焦化废水处理工程技术方案
来源：原创
编辑：富生源
时间：2016-08-22 17:21
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一、设计水量与水质
1.1 焦化废水产生的概况
焦化废水主要来自炼焦、煤气净化及化工产品的精制等过程，排放量大，水质成分复杂。从焦化废水产生的源头分，有炼焦带入的水分(表面水和化合水)、化学产品回收及精制时所排出的水，其水质随原煤和炼焦工艺的不同而变化。剩余氨水及煤气净化和化学产品精制过程中的工艺介质分离水属于高浓度焦化废水;对于焦油蒸馏和酚精制蒸馏中，分离出来的某些高浓度有机污水，因其中含有大量不可再生和生物难降解的物质，一般要送焦油车间管式焚烧炉焚烧;煤气净化和产品精制过程中，从工艺介质中分离出来的其他高浓度污水要与剩余氨水混合，经蒸氨后以蒸氨废水的形式排出，送焦化厂污水处理站处理。
1.2 设计水量
焦化废水处理工程分两期进行，这次设计包括两期共用建筑物、构筑物和设施，并规划出二期平面图。
1.3 原水水质
1.4 出水水质
说明：出水水质按《污水综合排放标准》(GB8978-1996)二级标准执行。
二、工艺流程设计
2.1 水量及水质分析
焦化废水和甲醇废水污染物种类繁多，成分复杂，从废水水质来看，处理难度较大的是焦化废水，其特点是：
1、水量比较稳定，水质则因煤质不同、产品不同及加工艺不同而异;
2、废水中有机物质多，多环芳烃多，大分子物质多。有机物质中酚、苯类、有机氮类、萘等。无机物中浓度比较高的物质有：NH3-N、SCN-等;
3、焦化废水中COD较高，可生化性差，属可生化较难降解废水;
4、焦化废水中氨氮含量较高。如不增设脱氮处理，难于达到排放要求。
2.2 污水处理工艺流程选择
2.2.1 选择思路
根据上述进出水水量水质情况，我司考虑污水处理工艺的选择必须依照如下思路：
(1)根据本工程污水的水量和水质，总体思路采用较成熟可靠的处理工艺;
(2)采用有效的预处理措施，提高废水的可生化性，降低运行成本。
(3)工艺流程简捷、工程造价低、运行经济、便于管理。
2.2.2 工艺流程选择
从废水水质指标来看，此废水宜采用“物化+生化+物化”的处理工艺。物化处理的主要任务是去除氰化物、硫化物和油类，保障生化处理的正常进行;生化处理的主要任务是降解废水中的可生化降解物质，并进行脱氮;生化出水再进行物化处理，进一步去除废水中污染物质，确保达标排放。
但是物化和生化处理工艺种类较多，各有特点，如何因地制宜选择成熟、可靠、合理的处理工艺，合理布置，降低投资和处理费用，是该项目的关键。
A、预处理工艺
预处理包括重力除油、浮选除油、水质均化、事故调节及分离油的处理与处置等。污水先经重力除油除去重油，再经浮选除去轻油，蒸氨污水因在蒸氨前进行了过滤，故直接送气浮池。浮选除油采用部分水溶气法，并投加化学药剂，气浮池安装释放器。脱除了乳化油及浮渣后调节池出水进调节池，进行下一步处理。
B、生化工艺
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：
(1)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。
(2)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。
(3)SBR法操作复杂，针对性不强，同时去除COD和氨氮的效果不好。
(4)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。
同时，为了提高COD及氨氮的去除率，处理焦化废水时在A2/O后加接触氧化法或二级氧化法，即A2/O2。
2.3 推荐的工艺流程
根据以上分析比选，选定以A2/O2的生化方案为核心的处理工艺，辅之以隔油、气浮预处理设施和混凝沉淀后处理设施，确保出水达标排放。
2.4 工艺流程图框
2.5 工艺流程简述
格栅安装于废水处理系统的进水口，用于截除水体中粗大漂浮物和树枝、杂草和碎木、塑料制品废弃物和生活垃圾等杂质，达到保护机泵安全运行、减轻后续工艺负荷的目的。污水经格栅自流入集水池，在集水池内设置提升泵，定期将废水提升至后续处理工序。同时设置事故池，当水中氨氮含量超过正常允许范围可能对后续的生物处理造成危害时，先将废水送到事故池存放，待正常后，将事故池废水少量按一定比例混到正常工况排出的废水中，缓慢处理，以保证厌、好氧工序的正常运行。
集水池废水提升至隔油池进行处理，轻油上浮排入集油桶中，重油靠静压排入池外集油桶。隔油池出水自流入气浮装置，先经加药絮凝反应后，在气浮装置内可将轻油有效的去除，一部分COD、BOD也得到去除，保证了后面生化处理的正常进行。
气浮池出水自流入调节池，调节池设计足够长的停留时间，以保证足够大的有效容积，并辅之以空气搅拌装置，使废水均质均量，便于生物处理的稳定。
调节池废水提升至A2/02段，进行生化反应，降解废水中的有机物和氨氮。
A2/02工艺原理简介
A2/02工艺的前身是A2/0工艺，它是在A2/0工艺的后面加二级好氧法，以进一步提高有机物的去除率和氨氮的硝化率。A2/0是Anaerobic-Anoxic-Oxic的英文缩写，它是厌氧-缺氧-好氧生物脱氮除磷工艺的简称。A2/0工艺核心是在厌氧-好氧工艺(A/O)中间加一缺氧池，将好氧池流出的一部分混合液回流至缺氧池前端。该工艺同时具有脱氮除磷的目的。
厌氧段(A段)：
废水首先进入厌氧池，废水中难以降解的芳香族有机物在厌氧段开环变为链状化合物，链长化合物开链为链短化合物。由于焦化废水中含有大量的喹啉、吡啶和异喹啉等难降解的化合物，设置厌氧段的目的主要是借用厌氧生物对多环类化合物的变构或解链作用，把好氧和兼氧生物难降解的某些物质转化为易降解的物质。
缺氧段(A段)：
经过厌氧反应的废水进入缺氧池中，同时还有一部分通过好氧处理的硝化液(混合液)回流至缺氧池，在缺氧池内进行反硝化。反硝化菌氧化有机物的同时，将混合液中的亚硝态氮和硝态氮还原为氮气而除去。
好氧段(O段)：
在好氧池中，有机物被微生物生化降解，去除率较高。同时，废水中的氨氮被硝化菌氧化为亚硝酸盐和硝酸盐。通过硝化后另一部分混合液经二沉池进行固液分离，清液进一步处理后排放，污泥部分回流到厌氧池。
接触氧化(O段)：
为了提高COD及氨氮的去除率，处理焦化废水时在A2/0法后加接触氧化法或二级氧化法，称为A2/02。
接触氧化池出水SS较高，经加药絮凝反应沉淀后可达标排放。
2.6 污泥处理工艺方案选择
2.6.1 污泥性质分析
本污水处理过程中产生的污泥主要为生化污泥和化学污泥。
2.6.2 污泥处理工艺方案的比较
污泥是污水处理过程的产物，是整个污水处理站的重要组成部分，处理目的在于降低污泥含水率，减少污泥体积，达到性质稳定，并为进一步处置创造条件。
2.6.3 污泥处理总体流程选择
污泥处理的一般流程为：浓缩→消化→脱水→干化→处置。
考虑到若采用消化处理，需增加消化池、加热系统、搅拌、沼气处理等一系列构筑物及设备，投资增加，经济效益差。因此，该设计不考虑污泥的消化处理。
2.6.4 污泥脱水方式的选择
三、工艺特点
1、该系统抗冲击负荷能力强，运行稳定。
2、该工艺适用于有机物浓度高、废水的可生化性差、同时需脱氮的工业废水。
3、该工艺在厌氧段不仅可以在运行成本比好氧法相对较低的情况下去除水中的有机物，还可以大大改善废水的可生化性，为后续的处理做准备。
4、厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类微生物菌群的有机配合，能同时具有去除有机物、脱氮的功能。
5、在厌氧、缺氧、好氧交替运行下，丝状菌不会大量繁殖，不会发生污泥膨胀现象。
6、运行成本相对较低。
7、缺点是为使硝化液循环，需设硝化液循环系统。
1.1 焦化废水产生的概况
焦化废水主要来自炼焦、煤气净化及化工产品的精制等过程，排放量大，水质成分复杂。从焦化废水产生的源头分，有炼焦带入的水分(表面水和化合水)、化学产品回收及精制时所排出的水，其水质随原煤和炼焦工艺的不同而变化。剩余氨水及煤气净化和化学产品精制过程中的工艺介质分离水属于高浓度焦化废水;对于焦油蒸馏和酚精制蒸馏中，分离出来的某些高浓度有机污水，因其中含有大量不可再生和生物难降解的物质，一般要送焦油车间管式焚烧炉焚烧;煤气净化和产品精制过程中，从工艺介质中分离出来的其他高浓度污水要与剩余氨水混合，经蒸氨后以蒸氨废水的形式排出，送焦化厂污水处理站处理。
1.2 设计水量
焦化废水处理工程分两期进行，这次设计包括两期共用建筑物、构筑物和设施，并规划出二期平面图。
1.3 原水水质
1.4 出水水质
二、工艺流程设计
2.1 水量及水质分析
焦化废水和甲醇废水污染物种类繁多，成分复杂，从废水水质来看，处理难度较大的是焦化废水，其特点是：
1、水量比较稳定，水质则因煤质不同、产品不同及加工艺不同而异;
2、废水中有机物质多，多环芳烃多，大分子物质多。有机物质中酚、苯类、有机氮类、萘等。无机物中浓度比较高的物质有：NH3-N、SCN-等;
3、焦化废水中COD较高，可生化性差，属可生化较难降解废水;
4、焦化废水中氨氮含量较高。如不增设脱氮处理，难于达到排放要求。
2.2 污水处理工艺流程选择
2.2.1 选择思路
根据上述进出水水量水质情况，我司考虑污水处理工艺的选择必须依照如下思路：
(1)根据本工程污水的水量和水质，总体思路采用较成熟可靠的处理工艺;
(2)采用有效的预处理措施，提高废水的可生化性，降低运行成本。
(3)工艺流程简捷、工程造价低、运行经济、便于管理。
2.2.2 工艺流程选择
从废水水质指标来看，此废水宜采用“物化+生化+物化”的处理工艺。物化处理的主要任务是去除氰化物、硫化物和油类，保障生化处理的正常进行;生化处理的主要任务是降解废水中的可生化降解物质，并进行脱氮;生化出水再进行物化处理，进一步去除废水中污染物质，确保达标排放。
但是物化和生化处理工艺种类较多，各有特点，如何因地制宜选择成熟、可靠、合理的处理工艺，合理布置，降低投资和处理费用，是该项目的关键。
A、预处理工艺
预处理包括重力除油、浮选除油、水质均化、事故调节及分离油的处理与处置等。污水先经重力除油除去重油，再经浮选除去轻油，蒸氨污水因在蒸氨前进行了过滤，故直接送气浮池。浮选除油采用部分水溶气法，并投加化学药剂，气浮池安装释放器。脱除了乳化油及浮渣后调节池出水进调节池，进行下一步处理。
B、生化工艺
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：
(1)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。
(2)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。
(3)SBR法操作复杂，针对性不强，同时去除COD和氨氮的效果不好。
(4)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。
同时，为了提高COD及氨氮的去除率，处理焦化废水时在A2/O后加接触氧化法或二级氧化法，即A2/O2。
2.3 推荐的工艺流程
根据以上分析比选，选定以A2/O2的生化方案为核心的处理工艺，辅之以隔油、气浮预处理设施和混凝沉淀后处理设施，确保出水达标排放。
2.4 工艺流程图框
格栅安装于废水处理系统的进水口，用于截除水体中粗大漂浮物和树枝、杂草和碎木、塑料制品废弃物和生活垃圾等杂质，达到保护机泵安全运行、减轻后续工艺负荷的目的。污水经格栅自流入集水池，在集水池内设置提升泵，定期将废水提升至后续处理工序。同时设置事故池，当水中氨氮含量超过正常允许范围可能对后续的生物处理造成危害时，先将废水送到事故池存放，待正常后，将事故池废水少量按一定比例混到正常工况排出的废水中，缓慢处理，以保证厌、好氧工序的正常运行。
集水池废水提升至隔油池进行处理，轻油上浮排入集油桶中，重油靠静压排入池外集油桶。隔油池出水自流入气浮装置，先经加药絮凝反应后，在气浮装置内可将轻油有效的去除，一部分COD、BOD也得到去除，保证了后面生化处理的正常进行。
气浮池出水自流入调节池，调节池设计足够长的停留时间，以保证足够大的有效容积，并辅之以空气搅拌装置，使废水均质均量，便于生物处理的稳定。
调节池废水提升至A2/02段，进行生化反应，降解废水中的有机物和氨氮。
A2/02工艺原理简介
A2/02工艺的前身是A2/0工艺，它是在A2/0工艺的后面加二级好氧法，以进一步提高有机物的去除率和氨氮的硝化率。A2/0是Anaerobic-Anoxic-Oxic的英文缩写，它是厌氧-缺氧-好氧生物脱氮除磷工艺的简称。A2/0工艺核心是在厌氧-好氧工艺(A/O)中间加一缺氧池，将好氧池流出的一部分混合液回流至缺氧池前端。该工艺同时具有脱氮除磷的目的。
厌氧段(A段)：
废水首先进入厌氧池，废水中难以降解的芳香族有机物在厌氧段开环变为链状化合物，链长化合物开链为链短化合物。由于焦化废水中含有大量的喹啉、吡啶和异喹啉等难降解的化合物，设置厌氧段的目的主要是借用厌氧生物对多环类化合物的变构或解链作用，把好氧和兼氧生物难降解的某些物质转化为易降解的物质。
缺氧段(A段)：
经过厌氧反应的废水进入缺氧池中，同时还有一部分通过好氧处理的硝化液(混合液)回流至缺氧池，在缺氧池内进行反硝化。反硝化菌氧化有机物的同时，将混合液中的亚硝态氮和硝态氮还原为氮气而除去。
好氧段(O段)：
在好氧池中，有机物被微生物生化降解，去除率较高。同时，废水中的氨氮被硝化菌氧化为亚硝酸盐和硝酸盐。通过硝化后另一部分混合液经二沉池进行固液分离，清液进一步处理后排放，污泥部分回流到厌氧池。
接触氧化(O段)：
为了提高COD及氨氮的去除率，处理焦化废水时在A2/0法后加接触氧化法或二级氧化法，称为A2/02。
接触氧化池出水SS较高，经加药絮凝反应沉淀后可达标排放。
2.6 污泥处理工艺方案选择
2.6.1 污泥性质分析
本污水处理过程中产生的污泥主要为生化污泥和化学污泥。
2.6.2 污泥处理工艺方案的比较
污泥是污水处理过程的产物，是整个污水处理站的重要组成部分，处理目的在于降低污泥含水率，减少污泥体积，达到性质稳定，并为进一步处置创造条件。
2.6.3 污泥处理总体流程选择
污泥处理的一般流程为：浓缩→消化→脱水→干化→处置。
考虑到若采用消化处理，需增加消化池、加热系统、搅拌、沼气处理等一系列构筑物及设备，投资增加，经济效益差。因此，该设计不考虑污泥的消化处理。
2.6.4 污泥脱水方式的选择
三、工艺特点
1、该系统抗冲击负荷能力强，运行稳定。
2、该工艺适用于有机物浓度高、废水的可生化性差、同时需脱氮的工业废水。
3、该工艺在厌氧段不仅可以在运行成本比好氧法相对较低的情况下去除水中的有机物，还可以大大改善废水的可生化性，为后续的处理做准备。
4、厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类微生物菌群的有机配合，能同时具有去除有机物、脱氮的功能。
5、在厌氧、缺氧、好氧交替运行下，丝状菌不会大量繁殖，不会发生污泥膨胀现象。
6、运行成本相对较低。
7、缺点是为使硝化液循环，需设硝化液循环系统。
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