申请日2012.12.13
公开(公告)日2013.04.03
IPC分类号C02F3/02; C02F9/14
摘要
本发明涉及焦化废水生化处理工艺及装置。其工艺步骤和装置组成有：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。本发明有益效果：生化处理降解废水中COD和N，组合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。
权利要求书
1.焦化废水生化处理工艺，其特征在于处理步骤如下：
(1)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。
2.根据权利要求1所述的焦化废水生化处理工艺，其特征在于：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;第二格曝气区溶解氧范围0.1～0.9mg/L， 生化停留时间48～72h。
3.根据权利要求1所述的焦化废水生化处理工艺，其特征在于：步骤(2)所述的第二格曝 气区末端混合液回流到第一格曝气区进水端，回流比按第一格曝气区进水端稀释后酚、氰、 COD、N等浓度综合设计，并确保酚小于100mg/L，氰小于5mg/L，回流比20～32倍。
4.根据权利要求1所述的焦化废水生化处理工艺，其特征在于：步骤(3)所述的底部污泥 回流到第二格曝气区的进水端，回流比6～8倍。
5.根据权利要求1所述的焦化废水生化处理工艺，应用于工程的焦化废水生化处理装置，其 特征在于：按废水流经顺序包括：预处理装置、生化池和后处理装置。
6.根据权利要求5所述的焦化废水生化处理装置，其特征在于：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。
7.根据权利要求5所述的焦化废水生化处理装置，所述的生化池，曝气管选用微孔曝气软管， 曝气管间距80～350mm，优选的间距110～220mm;其特征在于：生化池有二格曝气区和一 格泥水分离区，废水依序经过第一格曝气区、第二格曝气区和泥水分离区;第二格曝气区末 端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;泥水分离区有泥水分离 装置，选用斜管或斜板;泥水分离区底部污泥回流选用气动提升装置，优选的以空气为动力 的气提水泵。
8.根据权利要求5所述的焦化废水生化处理装置，其特征在于：所述的后处理装置，选用气 浮机。
说明书
焦化废水生化处理工艺及装置
技术领域
本发明涉及一种废水处理工艺及装置，具体指焦化废水生化处理工艺及装置，是利用微 生物同步降解焦化废水COD和N的工艺及装置。
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，CODCr2000～5000mg/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/C 0.2～0.35。
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/O工艺及其延伸的A2O、A/O/O 等工艺应用最广，但这些生化处理工艺及装置对高浓度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。
传统生化工艺及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，传统生化工艺及装置对COD的降解不够彻底;二是传统生化工艺及装置 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;三是传统生化工艺及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;四是传统生化工艺及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。
传统生化工艺及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工艺及装置和OLAND工艺及装置。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。 但由于这些工艺及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。
发明内容
为了克服上述工艺及装置的缺陷，本发明焦化废水生化处理工艺及装置，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。
本发明的技术方案，包括焦化废水生化处理工艺及装置，分别介绍如下：
本发明焦化废水生化处理工艺，包括以下工艺步骤：
(1)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)废水处理过程中产生的剩余污泥排入污泥处置系统。
步骤(1)所述的生化池曝气为全程低溶氧控制下的曝气。
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;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)所述的第二格曝气区末端混合液回流到第一格曝气区进水端，回流比按第一格 曝气区进水端稀释后酚、氰、COD、N等浓度综合设计，并确保酚小于100mg/L，氰小于5mg/L， 回流比20～32倍。
步骤(3)所述的底部污泥回流到第二格曝气区进水端，回流比6～8倍。
步骤(4)所述的剩余污泥，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。
本发明焦化废水生化处理装置，是焦化废水生化处理工艺的工程化应用。其装置组成和 废水处理步骤如下：
所述的焦化废水生化处理装置，包括预处理装置、生化池和后处理装置，废水依序流经 预处理装置、生化池和后处理装置至达标排放。
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，废水出现事故性排放时，直接排入事故池暂存，然后再按上述流程处理。
所述的生化池，有二格曝气区和一格泥水分离区，废水依序经过第一格曝气区、第二格 曝气区和泥水分离区;二格曝气区底部有曝气管，曝气管选用微孔曝气软管，曝气管间距 80～350mm，优选的间距110～220mm;泥水分离区选用斜管或斜板;第二格曝气区末端混 合液回流到第一格曝气区的进水端，泥水分离区底部污泥回流到第二格曝气区的进水端，混 合液回流和污泥回流，选用气动提升装置，优选的以空气为动力的气提水泵。
所述的后处理装置选用气浮机。
本发明有益效果：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 COD，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。