含毒害物质的炼焦化学工业污水的处理工艺及设备的制作方法

本发明涉及一种污水处理工艺及设备,特别涉及一种含毒害物质的炼焦化学工业污水的处理工艺及设备。

背景技术：

炼焦化学工业污水具有成分复杂、浓度高、毒性大等特点，污水中含有大量有机污染物，如焦油、酚、萘、胺、苯、吡啶、喹啉、蒽、吲哚等杂环及多环化合物，还含有氰化物、硫化物、硫氰化物等有毒物质。这些物质若未能妥善处理达标直接排放入自然界水系，或经挥发进入大气，都会对人体、动植物产生严重危害。其中低浓度酚能使蛋白变性，高浓度酚能使蛋白沉淀，对皮肤、粘膜有强烈的腐蚀作用,也可抑制中枢神经系统或损害肝、肾功能，并且，溶解在水中的酚比纯酚更易经皮肤吸收,对各种细胞都有直接毒害作用，可能会引起高铁血红蛋白症；其中氰化物为剧毒物质，氰化物中毒主要是通过呼吸道，在高浓度下也能通过皮肤吸收，氰化物进入人体后析出氰离子，与细胞内的三价铁结合，阻止三价铁还原，妨碍细胞正常呼吸，组织细胞不能利用氧，造成组织缺氧，导致机体陷入内窒息状态；杂环及多环化合物被疑为是致癌至突变物质，严重的危及到人类的健康和生命。炼焦化学工业污水中除了含有大量的有机污染物和和有毒物质外，还含有大量的总氮。总氮简称TN，水中的总氮含量是衡量水质的重要指标之一，是以水中各种有机和无机氮的总量，包括硝酸盐氮(N-NO₃^-)、亚硝酸盐氮(N-NO₂^-)和氨氮(N-NH₄⁺)等无机氮和蛋白质、氨基酸和有机胺等有机氮，以每升水含氮毫克数计算。氨氮(N-NH₄⁺)会引起水体的富营养化，造成水体中藻类的繁殖；氨氮可以腐蚀周边环境的设备，可以造成树木的枯萎；氨氮在水中受微生物的作用，可以氧化成亚硝酸盐氮，如果长期饮用含有亚硝酸盐氮(N-NO₂^-)的水，水中的亚硝酸盐将和蛋白质结合形成亚硝胺，是一种强致癌物质，对人体健康极为不利。

目前，人们已经越来越意识到环境保护的重要性，国家和政府对炼焦化学工业、煤气化工业、合成氨等行业对氨氮的排放标准进一步提高，对总氮排放也提出了要求，《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171-2012)要求化学需氧量(CODcr)的直接排放标准为80mg/L，间接排放标准为150mg/L；氨氮的直接排放标准为10mg/L，间接排放标准为25mg/L；总氮的直接排放标准为20mg/L，间接排放标准为50mg/L。因此，急需一种安全的、低成本、低运行费用的设备来满足这个要求。现有的炼焦化学工业污水处理工艺在污水的无害化治理上已经取得的重大的进展，大多采用了生物脱氮处理，但在实际运行过程中，还存在难以达标的缺陷。

技术实现要素：

本发明的目的是针对已有技术中存在的缺陷,提供一种含毒害物质的炼焦化学工业污水的处理工艺及设备。

本发明的处理工艺，包括下列步骤：

(1)将污水输入隔油池，油水分离后污水流入调节池，油污输入污油池；

(2)污水经污水提升泵提升至气浮池，能有效的降低污水中挥发酚、油类和胶体物质；

(3)经气浮处理后的污水流入厌氧水解装置，将难生化降解的有机物转化为易降解的可溶性小分子有机物，提高污水的可生化性，厌氧水解装置的污水输入一体化生化反应器中；

(4)在一体化生化反应器中，利用好氧微生物的代谢作用，将有机物降解成为CO₂、H₂O及无机化合物，将氨氮降解成氮气，清水直接从一体化生化反应器沉的淀区出水堰排出；

(5)经一体化生化反应器处理后的污水进入反应池、混凝池、絮凝池、沉淀池进行深度处理，在反应池中投加石灰，在混凝池投加混凝剂，在絮凝池投加絮凝剂，在沉淀池进行固液分离，通过混凝沉淀的作用进一步去除水中难降解的有机污染物，达标后排放；

(6)污泥经污泥储池、污泥脱水机分离后，污水回送调节池，泥渣另行外运。

污水处理工艺按照功能划分为：预处理步骤、生化处理步骤、深度处理步骤、污泥处理步骤。

预处理步骤：包括步骤(1)、(2)，炼焦化学工业污水通过压力管道输送至污水处理站的隔油池，隔油池的重油和轻油排入污油池，隔油后的污水自流入调节池。

污水在调节池均质均量后，利用提升泵提升至气浮池，气浮池前段设混凝反应槽，在步骤(2)中在气浮池的混凝反应槽中投加混凝剂，在混凝反应槽的出水管中投加助凝剂。与污水充分混合后形成粗大絮体，利用气浮机散气叶轮的高速转动形成真空，将空气吸入并打碎形成微气泡，微气泡附着在混凝反应产生的絮体上，将絮体带到水面形成浮渣，然后通过刮渣机将其排入集渣池内，有效的降低了污水中挥发酚、油类和胶体物质，气浮池出水自流入厌氧水解装置，集渣池内的浮渣排入污泥储池。

生化处理步骤：包括步骤(3)、(4)，通过微生物的生物化学作用来降解炼焦化学废水中的有毒有害污染物，生化处理采用有厌氧水解池和一体化生化反应器即IBR(integral biological reactor集生化、沉淀、污泥回流、混合液回流反应器)。厌氧水解池是生化处理系统的核心设备之一。污水在厌氧水解池中，将难生化降解的有机物转化为易降解的可溶性小分子有机物，将有机氮降解成氨氮，有效的提高了污水的可生化性。

一体化生化反应器是生化系统的核心设备之一。在一体化生化反应器中，利用缺氧微生物和好氧微生物的交替代谢作用，将有机物降解成为CO₂、H₂O及无机化合物，将氨氮降解成氮气，清水直接从沉淀区的出水堰排出，进入生化出水池。

在特殊的控制条件下(低溶氧，高污泥浓度)，使得一体化生化反应器中所驯化培养的微生物数量极大化、菌群特殊化、降解高效化，从而有效降 解水中的有机污染物和总氮。

为给微生物创造稳定的良好生存环境，一体化生化反应器在曝气方式上采用穿孔曝气管曝气方式，使曝气更加均匀，所产生的气泡，体积小，比表面积大，且上升流速慢，使微生物更容易获取氧，提高了氧传递效率。

在一体化生化反应器中采用空气提升技术，利用空气作为提升原动力，产生较大的水流推动力，推动好氧区中泥水混合物进行流动，使池内物质高速循环，实现了大比倍循环流动。循环流量为进水量的几十倍甚至上百倍，由于水体中的污染物质随着水流循环，已被微生物逐渐降解，从而污染物浓度在循环末端较低，低浓度循环水流会对进水进行大比倍稀释，使进水的污染物浓度迅速降低，致使整个池内的污染物浓度差大幅度降低，这样便有效地避免了微生物遭受冲击，为微生物生长提供稳定的水体环境。

在一体化生化反应器中设有快速沉淀区，快速沉淀区使泥水分离，保证出水清澈，通过沉淀区底部污泥连续循环使缺氧区的生物量保持稳定。

一体化生化反应器将二沉池结合到了缺氧区和好氧区中，单个池子就能完成整个活性污泥处理工艺，并且内部无刮泥机等活动的部件，大大节省了占地面积和投资费用。

深度处理步骤：包括步骤(5)，由反应池、混凝池、絮凝池、终沉池组成的深度处理步骤对生化处理后的污水进行深度处理，在反应池中投加石灰，在混凝池投加混凝剂，在絮凝池投加絮凝剂，在终沉池进行固液分离，通过混凝沉淀的作用进一步去除水中难降解的有机污染物、氰化物、氨氮和挥发酚，出水溢流到监测水池后达标排放。

污泥处理步骤：包括步骤(6)，污油池中的污油通过污油输送至界外。生化系统产生的剩余污泥，混凝沉淀池产生的沉淀物以及终沉池排出的剩余污泥排入污泥储池，污泥储池中设置空气搅拌管，防止污泥沉降及发酵，污泥由污泥输送泵提升至污泥脱水机，污泥进入污泥脱水机前，在污泥混合槽中投加PAM药剂，使污泥与药剂发生絮凝反应，形成粗大的絮状污泥块，以提高污 泥脱水机的脱水效率。脱水后的干泥饼外运，滤液则重新流入调节池中，重新进入污水处理站内处理。

本发明包括：隔油装置、气浮装置、厌氧水解装置、一体化生化反应器、反应池、混凝池、絮凝池、沉淀池、污泥储池、污泥脱水机，其特征在于所述隔油装置设有隔油池、污油池，隔油池的出水口与调节池进水口连接，污油池经污油泵排放，调节池的出水口经提升泵与气浮装置的气浮池进水口连接，气浮池的出水口与厌氧水解装置的进水口连接，气浮池设有出渣口，出渣口与污泥储池入口连接，厌氧水解装置出水口与一体化生化反应器的进水口连接，厌氧水解装置设有污泥出口，污泥出口与污泥储池入口连接，一体化生化反应器内设有相互独立的缺氧区、好氧区、沉淀区，一体化生化反应器内设有曝气管、混合液回流装置，一体化生化反应器的出水口与反应池连接，一体化生化反应器设有污泥出口，污泥出口与污泥储池入口连接，反应池内设有石灰投加装置，反应池的出水口与混凝池连接，混凝池内设有混凝剂投加装置，混凝池的出水口与絮凝池连接，絮凝池内设有絮凝剂投加装置，絮凝池的出水口与沉淀池连接，沉淀池的出水口与污泥储池连接，污泥储池的出水口与污泥脱水机连接，污泥脱水机的出水口返回调节池，污泥脱水机设有泥渣出口。

所述气浮池前段设有混凝反应槽。

所述厌氧水解装置内设有水解填料，底部设置有穿孔布水管。

所述一体化生化反应器内的缺氧区、好氧区、沉淀区为相互独立又相互为邻共用池壁的区域。

所述一体化生化反应器的好氧区内设有空气泵提升技术的混合液回流装置及穿孔曝气管。

本发明的优点是采用油水预处理、生物脱氮生化处理、污泥处理的工艺，对含有毒害物质的炼焦化学工业污水进行无害化处理。是一种解决有毒工业污水的安全、低成本、低运行费用的环保设备。

附图说明

图1本发明的污水处理工艺流程图；

图2本发明的设备结构示意图。

图中：1隔油池、1-1调节池、1-2污油池、2气浮池、3厌氧水解装置、4一体化生化反应器、5反应池、6混凝池、7絮凝池、8沉淀池、9污泥储池、10污泥脱水机。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明的实施例：

参见图2，本实施例由隔油装置、气浮装置、厌氧水解装置3、一体化生化反应器4、反应池5、混凝池6、絮凝池7、沉淀池8、污泥储池9、污泥脱水机10组成。隔油装置设有隔油池1、调节池1-1、污油池1-2，隔油池1的出水口与调节池1-1进水口连接，污油池1-2经污油泵排放，调节池1-1的出水口经提升泵与气浮装置的气浮池2进水口连接，气浮池2的出水口与厌氧水解装置3的进水口连接，气浮池2前段设有混凝反应槽。气浮池2设有出渣口，出渣口与污泥储池9入口连接，厌氧水解装置3出水口与一体化生化反应器4的进水口连接，厌氧水解装置3内设有水解填料，底部设置有穿孔布水管。厌氧水解装置3设有污泥出口，污泥出口与污泥储池9入口连接，一体化生化反应器4内设有相互独立又相互为邻共用池壁的的缺氧区、好氧区、沉淀区，一体化生化反应器4的好氧区内设有空气泵提升技术的混合液回流装置及穿孔曝气管。一体化生化反应器4的出水口与反应池5连接，一体化生化反应器4设有污泥出口，污泥出口与污泥储池9入口连接，反应池5配套有石灰投加装置，反应池5的出水口与混凝池6连接，混凝池6配套有混凝剂投加装置，混凝池6的出水口与絮凝池7连接，絮凝池7配套有絮凝剂投加装置，絮凝池7的出水口与沉淀池8连接，沉淀池8的出水口与污泥储池9连接，污泥储池9的出水口与污泥脱水机10连接，污泥脱水机10的出水口返回调节池1-1，污泥脱水机10设有泥渣出口。

参见图1,本实施例的处理工艺，包括下列步骤：

(1)将污水通过压力管道输入隔油池1，油水分离后污水流入调节池1-1，油污输入污油池1-2；

(2)污水经污水提升泵提升至气浮池2，能有效的降低污水中挥发酚、油类和胶体物质；

(3)经气浮处理后的污水流入厌氧水解装置3，将难生化降解的有机物转化为易降解的可溶性小分子有机物，提高污水的可生化性，厌氧水解装置3的污水输入一体化生化反应器4中；

(4)在一体化生化反应器4中，利用好氧微生物的代谢作用，将有机物降解成为CO₂、H₂O及无机化合物，将氨氮降解成氮气，清水直接从一体化生化反应器4的沉淀区出水堰排出；

(5)经一体化生化反应器4处理后的污水进入反应池5、混凝池6、絮凝池7、沉淀池8进行深度处理，在反应池5中投加石灰，在混凝池6投加混凝剂，在絮凝池7投加絮凝剂，在沉淀池8进行固液分离，通过混凝沉淀的作用进一步去除水中难降解的有机污染物，达标后排放；

(6)污泥经污泥储池9、污泥脱水机10分离后，污水回送调节池1-1，泥渣另行外运。

本实施例的进水水质为：pH:6～11,平均值为10；COD:2500～4000mg/L,平均值为3500mg/L；氨氮：40～110mg/L,平均值为80mg/L；氰化物：20～35mg/L,平均值为30mg/L；挥发酚290～480mg/L,平均值为410mg/L。经过处理后出水水质为：pH:6.5～8.0；COD:41～82mg/L,平均值为65mg/L；氨氮：0.6～3.0mg/L,平均值为1.2mg/L；氰化物：＜0.2mg/L；挥发酚＜0.3mg/L。整个系统运行稳定，耐冲击负荷能力强，各种有机物、氨氮和有毒物质取得了良好的去除效果。