专利名称：一种焦化废水生物处理工艺方法
技术领域：
本发明涉及一种焦化废水生物处理工艺，特别涉及一种用于焦化废水生 物处理部份由不同类型生物陶粒滤池串联组成的生物处理工艺方法。
背景技术：
焦化废水处理工艺一般由预处理部分(例如调节、除油、浮选等)、生物处理部分和物化处理部分(如混;疑、沉淀等)三部分组成，生物处理部分 是整个工艺的核心。到目前为止，国内外绝大多数焦化废水处理工艺的生物处理部分采用了两种形式第一秤是厌氧-缺氧-好氧(A「 A2-0)或者缺 氧-好氧(A-0)串联的生物活性污泥法，它是以活性污泥去除污染物作为 净化废水的主要手段；第二种是厌氧-缺氧-好氧(A: - A2 - 0 )或者缺氧-好氧(A-0)串联的部分或全部生物膜法，它是以生物膜作为净化废水的主 要手段或以软性、半软性、YDT弹性立体填料或者炉渣、麦々反石、沸石、卵石、 活性炭为填料。这两种形式相对于传统的纯好氧生物活性污泥法，出水水质 和处理负荷得到了提高。以某焦化废水处理工程为例，废水经过预处理部分 (调节、隔油、浮选)后进入生物处理部分，生物处理部分由厌氧池、缺氧 池和好氧池、二沉池组成，其中厌氧池、缺氧池为生物膜法，以半软性填料 为生物膜载体，好氧池为活性污泥法。该工艺的生物处理部份流程为经过 预处理的废水进入厌氧池，厌氧池出水直接进入缺氧段，缺氧段出水依次进 入好氧池、沉淀池，沉淀池出水部分回流到缺氧池、部分排出到后续的物化处理部分(混凝、沉淀)。但这两种生物处理工艺有缺点是1. 厌氧-缺氧-好氧(Ai-A2-0)或者缺氧-好氧(A-0)串联的生 物活性污泥法的缺点是处理负荷低(例如好氧池COD污泥负荷仅为0. 4~ 0. 7kgC0D/kg. mlvss. d， 好氧池COD容积负荷仅为0. 7 ~ 1. 2kgC0D/ m3. d; A-A - 0整体C0D容积负荷仅为0. 6 ~ 1. 0kgCOD/ m3. d )，水力停留时间长(30 -90h,视废水水质不同而不同)，且必需设置二次沉淀池，由此导致占地面积 大、基建投资高。2. 以软性、半软性、YDT弹性立体填料为生物膜载体的厌氧-缺氧-好 氧Ui-A2-0)或者缺氧-好氧(A-0)生物膜反应器串联组成的生物处理 工艺方法虽然比活性污泥法处理工艺在处理负荷上有所提高，水力停留时间 有所缩短，然而，处理负荷仍然偏低(例如好氧池C0D容积负荷仅为0. 8~ 1.5kgC0D/ m3. d; A - A - 0整体C0D容积负荷仅为1. 0 ~ 1. 8kgC0D/ m3. d ), 水力停留时间仍然偏长(25 - 60h,视废水水质不同而不同)，且必需设置二 次沉淀池，由此导致占地面积仍然偏大、基建^:资仍然偏高。3. 以炉渣、麦々反石、沸石或卵石为生物膜载体的Ai (厌氧)、AJ缺氧)、 0 (好氧)生物膜反应器经常出现堵塞、滤料板结现象，需要频繁的沖洗或导 致运行效果不稳定；以活性炭为生物膜载体的A,(厌氧)、A2 (缺氧)、0 (好 氧)生物膜反应器，要么出现以上现象，要么因活性碳价格昂贵，导致整体 基建投资高。4. 以炉渣、麦饭石、沸石、卵石或活性碳为生物膜载体的Ai (厌氧)、 A2 (缺氧)生物膜反应器，因A！(厌氧)、A2 (缺氧)产生大量微气泡，但没有切实可行的驱赶微气泡的方法，导致这些微气泡长期滞留在A;(厌氧)、A2(缺氧)滤池中，长时间地占据滤池有效反应空间，降低了处理效率。发明内容一种传质处理效果好，处理负荷大、停留时间短、费用成本低的焦化废水生 物处埋工艺方法。所述焦化废水生物处理工艺方法是所述滤池包据预处理部份、生物处 理部份和物化处理部份，所述生物处理部份由厌氧陶粒滤池、缺氧陶粒滤池 和好氧陶粒滤池串联组成，所迷厌氧陶粒滤池、缺氧陶粒滤池和好氧陶粒滤 池内均装填有球形陶粒滤料或不规则形陶粒滤料形成的挂膜材料滤料层，所 述厌氧陶粒滤池采用内回流方式，所述好氧陶粒滤池和缺氧陶粒滤池之间采 用回流方式，所述滤料层分别为由粒径不同的陶粒滤料形成，所述厌氧、缺 氧和好氧陶粒滤池采用反沖洗排除滤池内积累的污泥及悬浮物到预处理部 份，所述厌氧和缺氧陶粒滤池采用定期水冲洗驱赶池内微气泡。为了提高厌氧陶粒滤池的处理效果和实现整体工艺脱氮的功能，厌氧陶 粒滤池出水端回流到厌氧陶粒滤池进水端的回流比为1: 1-5: 1，好氧陶粒 滤池出水端回流到缺氧陶4立滤池进水端的回流比为3: 1-8: 1。该工艺可以提高处理负荷(例如好氧池C0D容积负荷可达到2.5 ~ 4. 0kgCOD/ m3. d; A - A - 0整体COD容积负荷仅为1. 0 ~ 1. 8kgC0D/ m3. d ) 降低水力停留时间，从而减小占地面积和基建投资。三个不同类型的滤池均 以球形陶粒滤料或不规则陶粒滤料作为挂膜填料；悬浮物及生物污泥保留在滤池内，生物处理^爻不设二次沉淀池；厌氧陶粒滤池采用内回流方式运4亍； 每种类型滤池内装填粗细不同粒径范围的陶粒滤料，形成多滤料层；三种类 型滤池采用反冲洗排除池内积累的污泥及悬浮物到预处理部份的浮选池；厌 氧和缺氧陶粒滤池采用定期水沖洗驱赶池内微气泡。所述的厌氧生物陶粒滤池，主要作用在于通过厌氧酸化作用，提高废水 的可生化性。采用内回流方式，是将厌氧滤池出水端回流到厌氧滤池进水端， 回流比为1: 1-5: 1，其目的在于提高滤池内水流动速度，加快传质作用； 厌氧陶粒滤池采用上向流方式运行。'所述的好氧陶粒滤池最终出水端回流到缺氧陶粒滤池进水端，回流比为 3: 1-8: 1,所述击夹氧陶粒滤池采用上向流方式运^f于，所述好氧陶粒滤池采 用上向流或下向流方式运4亍。所述每种类型滤池内装填粗细不同粒径范围的陶粒滤料，可按不同粒径 范围分2层或2层以上装填，每层装填一定粒径范围的陶粒滤料。对厌氧陶 粒滤池，由最下部装填粒径最大的陶粒滤料逐渐过渡到最上部装填粒径最小 的陶粒滤料的上向流方式，整个粒径范围为4-10mm，总高度为1-4m;对缺 氧陶粒滤池，由最下部装填粒径最大的陶粒滤料逐渐过渡到最上部装填粒径 最小的陶粒滤料的上向流方式，整个粒径范围为4-8mm,总高度为1 - 4m; 对好氧陶粒滤池，由最下部装填粒径最大的陶粒滤料逐渐过渡到最上部装填 粒径最小的陶粒滤料的上向流方式或者由最上部装填粒径最大的陶粒滤料逐 渐过渡到最下部装填粒径最小的陶粒滤料的下向流方式，整个粒径范围为2 -8mm,好氧陶粒滤池可分为一级和多级，每级好氧陶粒滤料层高度为1-4m。三种类型滤池均采用冲洗排除池内积累的污泥及悬浮物到预处理部份的 浮选池，其中厌氧陶粒滤池采用水反冲洗的方式沖洗排除，缺氧陶粒滤池和 好氧陶粒滤池采用气水联合反沖洗方式冲洗排除。所述厌氧和缺氧陶粒滤池采用定期水沖洗驱赶滤池内^:气泡，冲洗周期1 - 3天。本发明与现有技术相比，具有的优点是(1 )球形陶粒滤料或不规则陶粒滤料更适合作为生物膜法的生物膜载 体(挂膜材料)，生物滤池可以获得更高的生物浓度，因而以球形陶粒滤料或 不规则陶粒滤料作为生物膜载体的A:(厌氧)-A2 (缺氧)-0 (好氧')生物 滤池串联生物膜法，可以大幅度地提高处理负荷，进而可以缩短水力停留时 '间、减少占地面积和基建投资；A！(厌氧池)以球形陶粒滤料或不规则陶粒滤 料作为生物膜载体的同时，采用内回流的方式，加大了流速，加强了传质效 果，提高了处理负荷、缩短了水力停留时间、减少占地面积和基建投资;(2) 废水中的悬浮物和生物处理产生的污泥截留于滤料层中，无需设 置二次沉淀池，可以节省二次沉淀池的占地、投资和管理维护任务、节省污 泥回流的动力费用；(3) A,(厌氧)、A2 (缺氧)、.0 (好氧)每种类型生物滤池内装填粗细 不同粒径范围的球形陶粒滤料或不规则陶粒滤料，形成多滤料层，在保持一 定生物膜量(生物浓度)的同时，可有效避免滤层堵塞、滤料板结现象，可 延长沖洗周期，稳定运行效果；球形陶粒滤料或不规则陶粒滤料相对活性炭 价格便宜，可降低整体基建投资；(4)滤池采用沖洗的方法，既可排除滤料层内积累的悬浮物和老化生物 膜，降低水头损失，又可驱赶厌氧和缺氧陶粒滤池内产生的微气泡，从而保 持厌氧和缺氧陶粒滤池的有效生物反应体积，保持稳定的处理效果。
图l是本发明的工艺流程示意图。
具体实施方式
实施例1,较高浓度焦化废水进水水质如下COD 3300mg/l,氨氮 200mg/l, CN一12mg/i，油50mg/l，酚680mg/1， pH6 - 9。在图1中，废水经 过预处理(调节、隔油、浮选)后，进入厌氧陶粒滤池，厌氧陶粒滤池出水 部分进入缺氧陶粒滤池，部分重新回流入厌氧陶粒滤池(回流比1: 1)，缺氧 陶粒滤池出'水进入好氧陶粒滤池，好氧陶粒滤池出水端进入后混凝处理段， 部分回流入缺氧陶粒滤池(回流比6: 1)，好氧陶粒滤池后不设二次沉淀池； 厌氧、缺氧和好氣陶粒滤池以球形陶粒滤料为挂膜填料。厌氧陶粒滤池内陶 粒滤料为下层粒径为8-10mra，上层粒径为6-8mm;缺氧陶粒滤池内陶粒滤 料下层粒径为6 - 8mm，上层粒径为4 - 6mm;好氧陶粒滤池分为好氧碳池和好 氧氮池，前者主要去除有机物(COD和B0D)，后者主要去除氨氮，好氧炭池 内陶粒滤料下层粒径为4-6nim,上层为3-5mm,好氧氮池内陶粒滤料下层粒 径为3-5mm,上层为2 - 4mm。系统总水力停留时间为30小时，总负荷为C0D、 氨氮和硝酸盐氮；经过生物处理段后，出水水质COD 250mg/l，氨氮15mg/1, 硝酸盐氮0. 53mg/l, CN一O. 5mg/1,油5mg/1，酚O. 5mg/l, pH6-9。厌氧陶 粒滤池每2日采用水沖洗方式排除滤池内微气泡，每7 - 15日采用水冲洗方式排除积累于滤池内的悬浮物和污泥；缺氧陶粒滤池每i-2日采用水冲洗方式排除滤池内微气泡，每2-5日采用气水联合反沖洗方式排除积累于滤池内 的悬浮物和污泥；好氧陶粒滤池每2-5日采用气水联合反冲洗方式排除积累 于滤池内的悬浮物和污泥。实施例2,较低浓度焦化废水:'进水水质如下COD 1500mg/l，氨氮70mg/l.， CN—8mg/1，油50fflg/1,酚400mg/1， pH6. 5-8. 5。在图1中，废水经过预处 理(调节、隔油、浮选)后，进入厌氧陶粒滤池，厌氧陶粒滤池出水端进入 缺氧滤池，部分重新回流入厌氧陶粒滤池(回流比1: 1),缺氧陶粒滤池出水 进入好氧滤池，好氧陶粒滤池出水端进入后混凝处理段，部分回流入缺氧陶 粒滤池(回流比6: 1)，好氧陶粒滤池后不设二次沉淀池；厌氧、缺氧和好氧 陶粒滤池以不规则形陶粒滤料为挂膜填料。厌氧陶粒滤池内陶粒滤料为下层 最大粒径为6 - 8mm,上层最大粒轻为4 - 6mm;缺氧陶粒滤池内陶粒滤料下层 最大粒径为4-6咖，上层粒径最大范围为3-5mm;好氧陶粒滤池内陶粒滤4+ 下层最大粒径为3-5mm，上层为2 - 4mm。系统总水力停留时间为20小时， 总负荷为COD ，氨氮，硝酸盐氮；经过生物处理段后，出水水质COD 120mg/l， 氨氮15mg/l,硝酸盐氮0. 67 mg/l， CN—0. 5mg/l，油5mg/l，酚0. 5mg/l, pH6. 5 -8.5。厌氧陶粒滤池每2日采用水沖洗方式排除滤池内孩i气泡，每7-15日 采用水肥冲洗方式排除积累于滤池内的悬浮物和污泥；缺氧陶粒滤池每1-2 日采用水冲洗方式排除滤池内微气泡，每2 - 5日采用气水联合反冲洗方式排 除积累于滤池内的悬浮物和污泥；好氧陶粒滤池每2-5日采用气水耳关合反沖 洗方式排除积累于滤池内的悬浮物和污泥。
权利要求
1、一种焦化废水生物处理工艺方法，所述滤池包据预处理部份、生物处理部份和物化处理部份，所述生物处理部份由厌氧陶粒滤池、缺氧陶粒滤池和好氧陶粒滤池串联组成，其特征在于所述厌氧陶粒滤池、缺氧陶粒滤池和好氧陶粒滤池内均装填有球形陶粒滤料或不规则形陶粒滤料形成的挂膜材料滤料层，所述厌氧陶粒滤池采用内回流方式，所述好氧陶粒滤池和缺氧陶粒滤池之间采用回流方式，所述滤料层分别为由粒径不同的陶粒滤料形成，所述厌氧、缺氧和好氧陶粒滤池采用反冲洗排除滤池内积累的污泥及悬浮物到预处理部份，所述厌氧和缺氧陶粒滤池采用定期水冲洗驱赶滤池内微气泡。
2、 根据权利要求1所述的一种焦化废水生物处理工艺方法，其特征在于 所述厌氧陶粒滤池和缺氧陶粒滤池采用由最下部装填粒径最大的陶粒滤料逐 渐过渡到最上部装填粒径最小的陶粒滤料的上向流方式运行。
3、 根据权利要求1所述的一种焦化废水生物处理工艺方法，其特征在于 厌氧陶粒滤池出水端回流到厌氧陶粒滤池进水端的回流比1: 1 _ 5: 1 。
4、 根据权利要求1所述的一种焦化废水生物处理工艺方法，其特征在于 所述好氧陶粒滤池采用由最下部装填粒径最大的陶粒滤料逐渐过渡到最上部 装填粒径最小的陶粒滤料或者由最上部装填粒径最大的陶粒滤料逐渐过渡到 最下部装填粒径最小的陶粒滤料的上向流或下向流方式运行。
5、 根据权利要求1所述的一种焦化废水生物处理工艺方法，其特征在于 好氧陶粒滤池出水端回流到缺氧陶粒滤池进水端的回流比为3: 1-8: 1。
6、 根据权利要求1所述的一种焦化废水生物处理工艺方法，其特征在于 所述缺氧陶粒滤池和好氧陶粒滤池采用气水联合反冲洗方式沖洗排除，厌氧陶粒滤池采用水^(沖洗方式沖洗排除。
7、 根据权利要求1所述的一种焦化废水生物处理工艺方法，其特征在于 厌氧池和缺氧陶粒滤池采用水沖洗驱赶池内微气泡的冲洗周期为1 - 3天。
8、 根据权利要求1-7任一项所述的一种焦化废水生物处理工艺方法，其 特征在于所述滤池内的陶粒滤料，可按不同粒径范围分成2层或2层以上 装填，所述厌氧陶粒滤池和缺氧陶粒滤池内陶粒滤料粒径为4-10mm，滤层总 高度为l-4m;所述好氧陶粒滤池内陶粒滤料粒径范围为2-8mm,好氧陶粒 滤池可分为一级好氧和多级好氧，每级好氧陶粒滤池滤料层高度为1-4m。
全文摘要
本发明公开了一种焦化废水生物处理工艺方法，所述滤池包据预处理部份、生物处理部份和物化处理部份，所述生物处理部份由厌氧陶粒滤池、缺氧陶粒滤池和好氧陶粒滤池串联组成，所述厌氧、缺氧和好氧陶粒滤池内均装填有球形陶粒滤料或不规则形陶粒滤料作为挂膜填料滤料层，所述厌氧陶粒滤池采用内回流方式，所述好氧和缺氧陶粒滤池之间采用回流方式，所述滤池内滤料层分别由粗细不同的陶粒滤料形成，所述滤池采用反冲洗排除滤池内积累的污泥及悬浮物到预处理部份的浮选池，所述厌氧和缺氧陶粒滤池采用定期水冲洗驱赶池内微气泡。与现有技术相比，该工艺方法可延长冲洗周期，稳定运行效果，可提高处理负荷，从而降低水力停留时间、减小占地面积和基建投资。
文档编号C02F9/14GK101215068SQ20081000120
公开日2008年7月9日 申请日期2008年1月5日 优先权日2008年1月5日
发明者汤苏云 申请人:汤苏云