焦化废水处理-设计说明书

1200t/d焦化废水处理I1200t/d焦化废水处理工程设计张汉德摘要本设计是1200t/d焦化废水的处理设计，在本设计的原水含有化学需氧量CODCr为2800-4000mg/L，生化需氧量BOD5800-1200mg/L,悬浮物SS200-500mg/L,pH6-9,氨氮NH3+-N300-800mg/L。处理后水质要求达到《污水综合排放标准》。本设计选定了A2/O（厌氧—缺氧—好氧）处理工艺对焦化废水进行处理。通过格栅、气浮浮选去除油粒等杂质，然后再通过A2/O生化法进行脱氮处理，生化出水进入混凝反应器进一步去除COD，经过后续的平流沉淀池和混凝沉淀池处理后，保证出水水质符合要求。而污泥则统一交于专业的环保公司处理。经过处理后，出水将会达到化学需氧量CODC=60mg/；生化需氧量BOD5=20mg/L；悬浮物SS=20mg/L；氨氮NH3+-N=15mg/L；pH=6-9。符合本设计要求的标准。通过设计计算确定了各构筑物的尺寸以及设备的选型，对系统的操作和控制做出说明，并对此项目投资及运行费用作出了概算。经过计算，本设计的土建费用达到134832.48元，设备费用达到250500元。总投资费用为385332.48元。本设计的运行费用为1.16元/吨废水。从技术、经济指标上看，本设计是可行的。关键词：焦化废水，NH3+-N，A2/O（厌氧—缺氧—好氧）处理工艺1200t/d焦化废水处理II1200t/dofcokingwastewatertreatmentengineeringdesignZhangHandeAbstractThedesignis1200t/dofcokingwastewatertreatmentdesign,inthedesignoftherawwatercontainsachemicaloxygendemandCODCrfor2800-4000mg/L,biochemicaloxygendemandBOD5800-1200mg/L,suspendedsolidsSS200-500mg/L,pH6-9,ammoniaNH3+-N300-800mg/L.Requiredwaterqualitytreatment,IntegratedWastewaterDischargeStandard.ThedesignselectedA2/O(anaerobic-anoxic-aerobic)processforcokingwastewatertreatment.Throughthegrille,air-flotationtoremoveimpuritiessuchasoiltablets,andthenthroughtheA2/Onitrogenremovalmethodtodealwithchemicalandbiological,chemicalandbiologicalreactoreffluentintothecoagulationfurtherremoveCOD,afterafollow-uptothestratosphereandmixedsedimentationtankscondensateaftersedimentationtankstoensurewaterqualitymeetstherequirements.Thesludgeisuniformincross-professionalcompanytodealwithenvironmentalprotection.Aftertreatment,thewaterwillreachthechemicaloxygendemandCODCr=60mg/L;BiochemicalOxygenDemandBOD5=20mg/L;suspendedsolidsSS=20mg/L;AmmoniaNH3+-N=15mg/L;pH=6-9.Designrequirementsinaccordancewiththestandards.Throughthedesignandcalculationtodeterminethesizeofthestructures,aswellasequipmentselection,systemoperationandcontrolofexplanation,andtheprojectinvestmentandoperatingcostestimatesmade.Aftercalculation,thedesignoftheconstructioncoststoachieve134,832.48yuan,250,500yuantomeetthecostofequipment.Thetotalinvestmentcostof385,332.48yuan.Thedesignoftheoperatingcosts1.16yuan/tonwaste.Fromthetechnical,economicindicators,thedesignisfeasible.Keywords:cokingwastewater,NH3+-N,A2/O(anaerobic-anoxic-aerobic)treatmentprocess1200t/d焦化废水处理11200t/d焦化废水处理工程设计张汉德1前言1.1焦化废水与焦化废水处理方案1.1.1焦化废水的特点焦化废水主要成分有挥发酚、矿物油、氰化物、苯酚及苯系化合物、氨氮等，属于污染物浓度高，污染物成分复杂，难于治理的工业废水之一。(1)酚含量高废水中酚含高，有的高达2～12g/L。由于酚的可生化性差，需用萃取法或其它物化法进行预处理加以回收利用。当它的含量高时，还是有很大的回收价值。（2）氨氮含量高焦化废水中氨含量高，有时高达2000mg/L。高浓度的氨不仅难以用生化法去除，而且其对生化处理单元有一定的毒害作用，严重时可杀死活性污泥，破坏整个生物处理系统。因此，该高含氨氮废水在进入污水处理站之前，要设蒸氨预处理过程。经过蒸氨预处理的废水氨氮浓度在100～300mg/L左右，如果要处理到国家一级排放标准15mg/L以下，氨氮的去除仍为该类污水处理工艺选择时首先要考虑的问题。（3）难降解有机物含量高焦化废水中含有大量苯系、萘系及杂环类难降解有机物，通常的好氧活性污泥法难以直接处理达标。因此，在好氧法前，需改善其可生化性，提高BOD：COD值。关键工艺的选择。1.1.2焦化废水处理工艺1200t/d焦化废水处理2目前焦化废水一般按常规方法先进行预处理，然后进行生物脱酚二次处理。但是，焦化废水经上述处理后，外排废水中氰化物、COD及氨氮等指标仍然很难达标。针对这种状况，近年来国内外学者开展了大量的研究工作，找到了许多比较有效的焦化废水治理技术。这些方法大致分为生物法、化学法、物化法和循环利用等4类。（1）生物处理法生物处理法是利用微生物氧化分解废水中有机物的方法。目前，活性污泥法是一种应用最广泛的焦化废水好氧生物处理技术。这种方法是让生物絮凝体及活性污泥与废水中的有机物充分接触；溶解性的有机物被细胞所吸收和吸附，并最终氧化为最终产物（主要是CO2）。非溶解性有机物先被转化为溶解性有机物，然后被代谢和利用。但是采用该技术，出水中的CODCr、BOD5、NH3－N等污染物指标均难于达标，非凡是对NH3－N污染物，几乎没有降解作用。近年来，人们从微生物、反应器及工艺流程几方面着手，研究开发了生物强化技术：生物流化床，固定化生物处理技术及生物脱氮技术等。这些技术的发展使得大多数有机物质实现了生物降解处理，出水水质得到了很大改善，使得生物处理技术成为一项很有发展前景的废水处理技术。生化法可分为普通活性污泥法、A/O法、A2/O、SBR法，以及它们的各种变体。其中普通活性污泥法在过去采用较普遍，但是由于焦化废水的可生化性差，难以使COD及氨氮达标。即使延长废水在好氧池中的停留时间，也不可能使氨氮达到一级标准。A/O法对氨氮有很好的去除效果，但由于焦化废水的COD较高，可生化性差，难以使COD达标。SBR法操作复杂，针对性不强，同时去除COD和氨氮的效果不好。A2/O法既可以先改善废水的可生化性，又可以高效地去除氨氮，因此，它非常适合处理焦化废水，为焦化废水的首选方案。所以本设计选用A2/O方法。本设计选用A2/O方法A2/O是Anaeroxic-Anoxic-Oxic的英文缩写，A2/O生物脱氮除磷工艺是传统活性污泥工艺、生物消化及反消化工艺和生物除磷工艺的综合。a工作原理：其工艺流程图如下图，生物池通过曝气装置、推进器(厌氧段和缺氧段)及回流渠道的布置分成厌氧段、缺氧段、好氧段。1200t/d焦化废水处理3在该工艺流程内，BOD5、SS和以各种形式存在的氮和磷将一一被去除。A2O生物脱氮除磷系统的活性污泥中，菌群主要由硝化菌和反硝化菌、聚磷菌组成。在好氧段，硝化细菌将入流中的氨氮及有机氮氨化成的氨氮，通过生物硝化作用，转化成硝酸盐；在缺氧段，反硝化细菌将内回流带入的硝酸盐通过生物反硝化作用，转化成氮气逸入到大气中，从而达到脱氮的目的；在厌氧段，聚磷菌释放磷，并吸收低级脂肪酸等易降解的有机物；而在好氧段，聚磷菌超量吸收磷，并通过剩余污泥的排放，将磷除去。b工艺特点：(Ⅰ)厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和种类微生物菌群的有机配合，能同时具有去除有机物、脱氮除磷的功能。(Ⅱ)在同时脱氧除磷去除有机物的工艺中，该工艺流程最为简单，总的水力停留时间也少于同类其他工艺。(Ⅲ)在厌氧—缺氧—好氧交替运行下，丝状菌不会大量繁殖，SVI一般小于100，不会发生污泥膨胀。(Ⅳ)污泥中磷含量高，一般为2．5％以上。总的来看，生物法具有废水处理量大、处理范围广、运行费用相对较低等优点，改进后的新技术使焦化废水处理达到了工程应用要求，从而使得该技术在国内外广泛采用。但是生物降解法的稀释水用量大，处理设施规模大，停留时间长，投资费用较高，对废水的水质条件要求严格，废水的pH值、温度、营养、有毒物质浓度、进水有机物浓度、溶解氧量等多种因素都会影响到细菌的生长和出水水质，这也就对操作治理提出了较高要求。1200t/d焦化废水处理4（2）化学处理法a催化湿式氧化技术催化湿式氧化技术是在高温、高压条件下，在催化剂作用下，用空气中的氧将溶于水或在水中悬浮的有机物氧化，最终转化为无害物质N２和CO２排放。该技术的研究始于20世纪70年代，是在Zimmerman的湿式氧化技术的基础上发展起来的。在我国，鞍山焦耐院与中科院大连物化所合作，曾经成功地研制出双组分的高活性催化剂，对高浓度的含氨氮和有机物的焦化废水具有极佳的处理效果。湿式催化氧化法具有适用范围广、氧化速度快、处理效率高、二次污染低、可回收能量和有用物料等优点。但是，由于其催化剂价格昂贵，处理成本高，且在高温高压条件下运行，对工艺设备要求严格，投资费用高，国内很少将该法用于废水处理。b焚烧法焚烧法治理废水始于20世纪50年代。该法是将废水呈雾状喷入高温燃烧炉中，使水雾完全汽化，让废水中的有机物在炉内氧化，分解成为完全燃烧产物CO２和H２O及少许无机物灰分。焦化废水中含有大量NH３－N物质，NH３在燃烧中有NO生成，NO的生成会不会造成二次污染是采用焚烧法处理焦化废水的一个敏感问题。通过研究发现，NH3在非催化氧化条件下主要生成物是N２，不会产生高浓度NO造成二次污染。从而说明，焚烧处理工艺对于处理焦化厂高浓度废水是一种切实可行的处理方法。然而，尽管焚烧法处理效率高，不造成二次污染，但是其昂贵的处理费用（约为167美元／t）使得多数企业望而却步，在我国应用较少。c臭氧氧化法臭氧是一种强氧化剂，能与废水中大多数有机物，微生物迅速反应，可除去废水中的酚、氰等污染物，并降低其COD、BOD值，同时还可起到脱色、除臭、杀菌的作用。臭氧的强氧化性可将废水中的污染物快速、有效地除去，而且臭氧在水中很快分解为氧，不会造成二次污染，操作治理简单方便。但是，这种方法也存在投资高、电耗大、处理成本高的缺点。同时