OAO工艺在焦化废水处理中的应用朴美红

OAO工艺在焦化废水处理中的应用朴美红樊华熊小平（宁波钢铁有限公司焦化厂，宁波315807）摘要本文介绍了OAO工艺在焦化厂污水处理中的运行情况。应用OAO工艺治理焦化废水，处理效果好，对COD、NH3-N的去除率能达到98％以上，系统抗冲击能力强、运行稳定，污泥处理系统简单，具有一定的推广价值。关键词焦化废水OAO工艺ApplicationofOAOProcessinDisposalofCokingEfluentPiaoMeihongFanHuaXiongXiaoping(TheCokingPlantofNingboIron&SteelCo.,Ltd.,Ningbo,315807)AbstractTherunningofOAOprocessincokingeffluenttreatmentisdescribedinthepaper.Theprocessusedfortreatmentofcokingeffluenthasachievedgoodresult,theremovalefficiencyforCOD、NH3-Nisreachedto98%.Theprocessischaracterizedbystrongershockresistantabilityandsimpleforsludgetreatment,ithasacertainvaluetoapplication.1Keywordscokingeffluen,OAOprocess宁波钢铁有限公司五丰塘焦化厂于2009年11月投产，现有2座55孔JN60-6型焦炉，设计产量110万吨/年。配套的化产回收脱硫、硫酸铵、粗苯及酚氰水处理等工艺。其中，酚氰水处理站处理能力为150m3/h（2×75m3/h），一次设计、分期建设，一期系统处理能力为75m3/h，采用生化处理O/A/O工艺（即硝化—反硝化结合混凝沉淀），处理后达标排放（GB8978—1996一级）。1废水来源及进、出水水质指标焦化废水的水质因各厂工艺流程和生产操作方式差异很大而不同。宁钢焦化厂进入酚氰水处理站的主要为蒸氨废水及地面冲洗水等。进入酚氰系统的蒸氨废水水质情况如下：CODcr4000～6000mg/L、酚600～900mg/L、氰10mg/L、油～50mg/L、氨氮300mg/L左右。如果CODcr按5000mg/L计，氨氮按240mg/L计，则每吨焦炭最少可产生0.9kgCODcr和0.04kg氨氮，按年产焦炭量为110万吨计算，则可产生990tCODcr和44吨氨氮，如果污水不处理，将对环境造成极大的污染。按照焦化行业准入条件（2008年修订）：酚氰废水处理合格后要循环使用，不得外排。外排废水应执行《污水综合排放标准》(GB8978—1996)。排入污水处理厂的达到二级，排入环境的达到一级标准[1]。设计进水水质要求：化学需氧量(CODcr)≤5500mg/L酚≤1000mg/LpH6～9悬浮物(SS)≤100mg/L氰化物≤30mg/LNH3-N≤300mg/L油≤200mg/L色度≤200倍1朴美红，女，工程师，从事水处理技术工作，[e-mail]工艺在焦化废水处理中的应用出水水质要求达到《钢铁工业水污染物排放标准》(GB8978−1996)一级标准：化学需氧量(CODcr)≤100mg/L酚＜0.5mg/L悬浮物(SS)≤70mg/L氰化物＜0.5mg/LNH3-N≤15mg/L油＜5mg/LpH6～9色度≤50倍2酚氰水处理工艺及流程2.1预处理工艺流程叙述预处理的主要目的是去除废水中的油及悬浮物，为生化处理创造合适的进水条件。预处理包括重力除油、浮选除油及水质水量调节等设施。2.1.1重力除油池送来的蒸氨废水及酚水提升井来水，直接进入除油池，在重力作用下重油沉淀在除油池底部，由重油泵抽送至重油池贮存，进一步脱水后装车外运，轻油浮至除油池表面，由除油池刮油机收集到集油槽中，通过管道自流到轻油池。除油池出水经管道自流入调节池，事故状态时切换到事故池。2.1.2事故池当蒸氨来水中部分污染物浓度超出设计范围时，将除油池出水切入事故池，在来水正常后，将除油池出第八届（2011）中国钢铁年会论文集水重新进入调节池，并将事故池的水慢慢打回调节池进行处理。2.1.3调节池除油池出水进入调节池中，调节池主要是焦化废水处理站的内部调节。当生物处理过程不稳定或系统发生故障时，来水不能进入下段处理构筑物时，由调节池贮存来水量，当系统运转正常后，再把废水进行处理。表1为2010年酚氰废水调节池数据表12010年酚氰废水调节池数据时间CODNH3-N氰化物挥发酚2010年6月3428.33197.872.42619.382010年7月4314.55335.592.53669.382010年8月3802.87161.271.07468.332010年9月3203.69177.542.28957.002010年10月3735.52217.112.97612.632010年11月4085.07274.475.06678.102010年12月4330.77122.096.52838.962.1.4气浮池气浮池主要是除去废水中的乳化油。调节池水经管道离心泵打入浮选池。通过溶气泵产生大量的微小气泡，通过絮凝剂的絮凝作用，废水中的乳化油、悬浮物等与微气泡吸附并浮至浮选池表面，由气浮池刮渣装置收集到排渣槽中，通过管道进到油水气浮贮渣池中。贮渣池内泥水混合物通过泵送到污泥浓缩池。2.2生化细菌处理系统生物处理的主要目的是通过微生物的生物化学反应来降解焦化废水中的有毒害物质，降低废水中的COD、氨氮、酚、氰等污染物含量。生化处理的主要设施有初曝池、初沉池、缺氧池、好氧池、二沉池、污水污泥回流设施、鼓风机、加药及消泡设施等。2.2.1初曝池气浮池出水自流入初曝池，池内投加微生物细菌，通过风机的曝气作用，使废水中污染物与微生物细菌充分混合，降解掉污水中大部分有害物质，通过调节初曝池内的溶解氧来控制初沉出水的COD，为后段A/O系统的硝化、反硝化提供有利调节。初曝池上设有消泡水管道，当初曝池中泡沫多时，打开消泡水管道阀门进行消泡。TP（全磷）：3mg/LDO（溶解氧）：2～5mg/LP＞1mg/LpH:6.5～8NH3-N＜300mg/L温度：25～35℃（不得急剧变化）SV30:20%～40%SVI:50～100表2为2010年酚氰废水初曝池数据。表22010年酚氰废水初曝池数据时间CODNH3-N氰化物挥发酚2010年6月318.338.40.30.02010年7月367.5154.50.30.22010年8月366.790.40.20.12010年9月346.9125.20.20.12010年10月390.8183.90.20.52010年11月805.0194.21.01.72010年12月955.3169.92.80.2OAO工艺在焦化废水处理中的应用2.2.2初沉池初沉池主要是用来分离初曝池出来的泥水混合液，初曝池出水经管道自流进入初沉池中心管，在初沉池中进行泥水分离。初沉池出水经自流管道流到缺氧池中。初沉池分离出来的活性污泥经管道离心泵提升后，大部分作为回流污泥送回初曝池循环使用，剩余部分作为生化过程中产生的剩余污泥，送污泥浓缩池中进一步浓缩处理。2.2.3缺氧池缺氧池是生化处理的核心设施之一，在此以进水中的有机物作为反硝化的碳源和能源，以回流泥水混合液中的硝态氮、亚硝态氮作为反硝化的氧源，在池中兼性菌团作用下进行反硝化脱氮反应，使废水中的NH3—N、COD等污染物质得以部分去除和降解。运行中应根据实际情况进行操作，缺氧池正常运行时可按以下参数进行操作。缺氧池控制参数如下：DO：＜0.5mg/LTP：0.2～0.5mg/L水温：25~30℃pH：7.0～8.0表3为2010年酚氰废水缺氧池数据：表32010年酚氰废水缺氧池数据时间CODNH3-N2010年6月439.38.82010年7月383.228.32010年8月464.716.52010年9月422.930.12010年10月410.549.52010年11月551.834.02010年12月672.927.62.2.4好氧池好氧池是生化处理的核心设施之一，微生物细菌的生物化学反应过程主要是在好氧池中进行的。废水中的氨氮在此被氧化成硝化氮——硝化过程。缺氧池出水流入好氧池，通过设置的微孔曝气器来增加好氧池废水中的溶解氧，为微生物提供氧和对混合液进行搅拌。另外还需投加液碱及磷盐。液碱按好氧池混合液流向分段投加。正常运转时好氧池可按以下参数进行操作：DO：2～4mg/LTP：0.5mg/lpH：7.0～8.5碱度以（CaCO3）计：＞200mg/LMLSS：3～5g/L左右适宜水温：25～30℃为了保证生化处理的有害物质浓度控制在允许范围内，好氧池上设有消泡水管道，当好氧池中泡沫多时，可打开消泡水管道阀门进行消泡。反应机理：缺氧池：以进水中有机物为碳源（以甲醇为例）在缺氧条件下，使回流液中的硝酸盐在兼性异养型脱氮菌的作用下，还原为氮气，同时提供碱度，此过程也称为反硝化（脱氮）阶段：微生物6NO3-+5CH3OH——→3N2↑+5CO2+7H2O+6OH–好氧池：在好氧条件下，废水中有机物（以葡萄糖为例）在好氧异养型微生物的作用下，分别为二氧化碳和水：微生物C6H12O6+6O2——→6CO2+6H2O第八届（2011）中国钢铁年会论文集在好氧条件下，将废水中NH3-N氧化为NO3-N，此过程消耗废水中碳酸盐碱度计，一方面须中和过程产生的H+，另一方面，硝化菌细胞生长需要消耗一定量碱度。每硝化1g氨氮，需消耗7.1g碱度（以CaCO3计）。因此需要在此投加适量碱，以补充碱度。反应温度20～40℃；pH8.0～8.4。此过程，要求较低的含碳有机质，以免异氧菌增殖过快，影响硝化菌的增殖，气水比20:1。与悬浮活性污泥接触，水中的有机物被活性污泥吸附、氧化分解并部分转化为新的微生物菌胶团，废水得到净化。该工艺在水底直接布气，活性污泥直接受到气流的搅动，加速了微生物的更新，使其经常保持较高的活性。此过程也称为硝化阶段：微生物2NH4++3O2——→2NO2-+2H2O+4H+2NO2+O2——→2NO3-NH4++2O2——→NO3-+2H++H2O注：好氧池主要进行部分碳化反应和硝化反应。表4为2010年酚氰废水好氧池数据。表42010年酚氰废水好氧池数据时间CODNH3-N2010年6月410.30.22010年7月335.50.62010年8月373.60.82010年9月346.50.62010年10月281.90.32010年11月482.10.32010年12月555.20.02.3后混凝沉淀、高效沉淀池及多介质过滤器、污泥处理从好氧池出来的泥水混合物进入二沉池，在此进行泥水分离，底部污泥回流到缺氧池，上清液流入絮凝反应池，在此加入絮凝剂，进一步去除水中悬浮物COD后流入混凝沉淀池进行泥水分离，分离出的水自流入集水池1（若达到一级排放标准则直接超越到清水池），通过提升泵将水打入终沉池，在此加入药剂（PAC），进一步去除水中的悬浮物，终沉池出水自流入集水池2（若达到一级排放标准则直接超越到清水池），通过加压泵，将水打入二级过滤罐内，脱除色度及悬浮物，最终流入清水池内通过外排泵进行外排或用于熄焦。初沉池和二沉池沉淀下来的污泥大部分回流到缺氧池循环使用，剩余污泥和气浮贮渣池及混凝沉淀池出来的污泥分别用泵送到污泥浓缩池进行浓缩脱水，浓缩后污泥通过污泥提升泵送至压滤机（在此加入药剂PAM阳离子）压成泥饼后送到煤场。后混凝沉淀、高效沉淀池及多介质过滤器，主要是通过物理化学法进一步降低出水中的悬浮物和COD，后混凝沉淀处理混合反应池、混凝沉淀池等。2.3.1二沉池好氧池出水进入二沉池，在此进行泥水分离，底部污泥回流到缺氧池，上清液流入絮凝反应池。二沉池的作用是使活性污泥与处理完的废水分离，并使污泥得到一定程度的浓缩，使