QWSTN工艺在酚氰污水处理中的应用张敏

QWSTN工艺在酚氰污水处理中的应用张敏(济南钢铁化工厂供排水车间251010)酚氰污水是在生产焦炭、煤气、焦油及焦化产品过程中产生的废水。酚氰污水成分复杂,含有数十种无机和有机化合物污染物质。其中无机化合物主要含有大量氨氮类、硫化物、氰化物等;有机化合物主要有酚类(约占有机物的一半以上)、单环及多环芳香族化合物,同时也含有氮、硫、氧等杂环化合物等。焦化酚氰污水属于有毒有害高浓度有机酚氰污水,处理难度大。1.济钢酚氛污水处理流程原济钢焦化厂共有焦炉9座,1一6#焦炉为一系统,6一7#焦炉为二系统,8一9#焦炉为三系统。每套系统都有配套的化产回收系统。炼焦过程中产生的剩余氨水经冷凝后先进人溶剂脱酚工段,萃取脱酚后的剩余氨水然后进人蒸氨工段,蒸氨废水最后进人酚氰污水站进行生化处理。整个工艺流程如图1。图l焦化废水处理工艺流程污水处理站即生物脱酚系统采用同济大学最新开发成功的、专门针对难降解有毒有机废水的处理技术—倍增组合式焦化酚氰污水处理(QWSTN)工艺,综合采用了物化除油除悬浮物预处理、降低微生物毒性、提高可生化性、生物强化处理及高效优势生物菌种等工艺技术措施。济钢酚氰污水处理工程于2009年12月开工建设,目前正处于调试时期。1.酚橄污水设计水工及进水水质污水处理站即生物脱酚系统设计处理水量为170m3h/。进水水质如表2一l表2一1设计进水水质指标序序号号水质指标标数值值序号号水质指标标数值值lllllPHHH7~9.555666氰化物物毛25m酬LLL22222CODDD〔38X()m岁LLL777硫化物物城soom扩LLL33333氨氮氮感300m岁LLL888水温温燕38℃℃44444悬浮物物簇200m盯LLL999石油类类毛60m扩LLL55555挥发酚酚岌550m酬LLLLLLLLL121一期废水处理工程处理后的出水水质达到《钢铁工业水污染物排放标准》(GIB4365一29)中的二级标准,二期处理后水质达到一级标准。2,Q一WSTN工艺介绍酚氰污水属难降解有毒有机工业废水。针对该类废水出水COD、氨氮浓度难以达标的问题,济钢化工厂选用Q一WSNT处理工艺。该工艺为前置硝化/反硝化生物脱氮、脱碳理论的新型应用。Q一WsTN工艺由以下部分组成:废水一物化预处理一新型厌氧水解一新型生物脱碳脱氮反应器一废水排放或回用。整个工艺流程如图3一1。水从政.H艺部分倍,at奋猫式化生物脱抓H艺分加一一~价嚷鑫霎__.心___一一卜月茸薪~一心_...j右书系例排图3一1QwSNT工艺流程图2.1调节池、事故池针对生产废水来水在时间和水量上的不均匀性,设置调节池调节水质、水量,为系统稳定运行创造适宜的水质条件。调节池内安装水质均和器进行混合搅拌。当焦化废水水质出现异常波动时切换至事故池,然后由事故池提升泵缓缓泵送至调节池。2.2气浮反应分离器气浮反应分离器主要目的是去除废水中的油类污染物及悬浮杂质,降低废水COD值,以减轻后续生物处理系统的负荷,为生物反应创造良好的条件。气浮反应分离器分别设置反应区、接触区、分离区、清水区及泥渣区。反应区里投加混凝剂。调试初期,混凝剂选用硫酸铝。调试运行一段时间后发现硫酸铝的投加量非常大,但是除油效果非常差。后来改用聚合氯化铝,运行结果表明聚合氯化铝反应性强,受水质pH值和温度影响小,在水中絮凝体形成快,沉降速度快,净化后的水质优于硫酸铝絮凝剂,净水成本比硫酸铝低30%左右。分离出的浮渣排至泥渣区,出水自流进人厌氧水解反应器。分离区设置泥斗,沉积的泥渣排至泥渣区。泥渣经螺杆泵送至机械化澄清槽。2.3厌氧水解反应器厌氧水解反应器主要是利用厌氧菌将大分子有机物及部分难降解的有机物分解为小分子及易降解的有机物,去除部分COD、BODS,同时提高生产废水的B/C值,为后续好氧反应的创造良好的条件,提高整个生化系统对毒性有机物的抗冲击能力,确保系统稳定运行。通过水解酸化作用使复杂的不溶性高分子有机物经过水解和产酸转化为溶解性的简单低分子有机物,为后续厌氧处理中产乙酸、产氢和产甲烷微生物或为好氧处理准备易于氧化分解的有机底物。水解酸化菌利用H20电离的H+和OH一将有机物中C一C链打开,一端加人H十,一端加入OH一,可以讲长链水解为短链,支链成直链,环状结构成直链或支链。经过厌氧酸化后废水中的苯酚、二甲酚以及哇琳、异喳琳、叫噪、毗陡等杂环类化合物取得了较大程度的去除或转化,水质得到了很好的改善。水解反应池内安装厌氧混合反应器,并悬挂系列叠片展开式蜂窝状微生物载体,池顶加盖保温。厌氧池内利用搅拌器对污泥进行搅拌,使得污泥处于无氧悬浮状态.微生物载体提高了微生物与废水中污染物的接触面积,有利于厌氧水解作用的进行。1222.4缺氧反硝化反应器前置反硝化反应主要是在反硝化菌的作用下将混合液回流带来的硝酸盐氮、亚硝酸盐氮转为氮气,实现总氮的脱除。同时部分去除废水中的COD,并补充一半碱度,减轻后续OHCR好氧反应器的有机负荷和减少碱耗量。反硝化反应过程如下:8N0--3+SCH3C00H(酸化水解产物)。4N:+10C02+80H一+6H208N0--2+3CH3C00H(酸化水解产物)。4N:+6C0:+80H一+2H202.5好氧反应器在一级OHCR好氧反应器中,通过微生物新陈代谢对废水中的有机碳化物进行充分降解,然后再经二级OHCR好氧反应器中硝化菌将废水中的氨氮转化为硝酸盐氮和亚硝酸盐氮。在二级OHCR反应器中需自动投加碱液,以补充硝化反应所需的碱度。一、二级OHCR好氧反应器采用微孔曝气器和离心风机进行供氧。二级OHCR好氧反应器出水自流进人沉淀池进行泥水分离。OHCR好氧反应器池顶设置消泡水管,防止泡沫扩散。4工艺运行参数的控制Q一WSTN工艺的主要影响因素有水温、溶解氧、pH、碱度、碳氮比和有毒有害物质浓度等。4.1温度生化反应机理是依靠微生物的生长代谢,适宜的温度条件是确保微生物活性的基本条件,生化系统内各系统温度最佳控制在25一30℃,最低不得低于巧℃,不得高于35℃。4.2PH生化系统中对pH有较为严格的要求,在废水处理前应严格监测进出水的pH,厌氧水解反应器pH值控制为7.0一8.;0反硝化反应器pH值控制为7.5一8.;5好氧反应器pH值控制为7.5一8.5。4.3溶解氧QWSTN生物反应器内对各段溶解氧浓度的要求不一样,厌氧水解溶解氧应低于0.sm岁;L好氧反应器内溶解氧控制在2.0一4.om岁L,最佳控制在Zm扩L。4.4碳氮比(C/N)一般认为,废水中的BODS/TN大于3时,可顺利进行反硝化反应,达到脱氮的目的,而无须外加碳源,当BODS/NT小于3时,需另加碳源达到理想的脱氮效果。Q一WSTN工艺的新型厌氧水解池起了非常重要的作用,通过厌氧水解使得废水中的BODS浓度增加,在进水水质正常的条件下脱氮池进水BODS/TN大5以上。4.5加药控制聚合氯化铝投加量根据生产实际投加;碱液具体投加量应根据实际情况来确定,但要控制出水碱度在orom岁L一巧om留L之间,以保证硝化池处于最佳运行状态;QWSTN生物反应器最终出水磷浓度应控制在Zm岁L左右。5结论目前,济钢焦化废水正处于调试的关键时期,调试运行期间总结出以下几点:(l)严格控制好进水水质,特别是COD、NH3一N浓度。COD浓度过高会对生化系统造成冲击;NH3一N浓度过高会影响微生物的活性,对COD、NH3一N的处理效果有不利影响,严重时会使硝化反应停滞。(2)重视预处理提高除油率,降低污水中各污染物浓度,确保生化处理正常运行。(3)系统运行期间,应对系统各项参数进行严格控制,确保系统长期稳定运行。123