一种焦化废水处理系统的制作方法

本实用新型属于废水处理领域，特别涉及一种焦化废水处理系统。

背景技术：

焦化一厂是神华蒙西煤化股份有限公司以炼焦生产为主的分厂，位于内蒙古鄂尔多斯市蒙西工业园区，占地面积为30万平方米。70万吨/年捣固焦项目于2002年10月开始筹建，焦炉炉型TJL4350D型侧装煤捣固焦炉，一号焦炉2002年10月开工，2003年10月竣工投产；二号焦炉2003年8月开工，2004年10月投产，目前安全生产稳定正常。目前解决焦化污水污染问题有两条基本途径：一是革新生产工艺，加强运行管理，减少污水水量，重复循环用水，从根本上消除和减轻污染物排放；二是对焦化污水进行处理使其达到排放要求。就目前而言，靠焦化生产工艺改革完全消除污染物排放还不可能达到，而现有污水处理系统包括一级处理段、二级处理段和污泥处理段，一级处理段包括格栅及污水提升泵井、隔油池、调节池、事故池、气浮池、集油集渣池，一级处理段作为预处理用于除去污水中的焦油等油性污染物，均衡水质水量；二级处理段包括AO生化池(即，前置反硝化池)和二沉池，用于除去污水中的COD有机污物质及NH₃-N污染物质(即，氨氮污染物质)，污泥处理段包括污泥浓缩池和脱水机，用于处理污水处理中产生的污泥。由于现有污水处理系统并不能有效处理其中的难降解有机物、且处理后水质往往色度高，因此随着国家对焦化污水排放标准的不断提高，现有污水处理系统处理后的污水不能达到国家排放标准。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种焦化废水处理系统，该焦化废水处理系统可对焦化废水进行总体综合治理，使处理后的出水达到国家排放标准。

本实用新型的技术方案如下：

一种焦化废水处理系统，包括：

一级处理段：用于对焦化废水进行预处理以除去其中的油性污染物；

二级处理段：用于对来自所述一级处理段的焦化废水进行生化处理以除去其中的耗氧污染物；

三级处理段：用于对来自所述二级处理段的焦化废水进行臭氧催化氧化和MBAF曝气生化处理；

污泥处理段：用于对来自所述二级处理段和三级处理段的污泥进行处理；

所述三级处理段包括：

混凝反应池：用于接收来自所述二级处理段的焦化废水并对其进行混凝反应；

混凝沉淀池：用于接收来自所述混凝反应池的焦化废水并沉淀；

第一中间水池：用于接收来自所述混凝沉淀池的焦化废水并对其进行均质均量调节；

臭氧催化反应池：用于接收臭氧和来自所述第一中间水池的焦化废水，以对其进行催化氧化；

第二中间水池：用于接收来自所述臭氧催化反应池的焦化废水并对其进行均质均量调节；

MBAF反应池：用于接收来自所述第二中间水池的焦化废水并对其进行进一步处理；

出水池：用于接收来自所述MBAF反应池的焦化废水并将其回用或排放。

优选地，自所述出水池至所述MBAF反应池设置有反洗管线，用于将来自所述出水池的焦化废水输出至所述MBAF反应池进行反洗。

优选地，所述三级处理段还包括反洗水调节池，所述反洗水调节池用于接收来自所述MBAF反应池的反洗废水，并将其输出至所述混凝反应池进行循环。

优选地，所述臭氧催化反应池内设有：

曝气盘：用于对所述臭氧催化反应池进行臭氧曝气；

尾气破坏器：用于吸收处理剩余的臭氧。

优选地，所述MBAF反应池设置于深度处理间内，所述MBAF反应池内设有MBAF反应器。

优选地，所述MBAF反应器包括缓冲配水区、滤料层和出水区；

缓冲配水区：位于所述MBAF反应器的底层，用于接收来自所述第二中间水池的焦化废水；

滤料层：位于所述MBAF反应器的中层，用于对来自所述缓冲配水区的焦化废水进行净化处理；

出水区：位于所述MBAF反应器的顶层，且设有出水槽，用于将来自所述滤料层的焦化废水排出。

优选地，所述滤料层设有用于承托滤料的支撑板，所述支撑板上设置有用于通入气体或清水的滤头，以对所述MBAF反应器进行反冲洗。

优选地，所述污泥处理段包括：

污泥池：用于接收来自所述混凝沉淀池的污泥；

污泥浓缩池：用于接收来自所述二级处理段和所述污泥池的污泥；

脱水机：用于接收来自所述污泥浓缩池的污泥并对其进行脱水，并排出泥饼。

优选地，所述一级处理段包括：

格栅及污水提升泵井：用于对来自污水排放系统的焦化废水进行处理以除去其中的悬浮物及漂浮物，并将其提升入后续处理设备；

事故池：用于接收其他处理设备的事故性排水；

隔油池：用于对来自污水排放系统的焦化废水、来自所述格栅及污水提升泵井的焦化废水和来自事故池的焦化废水进行处理以除去其中的油性污染物；

调节池：用于对来自隔油池的焦化废水进行均质均量调节；

气浮池：用于接收来自所述调节池的焦化废水并进一步除去其中的油性污染物和悬浮物；

集油集渣池：用于接收来自所述气浮池的油性污染物和悬浮物。

优选地，所述二级处理段包：

AO生化池：用于接收来自所述气浮池的焦化废水并除去其中的COD有机污染物和NH₃-N污染物质；

二沉池：用于接收来自所述AO生化池的焦化废水，并对其进行泥水分离。

本实用新型的有益效果在于：

(1)本实用新型的焦化废水处理系统，不仅包括一级处理段、二级处理段和污泥处理段，还包括用于对来自二级处理段的焦化废水进行臭氧催化氧化和MBAF曝气生化处理的三级处理段，臭氧催化氧化处理脱色效果好、不存在二次污染，且可在常温常压下有效氧化难降解的有机物(例如硝基苯)，将大分子有机物分解为易降解的小分子有机物；而辅以随后的MBAF曝气生化处理，可有效除去焦化废水中的有机污染物质，保证出水达到国家排放标准；同时也避免了单独使用臭氧催化氧化处理时，药剂投加量增加、运行费用高的问题，有利于降低经济投入；

(2)三级处理段中各部分的设置，可保证在较小经济投入的基础上，对焦化废水中的污染物进行有效处理，使出水达到国家排放标准；

(3)反洗管线的设置，可利用经处理后的出水对MBAF反应池进行反洗，避免了清水的使用，有利于水的重复利用，节约用水量和用水费用；

(4)反洗水调节池的设置，可接收MBAF反应池中的反洗废水，并将其输入混凝反应池进行循环；

(5)臭氧催化反应池中曝气盘和尾气破坏器的设置，可以保证臭氧对焦化废水中的有机污染物进行充分氧化的同时，防止多余的臭氧扩散到工作环境中而对工作人员造成身体伤害；

(6)MBAF反应器中各个区域的设置，有利于对来自第二中间水池的焦化废水进行有效处理，除去其中的剩余有机物和氨氮污染物；缓冲配水区可使污水均匀流入MBAF反应器中；

(7)污泥处理段中各部分的设置，可同时处理二级处理段和三级处理段的混凝沉淀池中的污泥，在焦化废水进入三级处理段之前，就先处理掉一部分污泥，减轻三级处理段的压力；

(8)一级处理段中各部分的设置，可除去焦化废水中的悬浮物和油性污染物，使得对焦化废水的预处理达到较好的效果，为后续处理提供方便；

(9)二级处理段中各部分的设置，可除去焦化废水中的COD、NH₃-N等有毒有害物质，有利于后续的三级处理段的处理。

附图说明

图1为本实用新型的焦化废水处理系统在一种实施方式中的流程图；

图2为本实用新型的焦化废水处理系统在另一种实施方式中的流程图。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本新型的技术方案及其效果做进一步说明。以下实施方式仅用于说明本新型的内容，并不用于限制本新型的保护范围。应用本新型的构思对本新型进行的简单改变都在本新型要求保护的范围内。

本实用新型的焦化废水处理系统，包括：

一级处理段：用于对焦化废水进行预处理以除去其中的油性污染物，例如焦油；

二级处理段：用于对来自所述一级处理段的焦化废水进行生化处理以除去其中的耗氧污染物，例如COD有机污染物、BOD有机污染物和NH₃-N污染物质等；

三级处理段：用于对来自所述二级处理段的焦化废水进行臭氧催化氧化和MBAF曝气生化处理；

污泥处理段：用于对来自所述二级处理段和三级处理段的污泥进行处理。

本实用新型的焦化废水处理系统，在经济投入较小的情况下，能对焦化废水中的污染物质进行有效处理，保证出水达到国家排放标准。

在一种实施方式中，所述三级处理段包括：

混凝反应池：用于接收来自所述二级处理段的焦化废水并对其进行混凝反应；

混凝沉淀池：用于接收来自所述混凝反应池的焦化废水并沉淀；

第一中间水池：用于接收来自所述混凝沉淀池的焦化废水并对其进行均质均量调节；

臭氧催化反应池：用于接收臭氧和来自所述第一中间水池的焦化废水，以对其进行催化氧化，降解其中的有机物，比如挥发酚；所述臭氧催化反应池内设有活性炭催化剂；优选有2座臭氧催化反应池；

第二中间水池：用于接收来自所述臭氧催化反应池的焦化废水并对其进行均质均量调节；

MBAF反应池：用于接收来自所述第二中间水池的焦化废水并除去残留的有机物和NH₃-N污染物质，并截留悬浮物；

出水池：用于接收来自所述MBAF反应池的焦化废水并将其回用或排放。

对来自二级处理段的焦化废水进行臭氧催化氧化和MBAF曝气生化处理的三级处理段，臭氧催化氧化处理脱色效果好、不存在二次污染，且可在常温常压下有效氧化难降解的有机物(例如硝基苯)，将大分子有机物分解为易降解的小分子有机物；而辅以随后的MBAF曝气生化处理，可有效除去焦化废水中的有机污染物质，保证出水达到国家排放标准；同时也避免了单独使用臭氧催化氧化处理时，药剂投加量增加、运行费用高的问题，有利于降低经济投入。

MBAF反应池，即改良型曝气生物滤池，结构与传统曝气生物滤池(BAF)没有区别，只是其中滤料的粒度变小，由传统的15-20mm变为10mm，使得滤料的吸附能力增强；MBAF反应池主要是通过曝气系统及滤料的优化组合，提高系统的曝气效果及处理效果，滤料粒度变小后，对废水的处理能力提高，处理效果变好。

在一种优选实施方式中，所述MBAF反应池有4座，4座MBAF反应池并列设置。

在现有的处理系统中，传统曝气生物滤池(BAF)有3座，本申请的处理系统中，MBAF反应池有4座，处理级数由3提升为4后，对废水的处理量增大，处理效果也更好。

在一种实施方式中，所述MBAF反应池设置于深度处理间内，所述MBAF反应池内设有MBAF反应器。

深度处理间即房间，考虑到冬季温度较低且MBAF反应器滤速较低，为保证生化处理效果及防止池面结冰，将MBAF反应池设于深度处理间内。

在一种实施方式中，所述MBAF反应器包括缓冲配水区、滤料层和出水区；

缓冲配水区：位于所述MBAF反应器的底层，用于接收来自所述第二中间水池的焦化废水；

滤料层：位于所述MBAF反应器的中层，用于对来自所述缓冲配水区的焦化废水进行净化处理；

出水区：位于所述MBAF反应器的顶层，且设有出水槽，用于将来自所述滤料层的焦化废水排出。

滤料层填充高效陶粒滤料，高效陶粒滤料具有比表面大，孔隙率高，截污能力强，滤速高，使用寿命长，反冲洗耗水量少，不易板结，不易风化等优点，且不含有对人体有害物质。

缓冲配水区可使来自第二中间水池的焦化废水均匀流过过滤层，且在焦化废水进入过滤层时，同时由鼓风机进行鼓风曝气并通过曝气器向池内供给微生物膜代谢所需的空气(氧源)，生长在滤料上的微生物膜从焦化废水中吸取可溶性有机污染物作为其生理活动所需的营养物质，在代谢过程中将有机污染物分解，使焦化废水得到净化。

MBAF反应器中各个区域的设置，有利于对来自第二中间水池的焦化废水进行有效处理，除去其中的剩余有机物和氨氮污染物；缓冲配水区可使污水均匀流入MBAF反应器中。

在一种实施方式中，自所述出水池至所述MBAF反应池设置有反洗管线，用于将来自所述出水池的焦化废水输出至所述MBAF反应池进行反洗。

当MBAF反应器运行一定时间后，由于滤料上增厚微生物膜的脱落，出水中会带有部分脱落的微生物膜，使出水水质变差，此时须关闭MBAF反应池的进水管阀门，启动反冲洗水泵并打开反洗管线，利用储备在出水池中的出水对MBAF反应器的滤料层进行反冲洗。

反洗管线的设置，可利用经处理后的出水对MBAF反应池进行反洗，避免了清水的使用，有利于水的重复利用，节约用水量和用水费用。

MBAF反应器为周期运行，从开始过滤到反冲洗完毕为一个完整的周期。经预处理的污水从滤池底部进入，在滤池底部进行曝气。在反应器中，有机物被微生物氧化分解，NH₃-N被氧化成NO^3--N，另外由于在生物膜的内部存在厌氧/兼氧环境，在硝化的同时实现部分反硝化。

随着过滤的进行，由于填料表面新产生的生物量越来越多，截留的SS不断增加，在开始阶段水头损失增加缓慢，当固体物质积累达到一定程度，堵塞滤层，并且阻止气泡的释放,将会导致水头损失很快达到极限，此时进入反冲洗再生，以去除滤床内过量的生物膜及SS，恢复处理能力。其中，水头损失是指单位重量的水或其他液体在流动过程中因克服水流阻力作功而损失的机械能。

在一种实施方式中，所述滤料层设有用于承托滤料的支撑板，所述支撑板上设置有用于通入气体或清水的滤头，以对所述MBAF反应器进行反冲洗。

反冲洗采用气-水联合反冲洗。为保证布水、布气均匀，在滤料支撑板上均匀布置有MBAF反应器专用的配水或配气的滤头。MBAF反应器反洗周期24h，可根据水质及MBAF反应池情况进行调节。MBAF反应器反冲洗时，MBAF反应池停止进水，打开反冲洗管阀门，最后开启反冲洗泵；反冲洗采用先气冲，然后气水混冲，最后水冲的顺序，气洗强度约为10-15L/m²·s，水洗强度为4-6L/m²·s，整个反冲洗过程中水洗强度保持不变。气冲、气水混冲和水冲时间应根据进水水质，在保证出水水质的前提下寻找最经济的组合。反冲洗结束后，先关闭反冲洗泵，然后关闭反冲洗阀门，MBAF反应池重新进水。反洗废水的瞬时排水量很大，自流排放至反洗水调节池，经提升以稳定的小流量排入混凝反应池循环。

在一种实施方式中，所述三级处理段还包括反洗水调节池，所述反洗水调节池用于接收来自所述MBAF反应池的反洗废水，并将其输出至所述混凝反应池进行循环。

由于MBAF反应池的瞬时反洗废水量较大，反洗水调节池的设置，可减小对排水管道及构筑物的冲击。

在一种实施方式中，所述臭氧催化反应池内设有：

曝气盘：用于对所述臭氧催化反应池进行臭氧曝气；优选曝气盘为微孔纯钛曝气盘。

尾气破坏器：用于吸收处理剩余的臭氧。

臭氧催化反应池的具体设置，可以保证臭氧对焦化废水中的有机污染物进行充分氧化的同时，防止多余的臭氧扩散到工作环境中而对工作人员造成身体伤害。

在一种实施方式中，所述污泥处理段包括：

污泥池：用于接收来自所述混凝沉淀池的污泥；

污泥浓缩池：用于接收来自所述二级处理段和所述污泥池的污泥；

脱水机：用于接收来自所述污泥浓缩池的污泥并对其进行脱水，并排出泥饼。

污泥处理段的具体设置，可同时处理二级处理段和三级处理段的混凝沉淀池中的污泥，在焦化废水进入三级处理段之前，就先处理掉一部分污泥，减轻三级处理段的压力。

在一种实施方式中，所述一级处理段包括：

格栅及污水提升泵井：用于对输入的焦化废水(无压污水)进行处理以除去其中的悬浮物及漂浮物，并将其提升入后续处理设备；其中，无压污水是指靠重力输入的焦化废水；

事故池：用于接收其他处理设备的事故性排水；

隔油池：用于对输入的焦化废水(有压污水)、来自所述格栅及污水提升泵井的焦化废水和来自事故池的焦化废水进行处理以除去其中的焦油等油性污染物；其中，有压污水是指通过提升泵提升输入的焦化废水；

调节池：用于对来自隔油池的焦化废水进行均质均量调节；

气浮池：用于接收来自所述调节池的焦化废水并进一步除去其中的浮油和悬浮物；气浮过程中可加入药剂加快处理；

集油集渣池：用于接收来自所述气浮池的浮油和悬浮物。

一级处理段作为预处理用于除去污水中的焦油等油性污染物及悬浮物。

在一种实施方式中，所述二级处理段包括AO生化池和二沉池；

AO生化池：用于接收来自所述气浮池的焦化废水并除去其中的COD有机污染物和NH₃-N污染物质，其中，NH₃-N污染物质是利用硝化和反消化反应除去的；

二沉池：用于接收来自所述AO生化池的焦化废水，并对其进行泥水分离。

焦化废水中COD、NH₃-N等有毒有害物质含量较高，对微生物有毒害作用，严重影响微生物的生长，导致生化系统不能正常运行，因此须控制进入生化池污水中的有毒有害物质的浓度。

AO生化池中，A段为缺氧段，位于O段之前，主要利用池内的反硝化菌，将回流的混合液中的NO₃^-及NO₂^-转变成N₂，同时水解酸化并去除进水中的部分含碳有机物；O段为好氧段，采用微孔曝气器作为充氧手段，主要进行硝化反应和含碳有机物的降解。

本实用新型的焦化废水处理系统在一种实施方式中的工作过程如图1所示：

焦化废水输入一级处理段进行预处理以除去其中的焦油等油性污染物；来自一级处理段的焦化废水输入二级处理段进行生化处理以除去其中的COD有机污染物、BOD有机污染物等耗氧污染物；来自二级处理段的焦化废水输入混凝反应池中进行沉淀，期间加入混凝药剂，以除去焦化废水中的有机物及悬浮物；来自混凝反应池的焦化废水输入混凝沉淀池中进行沉淀；来自混凝沉淀池的焦化废水输入第一中间水池进行均质均量调节；来自第一中间水池的焦化废水输入臭氧催化反应池进行臭氧催化氧化反应，以除去其中的COD有机污染物质，并将其中的大分子难降解有机物分解为小分子易降解有机物；来自臭氧催化反应池的焦化废水输入第二中间水池进行均质均量调节；来自第二中间水池的焦化废水输入MBAF反应池进行生化反应以除去其中残余的小分子有机物；来自MBAF反应池的焦化废水输入出水池存储，用于回用或排放；来自混凝沉淀池的污泥输入污泥池；来自二级处理段和污泥池的污泥输入污泥浓缩池进行浓缩，并输入脱水机进行脱水，可加入药剂加速脱水(药剂可将污泥絮团，有助于泥水分离)，泥饼外运；当系统运行时间较长时，启动反冲洗对MBAF反应池进行反冲洗，反冲洗水输入反洗水调节池，并循环输出至混凝反应池中。

本实用新型的焦化废水处理系统在另一种实施方式中的工作过程如图2所示：

焦化废水输入一级处理段中进行预处理，首先焦化废水(无压污水)输入后经格栅处理以除去其中的悬浮物，之后经污水提升泵井提升输入隔油池中除去其中的油性污染物，同时，焦化废水(有压污水)输入也隔油池中除去其中的油性污染物；事故池用于接收其他处理设备的事故性排水，并将其输入隔油池进行处理；来自隔油池的焦化废水输入调节池进行均质均量调节；来自调节池的焦化废水输入气浮池以进一步除去其中的浮油和悬浮物；来自气浮池的浮油和悬浮物输入集油集渣池进行收集和外运；来自气浮池的焦化废水输入二级处理段的AO生化池进行处理以除去其中的COD有机污染物和NH₃-N污染物质；来自所述AO生化池的焦化废水输入二沉池中进行泥水分离；来自二沉池的污泥输入污泥处理段的污泥浓缩池进行处理，来自二沉池的焦化废水输入三级处理段的混凝反应池进行处理；后续过程与图1所示系统的工作过程一样。

利用原设计的焦化废水处理系统与本实用新型的焦化废水处理系统对焦化废水的处理结果比较如下：

利用原设计的焦化废水处理系统对焦化废水进行处理时，进出口的焦化废水测试结果如表1所示；

表1利用原设计的焦化废水处理系统进出口的焦化废水测试结果

利用本实用新型的焦化废水处理系统对焦化废水进行处理时，进口及各部分出水的焦化废水测试结果如表2所示；

表2利用本实用新型的焦化废水处理系统进出口的焦化废水测试结果

由表1和表2的比较可知，本实用新型的焦化废水处理系统，相对于原设计，可有效处理焦化废水，降低焦化废水出水的pH、化学需氧量、悬浮物、挥发酚和氨氮，使出水的各项指标达到甚至优于国家的排放标准。