫氮的工業廢水。
3、該工藝在厭氧段不僅可以在運行成本比好氧法相對較低的情況下去除水中的有機物，還可以大大改善廢水的可生化性，為后續的處理做準備。
4、厭氧、缺氧、好氧三種不同的環境條件和不同種類微生物菌群的有機配合，能同時具有去除有機物、脫氮的功能。
5、在厭氧、缺氧、好氧交替運行下，絲狀菌不會大量繁殖，不會發生污泥膨脹現象。
6、運行成本相對較低。
7、缺點是為使硝化液循環，需設硝化液循環系統。
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