武安军 邯钢焦化厂酚氰污水处理站的生产实践

-----主讲人：武安军邯钢焦化厂酚氰污水处理站生产实践邯钢焦化厂现有6座焦炉，年产焦炭210万吨，废水主要来源是蒸氨废水，另外还有粗苯分离水、硫铵地面水、事故水、水封水等。污水处理站是由鞍山焦耐院 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 ，采用A2/O法工艺，处理能力260m3/h。由预处理、生化处理、混凝反应沉淀深度处理和污泥脱水四个工序组成。分两个系统，单系统处理水量为130m3/h。该工艺自2000年开工以来，经过多次工艺改造和技术参数优化，达到了较好的出水效果。一.概况一.概况进水25801501500.50.5标准1020-4080-1501000.3-0.50.02出水10080040004008-15400-600氨氮（mg/l）色度（倍）COD（mg/l）SS（mg/l）氰（mg/l）酚（mg/l）项目水质表1废水进出口水质表进出水水质如表1二.工艺流程简介来自各工序的废水首先进入预处理工序，除去轻油、重油后流入生化工序，从预处理来的废水进入厌氧池，在此经过酸化预处理以改变其有机物组成，提高可生化性。之后和二沉池回流的上清液一起进入缺氧池。缺氧菌群以水中的有机物作为反硝化的碳源，回流水中的硝酸盐和亚硝酸盐替代氧作为电子最终受体进行无氧呼吸，在这部分有机物进行氧化分解的同时，将硝态氮还原为气态氮分散到大气中。缺氧出水进入好氧池，在好氧菌群的作用下，分解掉绝大部分的酚、氰和有机物，同时在硝化菌的作用下将氨氮氧化成硝态氮和亚硝态氮。生化后的废水经二沉池泥水分离，活性污泥循环使用，上清液大部回流到缺氧段进行反硝化，其余废水进入混凝反应池，在此加入混凝剂，出水到混凝沉淀池，经絮凝沉淀，泥水分离，上清液外排去熄焦。系统的剩余污泥经浓缩后，加入脱水剂，经压滤机压缩成泥饼掺入煤中炼焦。图1.生化工艺流程图二.工艺流程简介生化工艺流程图除油池调节池厌氧池缺氧池好氧池二沉池混凝反应池混凝沉淀池污泥浓缩罐压滤机事故水蒸氨废水回流上清液混凝剂熄焦脱水剂回流污泥空气剩余污泥泥饼外排浮选池二.工艺流程简介三.生化过程中影响因素生化工序是污水站的主要工序，也是脱氮的关键，下面是对缺氧、好氧过程及出水指标主要影响因素的一些生产体会：1、进水水质的影响进水水质是生化处理的基础和前提，焦化废水成分复杂，处理难度较大，众所周知恶劣的水质其毒性对系统冲击相当大，破坏整个系统操作而造成出水超标。因此控制好来水水质，开好生化预处理工序是整个系统能否稳定顺行的关键和基础。具体影响因素有下面几个方面：⑴酚浓度的影响废水蒸氨后酚的浓度一般在400-600mg/l，好氧进水含酚250mg/l左右，处理效果也很好，而当酚浓度在400mg/l时，经驯化后，适当增加停留时间，出水含酚仍能达到0.5mg/l以下，对整个系统不会造成太大影响，酚浓度和停留时间关系，如表2所示。0.280.480.545000.050.180.294000.010.010.0120040h30h20hHRT酚mg/l表2酚浓度与HRT对比表三.生化过程中影响因素我厂原料氨水氰含量在8-15mg/l，蒸氨后氰含量在5mg/l左右。在其它参数都正常的条件下，其去除效果能保证在0.5mg/l以下，但不同氰浓度，在不同氨氮负荷下，对硝化率有一定影响，如表3所示。表3水中氰浓度和硝化率关系0.240.230.240.250.250.230.21氨氮负荷90%89%86%85%89%90%91%硝化率1412108642氰浓度（mg/l）从表中可看出，仅有氰浓度增加，硝化率有所下降，出现氰阻碍硝化的现象，但当氰浓度在20mg/l以下时，污泥经氰驯化后，仍可以使硝化反应顺利进行。并且随着氨氮负荷减少，硝化率受氰浓度影响也小些。三.生化过程中影响因素⑵氰浓度的影响⑶SCN-、硫化物、对苯二酚、磷苯二酚等影响SCN-在系统内作为脱氮时电子供体时，若SCN浓度小于100mg/l时，且将污泥预先驯化，则SCN浓度也会与其相适应。若脱硫液混入来水中，其中的硫化物、对苯二酚、邻苯二酚等物质对细菌的冲击是相当大的。明显阻碍硝化反应，出水恶化，细菌死亡，SS、色度增加，从图2（硫化物浓度与硝化率的关系）可看出，随着硫化物浓度增加，硝化率下降。10203040506020%40%60%80%100%图2硫化物和硝化率的关系三.生化过程中影响因素⑷挥发氨的影响我厂废水挥发氨含量在2000mg/l左右，经蒸氨后降为100mg/l以下，生产实践表明，挥发氨含量对出水影响较大，见表4。90%50%401500.050.01＜255%＞30%80300-6000.30.02＜3001.8%20%20020001-1.50.5-1.0400-6001.1%＜10%35025001-31.0-3.0600-900硝化率好氧池SV30色度（mg/l）COD（mg/l）氰（mg/l）酚（mg/l）项目挥发氨（mg/l）表4进水挥发氨对出水水质影响三.生化过程中影响因素从表4可看出，当进水挥发氨小于300mg/l时，好氧池酚氰去除效果相当好，而当挥发氨浓度大于600mg/l时，细菌明显死亡，出SS、COD都很高，酚氰处理效果也欠佳，另外在挥发氨大于25mg/l时，硝化反应受到严重阻碍。由于硝化菌受到抑制，氨氮转化率极低，影响脱氮效果，随着挥发氨浓度小至25mg/l时，硝化率也逐渐提高。三.生化过程中影响因素2、PH值和碱度的影响硝化反应对PH值有一定要求。在最佳PH值条件下，硝化菌活性强，硝化性能好，试验得出，硝化率和PH值的关系如图3所示。由图3可看出硝化反应较适宜的PH值范围在7.0-8.5之间，PH值低于6时，硝化率急剧下降。三.生化过程中影响因素40%50%60%70%80%90%5.56.06.57.07.5图3：消化率与PH值关系100%8.08.59.0PH值硝化率另外，通过改变碱用量，调节PH值，发现硝基氮和亚硝基氮在不同PH值下，所占硝态氮比例也不一样。见表598%92%50%18%4.5%—亚硝基氮1.2%7%46%80%95%99%硝基氮8.58.07.57.06.56.0PH值表5不同PH值下硝基氮、亚硝基氮所占硝态氮比例从表5可看出，PH值在7.5-8.5之间对亚硝化反应较适宜，而PH在6.5-7.3之间对硝化反应较适宜。由于脱氮反应是一个产酸、耗碱的过程，PH值小于6.5时，硝化反应会受到抑制，因此必须补充碱度来调节PH值，一般曝气池废水出口碱度控制在80-120mg/l较宜。三.生化过程中影响因素3、DO的影响好氧池生化过程需氧量包括两部分，一部分是有机物转化为H2O、CO2、NH3所需氧量；另一部分是硝化过程所需量，包括NH3-N转化为NO3-N所需氧量，及氧化有机物所需氧量和微生物内源呼吸需要的氧量。溶解氧的操作范围一般是高于含碳污水所需量的30%-40%就完全能满足需要。溶解氧不足就无法进行硝化反应或反应不完全；溶解氧过高，则细菌会自身氧化分解，并且也影响反硝化反应。我厂好氧池DO控制在2-5mg/l。缺氧池内反硝化菌属兼性菌，一般DO控制在＜0.5mg/l，就能确保脱氮反应顺利进行。三.生化过程中影响因素4、温度的影响资料表明，生物膜法受温度的影响小于悬浮污泥法，负荷低时比负荷高时受温度影响小些，我厂厌氧系统为生物膜法，好氧系统为悬浮污泥法。试验表明好氧菌群适宜温度为28℃-38℃，缺氧菌群适宜温度为30-39℃.当温度连续三天控制在40-42℃时，发现好氧池SV30明显减少，出水混浊，菌群有死亡迹象，温度调至正常15天后处理效果才恢复正常。三.生化过程中影响因素5、停留时间（HRT）的影响生产实践表明，HRT越长，各出水指标越低，但氨氮达到一定时间后再无明显变化，根据我厂进水及生产设施的实际情况，生化系统的HRT控制在49-54小时比较理想。三.生化过程中影响因素6、混凝剂的选择废水经混凝处理能进一步降解COD、SS和色度，而混凝剂的选择是关键。传统工艺通常选择聚合硫酸铁和聚丙烯酰胺两种药剂分开投加，其缺点是出水色度高、COD去除率低，且聚丙烯酰胺不易溶解，难投加。我厂选用的是一种有机、无机高分子复合混凝剂，效果优于其它单一的铁子或铝子高分子絮凝剂，对焦化废水的除浊、脱色、COD的去除等有较理想效果，处理效果如表6：—47.7%87.3%86.2%去除率6.891144036加药后废水7.28218316261加药前废水PHCOD色度SS项目表62007年6月份检测数据（均值）三.生化过程中影响因素7、剩余污泥处理剩余污泥的正常排出是维持细菌新陈代谢和保持活性的一个保障，我厂按50天泥龄操作，每天需外排泥水混合物约90t，污泥处理采用板框压滤机，脱水剂是阳离子型聚丙烯酰胺，处理后泥饼含固率为25%左右。三.生化过程中影响因素四.工艺及操作改进在生产实践过程中，我们做了如下几项改进：1、鉴于焦化废水有机物的成分组成，在厌氧段酸化预处理较难，后将厌氧池改为缺氧池运行，增加了缺氧段的停留时间，降低污泥负荷，改进后出水氨氮和COD降解分别提高了10%和1%。2、在进水污染浓度突然提高后，将好氧池SV30提高到50%左右，适当增加好氧池溶解氧（4-8mg/l），可减少对系统的冲击，提高降解率。四.工艺及操作改进3、原设计系统投加Na2CO3来调整PH，可根据原水有机物组成的实际情况，改为投加NaOH或NaOH和Na2CO3混加，可节支1/2左右，降低废水处理成本。4、根据系统生产的影响因素，控制好重点生产环节，优化操作参数，该工艺的优势和特点就会显现出来。五.想法与建议1、进水水质需严格把关，首先必须开好预处理工序，另外，目前国内化产工序使用HPF脱硫工艺的厂家较多，该工艺在生产过程中产生脱硫废液，严禁没经过处理的脱硫液及粗苯工序含苯及其衍生物的废水直接进入生化系统。我厂脱硫废液经一种新型工艺处理后进入生化工序，经半年运行，生化系统稳定，出水正常。2、粗苯分离水、精苯废水、硫铵事故水建议集中进入机械化澄清槽，然后经蒸氨处理后送生化工序，可减少对系统的冲击。五.想法与建议3、生化工序中厌氧池的运行效果还需进一步研究和探讨。4、如何降低或控制进入好氧系统的氨氮和挥发氨的浓度对硝化反应的影响，提高脱氮率，尚需进一步研究和探讨。