专利名称：焦化废水生化处理装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种废水处理装置，具体指焦化废水生化处理装置，是利用微生物同步降解焦化废水COD和N的装置。
背景技术：
焦化废水是煤在高温干馏以及煤气净化、化学产品精制过程中产生的废水，废水含有大量的多环芳烃有机物，同时还含有氨、铵盐、氰酸盐等无机物。焦化废水的特性是:污染物浓度高，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。焦化废水是一种比较难处理的废水，是一种对水体危害极大的废水。生化处理技术是焦化废水处理的核心，目前以传统的A/0工艺及其延伸的A20、A/0/0等工艺应用最广，运用这些工艺的生化处理装置对高浓度COD和N并存的焦化废水处理效率不够理想，对照《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171-2012)，目前焦化废水排放COD和N超标现象比较普遍，其中N超标更为严重，而且废水处理成本也比较高。传统生化装置处理焦化废水的技术问题有:一是废水污染物的苯环结构性质稳定，废水可生化性差，传统生化装置对COD的降解不够彻底；二是传统生化装置的硝化和反硝化置于不同的空间或时间，导致工艺流程长，需要配置的生化池容积大，废水处理投资不足就会造成脱氮效率达不到设计要求；三是传统生化装置的硝化过程产酸，需要加碱中和，反硝化系统需要补充碳源，导致运行费用增加，废水处理运行费用投入不足就会造成脱氮效率达不到设计要求；四是传统生化装置的生物脱氮受制约因素多，总氮去除效率低(小于80% )，造成脱氮效率达不到设计要求。
·[0007]传统生化装置处理废水成本高的技术问题有:在废水处理过程中投加液碱、甲醇等药剂，导致药剂费用和废水处理成本的增加，废水处理总成本高达5 8元/吨。同步硝化反硝化理论(SND)和低溶氧控制技术，给生物脱氮提供了新的理论基础和技术手段，同时也产生了相应的生物脱氮装置，上世纪九十年代荷兰和比利时等国家研发了相应的CANON装置和OLAND装置。其核心是:生化池控制低溶解氧环境，在生化池内实现短程硝化和厌氧氨氧化、好氧硝化和好氧反硝化等生化反应，即同池同步脱氮。但由于这些装置控制低溶氧范围比较窄(0.1 0.5mg/L)，在高浓度COD和N并存的焦化废水处理时，COD的降解效率不够理想。
实用新型内容为了克服上述装置的缺陷，本实用新型的焦化废水生化处理装置，在高浓度COD和N并存的焦化废水处理时，通过改进生物同步脱氮工艺的曝气方式和提高低溶氧控制范围，在同池同步脱氮的基础上，强化COD降解功能，实现COD和N同池同步降解。本实用新型的焦化废水生化处理装置，包括:废水流经的格栅集水池、隔油池、气浮机、调节池、事故池、生化池、后处理气浮机；[0011]所述的格栅集水池设置的机械格栅机栅距为3 5_ ;所述的隔油池表面负荷0.5 1.0mVm2.h，设置了输送泵和刮油机、集油槽；所述的预处理气浮机表面负荷1.4 2.0mVm2.h，选用以空气为动力的气提水泵，气提水泵的气源来自第一风机或第二风机，调整其进气阀门来控制回流量和回流比；所述的调节池池内设置导流墙，其出水经气浮机提升至生化池；所述的生化池有二格曝气区和一格泥水分离区，废水依序流经第一格曝气区、第二格曝气区和泥水分离区，其中第二格曝气区末端混合液回流到第一格曝气区进水端；混合液回流选用气提水泵；第一格曝气区，采用多点进水与回流混合液进行混合；第二格曝气区底部安装微孔曝气软管连接风机风管，曝气管的安装间距110 220mm，微孔曝气软管直径50 65mm ;泥水分离区内设置了斜管或斜板，泥水分离区的上部有输水管连接后处理装置，底部有污泥回流管连接到第二格曝气区的进水端。采用上述焦化废水生化处理装置的处理步骤如下:(I)废水经预处理装置去除油和部分COD后，提升到生化池曝气并降解COD和N ；(2)生化池有二格曝气区和一格泥水分离区，废水依序流经第一格曝气区、第二格曝气区和泥水分离区，其中第二格曝气区末端的混合液回流到第一格曝气区进水端；(3)泥水分离区的上部清水经后处理装置进一步去除油和COD至达标排放，底部污泥回流到第二格曝气区进水端；(4)废水处理过程产生的剩余污泥排入污泥处置系统。步骤(I)所述的 预处理装置，按废水流经顺序包括:格栅集水池、隔油池、气浮机、调节池、事故池等。步骤(I)所述的生化池曝气，曝气管选用微孔曝气软管，曝气管间距80 350mm，优选的间距Iio 220mm。步骤(2)所述的第一格曝气区，溶解氧范围0.1 1.5mg/L，生化停留时间6 12h。步骤(2)所述的第二格曝气区，溶解氧范围0.1 0.9mg/L,生化停留时间48 72h。步骤(2)所述的混合液回流，回流比按第一格曝气区进水端稀释后酚、氰、C0D、N等浓度综合设计，并确保酹小于100mg/L,氰小于5mg/L,回流比20 32倍；混合液回流选用气动提升装置，优选的以空气为动力的气提水泵。步骤(2)所述的泥水分离区，有泥水分离装置，选用斜管或斜板；步骤(3)所述的后处理装置，选用气浮机。步骤(3)所述的底部污泥回流，回流比6 8倍；混合液回流选用气动提升装置，优选的以空气为动力的气提水泵。步骤(4)所述的剩余污泥排入污泥处置系统，剩余污泥包括预处理装置和后处理装置排放的物化污泥，以及泥水分离区底部排放的生化污泥，污泥处置系统按常规进行设计。本实用新型有益效果:生化处理同步降解废水中的COD和N，物化处理去除废水中的油和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%，总氮去除率大于80%，处理出水达到《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171-2012)，解决焦化废水处理COD和N超标的问题；二是工艺中不投加碱剂和碳源，并采用低溶氧曝气，废水处理成本降低30%以上。
图1，是本实用新型的焦化废水生化处理装置具体实施方式
的流程示意图；图2，是本实用新型的焦化废水生化处理装置具体实施方式
的平面示意图；图3，是图2的A-A剖面图。附图中各标记的说明:1-预处理装置，2-进水在线流量计，3-进水在线COD仪，4_生化池，5_第一格曝气区，6-第二格曝气区，7-泥水分离区，8-后处理装置，9-污泥处置系统，10-混合液回流气动提升装置，11-污泥回流气动提升装置，12-曝气管，13-第一格曝气区在线溶氧仪，14-第二格曝气区在线溶氧仪，15-出水在线COD仪，16-第一风管电动阀门，17-第一风管压力变送器，18-第一可编程控制系统，19-第一风机，20-第二风管电动阀门，21-第二风管压力变送器，22-第二可编程控制系统，23-第二风机，24-泥水分离装置。
具体实施方式
为了更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合具体实施方式
进行阐述:参见图1、图2和图3，焦化废水生化处理装置，处理焦化废水的步骤及装置如下:(I)废水经预处理装置I去除油和部分COD后，提升到生化池4曝气并降解COD和N；
(2)生化池4有二格曝气区和一格泥水分离区7，废水依序流经第一格曝气区5、第二格曝气区6和泥水分离区7，其中第二格曝气区6末端混合液回流到第一格曝气区5进水端;(3)泥水分离区7的上部清水经后处理装置8进一步去除油和COD至达标排放，底部污泥回流到第二格曝气区6的进水端；(4)废水处理过程产生的剩余污泥排入污泥处置系统9。步骤(I)中所述的预处理装置1，包括格栅集水池、隔油池、气浮机、调节池、事故池。废水预处理的主要作用是去除废水中的油，还可以减小对后续生化系统的冲击和毒害。具体操作方式为:机械格栅机栅距3 5mm ;格栅集水池水力停留时间2 3小时；隔油池表面负荷0.5 1.0mVm2.h，重油沉淀于池底，定期泵抽外运，轻油浮至水面，经刮油机刮至集油槽，定期泵抽外运；气浮机表面负荷1.4 2.0mVm2.h，浮渣排入污泥处置系统；调节池水力停留时间12 24小时，池内设置导流墙，底部采用间歇式曝气；事故池水力停留时间12 24小时；调节池出水提升至生化池4。步骤(2)所述生化池4的第一格曝气区5，采用多点进水与回流混合液进行混合，溶解氧范围0.1 1.5mg/L，MLSS范围6000 6500mg/L，生化停留时间6 12h ;第一格曝气区5的作用是去除酚、氰等有毒有害物质，同时降解C0D。第一格曝气区5的溶解氧不宜过低，否则废水中酚、氰等去除效果不好，直接抑制生物脱氮效果；溶解氧也不宜过高，高溶解氧使COD降解率大大提高，造成后续生物脱氮的碳源不足，影响反硝化效果和总氮的去除，因此第一格曝气区5比生物同步脱氮工艺的低溶氧范围有适当的提高，溶解氧范围0.1 1.5mg/L有利于降解酚、氰，同时也有助于生物脱氮。步骤⑵所述生化池4的第二格曝气区6，溶解氧范围0.1 0.9mg/L，MLSS范围6500 7000mg/L,生化停留时间48 72h，CODcr去除容积负荷0.7 1.5KgC0D/m3.d，氨氮去除容积负荷0.1 0.3Kg氨氮/m3.d。第二格曝气区6的作用是COD和N同步降解，为了提高COD的降解效率，第二格曝气区6比生物同步脱氮工艺的低溶氧范围有适当的提高，溶解氧范围0.1 0.9mg/L下，微生物处于“兼氧”和“好氧”的临界环境中，微生物种群丰富，对有机物的降解机理更加多元化。“兼氧”环境中:兼氧异养菌将杂环大分子水解成小分子、缺氧反硝化菌将N02_和N03_还原成N2、厌氧氨氧化菌将氨氧化成N2 好氧”环境中:好氧异养菌将有机碳氧化成CO2、好氧硝化菌将氨氧化成NO2-和少量N03-、好氧反硝化菌将氨氧化成N2。步骤(2)所述的生化池4的二格曝气区，底部安装曝气管12接风机风管25，曝气管12的安装间距80 350mm，优选的110 220mm，曝气管12铺设密度较传统的生化工艺提高三倍以上，使得气泡上升流速慢(0.2 0.6m/s)，使得气泡上升流速慢(0.2
0.6m/s)，气泡无功散发减少，可以提高溶氧效率，降低电耗，同时可以避免强曝气对微生物絮体的剪切，污泥凝聚性好、絮体大、密实度适中；曝气管12选用微孔曝气软管，直径50 65mm,软管上开孔直径小，单位长度开孔数多，上升气泡直径小(Φ 2 4mm)，在絮体表面粘附着的小气泡有利于有氧呼吸和碳、氮的氧化，而絮体内部的溶解氧不足和碳源的充足有利于反硝化作用的发生，提高COD和N的降解效率。步骤(2)所述的生化池4的二格曝气区，建立二套独立的PLC系统分别控制二格曝气区不同的溶解氧。第一格曝气区5的溶解氧由第一风机PLC系统18调节，第一风机PLC系统18主要根据第一格曝气区在线溶氧仪13信号来控制第一风机19的风量，其对应的控制的装置有:第一风管电动阀门16、第一风管压力变送器17、第一风机19 ;第二格曝气区6的溶解氧由第二风机PLC系统22调节，第二风机PLC系统22主要根据进水在线流量计2、进水在线COD仪3、出水在线COD仪15、第二格曝气区在线溶氧仪14等信号来控制第二风机23的风量，其对应的 控制装置有:第二风管电动阀门20、第二风管压力变送器21、第二风机23。步骤(2)所述的混合液回流，回流比按稀释后的酚、氰、C0D、N等浓度综合计算，以稀释后进水端酚小于100mg/L，氰小于5mg/L为基准，回流比20 32倍，在高浓度焦化废水处理时，混合液的高倍化回流，使第一格曝气区5进水端各项水质指标和生化池4的运行参数更稳定，抵抗冲击和毒害的能力更强，微生物特征化明显，生化池4内活性污泥浓度增高，微生物数量的极大化，提高COD和N降解效率，同时减小池容量，减少污泥排放量。步骤(3)所述的泥水分离区7，有泥水分离装置24，选用斜管或斜板，澄清区表面负荷0.5 1.0mVm2.h，所述的泥水分离区7底部污泥回流，回流比6 8倍，其作用是稀释水质，增加第二格曝气区6的MLSS，同时防止泥水分离区7底部污泥沉积。步骤(3)所述的后处理装置9，选用气浮机，表面负荷1.4 2.0m3/m2.h。步骤(2)和(3)所述的混合液回流和污泥回流，选用混合液回流气动提升装置10和污泥回流气动提升装置11，优选的以空气为动力的气提水泵。混合液回流和污泥回流提升高度很小(0.1 0.3m)，气动提升装置比较机电水泵的超液位提升，理论上节省电耗5倍以上。在具体实施时，可通过调整气动提升装置的进气阀门来控制回流量和回流比，气动提升装置的气源来自第一风机19或第二风机23。 实施例1，某焦化厂焦化废水处理废水处理装置及流程:废水依序流经格栅集水池、隔油池、预处理气浮机、调节池、生化池、后处理气浮机。装置控制参数:格栅集水池水力停留时间3h ;隔油池表面负荷0.5m3/m2.h ;预处理气浮池表面负荷1.6m3/m2.h ;调节池水力停留时间12h ;生化池第一格曝气区溶解氧0.3
1.5mg/L，MLSS6500mg/L，pH7.5 8，生化停留时间IOh ;生化池第二格曝气区溶解氧0.2
0.8mg/L,生化停留时间62h，MLSS6850mg/L, CODcr去除容积负荷0.9KgC0D/m3.d，氨氮去除容积负荷0.1Kg氨氮/m3.d ;后处理气浮机表面负荷1.8m3/m2.h ;混合液回流设备为气提水泵，回流比28倍；泥水分离采用斜管澄清，污泥回流比6倍。装置处理效果如表I所示表1.某焦化厂焦化废水生化处理装置指标
权利要求1.焦化废水生化处理装置，其特征在于:废水流经格栅集水池、隔油池、气浮机、调节池、事故池、生化池、后处理气浮机； 所述的格栅集水池设置的机械格栅机栅距为3 5_ ; 所述的隔油池表面负荷0.5 1.0mVm2.h，设置了输送泵和刮油机、集油槽； 所述的预处理气浮机表面负荷1.4 2.0mVm2.h，选用以空气为动力的气提水泵，气提水泵的气源来自第一风机或第二风机，调整其进气阀门来控制回流量和回流比； 所述的调节池池内设置导流墙，其出水经气浮机提升至生化池； 所述的生化池有二格曝气区和一格泥水分离区，废水依序流经第一格曝气区、第二格曝气区和泥水分离区，其中第二格曝气区末端混合液回流到第一格曝气区进水端；混合液回流选用气提水泵；第一格曝气区，采用多点进水与回流混合液进行混合；第二格曝气区底部安装微孔曝气软管连接风机风管，曝气管的安装间距110 220mm，微孔曝气软管直径50 65mm ;泥水分离区内设置了斜管或斜板，泥水分离区的上部有输水管连接后处理装置，底部有 污泥回流管连接到第二格曝气区的进水端。
专利摘要本实用新型涉及焦化废水生化处理装置。其废水处理步骤和装置组成有废水经预处理装置去除油和部分COD后，依序流经生化池第一格曝气区、第二格曝气区和泥水分离区；第一格曝气区溶解氧0.1～1.5mg/L，降解酚和氰；第二格曝气区溶解氧0.1～0.9mg/L，降解COD和N；第二格曝气区末端混合液回流到第一格曝气区进水端；泥水分离区的上部清水经后处理装置进一步去除油和COD至达标排放，底部污泥回流部分到第二格曝气区进水端；剩余污泥排入污泥处置系统。本实用新型有益效果生化处理降解废水中COD和N，物化处理去除废水中油和COD，解决了焦化废水处理COD和N超标的问题，同时降低废水处理成本。
文档编号C02F9/14GK203112654SQ201220706018
公开日2013年8月7日 申请日期2012年12月13日 优先权日2012年12月13日
发明者奕锦伟, 金自学, 张淼佳, 刘慧 申请人:杭州绿色环保技术开发有限公司