焦化废水处理工艺参数的控制

焦化废水生化系统工艺参数及运行控制三、好氧池主要工艺参数与控制五、常见问题与应对措施●●一、焦化废水处理工艺与技术●二、厌氧池主要工艺参数与控制●四、污泥回流系统与控制●流程最短，投资最少，但处理效果相对较差。1A/O工艺焦化废水主要生物处理工艺技术包括A/O、A2/O、A/O/O、O/A/O、A/O2生物流化床等。一、焦化废水处理工艺与技术经A段（反硝化）缺氧酸化分解，大分子或多（杂）环化合物转化为小分子物质，提高废水的可生化性；再经O段（好氧）曝气处理后，提高COD去除率。工艺指标与参数进入生化系统时:COD低于2000mg/L，NH3-N低于250mg/L好氧池：容积负荷≤0.21kgNH3-N/(kgMLSS·d），COD负荷≤1.0kgNH3-N/(kgMLSS·d）COD≤400mg/L,C/N≥6pH7.5-8.0DO3-4mg/L国内许多小焦化装置采用此工艺，稳定性差，容积负荷有限。一、焦化废水处理工艺与技术1A/O工艺A/A/O即“厌氧-缺氧-好氧”工艺，系目前国内外普遍采用的工艺流程。在A/O工艺中增加预处理段—厌氧段A，提高废水的可生化性。典型应用：宝钢/北营钢铁焦化废水A2/O工艺。一、焦化废水处理工艺与技术2A/A/O工艺工艺运行参数与指标•总停留时间：~36h水力停留时间比A:A:O=1:1.8:4.8•混合液回流比5：1•厌氧反应温度35~37℃，缺氧和好氧反应池温度25~28℃•进水pH=6.9~7.2•好氧段DO=2~4mg/L，缺氧段DO=0.5mg/L•出水：COD≤150mg/LNH3-N≤25mg/L相同负荷条件下，A2/O工艺优于A/O工艺（试验对比：出水COD低于30mg/L，NH3-N低于26mg/L；A2/O系统污泥呈粒状，A/O系统污泥呈絮状）一、焦化废水处理工艺与技术2A/A/O工艺水力停留时间缺氧池控制参数停留时间进水污染物限值硝化液回流水温/pH等溶解氧（DO）二、缺氧池主要工艺参数与控制碳源要求二、厌氧池主要工艺参数与控制进水污染物限值污染物单位一般浓度限值其他限值pH7～9石油类mg/L≤25挥发酚mg/L≤700750氰化物mg/L≤2025硫化物mg/L≤30NH3—Nmg/L≤300350CODcrmg/L≤35004500SSmg/L≤100二、厌氧池主要工艺参数与控制碳源要求COD/NH3-N一般不小于3～5，低于此值时要向缺氧池中投加有机碳源，通常为甲醇。硝化液回流比活性污泥法系统回流二沉池上清液时，回流比R～300%；回流好氧池泥水混合液时，R为300～600%。缺氧池为生物膜法系统时，二沉池上清液回流比R≥300%。平煤天宏焦化混合液回流比400%。水力停留时间通常为28～32h（缺氧池为活性污泥系统与生物膜法系统时均适应）。二、厌氧池主要工艺参数与控制DO0.5mg/L(也有人认为0.2mg/L)pH7.0～8.0（超过8.5时缺氧池内气泡明显减少，反硝化率降低；pH高于9.0时，气泡几乎消失，反硝化率接近0）水温不小于20℃，25～38℃最为适宜磷酸盐≥0.5mg/L缺氧池中的填料应布满整个池平面，填料高度不小于池有效水深（一般5～7m）的1/2。采取有效的配水和集水措施，使整个填料负荷均等。HRT与SRT好氧池主要工艺参数污泥浓度、SVI等污泥负荷pH/碱度等水温溶解氧（DO）三、好氧池主要工艺参数与控制1)污泥浓度MLSS生活污水处理厂，MLSS一般为2000～6000mg/L，过高妨碍充氧，增加二沉池负荷；MLSS高低决定工艺的安全性，MLSS较高时耐负荷冲击能力强。焦化废水进水中有机物浓度并非很高，且有害组分浓度较高，好氧池污泥浓度无法维持很高，建议3.0～3.5g/L。若刻意提高MLSS，会导致活性污泥老化。案例河北某焦化厂MLSS3.0～5.0g/L三、好氧池主要工艺参数与控制2）SV与SVI污泥沉降比SV—取1L污泥混合液置于1L量筒中静置30min，沉淀的污泥体积点整个污泥体积的比例，单位用%表示。观察污泥沉降比SV，可及时了解曝气池中活性污泥的浓度和泥质情况，间接判断整个工艺的运行状态。重点观察前5min的沉降值与絮凝效果。污泥前期自由沉淀与影响因素间的关系MLSS低→初期絮凝沉淀不充分，延长自由沉淀阶段的沉淀效果丝状菌膨胀→自由沉淀阶段出现弥散现象，沉淀速度较慢曝气量过度→污泥夹带气泡，前期难快速沉降，形成絮团后沉淀加快MLSS过高→自由沉淀与集团沉淀阶段没有明显差别建议SV值～30%（河北某焦化厂18-30%，安宁本部30-40%）三、好氧池主要工艺参数与控制2）SV与SVI污泥容积指数SVI—指曝气池出口处混合液经30min静置沉淀后，每克干污泥所占沉淀污泥的容积，单位mL/g。SVI=SV的百分数×10/MLSS（MLSS单位g/L）SVI值比SV值能更准确地评价和反映活性污泥的凝聚、沉淀性能。一般而言，SVI值过低说明污泥颗粒细小，无机物含量高，缺乏活性；SVI值过高说明污泥沉降性能较差，将要发生或已经发生污泥膨胀。三、好氧池主要工艺参数与控制2）SV与SVI城市污水处理厂SVI一般为70～150；焦化厂SVI建议为80～130。SVI异常与原因、对策SVI值产生原因对策SVI＞150(200)污泥负荷过大，污泥相对沉降性降低通过调节池均化水质，提高污泥浓度丝状菌膨胀依据丝状菌对策处理SVI＜50污泥老化严重及时排泥，废弃部分老化污泥污泥中无机物含量过高加强前段物化处理，依据污泥龄积极排泥三、好氧池主要工艺参数与控制3）DO（污水处理系统控制的关键指标）DO太低，好氧微生物活性受到影响，有机物分解不彻底，易引起丝状菌过度繁殖，DO﹤2mg/L硝化进程将受到抑制，DO﹤1mg/L硝化将完全抑制。DO过高也没有必要，因生化代谢作用增强、营养供应不足而促使污泥老化，结构松散；另外，增大了能源消耗。城市污水处理厂好氧池DO一般为2～3mg/L；焦化废水处理工艺好氧池建议2.5～4.5mg/L，不超过5mg/L。（夏天微生物活性增强，且污水中饱和溶解氧值变小，供气量需增加；反之，冬季可以减少供气量。）三、好氧池主要工艺参数与控制3）DODO与活性污泥浓度的关系低活性污泥浓度情况下，不宜过度曝气，以免DO过高，加速低浓度污泥的过度氧化。高污泥浓度时，耗氧需求大，会出现供氧不足而抑制生化处理效果。此时，需适度多排出污泥。DO对污泥沉降性能的影响过度曝气时，好氧池液面往往有浮渣（细小气泡附在菌胶团上所致）。沉降实验时，污泥絮体不能沉降或悬浮在水体中（反映为SV值偏高）。三、好氧池主要工艺参数与控制4）水温生化处理系统要求在一定的温度范围内运行，温度过高或者过低都会影响系统的稳定运行，降低处理效率。好氧池温度建议不低于20℃，以25~35℃较为适宜。冬天可通过提高蒸氨废水的温度来调节生化系统的水温5）pH与碱度好氧池硝化反应最佳pH8.0~8.4，主要通过向好氧池投加Na2CO3来调节（pH低于6.5时，可投加石灰）。一般情况下，好氧池pH可控制在7.5~8.6（某焦化厂pH典型值7.0~8.5）。1gNH3—N消耗7.14g碱（(以CaCO3计）。碱度(以CaCO3计)控制在80～150mg/L（有人建议不低于150mg/L），尽量做到均匀投加。三、好氧池主要工艺参数与控制6）营养元素比例焦化废水处理系统微生物生长代谢BOD、N、P的适宜比例100~200：5：1，焦化废水在进入厌氧生物系统之前就需要调节适当的营养比例。需要针对工艺流程的具体情况调控营养成分的投加，磷的补充需要考虑前工艺段流入的浓度。焦化废水表现出富氮缺磷的水质特征，需投加磷盐（Na3PO4或Na2HPO4，可考虑投加K3PO4或K2HPO4），建议好氧池磷浓度控制在0.6～2.0mg/L，稳定运行时可控制在0.6～1.0mg/L。碳源相对不足时，考虑补充甲醇或生活污水之类。三、好氧池主要工艺参数与控制NS=QS0/VaX［kgBOD5/(kgMLSS.d)］S0与S—分别为曝气池进水与出水BOD5浓度（mg/L）；Q—进水流量（m3/d）；Va—曝气池有效容积（m3）；X—混合液污泥浓度（mg/L）；Ns—污泥负荷三、好氧池主要工艺参数与控制7）污泥负荷和容积负荷污泥负荷Ns—单位重量的污泥在单位时间内承受的有机物数量（有时也用食物-微生物比F/M表示）容积负荷Nv—生化系统内有效曝气体积在单位时间内承受的有机物数量，也记做F/V。NV=QS0/Va污泥负荷Ns（或F/M）、容积负荷Nv的高低与有机物降解、污泥沉降性能、曝气充氧等关系密切。三、好氧池主要工艺参数与控制7）污泥负荷和容积负荷与MLSS的关系—根据有多少食物可以养多少微生物的原理，污泥浓度的调整要与进水浓度相适应。实际操作中，通过控制剩余污泥排放量来调整污泥浓度。与DO的关系—食微比过低，活性污泥过剩，过剩污泥呼吸而消耗氧，在曝气强度不变时，氧的利用率降低；食微比过高，系统耗氧量上升，有可能因供氧不足而导致系统运行不正常。水力停留时间HRT—指污水在处理构筑物内的平均停留时间。HRT=构筑物的有效容积V/进水流量Q（h）污泥停留时间SRT（污泥龄）—指新增长的污泥在曝气池中平均停留时间或池中污泥增长一倍平均所需的天数。SRT=生化系统的污泥总量/剩余污泥的排放量（d）SRT＞HRT焦化废水活性污泥好氧池HRT建议36～46h。脱氮所需的硝化杆菌世代期一般﹥5d，因此焦化废水好氧池SRT通常要求不低于15d。但SRT太长时，污泥趋于老化，活性明显降低。三、好氧池主要工艺参数与控制8）HRT和SRT曝气池运行中应进行生物相镜检，以了解活性污泥中微生物种类的变化和数量的消长，判断活性污泥的生长情况，为工艺运行提供参考。微生物种类的变化生物活动状态微生物数量的变化生物活动状态三、好氧池主要工艺参数与控制9）生物相镜检活性污泥的结构四、污泥回流系统与控制4.1污泥回流控制四、污泥回流系统与控制污泥回流与排放是活性污泥工艺控制中最重要的一环，可以影响MLSS浓度、SRT、DO、污泥沉降性等工艺参数。回流系统的控制方式（每种方式适合于不同的情况）保持回流量Qr恒定适应入流污水量Q相对恒定或波动不大的情况。保持回流比R恒定定期或随时调节回流量Qr及回流比R能实现系统的优化、稳定运行，但操作量较大、实施较困难。★回流量Qr恒定Q增大时，曝气池水力负荷增加，污泥流入二沉池，曝气池内MLSS降低，F/M增加，好氧池处理效果下降；二沉池水力负荷增加，泥位上升，污泥流失明显，出水水质变差。Q减小时，部分污泥从二沉池回流至曝气池，曝气池MLSS升高，F/M减小。保持回流量Q恒定，能允许入流污水量在多大范围内变化，取决于进水BOD5、二沉池与曝气池容积比、污泥沉降性能等因素。污水厂应摸索出本厂允许的入流污水量的波动幅度，在允许范围内尽量不调节回流量。四、污泥回流系统与控制★污泥回流量调节方法不管那种控制方式，都需要确定合适的回流量Qr或回流比R，回流量及回流比的确定或控制调节主要方法如下。控制调节方法泥位调节沉降比SV30RSS和MLSS污泥沉降比曲线四、污泥回流系统与控制沉降性能不同的污泥具有不同的沉降曲线。沉降曲线的拐点处对应的沉降比，称为该污泥的最小沉降比SVm。对于特定污泥，调节回流比R使污泥在二沉池内HRT恰好等于该污泥通过沉降达到最大浓度所需的时间，此时RSS最高且R最小。由SVm确定回流比R，可使污泥在池内停留时间较短，同时污泥浓度较高。①依据污泥沉降曲线调节回流比mSV-100SVRm3030SV-100SVR:确定方式②按照沉降比SV30调节回流比实例：某处理厂曝气池混合液的沉降比SV30为25％，回流比R为50％，分析该厂回流比控制是否合理。四、污泥回流系统与控制%332510025SV-100SVR3030理论计算：该厂回流比偏高，二沉池泥位偏低。应将R由50%逐步