專利名稱：焦化廢水生化處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種廢水處理裝置，具體指焦化廢水生化處理裝置，是利用微生物同步降解焦化廢水COD和N的裝置。
背景技術(shù)：
焦化廢水是煤在高溫干餾以及煤氣凈化、化學(xué)產(chǎn)品精制過(guò)程中產(chǎn)生的廢水，廢水含有大量的多環(huán)芳烴有機(jī)物，同時(shí)還含有氨、銨鹽、氰酸鹽等無(wú)機(jī)物。焦化廢水的特性是:污染物濃度高，C0DCr2000 5000mg/L，氨氮100 500mg/L ；污染物毒性大，酚500 900mg/L，氰化物10 50mg/L ;污染物可生化性差，B/C0.2 0.35。焦化廢水是一種比較難處理的廢水，是一種對(duì)水體危害極大的廢水。生化處理技術(shù)是焦化廢水處理的核心，目前以傳統(tǒng)的A/0工藝及其延伸的A20、A/0/0等工藝應(yīng)用最廣，運(yùn)用這些工藝的生化處理裝置對(duì)高濃度COD和N并存的焦化廢水處理效率不夠理想，對(duì)照《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB16171-2012)，目前焦化廢水排放COD和N超標(biāo)現(xiàn)象比較普遍，其中N超標(biāo)更為嚴(yán)重，而且廢水處理成本也比較高。傳統(tǒng)生化裝置處理焦化廢水的技術(shù)問(wèn)題有:一是廢水污染物的苯環(huán)結(jié)構(gòu)性質(zhì)穩(wěn)定，廢水可生化性差，傳統(tǒng)生化裝置對(duì)COD的降解不夠徹底；二是傳統(tǒng)生化裝置的硝化和反硝化置于不同的空間或時(shí)間，導(dǎo)致工藝流程長(zhǎng)，需要配置的生化池容積大，廢水處理投資不足就會(huì)造成脫氮效率達(dá)不到設(shè)計(jì)要求；三是傳統(tǒng)生化裝置的硝化過(guò)程產(chǎn)酸，需要加堿中和，反硝化系統(tǒng)需要補(bǔ)充碳源，導(dǎo)致運(yùn)行費(fèi)用增加，廢水處理運(yùn)行費(fèi)用投入不足就會(huì)造成脫氮效率達(dá)不到設(shè)計(jì)要求；四是傳統(tǒng)生化裝置的生物脫氮受制約因素多，總氮去除效率低(小于80% )，造成脫氮效率達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。
·[0007]傳統(tǒng)生化裝置處理廢水成本高的技術(shù)問(wèn)題有:在廢水處理過(guò)程中投加液堿、甲醇等藥劑，導(dǎo)致藥劑費(fèi)用和廢水處理成本的增加，廢水處理總成本高達(dá)5 8元/噸。同步硝化反硝化理論(SND)和低溶氧控制技術(shù)，給生物脫氮提供了新的理論基礎(chǔ)和技術(shù)手段，同時(shí)也產(chǎn)生了相應(yīng)的生物脫氮裝置，上世紀(jì)九十年代荷蘭和比利時(shí)等國(guó)家研發(fā)了相應(yīng)的CANON裝置和OLAND裝置。其核心是:生化池控制低溶解氧環(huán)境，在生化池內(nèi)實(shí)現(xiàn)短程硝化和厭氧氨氧化、好氧硝化和好氧反硝化等生化反應(yīng)，即同池同步脫氮。但由于這些裝置控制低溶氧范圍比較窄(0.1 0.5mg/L)，在高濃度COD和N并存的焦化廢水處理時(shí)，COD的降解效率不夠理想。

實(shí)用新型內(nèi)容為了克服上述裝置的缺陷，本實(shí)用新型的焦化廢水生化處理裝置，在高濃度COD和N并存的焦化廢水處理時(shí)，通過(guò)改進(jìn)生物同步脫氮工藝的曝氣方式和提高低溶氧控制范圍，在同池同步脫氮的基礎(chǔ)上，強(qiáng)化COD降解功能，實(shí)現(xiàn)COD和N同池同步降解。本實(shí)用新型的焦化廢水生化處理裝置，包括:廢水流經(jīng)的格柵集水池、隔油池、氣浮機(jī)、調(diào)節(jié)池、事故池、生化池、后處理氣浮機(jī)；[0011]所述的格柵集水池設(shè)置的機(jī)械格柵機(jī)柵距為3 5_ ;所述的隔油池表面負(fù)荷0.5 1.0mVm2.h，設(shè)置了輸送泵和刮油機(jī)、集油槽；所述的預(yù)處理氣浮機(jī)表面負(fù)荷1.4 2.0mVm2.h，選用以空氣為動(dòng)力的氣提水泵，氣提水泵的氣源來(lái)自第一風(fēng)機(jī)或第二風(fēng)機(jī)，調(diào)整其進(jìn)氣閥門(mén)來(lái)控制回流量和回流比；所述的調(diào)節(jié)池池內(nèi)設(shè)置導(dǎo)流墻，其出水經(jīng)氣浮機(jī)提升至生化池；所述的生化池有二格曝氣區(qū)和一格泥水分離區(qū)，廢水依序流經(jīng)第一格曝氣區(qū)、第二格曝氣區(qū)和泥水分離區(qū)，其中第二格曝氣區(qū)末端混合液回流到第一格曝氣區(qū)進(jìn)水端；混合液回流選用氣提水泵；第一格曝氣區(qū)，采用多點(diǎn)進(jìn)水與回流混合液進(jìn)行混合；第二格曝氣區(qū)底部安裝微孔曝氣軟管連接風(fēng)機(jī)風(fēng)管，曝氣管的安裝間距110 220mm，微孔曝氣軟管直徑50 65mm ;泥水分離區(qū)內(nèi)設(shè)置了斜管或斜板，泥水分離區(qū)的上部有輸水管連接后處理裝置，底部有污泥回流管連接到第二格曝氣區(qū)的進(jìn)水端。采用上述焦化廢水生化處理裝置的處理步驟如下:(I)廢水經(jīng)預(yù)處理裝置去除油和部分COD后，提升到生化池曝氣并降解COD和N ；(2)生化池有二格曝氣區(qū)和一格泥水分離區(qū)，廢水依序流經(jīng)第一格曝氣區(qū)、第二格曝氣區(qū)和泥水分離區(qū)，其中第二格曝氣區(qū)末端的混合液回流到第一格曝氣區(qū)進(jìn)水端；(3)泥水分離區(qū)的上部清水經(jīng)后處理裝置進(jìn)一步去除油和COD至達(dá)標(biāo)排放，底部污泥回流到第二格曝氣區(qū)進(jìn)水端；(4)廢水處理過(guò)程產(chǎn)生的剩余污泥排入污泥處置系統(tǒng)。步驟(I)所述的 預(yù)處理裝置，按廢水流經(jīng)順序包括:格柵集水池、隔油池、氣浮機(jī)、調(diào)節(jié)池、事故池等。步驟(I)所述的生化池曝氣，曝氣管選用微孔曝氣軟管，曝氣管間距80 350mm，優(yōu)選的間距Iio 220mm。步驟(2)所述的第一格曝氣區(qū)，溶解氧范圍0.1 1.5mg/L，生化停留時(shí)間6 12h。步驟(2)所述的第二格曝氣區(qū)，溶解氧范圍0.1 0.9mg/L,生化停留時(shí)間48 72h。步驟(2)所述的混合液回流，回流比按第一格曝氣區(qū)進(jìn)水端稀釋后酚、氰、C0D、N等濃度綜合設(shè)計(jì)，并確保酹小于100mg/L,氰小于5mg/L,回流比20 32倍；混合液回流選用氣動(dòng)提升裝置，優(yōu)選的以空氣為動(dòng)力的氣提水泵。步驟(2)所述的泥水分離區(qū)，有泥水分離裝置，選用斜管或斜板；步驟(3)所述的后處理裝置，選用氣浮機(jī)。步驟(3)所述的底部污泥回流，回流比6 8倍；混合液回流選用氣動(dòng)提升裝置，優(yōu)選的以空氣為動(dòng)力的氣提水泵。步驟(4)所述的剩余污泥排入污泥處置系統(tǒng)，剩余污泥包括預(yù)處理裝置和后處理裝置排放的物化污泥，以及泥水分離區(qū)底部排放的生化污泥，污泥處置系統(tǒng)按常規(guī)進(jìn)行設(shè)計(jì)。本實(shí)用新型有益效果:生化處理同步降解廢水中的COD和N，物化處理去除廢水中的油和C0D，一是COD和N的去除效率高，CODcr去除率大于90%，氨氮去除率大于90%，總氮去除率大于80%，處理出水達(dá)到《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB16171-2012)，解決焦化廢水處理COD和N超標(biāo)的問(wèn)題；二是工藝中不投加堿劑和碳源，并采用低溶氧曝氣，廢水處理成本降低30%以上。

圖1，是本實(shí)用新型的焦化廢水生化處理裝置具體實(shí)施方式
的流程示意圖；圖2，是本實(shí)用新型的焦化廢水生化處理裝置具體實(shí)施方式
的平面示意圖；圖3，是圖2的A-A剖面圖。附圖中各標(biāo)記的說(shuō)明:1-預(yù)處理裝置，2-進(jìn)水在線流量計(jì)，3-進(jìn)水在線COD儀，4_生化池，5_第一格曝氣區(qū)，6-第二格曝氣區(qū)，7-泥水分離區(qū)，8-后處理裝置，9-污泥處置系統(tǒng)，10-混合液回流氣動(dòng)提升裝置，11-污泥回流氣動(dòng)提升裝置，12-曝氣管，13-第一格曝氣區(qū)在線溶氧儀，14-第二格曝氣區(qū)在線溶氧儀，15-出水在線COD儀，16-第一風(fēng)管電動(dòng)閥門(mén)，17-第一風(fēng)管壓力變送器，18-第一可編程控制系統(tǒng)，19-第一風(fēng)機(jī)，20-第二風(fēng)管電動(dòng)閥門(mén)，21-第二風(fēng)管壓力變送器，22-第二可編程控制系統(tǒng)，23-第二風(fēng)機(jī)，24-泥水分離裝置。
具體實(shí)施方式
為了更好的理解本實(shí)用新型的技術(shù)方案，下面結(jié)合具體實(shí)施方式
進(jìn)行闡述:參見(jiàn)圖1、圖2和圖3，焦化廢水生化處理裝置，處理焦化廢水的步驟及裝置如下:(I)廢水經(jīng)預(yù)處理裝置I去除油和部分COD后，提升到生化池4曝氣并降解COD和N；
(2)生化池4有二格曝氣區(qū)和一格泥水分離區(qū)7，廢水依序流經(jīng)第一格曝氣區(qū)5、第二格曝氣區(qū)6和泥水分離區(qū)7，其中第二格曝氣區(qū)6末端混合液回流到第一格曝氣區(qū)5進(jìn)水端;(3)泥水分離區(qū)7的上部清水經(jīng)后處理裝置8進(jìn)一步去除油和COD至達(dá)標(biāo)排放，底部污泥回流到第二格曝氣區(qū)6的進(jìn)水端；(4)廢水處理過(guò)程產(chǎn)生的剩余污泥排入污泥處置系統(tǒng)9。步驟(I)中所述的預(yù)處理裝置1，包括格柵集水池、隔油池、氣浮機(jī)、調(diào)節(jié)池、事故池。廢水預(yù)處理的主要作用是去除廢水中的油，還可以減小對(duì)后續(xù)生化系統(tǒng)的沖擊和毒害。具體操作方式為:機(jī)械格柵機(jī)柵距3 5mm ;格柵集水池水力停留時(shí)間2 3小時(shí)；隔油池表面負(fù)荷0.5 1.0mVm2.h，重油沉淀于池底，定期泵抽外運(yùn)，輕油浮至水面，經(jīng)刮油機(jī)刮至集油槽，定期泵抽外運(yùn)；氣浮機(jī)表面負(fù)荷1.4 2.0mVm2.h，浮渣排入污泥處置系統(tǒng)；調(diào)節(jié)池水力停留時(shí)間12 24小時(shí)，池內(nèi)設(shè)置導(dǎo)流墻，底部采用間歇式曝氣；事故池水力停留時(shí)間12 24小時(shí)；調(diào)節(jié)池出水提升至生化池4。步驟(2)所述生化池4的第一格曝氣區(qū)5，采用多點(diǎn)進(jìn)水與回流混合液進(jìn)行混合，溶解氧范圍0.1 1.5mg/L，MLSS范圍6000 6500mg/L，生化停留時(shí)間6 12h ;第一格曝氣區(qū)5的作用是去除酚、氰等有毒有害物質(zhì)，同時(shí)降解C0D。第一格曝氣區(qū)5的溶解氧不宜過(guò)低，否則廢水中酚、氰等去除效果不好，直接抑制生物脫氮效果；溶解氧也不宜過(guò)高，高溶解氧使COD降解率大大提高，造成后續(xù)生物脫氮的碳源不足，影響反硝化效果和總氮的去除，因此第一格曝氣區(qū)5比生物同步脫氮工藝的低溶氧范圍有適當(dāng)?shù)奶岣?，溶解氧范?.1 1.5mg/L有利于降解酚、氰，同時(shí)也有助于生物脫氮。步驟⑵所述生化池4的第二格曝氣區(qū)6，溶解氧范圍0.1 0.9mg/L，MLSS范圍6500 7000mg/L,生化停留時(shí)間48 72h，CODcr去除容積負(fù)荷0.7 1.5KgC0D/m3.d，氨氮去除容積負(fù)荷0.1 0.3Kg氨氮/m3.d。第二格曝氣區(qū)6的作用是COD和N同步降解，為了提高COD的降解效率，第二格曝氣區(qū)6比生物同步脫氮工藝的低溶氧范圍有適當(dāng)?shù)奶岣?，溶解氧范?.1 0.9mg/L下，微生物處于“兼氧”和“好氧”的臨界環(huán)境中，微生物種群豐富，對(duì)有機(jī)物的降解機(jī)理更加多元化。“兼氧”環(huán)境中:兼氧異養(yǎng)菌將雜環(huán)大分子水解成小分子、缺氧反硝化菌將N02_和N03_還原成N2、厭氧氨氧化菌將氨氧化成N2 好氧”環(huán)境中:好氧異養(yǎng)菌將有機(jī)碳氧化成CO2、好氧硝化菌將氨氧化成NO2-和少量N03-、好氧反硝化菌將氨氧化成N2。步驟(2)所述的生化池4的二格曝氣區(qū)，底部安裝曝氣管12接風(fēng)機(jī)風(fēng)管25，曝氣管12的安裝間距80 350mm，優(yōu)選的110 220mm，曝氣管12鋪設(shè)密度較傳統(tǒng)的生化工藝提高三倍以上，使得氣泡上升流速慢(0.2 0.6m/s)，使得氣泡上升流速慢(0.2
0.6m/s)，氣泡無(wú)功散發(fā)減少，可以提高溶氧效率，降低電耗，同時(shí)可以避免強(qiáng)曝氣對(duì)微生物絮體的剪切，污泥凝聚性好、絮體大、密實(shí)度適中；曝氣管12選用微孔曝氣軟管，直徑50 65mm,軟管上開(kāi)孔直徑小，單位長(zhǎng)度開(kāi)孔數(shù)多，上升氣泡直徑小(Φ 2 4mm)，在絮體表面粘附著的小氣泡有利于有氧呼吸和碳、氮的氧化，而絮體內(nèi)部的溶解氧不足和碳源的充足有利于反硝化作用的發(fā)生，提高COD和N的降解效率。步驟(2)所述的生化池4的二格曝氣區(qū)，建立二套獨(dú)立的PLC系統(tǒng)分別控制二格曝氣區(qū)不同的溶解氧。第一格曝氣區(qū)5的溶解氧由第一風(fēng)機(jī)PLC系統(tǒng)18調(diào)節(jié)，第一風(fēng)機(jī)PLC系統(tǒng)18主要根據(jù)第一格曝氣區(qū)在線溶氧儀13信號(hào)來(lái)控制第一風(fēng)機(jī)19的風(fēng)量，其對(duì)應(yīng)的控制的裝置有:第一風(fēng)管電動(dòng)閥門(mén)16、第一風(fēng)管壓力變送器17、第一風(fēng)機(jī)19 ;第二格曝氣區(qū)6的溶解氧由第二風(fēng)機(jī)PLC系統(tǒng)22調(diào)節(jié)，第二風(fēng)機(jī)PLC系統(tǒng)22主要根據(jù)進(jìn)水在線流量計(jì)2、進(jìn)水在線COD儀3、出水在線COD儀15、第二格曝氣區(qū)在線溶氧儀14等信號(hào)來(lái)控制第二風(fēng)機(jī)23的風(fēng)量，其對(duì)應(yīng)的 控制裝置有:第二風(fēng)管電動(dòng)閥門(mén)20、第二風(fēng)管壓力變送器21、第二風(fēng)機(jī)23。步驟(2)所述的混合液回流，回流比按稀釋后的酚、氰、C0D、N等濃度綜合計(jì)算，以稀釋后進(jìn)水端酚小于100mg/L，氰小于5mg/L為基準(zhǔn)，回流比20 32倍，在高濃度焦化廢水處理時(shí)，混合液的高倍化回流，使第一格曝氣區(qū)5進(jìn)水端各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)和生化池4的運(yùn)行參數(shù)更穩(wěn)定，抵抗沖擊和毒害的能力更強(qiáng)，微生物特征化明顯，生化池4內(nèi)活性污泥濃度增高，微生物數(shù)量的極大化，提高COD和N降解效率，同時(shí)減小池容量，減少污泥排放量。步驟(3)所述的泥水分離區(qū)7，有泥水分離裝置24，選用斜管或斜板，澄清區(qū)表面負(fù)荷0.5 1.0mVm2.h，所述的泥水分離區(qū)7底部污泥回流，回流比6 8倍，其作用是稀釋水質(zhì)，增加第二格曝氣區(qū)6的MLSS，同時(shí)防止泥水分離區(qū)7底部污泥沉積。步驟(3)所述的后處理裝置9，選用氣浮機(jī)，表面負(fù)荷1.4 2.0m3/m2.h。步驟(2)和(3)所述的混合液回流和污泥回流，選用混合液回流氣動(dòng)提升裝置10和污泥回流氣動(dòng)提升裝置11，優(yōu)選的以空氣為動(dòng)力的氣提水泵?；旌弦夯亓骱臀勰嗷亓魈嵘叨群苄?0.1 0.3m)，氣動(dòng)提升裝置比較機(jī)電水泵的超液位提升，理論上節(jié)省電耗5倍以上。在具體實(shí)施時(shí)，可通過(guò)調(diào)整氣動(dòng)提升裝置的進(jìn)氣閥門(mén)來(lái)控制回流量和回流比，氣動(dòng)提升裝置的氣源來(lái)自第一風(fēng)機(jī)19或第二風(fēng)機(jī)23。 實(shí)施例1，某焦化廠焦化廢水處理廢水處理裝置及流程:廢水依序流經(jīng)格柵集水池、隔油池、預(yù)處理氣浮機(jī)、調(diào)節(jié)池、生化池、后處理氣浮機(jī)。裝置控制參數(shù):格柵集水池水力停留時(shí)間3h ;隔油池表面負(fù)荷0.5m3/m2.h ;預(yù)處理氣浮池表面負(fù)荷1.6m3/m2.h ;調(diào)節(jié)池水力停留時(shí)間12h ;生化池第一格曝氣區(qū)溶解氧0.3
1.5mg/L，MLSS6500mg/L，pH7.5 8，生化停留時(shí)間IOh ;生化池第二格曝氣區(qū)溶解氧0.2
0.8mg/L,生化停留時(shí)間62h，MLSS6850mg/L, CODcr去除容積負(fù)荷0.9KgC0D/m3.d，氨氮去除容積負(fù)荷0.1Kg氨氮/m3.d ;后處理氣浮機(jī)表面負(fù)荷1.8m3/m2.h ;混合液回流設(shè)備為氣提水泵，回流比28倍；泥水分離采用斜管澄清，污泥回流比6倍。裝置處理效果如表I所示表1.某焦化廠焦化廢水生化處理裝置指標(biāo)
權(quán)利要求1.焦化廢水生化處理裝置，其特征在于:廢水流經(jīng)格柵集水池、隔油池、氣浮機(jī)、調(diào)節(jié)池、事故池、生化池、后處理氣浮機(jī)； 所述的格柵集水池設(shè)置的機(jī)械格柵機(jī)柵距為3 5_ ; 所述的隔油池表面負(fù)荷0.5 1.0mVm2.h，設(shè)置了輸送泵和刮油機(jī)、集油槽； 所述的預(yù)處理氣浮機(jī)表面負(fù)荷1.4 2.0mVm2.h，選用以空氣為動(dòng)力的氣提水泵，氣提水泵的氣源來(lái)自第一風(fēng)機(jī)或第二風(fēng)機(jī)，調(diào)整其進(jìn)氣閥門(mén)來(lái)控制回流量和回流比； 所述的調(diào)節(jié)池池內(nèi)設(shè)置導(dǎo)流墻，其出水經(jīng)氣浮機(jī)提升至生化池； 所述的生化池有二格曝氣區(qū)和一格泥水分離區(qū)，廢水依序流經(jīng)第一格曝氣區(qū)、第二格曝氣區(qū)和泥水分離區(qū)，其中第二格曝氣區(qū)末端混合液回流到第一格曝氣區(qū)進(jìn)水端；混合液回流選用氣提水泵；第一格曝氣區(qū)，采用多點(diǎn)進(jìn)水與回流混合液進(jìn)行混合；第二格曝氣區(qū)底部安裝微孔曝氣軟管連接風(fēng)機(jī)風(fēng)管，曝氣管的安裝間距110 220mm，微孔曝氣軟管直徑50 65mm ;泥水分離區(qū)內(nèi)設(shè)置了斜管或斜板，泥水分離區(qū)的上部有輸水管連接后處理裝置，底部有 污泥回流管連接到第二格曝氣區(qū)的進(jìn)水端。
專利摘要本實(shí)用新型涉及焦化廢水生化處理裝置。其廢水處理步驟和裝置組成有廢水經(jīng)預(yù)處理裝置去除油和部分COD后，依序流經(jīng)生化池第一格曝氣區(qū)、第二格曝氣區(qū)和泥水分離區(qū)；第一格曝氣區(qū)溶解氧0.1～1.5mg/L，降解酚和氰；第二格曝氣區(qū)溶解氧0.1～0.9mg/L，降解COD和N；第二格曝氣區(qū)末端混合液回流到第一格曝氣區(qū)進(jìn)水端；泥水分離區(qū)的上部清水經(jīng)后處理裝置進(jìn)一步去除油和COD至達(dá)標(biāo)排放，底部污泥回流部分到第二格曝氣區(qū)進(jìn)水端；剩余污泥排入污泥處置系統(tǒng)。本實(shí)用新型有益效果生化處理降解廢水中COD和N，物化處理去除廢水中油和COD，解決了焦化廢水處理COD和N超標(biāo)的問(wèn)題，同時(shí)降低廢水處理成本。
文檔編號(hào)C02F9/14GK203112654SQ201220706018
公開(kāi)日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2012年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月13日
發(fā)明者奕錦偉, 金自學(xué), 張淼佳, 劉慧 申請(qǐng)人:杭州綠色環(huán)保技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司