焦化废水处理提标改造工程设计

摘要：采用预处理+生化工艺处理焦化废水，预处理工艺采用隔油、破乳气浮除油、NHET微电解和化学混凝沉淀。生化段采用A2/O法，即厌氧→缺氧→好氧+二沉池。在进水COD、NH3-N、硫化物和硫氰化物分别为5000-8000mg/L、100-200mg/L、150mg/l和400-800mg/l的情况下，出水的COD、NH3-N、挥发酚、硫化物和硫氰化物分别为300mg/L、5mg/L、1mg/l和1mg/l以下，二沉池出水经过甲方的深度氧化处理系统处理，确保最终出水达到《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171-2012)表1中废水排放标准和《山东省南水北调沿线水污染物综合排放标准》重点保护区标准。(深度氧化处理系统不在本设计方案设计范围之内)。

关键词：焦化废水;微电解;气浮除油;A2/O法;提标改造

某焦化废水处理工程由某环保公司设计，采用预处理+A2/O+TNC系统组合工艺，焦化废水经预处理系统隔油池沉淀，气浮池物化处理，调节池调节水量、均匀水质，泵送生化系统厌氧池、缺氧池及好氧池，通过生物作用降低COD、NH3-N，经TNC系统酸化电解、催化氧化、碱化沉淀、一系列处理后出水送钢铁厂高炉冲渣，工艺流程如下：

焦化废水是一种高浓度、高污染的有机废水，其毒性大，可生物降解性差，是最难处理的一类工业废水。水处理车间由于长期运行，系统受设计工艺、生化池结构、短流现象以及进水水质差，污染物浓度高，相关设备损坏老化等因素影响，生物系统处理效率低，二沉池水质差，致使后处理(高级氧化工艺)负荷高，运行效果难以保证。现有的处理设施及工艺设备已无法满足当前的环保要求，需对水处理系统进行升级改造。

1.废水水量及进出水水质要求

1.1处理水量

废水量：1500m3/d (其中生产污水为900t，生化污水为600t)

设计处理能力：75m3/h(预处理系统设计处理能力为45m3/h，生化系统设计处理能力为75m3/h)

1.2进水水质

2.升级改造说明

2.1现况

目前水处理车间出水水质指标不稳定，无法达到新的环保要求。主要问题就是我公司焦化废水处理项目建设时间较早，当时针对焦化废水的《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171-2012)和《焦化废水治理工程技术规范》(HJ2022-2012)两项标准还没有制定，因此，在工艺设计上存在先天缺陷。预处理系统和生化系统在结构布置上未达到针对焦化废水的规范要求，设计不合理，池形结构不符合焦化废水生物处理系统工艺要求，致使容积负荷超高，系统运行不稳定。

针对目前蒸氨进水COD、油类、硫氰化物、氰化物偏高及新的出水指标要求，需要在现有预处理措施上进一步提高工艺，保障进入生物段的废水水质，同时控制氰化物和硫氰化物等污染物过高对生化工艺的造成冲击或毒害，致使系统瘫痪。

针对当前厌氧池、缺氧池现有氧化沟短程、短流现象进行改造。通过改造，实现基本符合焦化废水处理工艺规范要求的容积、容量的酸化水解、全程硝化反硝化工艺。

针对好氧池当前曝气设施运行时间较长，损坏较多，造成好氧池内曝气不均匀，曝气前段负荷高，曝气不足，后端负荷低，溶解氧偏高问题，实施好氧递减曝气，充分发挥好氧池在系统运行中的核心作用。

针对二沉池，合理设置工艺回流管道，达到AAO系统稳定运行所需的各种回流比。

2.2主要改造内容

(1)预处理系统改造

预处理系统主要包括隔油集水池、化学除氮池、气浮加药区、气浮池、调节池。系统改造主要目的是尽可能去除进水中的COD，油类，保证进入生化系统的水质符合生物处理要求。同时进水会存在大量氰化物和硫氰化物，需要通过投加药剂进行凝聚结合去除，达到降低废水毒性的目的。

隔油集水池：利用现有隔油集水池，继续发挥其沉淀重油及部分大颗粒物的作用，定期排放重油。本次改造，计划在集水池池面设置浮油挡板，浮油渣槽，排渣设备，定期清理浮油渣。

化学除氮池：把现有化学除氮池进行改造，改造成为高效沉淀池，用来沉淀产生的化学污泥。废水自流进入化学除氮池，在池前增加进水反应槽，设置反应区。根据水质，通过投加药剂，使废水和药剂充分混合，降低来水中硫、氰化物的浓度，同时起到破乳凝聚作用。沉淀池内安装高效排渣提泥装置，定期清理产生的化学污泥，通过管道泵送到污泥浓缩池。

气浮池：重点对现有气浮系统进行改造，针对当前气浮除油效率低，浮渣不能进行自动清理这一现状，计划安装新气浮机两套，配备链板式刮渣机、螺旋排渣机，提高气浮效率，保证废水经过气浮处理后，废水中的乳化油、轻油含量降低90%。

调节池：利用现有调节池进行改造，将四个调节池改造为1#、2#活性污泥预曝好氧池。预曝池污泥通过原好氧池排放的剩余污泥进行补充，预曝池系统安装使用悬挂、管式曝气系统，设置大流量污泥回流系统，系统代谢污泥排入污泥浓缩池处理。气浮出水自流进入高浓度活性污泥预曝池预处理后，通过内置的高位分离器分离，上清液泵入AAO生物处理系统。

通过强化废水预处理，确保废水进入AAO生物系统的污染物平稳降低，确保AAO生物系统稳定运行。

(2)、AAO生物系统改造

烨华焦化水处理AA0生物系统包括厌氧池、缺氧池、好氧池，二沉池，各池均为单池。厌氧、缺氧池为氧化沟式活性污泥池，好氧池是多廊道迂回串联生物活性污泥池和矩形推流二沉池，本次改造工程计划利用现有池容、池型，进行针对性改造。

厌氧池：重点对厌氧池进行升级改造，根据焦化废水可生化性差的特点，安装水下搅拌机，将厌氧池调整全程混合反应池，通过提升缺氧池内的小流量泥水混合液进入厌氧池，补充污泥，充分利用水解酸化作用，在短时间内使废水中的不溶性有机物溶解，可溶性难降解有机物分子结构发生变化，大分子降解为小分子，从而废水的可生化性得到提高，降低运行难度。池内配备在线溶解氧仪器，监测指标变化，便于及时调整。

缺氧池：作为生物处理的核心关键设施，主要为氨氮进行反硝化和降解部分有机物提供必须的功能，是本次改造重点设施。缺氧工艺段将根据工艺改造需要和设施设备破损情况进行更换。氧化沟土建结构不破换，在池内安装低速推流式潜水搅拌机，通过合理设置，使整池搅拌功率不低于30KW。杜绝短流现象，使生物活性污泥和废水充分混合，提高反应时间，促进降解效率。从而实现短平快改造效果。在缺氧池两端安装在线ORP和DO监测仪器，监测指标变化，便于及时调整。

好氧池：微生物的生物化学反应过程主要是在好氧池中进行，在硝化过程中，起作用的是好氧菌及硝化菌。好氧菌把有机物分解成CO2和H2O，硝化菌则利用有机物分解产生的无机碳源将废水中的氨氮转化成NO3-N，NO2-N。为了满足生物反应要求，需要向池内通过风机鼓入空气，为微生物提供氧源和对混合液进行搅拌。

好氧池各单元池曝气设施由于运行时间久远，损坏较多，影响好氧硝化处理效果，本次改造计划对好氧池曝气设施除主风管外进行全部更换，使用插管式曝气器，便于以后维护检修。

二沉池：经过好氧池处理后，废水自流进入二沉池，二沉池主要是分离好氧池出来的泥水混合液。改造后，大部分泥水混合液作为硝化液，通过安装混合液回流泵重新回到缺氧池，为生物反硝化提供氮源，使废水中中的氮变成氮气，达到生物脱氮的目的。分离后的出水进入后续处理;分离的污泥由刮泥机刮到污泥沟内，通过安装污泥回流泵提升到好氧池池进水端，一部分剩余污泥回流到预处理系统，为预曝生化池补充污泥。

3.工艺设计

焦化废水属高浓度有机有毒废水，极不易降解，故将部分生活污水纳入其中，改善其污水水质，让污水能够便于生物降解，本工艺采用物化和生化处理工艺。

根据我公司多年对国内焦化废水处理工艺研究的基础上，根据本工程废水的特点，确定采用一种经济、高效、可靠、管理简便的物化和生化处理工艺。

根据上述设计原则与设计水质水量和排放标准，本工程中考虑采用如下处理

延伸阅读：

焦化废水中总氮深度去除研究