申请日2014.07.04
公开(公告)日2014.10.08
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明公开了一种焦化厂污水的处理系统，包括依次连接的预处理系统、生化处理系统和深度处理系统，其中预处理系统包括依次连接的旋流式油水分离器、多相流泵溶气气浮、中和池和调节池;生化处理系统由依次连接的兼氧水解池、好氧曝气池和二沉池组成;深度处理系统则包括过硫酸盐强氧化反应器、絮凝反应池、三沉池和回用池。本处理系统的处理效果好，工艺流程设置灵活简单，处理单元简易紧凑、设备简单，基建投资较少，运行成本低，占地面积小。处理设施故障率低，维修简单，管理方便。同时生化系统抗冲击能力强，出水水质稳定达标。
权利要求书
1.一种焦化厂污水的处理系统，包括依次连接的预处理系统(1)、生化处理系统(2)和深度处理系统(3)，其特征在于：预处理系统(1)包括依次连接的旋流式油水分离器(4)、多相流泵溶气气浮(5)、中和池(6)和调节池(7);生化处理系统(2)由依次连接的兼氧水解池(8)、好氧曝气池(9)和二沉池(10)组成，在上述好氧曝气池(9)的末端至兼氧水解池(8)的首端设有硝化液回流通路(9-1)，同时二沉池(10)还分别与兼氧水解池(8)和好氧曝气池(9)设有污泥回流通路(10-1)，另外在好氧曝气池(9)的末端设有填料投加装置(9-2);深度处理系统(3)则包括过硫酸盐强氧化反应器(11)、絮凝反应池(12)、三沉池(13)和回用池(14)。
2.根据权利要求1所述的焦化厂污水的处理系统，其特征在于：在预处理系统(1)中的旋流式油水分离器(4)前还连接有事故调节池(15)。
3.一种焦化厂污水的处理方法，其特征在于包括以下步骤：
a)污水预处理，氨氮废水进入旋流式油水分离器(4)，进行油水分离后的废水进入多相流泵溶气气浮(5)，去除剩下的油和大量的悬浮物，接着经中和池(6)处理后进入调节池(7)，并与生活污水和其它废水混合;
b)污水生化处理，混合废水进入兼氧水解池(8)中，进行反硝化作用并降解部分有机物，经兼氧水解池(8)处理后的出水自流至好氧曝气池(9)，利用微生物将剩余有机物降解，经好氧曝气池(9)处理后的出水进入二沉池(10)，同时好氧曝气池(9)末端的硝化液回流到兼氧水解池(8)中，回流量为120~200%，在二沉池(10)中进行泥水分离，其中出水流入下一步处理中，而污泥中的小部分则回流至兼氧水解池(8)，回流量为60~100%，大部分污泥回流至好氧曝气池(9)中，回流量为100~150%;
c)污水深度处理，经生化处理后的废水进入过硫酸盐强氧化反应器(11)去除难降解的CODcr和悬浮物，在过硫酸盐强氧化反应器(11)内所需投加的药剂有硫酸亚铁、过硫酸盐和络合剂，其HRT为20min，经过硫酸盐活化强氧化反应器(11)后，污水进入絮凝反应池(12)，其所需投加的药剂有氢氧化钠和聚丙烯酰胺，其HRT为30min，最后经过三沉池(14)处理后的出水进入回用池(15)内。
说明书
焦化厂污水的处理系统及方法
技术领域
本发明涉及一种污水处理，特别是焦化厂污水的处理系统及方法。
背景技术
目前，焦化废水中含有苯类、酚类、氯化物、硫化物、氨氮、吡啶、 喹啉等杂环和大量多环杂环化合物、叠氮类无机化合和氨氮等，是一种有 毒有害成份复杂、浓度含量高的难降解工业废水，并且废水中含有油量较 多，对生化处理系统影响较大。
这些物质无论是排入地面水体或渗入地下水体，还是其中的一些物质 释放进入大气，他们都会直接的或间接地对动植物产生严重的危害。人直 接食用了含这类物质一定浓度的水，或长时间的吸入含该类物质的空气， 会得病，严重者可以致癌。特别是有些物质可在动物或植物体内富集，使 其浓度浓缩许多倍，最终通过食物链可侵害到人;焦化废水中的含碳类化 合物多数都是耗氧类物质，他们进入水体后要消耗水体中的溶解氧，严重 时可以导致水体的腐化;而焦化废水中的含氮类物质，能导致水体的富营 养化，可以导致藻类的大量滋生和繁殖;氨氮在水体中还能转化成亚硝态 氮，婴幼儿食用了含有一定浓度亚硝态氮的水，可导致白血病。由于焦化 废水对自然生态的破坏极其严重，对人类的威胁巨大，因此，不仅要对其 进行治理，而且要进行彻底的治理，并且要防止污染的转移和产生二次污 染。污水的组成复杂，其成份与性质随企业的生产产品的结构，生产技术 的质量、以及循环经济的利用不同而变化。污水中所含污染物可分为有机 物和无机物两大类。无机物一般以铵盐等形式存在，如NH4+、NH3、SCN-、TP (总磷)、CN-、SO42-等。有机物除CODcr(化学需氧量)、BOD5(五日生化需 氧量)、SS(悬浮物)等外，还包括脂肪族化合物、杂环类化合物和多环芳 香烃等，同时还包括石油类、动植物油类物质。污水中含有大量的有毒有 害物质，其中某些酚类化合物能使细胞蛋白质发生变性和沉淀，对各种细 胞都有直接毒害作用，还可以引起高铁血红蛋白症;其中氰化物属剧毒物 质，进入有机体后，可与高铁型细胞色素氧化酶结合，变成氰化高铁型细 胞色素氧化酶，使其失去传递氧的作用，从而引起组织缺氧而致中毒;其 中大量的多环芳烃和杂环类化合物，不少被疑为致癌和致突变物质，其中 大量的有机物排入水体后，还将消耗水中大量的溶解氧，造成水体缺氧， 危害水生生物。
另外，污水中的NH3-N对水生生物也有毒害作用，还会引起水体的富 营养化问题，高浓度的NH3–N本身就是一种不稳定的无机物，它在微生物 的作用下会被氧化为NO2-和NO3-，同时消耗水中的溶解氧，生成的NO2-则 是一种潜在的致癌物质，高浓度的NH3–N对周围环境及设施设备危害也较 大，如下风向的花草树木枯槁,设备、栏杆及配电箱腐烂等。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述现有技术的不足而提供一种处理效果 好，工艺流程设置灵活简单的焦化厂污水的处理系统及方法。
为了实现上述目的，本发明所设计的焦化厂污水的处理系统，包括依 次连接的预处理系统、生化处理系统和深度处理系统，其中预处理系统包 括依次连接的旋流式油水分离器、多相流泵溶气气浮、中和池和调节池; 生化处理系统由依次连接的兼氧水解池、好氧曝气池和二沉池组成，在上 述好氧曝气池的末端至兼氧水解池的首端设有硝化液回流通路，同时二沉 池还分别与兼氧水解池和好氧曝气池之间设有污泥回流通路，另外在好氧 曝气池的末端设有填料投加装置;深度处理系统则包括过硫酸盐强氧化反 应器、絮凝反应池、三沉池和回用池。
一种焦化厂污水的处理方法，包括以下步骤：
(a)污水预处理，氨氮废水进入旋流式油水分离器，进行油水分离后 的废水进入多相流泵溶气气浮，去除剩下的油和大量的悬浮物，接着经中 和池处理后进入调节池，并与生活污水和其它废水混合;
(b)污水生化处理，混合废水进入兼氧水解池中，进行反硝化作用并 降解部分有机物，经兼氧水解池处理后的出水自流至好氧曝气池内，利用 微生物将剩余有机物降解，经好氧曝气池处理后的出水进入二沉池内，同 时好氧曝气池末端的硝化液回流到兼氧水解池中，回流量为120～200%，在 二沉池中进行泥水分离，其中出水流入下一步处理中，污泥中的小部分则 回流至兼氧水解池，回流量为60～100%，大部分污泥回流至好氧曝气池中， 回流量为100～150%;
(c)污水深度处理，经生化处理后的废水进入过硫酸盐强氧化反应器 去除难降解的CODcr和悬浮物，在过硫酸盐强氧化反应器内所需投加的药 剂有硫酸亚铁、过硫酸盐和络合剂，其HRT(水力停留时间)为20min， 经过硫酸盐活化强氧化反应器后，污水进入絮凝反应池，其所需投加的药 剂有氢氧化钠和聚丙烯酰胺，其HRT为30min，最后经过三沉池处理后的 出水进入回用池内。
整个污水处理系统中的所有设备介绍如下：
旋流式油水分离器：氨氮废水进入旋流式油水分离器，靠两种互不相 容液体的密度差，利用液体在旋流管内高速旋流产生离心力将油滴从水中 分离出来，实现油水分离。运行时打开旋流式除油器的入口，待旋流式除 油器内腔全部充满液体后，缓慢打开旋流器的水相出口阀门和油相出口阀 门。调节阀门控制旋流器的入口和水相出口压差为0.2Mpa，旋流器的入口 和油相出口压差为0.4Mpa;在正常运行运转期间，一般不需要调节旋流器。
多相流泵溶气气浮：从旋流式油水分离器出来的废水进入多相流泵溶 气气浮中。多相流泵溶气气浮采用先进的多相流泵，减少了空压机、压力 容器、通用离心泵和控制系统等传统容器系统的必需设置。在浮选剂的作 用下，实现污染物的分离去除。浮选剂优选含有一种铁盐和聚丙烯酰胺 (PAM)的复配物。铁盐为聚合硫酸铁、硫酸铁或氯化铁中的一种，聚丙 烯酰胺为阳离子聚丙烯酰胺。上述复配物的药液成分的比例为1～3份铁盐： 1～2份聚丙烯酰胺。
中和池：用于收集多相流泵溶气气浮出水，起到中和并调节pH的作用。
调节池：用于收集调节污水处理站内部的地面和设备设施排水，包括 污泥浓缩池排出的上清液以及工厂其它废水，在调节池中将氨氮废水与其 它废水进行混合。
兼氧水解池：是生化处理的核心设施之一。经过有效的前级除油预处 理，废水中有机物的含量、生化抑制性物质的含量可得到降低和均匀，废 水的可生化性得到提高，具备了进行生化处理的条件。废水进入兼氧水解 池，主要为氨氮进行反硝化和降解部分有机提供必须的功能设置。兼氧水 解池是使微生物(异养反硝化菌)处于缺氧状态，利用有机碳源作为电子 供体，将混合回流中的NO2-NO3-N转化为N2并逸出，而且利用部分有机 碳和氨氮组成新的细胞物质，从而去除一部分有机物，减轻后续好氧曝气 池的有机负荷以利于硝化作用，最终消除氮的营养化污染。同时在兼氧水 解池的底部设置有潜水搅拌机，使废水在兼氧水解池内均匀搅拌，不会发 生沉积现象。兼氧水解池正常运行可按下列参数参考操作：溶解氧< 0.5Mg/L、适宜水温为18～40℃、总磷含量>2mg/L、pH为7.3～8.2。
好氧曝气池：经兼氧水解池处理后的废水流入好氧曝气池进行生化反 应，好氧曝气池是一种活性污泥法的生化处理装置，在该装置中的有机物 被微生物所吸附、降解，使水质得到净化。经过兼氧水解池的生化作用， 有机物浓度将大幅度降低，但仍有一定量的有机物存在。为了使有机物得 到进一步的氧化分解，同时在碳化作用趋于完全的情况下，硝化作用能顺 利进行，在好氧曝气池的末端设有填料投加装置，所投加的填料为改性生 物悬浮填料，直径25mm×高10mm，比表面积为620m2/m3，堆积密度为 100kg/m3。添加填料则可以确保硝化反应在有机负荷较低的好氧池进行， 同时好氧曝气池的末端不会存在着反硝化的浮泥现象。好氧曝气池在硝化 过程中起作用的是好氧菌及自养型细菌(硝化菌)，好氧菌把有机物分解成 CO2和H2O，硝化菌则利用有机物分解产生的无机碳源或空气的CO2作为 营养源，将废水中的氨氮转化成NO3-N，NO2-N。好氧曝气池的出水进二 沉池，好氧末端的即硝化液回流到兼氧水解池(回流量为120-200%)，为 兼氧水解池生化池提供电子受体，通过反硝化作用完成最终的消除氨氮污 染。另外在好氧曝气池的上方安装有消泡水管道,当好氧曝气池内由于曝气 作用分解有机物质而形成大量的泡沐时，可打开消泡水管阀进行消泡。好 氧曝气池正常运行可按下列参数参考操作：前端的溶解氧为1.5～2.0mg/L、 中端的溶解氧为2.0～4.5mg/L、末端的溶解氧为3.5mg/L左右、总磷含量为 3.5mg/L、pH为7.5～8.2、混合液污泥浓度3000～4500mg/L、适宜水温为18～40 ℃。
二沉池：好氧曝气池出水端的废水进入二沉池，二沉池采用中心进水 周边集水的方式，该池为中心辐流式，内置刮泥机。在二沉池中进行泥水 分离，其中出水流入下一步处理中，污泥中的小部分则回流至兼氧水解池， 回流量为60～100%，大部分污泥回流至好氧曝气池中，回流量为100～150%。
过硫酸盐强氧化反应器：一种集紫外光、热、过度金属活化过硫酸盐 氧化技术反应器，其所需投加的药剂有硫酸亚铁、过硫酸盐和络合剂，其 HRT为20min。
絮凝反应池：经过硫酸盐活化强氧化反应器后，污水进入絮凝反应池， 絮凝反应池是对废水进行絮凝处理，其所需投加的药剂有氢氧化钠和聚丙 烯酰胺，HRT为30min。
三沉池：从絮凝反应池出来的出水在三沉池中再次沉淀以确保水质的 洁净。
回用池：经过三沉池处理后的出水可以直接排放，或者进行回用处理， 如锅炉补水、冷却水等回用。
为了更好保证污水处理系统的正常运行，在预处理系统中还设有事故 调节池，其安装在旋流式油水分离器的前面。事故调节池是用于调节均质 发生事故时排放工业废水。具体的情况是当废水站的内部生物处理过程不 稳定，系统发生故障时，或蒸氨系统异常，氨氮、CODcr等长时间超过废水 站进水指标要求。此时，氨氮废水应通过阀门及时切换到事故调节池。当 系统正常后，再把氨氮废水切换回预处理系统处理，然后再进入生化系统 处理。
本发明得到的焦化厂污水的处理系统，在旋流式油水分离器预处理工 业段不投加药剂，这样不仅不再产生额外的污染物，更重要的是可大大减 少污水处理的运行成本;另外，通过多相流泵溶气气浮的方法能有效地去 除石油类、挥发酚和氰化物，从而确保了生化工艺的稳定运行。本系统中 的生化处理部分，采用A/O内循环生物脱氮工艺，利用兼氧水解池与投加 悬浮填料的活性污泥好氧曝气池的有机结合，使得处理后的出水其有机物 含量、CODcr均有所下降，水质情况良好且剩余污泥量较少。另外在深化处 理部分采用过硫酸盐强氧化反应器，则更加保证了水质。整体来说，本处 理系统的处理效果好，工艺流程设置灵活简单，处理单元简易紧凑、设备 简单，基建投资较少，运行成本低，占地面积小。处理设施故障率低，维 修简单，管理方便。同时生化系统抗冲击能力强，出水水质稳定达标。