OAO工艺在焦化废水处理中的应用 21页

中国石油大学（北京）现代远程教育毕业设计（论文）OAO工艺在焦化废水处理中的应用姓名：樊华学号：907671性别：男专业:化学工程与工艺批次：0909电子邮箱：fanhua@ningbosteel.com联系方式：13757477943学习中心：宁波奥鹏直属指导教师：王秀林2011年10月20日6nhttp://gopaper.taobao.com/翰林苑论文工作室OAO工艺在焦化废水处理中的应用摘要本本文介绍了OAO工艺在焦化厂污水处理中的运行情况。应用OAO工艺治理焦化废水，处理效果好，对COD、NH3-N的去除率能达到98％以上，系统抗冲击能力强、运行稳定，污泥处理系统简单，具有一定的推广价值。关键词：焦化废水；O/A/O工艺；技术0nhttp://gopaper.taobao.com/翰林苑论文工作室目录第一章引言11.1问题的提出11.2焦化废水处理技术研究进展11.3研究概况6第二章废水来源及进、出水水质指标82.1废水的来源82.2进、出水水质指标8第三章酚氰水处理工艺及流程93.1预处理工艺流程叙述103.2生化细菌处理系统113.3后混凝沉淀、高效沉淀池及多介质过滤器、污泥处理14第四章结语17参考文献18致谢190nhttp://gopaper.taobao.com/翰林苑论文工作室第一章引言1.1问题的提出焦炭是高耗水产业，每年全国焦化废水的排放量约为2.85亿t。焦化废水是在原煤高温干馏、煤气净化和化工产品精制过程中产生的废水，其主要来源有三个：一是剩余氨水，它是在煤干馏及煤气冷却中产生出来的废水，其水量占焦化废水总量的一半以上，是焦化废水的主要来源；二是在煤气净化过程中产生出来的废水，如煤气终冷水和粗苯分离水等；三是在焦油、粗苯等精制过程中及其它场合产生的废水。焦化废水是含有大量难降解有机污染物的工业废水，其成分复杂，毒性大，含有大量的酚、氰、苯、氨氮等有毒有害物质，它的超标排放对人类、水产、农作物都可构成很大的危害。总之，焦化废水污染，是工业废水排放中一个突出的环境问题，也是摆在人们面前的一个急需解决的课题。　　目前焦化废水一般按常规方法先进行预处理，然后再进行生物脱酚二次处理。但往往经上述处理后，外排废水中COD、氰化物及氨氮等指标仍然很难达标。针对这种状况，近年来国内外出现了许多比较有效的焦化废水治理技术。这些方法大致分为物化法、生物法、化学法和循环利用等4类。我们提供各类专业的论文，保证100%原创，而且有整套系统核心代码和答辩PPT,需要的话可以加QQ:1904899919低价出售。另外可以提供论文检测服务。欢迎光临小店了解垂询1.2焦化废水处理技术研究进展焦化废水产生于炼焦、制气过程，废水排放量大、水质成份复杂，除含有氨、氰、硫氰根等无机污染物外，还含有酚、油类、萘、吡啶、喹啉、蒽等杂环及多环芳香族化合物（PAHs）。多环芳烃不但难以生物降解，通常还是致癌物质，因此焦化废水的大量排放，不但对环境造成严重污染，同时也直接危胁到人类的健康。初期的焦化厂大多采用传统活性污泥法来处理焦化废水。但是，进入90年代后，随着人们环保意识的提高，我国逐渐增大了污染控制的力度，制定了更为严格的排放标准。96年颁布的《污水综合排放标准》（GB8978-1996）中不但增加了NH3-N指标（NH3-N＜15mg/L0nhttp://gopaper.taobao.com/翰林苑论文工作室），而且CODcr的排放标准也更为严格（CODcr＜150mg/L）。经传统活性污泥法处理后的焦化废水，特别是CODcr、NH3-N两项指标，已很难达到排放标准的要求。根据冶金部1997年的调查，90%以上的焦化厂处理后的CODcr、NH3-N无法达标。为了提高CODcr及NH3-N的去除率，近年来人们从微生物、工艺流程及反应器几方面着手进行了大量的研究开发工作，这些工作主要集中于生化处理技术和化学处理技术的研究。生物强化技术进展生物强化技术，就是为了提高废水处理系统的处理能力，而向该系统中投加从自然界中筛选的优势菌种或通过基因组合技术产生的高效菌种，以去除某一种或某一类有害物质的方法。投入的菌种与底质之间的作用主要包括直接作用和共代谢作用。生物强化技术产生于20世纪70年代中期，由于它能在不扩充现有的水处理设施基础上，提高其水处理的范围和能力，因此近年来它在现代废水治理中的应用日益受到人们重视。针对目前我国焦化废水处理现状，将生物强化技术与普通生化工艺技术相结合无疑是一条比较实用的思路。萘和吡啶是焦化废水中含量较高的典型难降解有机物。王景等人通过驯化富集培养，从处理焦化废水的活性污泥中分离出两株萘降解菌WN1、WN2和1株吡啶降解菌WB1。研究了投加高效菌种及微生物共代谢对焦化废水生物处理的增强作用。结果表明，投加共代谢初级基质、Fe3+和高效菌种均能促进难降解有机物的降解，提高焦化废水COD去除率，当三者协同作用时，效果更好。生物流化床技术进展0nhttp://gopaper.taobao.com/翰林苑论文工作室近年来，生物流化床在含酚废水的处理方面呈现良好的发展前景。生物流化床是以砂、焦炭、活性炭这类的颗粒材料为载体，水流自下向上流动，使载体处于流化状态，在载体表面生长、附着着生物膜。载体粒径一般为1.0-2.0mm。生物流化床兼有完全混合式活性污泥法接触所形成的高效率和生物膜法能够承受负荷变化冲击的双重优点，具有良好的处理效果，因此近年来在处理难降解有机废水方面越来越受到人们的重视。生物流化床技术主要有四种工艺，即空气流化床工艺、纯氧流化床工艺、三相流化床工艺和厌氧－兼性流化床工艺，其中三相流化床反应器是将生物技术、化工技术和水处理技术有机结合的一种新型生化处理装置，如用内循环生物流化床、气提升循环流化床、活性炭厌氧流化床等处理含酚废水，均取得了比较好的除酚效果。蔡建安等人在三相气提升循环流化床处理焦化废水的研究中，使用不加稀释的焦化污水原水，以NaH2PO4为外加磷源，通过控制饲入流量来改变A1LR（内循环侧边沉降式三相气提升流化床反应器的处理负荷）。当COD进水负荷由2.75kg/（d•m3）增至13.04kg/（d•m3）时，出水酚浓度为0.43-1.57mg/L，去除率在99.5-99.8%，在高浓度酚、氰和COD冲击下亦能保持良好的相对稳定性，曝气量约为活性污泥的1/4-1/3。耿艳楼采用厌氧－缺氧－好氧工艺流程，以生物膜作为厌氧、缺氧反应器，内循环式生物流化床作为好氧反应器进行了焦化废水中试应用研究。结果表明，上述工艺流程用于焦化废水治理是可行的。当系统进水CODcr浓度小于1000mg/L，系统水力停留时间为44h时，出水CODcr浓度小于250mg/L。用流化床反应器（FBR）对加拿大Algome钢厂焦化废水的应用处理进行了研究，其中废水流量40m3/h，酚含量1000mg/L，并加入等量的稀释水以控制水温。两周后，流化床反应器出水中酚的去除率达99%；5周后，硫氰酸盐的含量降至5mg/L以下。固定化微生物技术进展固定化微生物技术，是国际上从60年代后期开始迅速发展的一项技术，它是通过化学或物理手段将游离的微生物固定在载体上使其高度密集，并使其保持活性反复利用的方法。最初主要用于工业微生物发酵生产，70年代后期开始应用于废水处理。固定化微生物技术目前国内还没有一个统一的分类标准，方法也多种多样，主要有结合固定化、交联固定化、包埋固定化和自身固定化等几种方法。吴立波等人用多孔陶粒吸附自固定化混合硝化菌种来处理焦化废水，比较了自固定化前后菌种活性的变化。结果表明，附着相和悬浮相菌种的硝化活性相近，但当外界条件变化或毒性物质存在时，附着相微生物的抗耐性明显强于悬浮相。朱柱等人在固定化细胞技术处理含酚废水的研究中，通过同一菌种在固定状态和游离状态降解含酚废水的实验对比，证明红砖是一种优良的载体材料，并对两种状态下的细胞降解苯酚的过程进行了动力学分析。结果表明，在两种情况下，该菌种降解苯酚的过程均符合Monad0nhttp://gopaper.taobao.com/翰林苑论文工作室模型。全向春等人在固定化皮氏伯克霍而德氏菌降解喹啉的研究中，从焦化污泥中通过富集培养筛选到1株以喹啉为唯一碳源和氮源的菌种，鉴定为皮氏伯克霍而德氏菌。采用固定化凝胶小球和纱布-PVA（聚乙烯醇）复合载体固定化，对两种方法降解喹啉的效果进行了比较，并就纱布-PVA复合载体固定化微生物进行了其降解喹啉的动力学研究。在喹啉浓度为50、100、300、500mg/L时，降解动力学方程遵循零级反应，降解速率常数随着喹啉初始浓度的升高而增加。孙艳等人从北京焦化厂排放的含酚废水中分离纯化一种降解苯酚的细菌，驯化后采用海藻酸钠对菌种进行包埋。处理结果表明，与游离细胞相比，最大反应速度分别为8.3mg.L-1.h-1和83.3mg.L-1.h-1，底物饱和常数分别为200mg/L和285.7mg/L。由此可见，固定化细胞在降解有毒物质方面应用潜力巨大。黄霞等采用性质稳定、具有多孔结构的聚丙烯无纺布与PVA的复合载体包埋固定化优势菌种，来降解含有喹啉、异喹啉和吡啶的焦化废水，结果3种难降解有机物经处理8h后降解率均在80%以上。王磊等人在固定化硝化菌去除氨氮的研究中选用聚乙烯醇作为包埋载体，添加适量粉末活性炭，包埋固定硝化污泥，处理以(NH4)2SO4和葡萄糖为主的合成废水。间歇实验结果表明，在24-28℃、颗粒填充率7.5%、停留时间为8h的条件下，进水NH3-N负荷由0.6kg/（d•m3）提高至3.49kg/（d•m3），NH3-N去除率可达95.5%，COD去除率保持在80%以上。张彤等人以开发固定化微生物生物脱氮技术为目标，对硝化污泥和反硝化污泥分别进行了单独固定和混合固定的实验研究。结果表明，固定化硝化与反硝化混合污泥可以实现单级生物脱氮，效果好于未固定化污泥。氨氧化速率和总无机氮的脱氮速率可分别提高到未固定化污泥1.7倍和13.4倍。结果还表明光硬化树脂也是一种较好的固定化介质。生物脱氮技术生物脱氮技术是在普通生化处理技术上发展起来的，于70年代首创于加拿大，80年代在英国率先投入实际应用中，随后法国、德国和澳大利亚等国的焦化厂相继使用该技术进行污水脱氮处理。在我国，A/O（厌氧/好氧）处理工程的实验室研究开始于80年代末。目前，人们对焦化废水生物脱氮的研究主要集中于A-A/O（厌氧+缺氧/好氧）和SBR（序批式间歇反应器）工艺。与普通生化处理工艺相比，它不仅能去除废水中的氨氮污染物，而且CODcr等指标也有了较大的改善。A-A/O工艺，即厌氧－缺氧－好氧组合工艺，由三段生物处理装置组成，根据微生物存在形式不同，A-A/O工艺又包括活性污泥法和生物膜法。MinZhang等人对厌氧－缺氧－好氧（Ａ-Ａ/O）固定床生物膜系统处理焦化废水进行了研究。试验结果表明，该系统能稳定有效地去除NH3-N和CODcr。当系统总的水力停留时间（HRT）为31.6h时，出水中NH3-N和CODcr的浓度分别为3.1mg/L和114mg/L，去除率分别为98.8%和92.4%。间歇测试结果表明，厌氧处理不同于缺氧处理，与缺氧处理相比，厌氧处理中酚的去除率较低，而复杂的大分子有机物的去除率较高，其生物降解能力比缺氧处理高。0nhttp://gopaper.taobao.com/翰林苑论文工作室为克服悬浮污泥易流失、耐水质和水量冲击负荷能力差、运行不够稳定的缺点，吴立波等人[17]以焦化废水为研究对象采用厌氧－缺氧－好氧工艺流程（A-A/O），并在好氧段投入球形填料形成复合反应器，对焦化废水进行处理。试验结果表明，好氧复合反应器中附着相污泥浓度高于悬浮相污泥浓度，附着相污泥对焦化废水中苯酚、喹啉和氨氮三种代表性污染物的降解能力和抗抑制能力均高于悬浮相污泥。李咏梅用厌氧酸化－缺氧－好氧（A-A/O）生物膜法对上海焦化厂废水进行处理。试验结果表明，当进水COD为600-1000mg/L，氨氮为200-280mg/L时，为同时达到较好的有机物质去除和脱氮效果，系统的HRT至少应为34.5h，混合液回流比为4.0-5.0，好氧段pH值应保持在7.8-8.0，出水剩余碱度在100-200mg/L。在缺氧段中需加入甲醇作为外加碳源，甲醇与硝酸氮的比为2.58：1为宜。SBR是近年来开发的活性污泥新工艺，它在同一反应器内，通过程序化控制充水、曝气反应、沉淀、排水、排泥等五个阶段，顺序完成缺氧、厌氧和好氧过程，实现对废水的生化处理。实践证明SBR工艺用于处理高浓度和难降解的有机物及生物脱除氮磷硫时，均可获得比常规活性污泥法好得多的出水水质。HanqingYu等人用SBR工艺处理焦化废水。结果表明，采用曝气段前后各进行一段缺氧处理的方式比采用其它方式（前置反硝化和后置反硝化）脱氮效果更好。4h的缺氧处理可使进水中的一些基质储存在生物体中，从而导致在第二次缺氧阶段进行反硝化。在以上条件下，NH3-N和CODcr的去除率分别为82.5%和65.2%。进水中一些易于生物降解的有机物，例如酚和甲酚被用作反硝化阶段的碳源。16h的曝气显著降低了甲酚、3，4-二甲酚和2-喹啉乙醇的浓度，但喹啉、异喹啉、吲哚和甲基喹啉的去除不明显。MinWooLee等人以醋酸钠作为外加碳源，研究了用SBR工艺完全脱除焦化废水中NH3-N的可行性。结果表明，外加碳源的添加速率能显著影响反硝化的效率，其最佳速率由反硝化阶段的COD与NOx-N的比值决定。在生物脱氮系统中，废水中可溶解污染物的总去除率大于95%。考虑到传统的A/O或A-A/O工艺对焦化废水的处理难以使其COD降到100mg/L以下，李春杰等人[21]在SBR反应器中引入PVDF（聚偏氟乙烯）中空纤维膜，即采用一体化膜序批生物反应器（SMSBR）来强化处理焦化废水。初步研究结果表明，在HRT为32.7h，泥龄（SRT）为600d，平均COD容积负荷为0.45kg/（d•m3）的条件下，膜出水中COD可以稳定在100mg/L以下（平均为86.4mg/L）。膜所截留的COD在后续反应中得到进一步降解而未产生显著积累；在保证温度和碱度情况下，出水NH3-N浓度低于1mg/L。在这一过程中，膜污染速率较快。化学技术进展催化湿式氧化技术0nhttp://gopaper.taobao.com/翰林苑论文工作室催化湿式氧化技术是在高温、高压状况下，在催化剂作用下，使用空气将废水中的氨氮和有机污染物氧化，最终转化成无害物质N2和CO2排放。该技术的研究始于70年代。炼焦化工、石油化工，特别是有毒污染物如：农药、染料、橡胶、合成纤维、易燃、易爆及难于生物降解的高浓度废水都适合于催化湿式氧化处理[22]。我国在这一领域的研究也比较早。1987年至1992年，鞍山焦院与中国科学研究院大连物化所合作，成功研制出双组分的高活性催化剂，对高浓度的全成氮和有机焦化废水具有很好的处理效果。该技术的缺点是催化剂价格昂贵。近年来，国内外采用催化湿式氧化技术处理焦化废水的研究报道不多。电化学氧化技术Li-Choungchiang等人采用PbO2/Ti作为电极，对电化学氧化法处理焦化废水进行了研究。结果表明，电解2h后，废水中COD由2143mg/L降到226mg/L，去除率为89.5%。另外，废水中约为760mg/L的NH3-N也被同时去除。研究中发现，电极材料、氧化物浓度、电流密度和PH值对COD的去除率和电化学氧化过程中电流的效率有显著影响。另外，电解过程产生的氯化物/高氯化物，能引起非直接氧化，这种氧化在去除焦化废水中污染物的过程中具有重要作用。利用烟道气处理焦化剩余氨水或全部焦化废水：为了彻底解决焦化废水的污染问题，殷广瑾等人采用一种与生化法截然不同的处理技术，即利用烟道气处理焦化剩余氨水或全部焦化废水。该技术已获发明专利，且在江苏淮钢集团焦化剩余氨水处理工程中获得成功应用。在锅炉烟道气处理焦化剩余氨水工艺中，废水在喷雾塔中与烟道气接触并发生物理化学反应。废水全部汽化，烟道气中SO2和废水中的NH3及塔中的O2发生化学反应生成（NH4）2SO4。吸附在烟尘中的有机污染物在高温焙烧炉或锅炉炉膛内进行无毒化分解，从而整个过程实现了废水的零排放，并对大气环境不构成污染影响。该工艺“以废治废”，不仅处理效果好，还具有投资省、运行费用低的优点。近年来，随着排放标准的日益严格，各国学者在焦化废水处理技术方面进行了一些新的、有益的探索。生物强化技术可在现有污水处理设施的基础上，提高水处理的范围和能力，比较适合目前我国焦化行业污水处理的现状；固定化微生物技术、生物脱氮技术及生物流化床技术则从微生物、工艺流程以及反应器各个方面，对传统生化处理技术进行了改进，在焦化废水处理中将有良好的应用前景；化学技术为焦化废水的处理提供了一种新思路，与生化技术相比，该方法工艺简单、反应速度快、净化率高，但缺点是投资与处理费较高0nhttp://gopaper.taobao.com/翰林苑论文工作室1.3研究概况宁波钢铁有限公司五丰塘焦化厂于2009年11月投产，现有2座55孔JN60-6型焦炉，设计产量110万吨/年。配套的化产回收脱硫、硫酸铵、粗苯及酚氰水处理等工艺。其中，酚氰水处理站处理能力为150m3/h（2×75m3/h），一次设计、分期建设，一期系统处理能力为75m3/h，采用生化处理O/A/O工艺（即硝化-反硝化结合混凝沉淀），处理后达标排放（GB8978-1996一级）。。0nhttp://gopaper.taobao.com/翰林苑论文工作室第二章废水来源及进、出水水质指标2.1废水的来源焦化废水的水质因各厂工艺流程和生产操作方式差异很大而不同。宁钢焦化厂进入酚氰水处理站的主要为蒸氨废水、煤气净化过程中产生出来的废水（如煤气终冷水和粗苯分离水等）及地面冲洗水等。2.2进、出水水质指标进入酚氰系统的蒸氨废水水质情况如下：CODcr4000~6000mg／l、酚600~900mg／l、氰10mg／l、油~50mg/l、氨氮300mg/l左右。如果CODcr按5000mg／l计，氨氮按240mg/l计，则每吨焦炭最少可产生0.9kgCODcr和0.04kg氨氮，按年产焦炭量为110万吨计算，则可产生990吨CODcr和44吨氨氮，如果污水不处理，将对环境造成极大的污染。设计进水水质要求：化学需氧量(CODcr)≤5500mg/l酚≤1000mg/lpH6～9悬浮物(SS)≤100mg/l氰化物≤30mg/lNH3-N≤300mg/l油≤200mg/l色度≤200倍出水水质要求达到《钢铁工业水污染物排放标准》(GB13456-92)一级标准：化学需氧量(CODcr)≤100mg/l酚＜0.5mg/l悬浮物(SS)≤70mg/l氰化物＜0.5mg/lNH3-N≤15mg/l油＜5mg/lpH6～9色度≤50倍0nhttp://gopaper.taobao.com/翰林苑论文工作室第三章酚氰水处理工艺及流程地面冲洗水絮凝剂助凝剂剩余污泥蒸氨废水初沉池初曝池气浮池调节池除油池超越管内循环加碱槽缺氧池事故池事故水回流污泥贮油池好氧池贮渣池二沉池絮凝剂剩余污泥压滤机絮凝反应池超越管泥饼送料场配煤浓缩池终沉池压滤机原水池过滤器泥饼送料场配煤清水池达标排放图3-10nhttp://gopaper.taobao.com/翰林苑论文工作室经预处理后的酚氰废水首先进入除油池进行物理除油；除油后进入调节池进行均质、均量;事故时废水入事故池。生活污水及初期雨水自流至集水井，用泵打入调节池与酚氰废水一同进行均化。均化后废水泵入气浮池进行化学除油；除油后废水自流入初曝池，初曝池的作用主要是去除废水中大量抑制脱氮菌属生长的SCN--初曝池内投有高效微生物；初曝池出水自流至初沉池进行泥水分离，污泥回流至初曝池，污泥回流比为50%。初曝池剩余污泥排至浓缩池。初沉池出水自流至生化段，即脱碳、脱氮处理单元，该单元由缺氧池、好氧池、二沉池组成。该单元的生化处理工艺是针对废水有机物浓度高、氨氮含量高，依据同类废水运行结果而设置的，池中投加高效微生物制剂，通过调整其生存环境，发挥其在不同环境下表现不同特性的属性，完成硝化、反硝化的脱氮过程，同时完成脱碳任务。二沉池污泥回流至缺氧池，好氧池、二沉池之间的水流实现自流。根据以往的成功经验，兼氧段采取潜水搅拌，好氧池采取鼓风曝气，保持各构筑物内混合液完全混合及悬浮状态。气浮池至缺氧池设超越管，可以向缺氧池提供部分原水以补充碳源。二沉池出水若达标则通过超越管直接达标排放或回用，否则进反应池，投加絮凝沉降，进一步去除废水中的有机物和悬浮物，出水若达标则通过超越管直接排放或回用，否则进后面的陶瓷过滤器、活性炭过滤器进一步深度处理后排放或回用。本工艺预留纳滤深度处理的位置及接口，将来废水若回用至循环冷却水补充水，需上纳滤装置对废水进行最终处理后回用。设计中考虑将污水站区内的生活污水、化验废水等废水收集至集水井后用潜污泵打入调节池一并处理。本污水处理系统分为二个系列，每个系列可单独运行。气浮残渣进入贮渣池后由泵送入带式压滤机进行脱水，初沉池、二沉池剩余污泥及终沉池污泥经浓缩池浓缩后由污泥泵送入带式压滤机进行脱水，脱水后的泥饼运至煤场掺煤。3.1预处理工艺流程叙述预处理的主要目的是去除废水中的油及悬浮物，为生化处理创造合适的进水条件。预处理包括重力除油、浮选除油及水质水量调节等设施。3.1.1重力除油池送来的蒸氨废水及酚水提升井来水，直接进入除油池，在重力作用下重油沉淀在除油池底部，由重油泵抽送至重油池贮存，进一步脱水后装车外运，轻油浮至除油池表面，由除油池刮油机收集到集油槽中，通过管道自流到轻油池。除油池出水经管道自流入调节池，事故状态时切换到事故池。3.1.2事故池当蒸氨来水中部分污染物浓度超出设计范围时，将除油池出水切入事故池，在来水正常后，将除油池出水重新进入调节池，并将事故池的水慢慢打回调节池进行处理。3.1.3调节池除油池出水进入调节池中，调节池主要是焦化废水处理站的内部调节。当生物处理过程不稳定或系统发生故障时，来水不能进入下段处理构筑物时，由调节池贮存来水量，当系统运转正常后，再把废水进行处理。0nhttp://gopaper.taobao.com/翰林苑论文工作室表3-12010年酚氰废水调节池数据项目/时间CODNH3-N氰化物挥发酚2010年6月3428.33197.872.42619.382010年7月4314.55335.592.53669.382010年8月3802.87161.271.07468.332010年9月3203.69177.542.28957.002010年10月3735.52217.112.97612.632010年11月4085.07274.475.06678.102010年12月4330.77122.096.52838.963.1.4气浮池气浮池主要是除去废水中的乳化油。调节池水经管道离心泵打入浮选池。通过溶气泵产生大量的微小气泡，通过絮凝剂的絮凝作用，废水中的乳化油、悬浮物等与微气泡吸附并浮至浮选池表面，由气浮池刮渣装置收集到排渣槽中，通过管道进到油水气浮贮渣池中。贮渣池内泥水混合物通过泵送到污泥浓缩池。3.2生化细菌处理系统生物处理的主要目的是通过微生物的生物化学反应来降解焦化废水中的有毒害物质，降低废水中的COD、氨氮、酚、氰等污染物含量。生化处理的主要设施有初曝池、初沉池、缺氧池、好氧池、二沉池、污水污泥回流设施、鼓风机、加药及消泡设施等。3.2.1初曝池气浮池出水自流入初曝池，池内投加微生物细菌，通过风机的曝气作用，使废水中污染物与微生物细菌充分混合，降解掉污水中大部分有害物质，通过调节初曝池内的溶解氧来控制初沉出水的COD，为后段A/O系统的硝化、反硝化提供有利调节。初曝池上设有消泡水管道，当初曝池中泡沫多时，打开消泡水管道阀门进行消泡。TP（全磷）：3mg/l；DO（溶解氧）：2～5mg/L；P＞1mg/L；PH:6.5～8；NH3-N＜300mg/L；温度：25～35℃（不得急剧变化）；SV30:20～40%；SVI:50～100表3-22010年酚氰废水初曝池数据项目/时间CODNH3-N氰化物挥发酚0nhttp://gopaper.taobao.com/翰林苑论文工作室2010年6月318.338.40.30.02010年7月367.5154.50.30.22010年8月366.790.40.20.12010年9月346.9125.20.20.12010年10月390.8183.90.20.52010年11月805.0194.21.01.72010年12月955.3169.92.80.23.2.2初沉池初沉池主要是用来分离初曝池出来的泥水混合液，初曝池出水经管道自流进入初沉池中心管，在初沉池中进行泥水分离。初沉池出水经自流管道流到缺氧池中。初沉池分离出来的活性污泥经管道离心泵提升后，大部分作为回流污泥送回初曝池循环使用，剩余部分作为生化过程中产生的剩余污泥，送污泥浓缩池中进一步浓缩处理。3.2.3缺氧池缺氧池是生化处理的核心设施之一，在此以进水中的有机物作为反硝化的碳源和能源，以回流泥水混合液中的硝态氮、亚硝态氮作为反硝化的氧源，在池中兼性菌团作用下进行反硝化脱氮反应，使废水中的NH3—N、COD等污染物质得以部分去除和降解。运行中应根据实际情况进行操作，缺氧池正常运行时可按以下参数进行操作。缺氧池控制参数如下：DO：＜0.5mg/l，TP：0.2~0.5mg/l，水温：25~30℃，pH：7.0～8.0；表3-32010年酚氰废水缺氧池数据项目/时间CODNH3-N2010年6月439.38.82010年7月383.228.32010年8月464.716.52010年9月422.930.12010年10月410.549.52010年11月551.834.02010年12月672.927.63.2.4好氧池0nhttp://gopaper.taobao.com/翰林苑论文工作室好氧池是生化处理的核心设施之一，微生物细菌的生物化学反应过程主要是在好氧池中进行的。废水中的氨氮在此被氧化成硝化氮——既硝化过程。缺氧池出水流入好氧池，通过设置的微孔曝气器来增加好氧池废水中的溶解氧，为微生物提供氧和对混合液进行搅拌。另外还需投加液碱及磷盐。液碱按好氧池混合液流向分段投加。正常运转时好氧池可按以下参数进行操作：DO：2~4mg/l，TP：0.5mg/l，pH：7.0~8.5，碱度以（CaCO3）计：＞200mg/l，MLSS：3-5g/l左右适宜水温：25～30℃；为了保证生化处理的有害物质浓度控制在允许范围内，好氧池上设有消泡水管道，当好氧池中泡沫多时，可打开消泡水管道阀门进行消泡。反应机理：缺氧池：以进水中有机物为碳源（以甲醇为例）在缺氧条件下，使回流液中的硝酸盐在兼性异养型脱氮菌的作用下，还原为氮气，同时提供碱度，此过程也称为反硝化（脱氮）阶段：微生物6NO3-+5CH3OH——→3N2↑+5CO2+7H2O+6OH–好氧池：在好氧条件下，废水中有机物（以葡萄糖为例）在好氧异养型微生物的作用下，分别为二氧化碳和水：微生物C6H12O6+6O2——→6CO2+6H2O在好氧条件下，将废水中NH3—N氧化为NO3--N，此过程消耗废水中碳酸盐碱度计，一方面须中和过程产生的H+，另一方面，硝化菌细胞生长需要消耗一定量碱度。每硝化1g氨氮，需消耗7.1g碱度（以CaCO3计）。因此需要在此投加适量碱，以补充碱度。反应温度20～40℃；pH8.0～8.4。此过程，要求较低的含碳有机质，以免异氧菌增殖过快，影响硝化菌的增殖，气水比20:1。与悬浮活性污泥接触，水中的有机物被活性污泥吸附、氧化分解并部分转化为新的微生物菌胶团，废水得到净化。该工艺在水底直接布气，活性污泥直接受到气流的搅动，加速了微生物的更新，使其经常保持较高的活性。此过程也称为硝化阶段：微生物0nhttp://gopaper.taobao.com/翰林苑论文工作室2NH4++3O2——→2NO2-+2H2O+4H+2NO2+O2——→2NO3-NH4++2O2——→NO3-+2H++H2O注：好氧池主要进行部分碳化反应和硝化反应。表3-42010年酚氰废水好氧池数据项目/时间CODNH3-N2010年6月410.30.22010年7月335.50.62010年8月373.60.82010年9月346.50.62010年10月281.90.32010年11月482.10.32010年12月555.20.03.3后混凝沉淀、高效沉淀池及多介质过滤器、污泥处理从好氧池出来的泥水混合物进入二沉池，在此进行泥水分离，底部污泥回流到缺氧池，上清液流入絮凝反应池，在此加入絮凝剂，进一步去除水中悬浮物COD后流入混凝沉淀池进行泥水分离，分离出的水自流入集水池1（若达到一级排放标准则直接超越到清水池），通过提升泵将水打入终沉池，在此加入药剂（PAC），进一步去除水中的悬浮物，终沉池出水自流入集水池2（若达到一级排放标准则直接超越到清水池），通过加压泵，将水打入二级过滤罐内，脱除色度及悬浮物，最终流入清水池内通过外排泵进行外排或用于熄焦。初沉池和二沉池沉淀下来的污泥大部分回流到缺氧池循环使用，剩余污泥和气浮贮渣池及混凝沉淀池出来的污泥分别用泵送到污泥浓缩池进行浓缩脱水，浓缩后污泥通过污泥提升泵送至压滤机（在此加入药剂PAM阳离子）压成泥饼后送到煤场。后混凝沉淀、高效沉淀池及多介质过滤器，主要是通过物理化学法进一步降低出水中的悬浮物和COD，后混凝沉淀处理混合反应池、混凝沉淀池等。3.3.1二沉池0nhttp://gopaper.taobao.com/翰林苑论文工作室好氧池出水进入二沉池，在此进行泥水分离，底部污泥回流到缺氧池，上清液流入絮凝反应池。二沉池的作用是使活性污泥与处理完的废水分离，并使污泥得到一定程度的浓缩，使混合液澄清，同时排除污泥，并提供一定量的活性微生物，其工作效果直接影响活性污泥系统的出水水质和排放污泥浓度。二沉池出水若达标则通过超越管直接进清水池达标排放，否则进混合反应池，投加絮凝剂进行絮凝沉降，进一步去除废水中的有机物和悬浮物，出水达到排放标准后可通过超越管直接进清水池达标排放，否则进过滤器和活性炭过滤器系统，经过滤后去除悬浮物和色度，进清水池达标排放，同时二沉池出水也可通过超越管直接进过滤器和活性炭过滤器系统，经过滤后去除悬浮物和色度，进清水池达标排放，终沉池出口超越管具有双向性。3.3.2混合反应池二沉池出水进入混合反应池中，在此投加絮凝剂，在混合搅拌机的搅拌下，混凝剂等药剂与废水充分混合反应，混合液进入混凝沉淀池。3.3.3混凝沉淀池对混凝反应后的废水在混凝沉淀池中进行泥水分离，分离后的废水进入高密度沉淀池进行进一步沉淀。沉淀于池底的污泥经泵提升后送污泥浓缩池。SS：＜70mg/L，pH：6-9，水力停留时间：2h，3.3.4终沉池混凝沉淀池出水在进终沉池前进行进一步的加药混凝，混合液进入终沉池进行泥水分离，分离后的废水进入多介质过滤器。沉淀于池底的污泥经泵提升后送污泥浓缩池。3.3.5多介质过滤器经过终沉池后的废水通过管道自流入过滤吸水池，经过滤吸水泵加压后送过滤器过滤，过滤后废水排入清水池中。表3-52010年酚氰废水清水池数据项目/时间CODNH3-N氰化物挥发酚2010年6月78.10.20.10.162010年7月83.10.60.10.012010年8月93.40.80.10.002010年9月84.20.60.10.082010年10月82.20.30.10.012010年11月91.30.30.10.002010年12月88.00.00.20.020nhttp://gopaper.taobao.com/翰林苑论文工作室净化：过滤罐中装有一定量的陶粒滤料或活性炭颗粒。污水流经时，利用滤料的高比表面积来充分吸附废水中的悬浮物、色度、COD等；过滤：污水流经滤料时，滤料呈压实状态，利用滤料粒径较小及多孔隙的特点，截留污水中的悬浮物等；反冲洗：运行一定时间后，因水头损失的增加，需对滤池进行反冲洗，以释放截留的悬浮物。3.3.6压滤机系统产生的剩余污泥，浓缩池中的渣要通过压滤机排出系统。生化系统产生的剩余污泥，经过污泥回流管的分流管，打入污泥浓缩池进行沉降，混沉池产生的渣，使用泵打入污泥浓缩池，气浮贮渣池的渣通过泵打入污泥浓缩池，浓缩池内的污泥通过泵送往压滤机房，在污泥管道中送入配制成一定浓度的絮凝剂。经絮凝反应后的污泥通过压滤机压滤成泥饼外运。滤网速度：1.4～7.2m/min；最大冲洗水耗量（净水）：6m3/h；冲洗水压：0.8Mpa；气动部分输入压力：0.6～1Mpa；压滤后滤饼含水率：70～80%0nhttp://gopaper.taobao.com/翰林苑论文工作室第四章结语(1)采用OAO工艺处理的焦化废水，各环节运行指标只要控制在规定范围内，处理后的废水就能达到国家一级排放标准，且运行稳定。(2)在预处理段增设调节池，并设置搅拌装置，可以在来水水质波动较大，生物处理过程不稳定或系统发生故障时，由调节池贮存来水量，当系统运转正常后，再把废水进行处理。(3)通过调节初曝池内的溶解氧来控制初沉出水的COD，为后段A/O系统的硝化、反硝化提供有利调节，使系统更加稳定运行，确保出水水质。(4)过滤罐中装有一定量的陶粒滤料或活性炭颗粒。污水流经时，利用滤料的高比表面积来充分吸附废水中的悬浮物、色度、COD等，进一步提高出水水质。0n参考文献[1]焦化行业准入条件（2008年修订）[2]何建平，等.炼焦化学产品回收技术，冶金工业出版社，2006.4[3]张自杰．废水处理理论与设计，中国建筑工业出版社，2003.2[4]范博云，等.焦化厂化产生产问答（第二版），冶金工业出版社，1999.6[5]陆新．AA0法污水处理运行浅谈.燃料与化工，2007年11月，第38卷第6期：50-52页[6]于锋．生物脱氮在焦化废水处理中的应用.燃料与化工，2007年9月，第38卷第5期：32-33页[7]杨建华，等.焦炉煤气净化，化学工业出版社，2005.12[8]单明军，等.焦化废水处理技术，化学工业出版社，2007.5[9]王绍文，等.钢铁工业废水资源回用技术与应用，冶金工业出版社，2008.1[10]邹家庆，等.工业废水处理技术，化学工业出版社，2003.致谢在研究及论文的完成过程中，王秀林教授的指导给了我很大的帮助，在此向王老师表示衷心的感谢。樊华2011年10月20日我们为您提供海量100%原创论文信息及降重、检测服务，欢迎加QQ：19048999190