一种焦化污水处理工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公布了一种焦化污水处理工艺，主要包括：污水预处理、污水生化处理、物化后处理几个步骤；主要工艺采用预处理+A2/O2生化处理+物化后处理流程。预处理部分包括有隔油池、事故调节池、收集其它废水和生活污水的中间集水池；生化处理处理中主要有集水混合池、缺氧池、好氧池及二沉池和深度接触氧化池；物化后处理中主要包括有机械混凝反应池、混凝沉淀池、清水回用池及自动过滤器组成。本工艺的处理效果好，运行成本低，基建投资少，占地面积小。
【专利说明】一种焦化污水处理工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种焦化污水处理工艺，属于污水处理【技术领域】。
【背景技术】
[0002]目前，焦化废水中含有大量环链有机化合物、叠氮类无机化合和氨氮等，这些物质无论是进入水体(如排入地面水体或渗入地下水体)，还是其中的一些物质释放进入大气，他们都会直接的或间接地对动、植物产生严重的危害。人直接食用了含这类物质一定浓度的水，或长时间的吸入含该类物质的空气，会得病及严重者可以致癌；特别是有些物质可在动物或植物体内富集，使其浓度浓缩许多倍，最终通过食物链可侵害到人；焦化废水中的含碳类化合物多数都是耗氧类物质，他们进入水体后要消耗水体中的溶解氧，严重时可以导致水体的腐化；而焦化废水中的含氮类物质，能导致水体的富营养化，可以导致藻类的大量滋生和繁殖；氨氮在水体中还能转化成亚硝态氮，婴幼儿食用了含有一定浓度亚硝态氮的水，可导致白血病。由于焦化废水对自然生态的破坏极其严重，对人类的威胁巨大，因此，不仅要对其进行治理，而且要进行彻底的治理，并且要防止污染的转移和产生二次污染。污水的组成复杂，其成份与性质随企业的生产产品的结构，生产技术的质量、以及循环经济的利用不同而变化。污水中所含污染物可分为有机物和无机物两大类。无机物一般以铵盐等形式存在，如NH4+、NH3> SCN_、CN_、SO42' TP等。有机物除CODcr、BOD5, SS等外，还包括脂肪族化合物、杂环类化合物和多环芳香烃等，同时还包括石油类、动植物油类物质。污水中含有大量的有毒有害物质，其中某些酚类化合物能使细胞蛋白质发生变性和沉淀，对各种细胞都有直接毒害作用，还可以引起高铁血红蛋白症；其中氰化物属剧毒物质，进入有机体后，可与高铁型细胞色素氧化酶结合，变成氰化高铁型细胞色素氧化酶，使其失去传递氧的作用，从而引起组织缺氧而致中毒；其中大量的多环芳烃和杂环类化合物，不少被疑为致癌和致突变物质，其中大量的有机物排入水体后，还将消耗水中大量的溶解氧，造成水体缺氧，危害水生生物。
[0003]另外，污水中的NH3-N对水生生物也有毒害作用，还会引起水体的富营养化问题，高浓度的NH3 - N本身就是一 种不稳定的无机物，它在微生物的作用下会被氧化为N02-和N03-,同时消耗水中的溶解氧，生成的N02_则是一种潜在的致癌物质，高浓度的NH3 - N对周围环境及设施设备危害也较大，如下风向的花草树木枯槁；设备、栏杆及配电箱腐烂等。因此，污水治理达标乃至减排工程，越来越引起国际社会、中央政府、地方政府、各界组织和公民的重视并进入强制执行环节。强调环境保护，是创造小康社会、和谐社会必不可少的保障之一 O
[0004]污染治理既不是可有可无的事情，也不是只有消耗没有产出的花钱项目，污染治理不仅具有明显的环境效益和社会效益，而且根据国家“三同时”的建设原则，污染治理完备与否，是建设项目能否投产和运行的先提条件，就如同生产就不得不用电、不得不雇工一样。如果生态一旦遭到严重破坏，不仅会给人类带来灾难，而且恢复生态所付出的经济代价可能要比现在所得到的经济效益高出数倍，而且恢复生态所需的时间往往要数十年，乃至上百年。
[0005]在技术方面，经过数十年的公关和废水治理的生产实践，国内焦化废水治理从无到有，从单项治理到综合治理，现已实现了焦化废水的完全无害化治理，特别是在生物处理技术方面已处于国际领先地位。在上个世纪六十年代，国内首先实现了焦化废水的“生物脱酚处理”;接着在上个世纪七十年代末，又实现了以降低焦化废水COD为目的的“酚氰污水处理”;而在上个世纪九十年代初，我们在焦化废水完全无害化治理，即“焦化废水生物脱氮处理”方面又取得了重大突破，一举使国内焦化废水治理独具国际领先地位。目前我们在国内外设计的焦化污水处理，全部采用了生物脱氮处理，并且有不少厂都已顺利投入运行，最早的焦化废水生物脱氮处理装置已运行多年。根据2008年国家环境保护部提出新的即将颁布的GB16171-20《炼焦工业污染物排放标准》对综合污染物含量加以限定的情况，国内也已进行成功的设计和运行并取得确切的成功数据和经验。
[0006]在经济方面，经过近三十多年的高速发展，我国国民经济及多数企业的经济实力都有了极大的提高，特别是近几年来焦化工业跳跃式的发展，使焦化工业治理污染的前景变的十分光明。在十几年以前，由于中国经济的发展始终落后于技术的进步，而治理污染的支出在企业的成本中又始终占据着举足轻重的分量，甚至有时已威胁到了企业的生存，因此先进的废水治理技术难以得到推广，尽管如此，那时国内所有的焦化企业对焦化废水还是进行了治理，尽管是不完全治理，但是重大危害都已消除。在2000年前后的几年中，由于国有冶金企业的改制和民营焦化企业的大量出现，受到资金和市场的制约，焦化行业环境治理的欠债比较多。近几年来，民众对节约不可再生资源和治理环境污染的呼声越来越高，政府对节约不可再生资源和治理环境污染所采取的措施也越来越严厉，特别是政府收取的污染在快速上升，有的可能将要高出了治污费的数倍，这样将迫使污染企业主动治污。
[0007]特别是一些民营企业家随着财富积累的逐渐完成，关注社会进步、关注慈善事业、关注自然环境已成为他们的主动选择，从这一点上来说，又为环境治理提供了有利的政治基础。未来污染是否得到治理，也是企业在优胜劣汰中能否生存的重要条件。
【发明内容】
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[0008]本发明目的是针对现有技术存在的缺陷提供一种焦化污水处理工艺。
[0009]本发明为实现上述目的，采用如下技术方案:一种焦化污水处理工艺，包括如下处理步骤:
[0010]I)污水预处理:蒸氨废水进入隔油池，隔油池包括隔油区和水质均和区；在隔油区，重油沉淀在下部的集油斗内，依靠排油泵定期排出；在水质均和区，废水逆向流上升通过集水堰收集后进入厌氧池；
[0011]2)污水生化处理:经厌氧池水解酸化以及缓冲处理后的出水进入集水混合池内，并与二沉池中的回流硝化液、中间集水池中的生活污水以及其它废水进行混合，最后通过混合液提升泵提升进入缺氧池；经缺氧池处理后的出水自流至好氧池；经好氧池处理后的出水进入二沉池；经二沉池处理后的出水自流至深度接触氧化池；
[0012]3)物化后处理:经深度接触氧化处理后的废水依次通过机械混凝反应池及混凝沉淀池去除SS和残余部分的COD ;经混凝沉淀池处理后的出水进入清水回用池内，并通过过滤加压回用泵提升，最后通过过滤器进行过滤，进而去除大量悬浮物或进一步降低色度后输送到熄焦池内进行熄焦回用。
[0013]进一步的，步骤I)中还包括有事故调节池，所述事故调节池储存的事故废水通过定量泵提升进入隔油池。
[0014]进一步的，步骤2)中的厌氧池内设置有内循环泵，其用于从缺氧池内抽取定量废液进入厌氧池内补充有机碳源。
[0015]进一步的，步骤2)中的缺氧池底部设置有管式布水装置和间隙空气搅拌装置；且在所述好氧池上端口还安装有消泡水管道；所述好氧池通过风机鼓入空气，为微生物提供氧源和对混合液进行搅拌；并投加磷盐补充碳源和投加碱液调整PH值。
[0016]本发明的有益效果:本发明的工艺在预处理中不投加药剂，这样不仅不再产生额外的污染物，更重要的是可大大减少污水处理的运行成本；另外，也不在预处理中采用物理和化学的方法破除酚类等有机物，从而确保了预反硝化过程中有足够的有机碳源。本工艺仅利用生化处理部分，就可以使处理后的出水，除COD和悬浮物为二级标准外，其他均可达到一级标准；本工艺预留了中水回用深度净化区域，以备今后排放标准更严格后的系统升级；由于生化系统采用了延时曝气工艺，所以系统产剩余污泥量较少，经浓缩后，如不经压滤脱水处理，直接送熄焦系统的粉焦沉淀池，若业主需要可省去了污泥脱水系统，节约建设费用和运行费用。整体来说，本工艺的处理效果好，运行成本低，基建投资少，占地面积小。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本发明的污水处理工艺流程图。
【具体实施方式】
[0018]图1所示，为一种焦化污水处理工艺，包括如下工艺处理步骤:
[0019]I)污水预处理:蒸氨废`水进入隔油池，隔油池包括隔油区和水质均和区；在隔油区，重油沉淀在下部的集油斗内，依靠排油泵定期排出；在水质均和区，废水逆向流上升通过集水堰收集后进入厌氧池；
[0020]2)污水生化处理:经厌氧池水解酸化以及缓冲处理后的出水进入集水混合池内，并与二沉池中的回流硝化液、中间集水池中的生活污水以及其它废水进行混合，最后通过混合液提升泵提升进入缺氧池；经缺氧池处理后的出水自流至好氧池；经好氧池处理后的出水进入二沉池；经二沉池处理后的出水自流至深度接触氧化池；
[0021]3)物化后处理:经深度接触氧化处理后的废水依次通过机械混凝反应池及混凝沉淀池去除SS和残余部分的COD ;经混凝沉淀池处理后的出水进入清水回用池内，并通过过滤加压回用泵提升，最后通过过滤器进行过滤，进而去除大量悬浮物或进一步降低色度后输送到熄焦池内进行熄焦回用。
[0022]以下是上述处理步骤的具体实施例:
[0023]第一阶段，污水预处理部分主要有隔油均和池(即隔油池)、事故调节池和收集生活污水和其它废水的中间集水池等组成。
[0024]在隔油均和池中:蒸氨废水经过压力输送进入隔油池，通过重力沉降将重油沉降，废水经过逆向布水推流，并充分均合调节后，上部废水自流进入后级系统。其中，隔油池分隔油区和水质均和区，在隔油区内重油沉淀在下部的集油斗内，依靠排油泵定期排出，并另外利用处理。在均和区内，废水逆向上升通过集水堰收集后进入厌氧池处理。蒸氨废水通过重力沉降将重油沉降，并充分均合调节后再进入后级系统。
[0025]事故调节池:用于调节均质发生事故时排放工业废水。具体的是:废水站的内部生物处理过程不稳定，系统发生故障时，或蒸氨系统异常；氨氮、COD等长时间超过废水站进水指标要求。此时，蒸氨废水应通过阀门及时切换到事故调节池。当系统正常后，再把蒸氨废水切换回隔油均和池处理，然后再进入生化系统处理。需要注意的是，事故调节池储存的事故废水应待生化过程稳定后通过定量泵逐步均匀提升进入隔油均和池，和正常的废水一同处理。事故调节池内设置有间隙空气搅拌系统，防止发生沉积现象。但应注意，事故调节池不接受化产工艺生产过程中的事故排水,该废水应由化产车间内部解决。
[0026]中间集水池:用于收集调节污水处理站内部的地面和设备设施排水，包括污泥浓缩池排出的上清液以及工厂其他废水，而地面雨水应另外设置雨水收集排放系统。中间集水池内废水通过泵提升进入生化系统和通过预处理的蒸氨废水一并处理。
[0027]第二阶段，污水生化处理阶段采用A2/02内循环生物脱氮工艺，其主要目的是通过生物的生物化学活动来降解焦化工艺废水中的有毒有害物质，降低废水中的氨氮、C0D、色度等含量，生物化学处理的主要设施有厌氧池、集水混合池、缺氧池、好氧池、二沉池和深度接触氧化系统等组成。
[0028]其中，厌氧池:是生化处理的核心设施之一。经过有效的前级除油预处理，废水中有机物的含量、生化抑制性物质的含量可得到降低和均匀，废水的可生化性得到提高，具备了进行生化处理的条件。废水进入厌氧池(Al)进行水解酸化以及缓冲，得到有效的降低废水的有机物浓度。厌氧池里设置内循环泵从缺氧池抽取定量废液进厌氧池补充有机碳源。
[0029]集水混合池:废水通过厌氧处理后进入集水混合池,废水和二沉池回流硝化液以及其它废水和生活污水(包括站内自排废水)进行混合，通过混合液泵提升进入缺氧池(A2生化池)处理。
[0030]缺氧池:是生化处 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提供必须的功能设置。缺氧池是使微生物(异养反硝化菌)处于缺氧状态，利用有机碳源作为电子供体，将混合回流中的N02-N03-N转化为N2并逸出，而且利用部分有机碳和氨氮组成新的细胞物质，所以A级生化具有一定的有机物去除功能，减轻后续好氧池的有机负荷以利于硝化作用，最终消除氮的营养化污染。缺氧池底部设置有管式布水装置和间隙空气搅拌装置，使废水在缺氧池内均匀地逆向布水并不发生沉积现象。缺氧池内设置固定的弹性填料，使生物膜固定着床，耐冲击负荷。
[0031]缺氧池正常运行可按下列参数参考操作:
[0032]适宜水温:20-30°C (但不得急剧变化)，溶解氧< 0.5Mg/L,P:2mg/L以上，PH7.5-8
[0033]好氧池:是生化处理的核心关键设施。微生物的生物化学过程主要是在好氧池中进行的。本工艺采用延时曝气推流式活性污泥好氧法。
[0034]经缺氧后的废水流入好氧池(01级生化池反应)，好氧池是一种活性污泥法的生化处理装置，在该装置中的有机物被微生物所吸附、降解，使水质得到净化。经过Al和A2级生化池的生化作用，有机物浓度将大幅度降低，但仍有一定量的有机物存在。为了使有机物得到进一步的氧化分解，同时在碳化作用趋于完全的情况下，硝化作用能顺利进行，好氧池设置双系，每系为廊桥迂回流道，确保硝化反应在有机负荷较低的好氧池进行。[0035]01级生化池在硝化过程中起作用的是好氧菌及自养型细菌(硝化菌)，好氧菌把有机物分解成C02和H20，硝化菌则利用有机物分解产生的无机碳源或空气的C02作为营养源，将废水中的氨氮转化成N03-N，N02-N。01级生化池的出水进二沉池，二沉池上清夜回流(即硝化液回流)到A2级生化池，为A2级生化池提供电子受体，通过反硝化作用完成最终的消除氨氮污染。
[0036]好氧池具有容积负荷高，占地面积小，对冲击负荷适应能力强，不易产生污泥膨胀，污泥产生量少，处理效果好，运行稳定不散发臭气，操作管理方便等优点，它被广泛应用于各行各业的污水处理，是处理有机废水的一种有效方法。
[0037]为了满足生化要求，需要向好氧池通过风机鼓入空气，为微生物提供氧源和对混合液进行搅拌；并投加磷盐补充碳源和投加碱液调整PH值。另外，好氧池上口安装有消泡水管道，当好氧池内由于曝气作用分解有机物质而形成大量的泡沐时，应打开消泡水管阀进行消泡。
[0038]好氧池正常运行可按下列参数参考操作:
[0039]溶解氧2.5-4.5Mg/L, P: 3mg/L以上，PH7.5左右，混合液污泥浓度4g/L以上，适宜水温:20-30°C (但不得急剧变化)
[0040]二沉池:好氧池出水端的废水进入二沉池，二沉池采用中心进水周边集水的方式，该池为中心辐流式，内置刮泥机。大部分污泥回流(回流量为100-200%，根据实际运行情况调节)至好氧池，少量剩余污泥进入污泥浓缩池。二沉池设置回流口回流上清液进入前部混合池进行反硝化。
[0041]二沉池主要是分离好氧曝气池出水的泥水混合液，分离后的出水主要有三种去向:一是出水进入后续处理；一是根据实际状况和使用要求旁通进入清水回用池回用；一是作为硝化液循环回流进入前端1#2#集水混合池。循环回流量300-600%，根据实际运行情况调节回流量。设计方案强调在到二沉池段的生化系统要有效地提高运行效果，降低污染物质指标值，以尽量降低后级工艺系统的运行费用。
[0042]深度接触氧化池:通过微生物膜法接触氧化处理进一步最大限度降解可生物降解的C0D，确保出水水质并可以节约后续深度处理的运行费用。
[0043]第三阶段，污水物化后处理:物化后处理阶段主要设备有机械混凝反应池、混凝沉淀池、清水回用池、过滤加压回用泵及自动化过滤器等组成。
[0044]通过深度接触氧化系统后的废水通过加药机械搅拌混凝反应及混凝沉淀去除SS和残余部份C0D。混凝沉淀池出水进入清水回用集水池，通过过滤加压回用泵提升和过滤器进行过滤后去除大量悬浮物或进一步降低色度后到工厂回用湿熄焦熄焦池回用熄焦。
[0045]关于旁通:根据实际回用需要，在工艺设计中设置了旁通工艺，如二沉池出水旁通进清水回用集水池，可局部减少运行费用。
[0046]本焦化污水处理污泥有其行业特定性，由于污泥排放量较少，且主要以有机污泥为主，故可直接排放到熄焦池与焦粉回配使用。如若使用干熄焦工艺时，此时污泥处理及压滤必须开启。
[0047]表I为本发明的焦化污水处理工艺各阶段的主要污染物处理结果数据。
【权利要求】
1.一种焦化污水处理工艺，其特征在于，包括如下处理步骤:1)污水预处理:蒸氨废水进入隔油池，隔油池包括隔油区和水质均和区；在隔油区，重油沉淀在下部的集油斗内，依靠排油泵定期排出；在水质均和区，废水逆向流上升通过集水堰收集后进入厌氧池；2)污水生化处理:经厌氧池水解酸化以及缓冲处理后的出水进入集水混合池内，并与二沉池中的回流硝化液、中间集水池中的生活污水以及其它废水进行混合，最后通过混合液提升泵提升进入缺氧池；经缺氧池处理后的出水自流至好氧池；经好氧池处理后的出水进入二沉池；经二沉池处理后的出水自流至深度接触氧化池；3 )物化后处理:经深度接触氧化处理后的废水依次通过机械混凝反应池及混凝沉淀池去除SS和残余部分的COD ;经混凝沉淀池处理后的出水进入清水回用池内，并通过过滤加压回用泵提升，最后通过过滤器进行过滤，进而去除大量悬浮物或进一步降低色度后输送到熄焦池内进行熄焦回用。
2.如权利要求1所述的一种焦化污水处理工艺，其特征在于，步骤I)中还包括有事故调节池，所述事故调节池储存的事故废水通过定量泵提升进入隔油池。
3.如权利要求1所述的一种焦化污水处理工艺，其特征在于，步骤2)中的厌氧池内设置有内循环泵，其用于从缺氧池内抽取定量废液进入厌氧池内补充有机碳源。
4.如权利要求1所述的一种焦化污水处理工艺，其特征在于，步骤2)中的缺氧池底部设置有管式布水装 置和间隙空气搅拌装置；且在所述好氧池上端口还安装有消泡水管道；所述好氧池通过风机鼓入空气，为微生物提供氧源和对混合液进行搅拌；并投加磷盐补充碳源和投加碱液调整PH值。
【文档编号】C02F1/40GK103435223SQ201310366698
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年8月21日 优先权日:2013年8月21日
【发明者】李占忠 申请人:江苏鑫林环保设备有限公司