申请日2014.08.15
公开(公告)日2014.12.10
IPC分类号C02F3/30
摘要
本发明公开了一种高浓度难生物降解焦化废水生化处理工艺，结合了高浓度、难降解焦化废水的特点和国内现有的处理情况，采用了上流式厌氧污泥床反应器、缺氧载体流化床生物膜反应器、两级好氧载体流化床生物膜反应器组合工艺，解决了高浓度焦化废水难处理的问题。本发明运行成本低，生化效率高，能够有效降低COD≥5000mg/L、氨氮浓度≥1000mg/L的焦化废水中COD、氨氮和酚等污染物浓度，使出水水质达到《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171-2012)直接排放标准，且不易造成二次污染，适合推广应用。
权利要求书
1.一种高浓度难生物降解焦化废水生化处理工艺，其特征在于：预处理后化 学需氧量≥5000mg/L、氨氮浓度≥1000mg/L的焦化废水依次进入上流式厌氧污泥 床反应器、缺氧载体流化床生物膜反应器、一级好氧载体流化床生物膜反应器、二 级好氧载体流化床生物膜反应器中进行生化处理，其中上流式厌氧污泥床反应器的 处理温度为30～40℃、溶解氧为零、pH为6.5～8.0、水力停留时间为10～25小时; 缺氧载体流化床生物膜反应器的处理温度为30～35℃、溶解氧小于0.5mg/L、水力 停留时间为10～20小时;一级好氧载体流化床生物膜反应器的处理温度为30～ 35℃、溶解氧为2～5mg/L、pH为8.0～8.5、水力停留时间为20～35小时;二级 好氧载体流化床生物膜反应器的处理温度为30～35℃、溶解氧为2～5mg/L、pH 为8.0～8.5、水力停留时间为20～30小时;然后将生化处理后的焦化废水送入沉淀 池中，沉淀池中的部分污泥回流到缺氧载体流化床生物膜反应器中，污泥回流比为 50%～100%，沉淀池的出水一部分回流到上流式厌氧污泥床反应器进行内循环，污 水回流比为100%～200%，另一部分出水直接排放。
2.根据权利要求1所述的高浓度难生物降解焦化废水生化处理工艺，其特征 在于：所述的上流式厌氧污泥床反应器水力停留时间为19～20小时;缺氧载体流 化床生物膜反应器的水力停留时间为15～16小时;一级好氧载体流化床生物膜反 应器的水力停留时间为25小时;二级好氧载体流化床生物膜反应器的水力停留时 间为20小时。
3.根据权利要求1所述的高浓度难生物降解焦化废水生化处理工艺，其特征 在于：所述的污泥回流比为50%，污水回流比为150%。
说明书
一种高浓度难生物降解焦化废水生化处理工艺
技术领域
本发明属于环境保护和难降解工业废水处理技术领域，具体涉及一种高浓度难 生物降解焦化废水的处理工艺。
背景技术
焦化废水是在煤的高温干馏、煤气净化及化工产品精制过程中产生的，其组成 和性质与原煤煤质、碳化温度、生产工艺和化工产品回收方法密切相关。焦化废水 成分复杂，其中溶解性有机物和无机物有100多种，除含有85%的酚外，还含有单 环和多环芳香族化合物，含氮、磷、硫的杂环化合物以及一些以铵盐形式存在的无 机物，一般化学需氧量(COD)高达1000～3000mg/L、氨氮浓度在200mg/L以上， 是一种典型的高浓度难生物降解的工业废水。
目前，国内大多数焦化厂的焦化废水仍以生物处理为主，普遍采用活性污泥法 和A2/O(厌氧+缺氧+好氧)工艺。A2/O工艺的处理效果优于活性污泥法，但是，经 过A2/O工艺处理后的出水很难达到污水综合排放标准(GB8978-1996)中的二级排 放标准(COD≤200mg/L，氨氮≤25mg/L)，特别是COD浓度和氨氮浓度这两个 指标很难同时达到排放要求。这是由于焦化废水中含有一定量的难降解有机物，这 些难降解有机物在生物反应器中很难得到降解。
现有的研究报道中，有的通过化学方法、微波技术等手段强化传统生物处理工 艺，有的以多段活性污泥反应器叠加或活性污泥反应器与生物膜法反应器叠加，也 有的完全以多段生物膜法反应器叠加处理，但由于焦化废水“高浓度”、“难降 解”两大特性的叠加，使得焦化废水在处理过程中，单独使用生物法或物化法等 “常规”方法失去可能，且现有方法不能保证处理后的出水中的COD浓度、氨氮 浓度等主要污染物指标全面稳定达标，出水中的TN及磷污染物较高，还普遍存在 处理成本高的问题，使处理工艺难以在焦化行业推广应用。
发明人通过查新，检索到一些相关的专利，如专利CN 101475258以活性焦为 生物膜微生物载体，通过不断的曝氧和循环回流使得焦化废水通过与大量载有活性 微生物的生物活性焦持续进行有机物的吸附与生化降解过程，在焦化综合废水COD <1500mg/L时处理效果保持稳定，正常出水COD浓度小于150mg/L，含酚有机 物总去除率保持在90%以上，脱氮率达到了98%。专利CN 102674618采用厌氧生 物滤池-三相好氧生物循环流化床耦合工艺处理焦化废水，COD浓度可以从 1195.95mg/L降低到64.82mg/L，去除率为94.58%，氨氮浓度可以从102.1mg/L降 到1.428mg/L，去除率为98.6%。专利CN 102485667采用两级生物滤池(分别为 悬浮生物滤池和微化生物载体滤池)处理焦化废水，COD浓度可以从2500mg/L 降低到120mg/L，去除率为95.2%，氨氮浓度可以从280mg/L降到8mg/L，去除 率为97.1%。CN 102190398A中采用A2/O2(厌氧-缺氧/好氧-好氧)普通活性污泥 工艺处理焦化废水，进水COD浓度为1525mg/L，氨氮浓度为45.14mg/L，处理后 的出水COD<90mg/L，氨氮<1mg/L。
综上所述可以看出，上述方法主要是针对COD≤3000mg/L、氨氮浓度 ≤200mg/L水质的焦化废水，而对于水质更为恶劣的焦化废水(COD≥5000mg/L、 氨氮浓度≥1000mg/L)很少涉及且处理后的水质往往无法达到《炼焦化学工业污 染物排放标准》(GB16171-2012)直接排放标准。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种处理成本低、不需要在生化过程中额外 添加碳源、碱液，且不易造成二次污染的高浓度难生物降解的焦化废水生化处理工 艺。
解决上述技术问题所采用的技术方案是：预处理后化学需氧量≥5000mg/L、 氨氮浓度≥1000mg/L的焦化废水依次进入上流式厌氧污泥床反应器、缺氧载体流 化床生物膜反应器、一级好氧载体流化床生物膜反应器、二级好氧载体流化床生物 膜反应器中进行生化处理，其中上流式厌氧污泥床反应器的处理温度为30～40℃、 溶解氧为零、pH为6.5～8.0、水力停留时间为10～25小时;缺氧载体流化床生物 膜反应器的处理温度为30～35℃、溶解氧小于0.5mg/L、水力停留时间为10～20 小时;一级好氧载体流化床生物膜反应器的处理温度为30～35℃、溶解氧为2～ 5mg/L、pH为8.0～8.5、水力停留时间为20～35小时;二级好氧载体流化床生物 膜反应器的处理温度为30～35℃、溶解氧为2～5mg/L、pH为8.0～8.5、水力停留 时间为20～30小时;然后将生化处理后的焦化废水送入沉淀池中，沉淀池中的部 分污泥回流到缺氧载体流化床生物膜反应器中，污泥回流比为50%～100%，沉淀 池的出水一部分回流到上流式厌氧污泥床反应器进行内循环，污水回流比为 100%～200%，另一部分出水直接排放。
本发明优选上流式厌氧污泥床反应器水力停留时间为19～20小时;缺氧载体 流化床生物膜反应器的水力停留时间为15～16小时;一级好氧载体流化床生物膜 反应器的水力停留时间为25小时;二级好氧载体流化床生物膜反应器的水力停留 时间为20小时。
本发明进一步优选污泥回流比为50%，污水回流比为150%。
本发明吸取了传统的活性污泥法和生物接触氧化法两者的优点，采用载体流化 床生物膜反应器，其核心部分是以比重接近水的悬浮填料直接投加到曝气池中作为 微生物的活性载体，依靠曝气池内的曝气和水流的提升作用而处于流化状态，当微 生物附着在载体上，漂浮的载体在反应器内随着混合液的回旋翻转作用而自由移 动，从而达到污水处理的目的，其占地少、有机负荷高、耐冲击负荷能力强、动力 消耗低、运行简单、运行成本低，生化效率高，能够有效降低COD≥5000mg/L、 氨氮浓度≥1000mg/L的焦化废水中COD、氨氮和酚等污染物浓度，使出水水质达 到《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171-2012)排放标准，且不易造成二次 污染，值得推广应用。