浅谈焦化厂污水处理现状及到达零排放
前 言:
焦化污水又称酚氰废水,其中除了含有大量的酚、氰、氨氮外,还有少量的如吲哚、苯并芘(a)、萘、茚等,这些微量有机物中有的已被确认为致癌物质,且不易被生物降解,这种高浓度有毒废水正是焦化厂污水处理的重点。要想把这废水处理好,首先要选择先进的污水处理工艺,可靠地技术力量和严谨的在规程。 A、焦化废水生化处理 一、废水的来源、水量及水质
按产能110万吨/年焦炉计,根据焦化厂生产工艺的特点,废水主要来自剩余氨水、煤气在冷却过程中产生的混合冷凝液、焦油分离水、煤气水封排出的冷凝液、焦炉地下室煤气水封排水、烟道水、粗苯生产粗苯时产生的粗笨分离水、生活污水及其他工业废水。废水量约为100-120m3/h。
焦化主要污染源的废水水量及水质见表1:(110孔/日)
水 量(m3/h) 30-35 3-5 12-14 水 质 酚(mg/l) 氰(mg/l) 氨氮(mg/l) CODcr(mg/l) 400~1200 15~40 20~120 5~80 500~1200 10~50 500~600 5000~8000 500~4000 5000~6000 污 染 源 剩余氨水水 粗笨分离水 煤气水封水焦油分离水
1200~1700 10~30
煤气冷凝水 生活、工业污水 1-3 10 40~70 〈1 10~30 〈1 15000~20000 5000~12000 〈100 60~200 表中未列出其他废水的量;循环水排水、锅炉排水、软化水排水等,这些废水中污染物浓度较低,为节省能耗,企业大部分外排。 二、污水处理工艺流程
焦化厂污水处理工艺,大都选择生物氧化法即;A/O、A2/O、A2/O2、工艺,还有在A/O工艺上增加接触氧化法、缺氧电解法等;其目的就是要把焦化废水里一些难解的生物链给解开,从而达到污水处理的效果,根据污水处理的工艺要求,污水主要装置可分为四个部分:预处理、缺氧反硝化、生化物氧化、后混凝处理、污泥处理。 (1)预处理
预处理保证污水水质和水量不产生大的波动,在污水进入缺氧反硝化前,降低污水中的油类物质和硫、氰化物,避免生化反硝化处理装置受油污染及高的有毒物质的冲击。为此预处理流程为:蒸氨废水经管道送到除油池,经过管道自流或进过吸水机抽送到调节池;生活废水经管道送到调节池,两股水在调节池内均和水样,要求水样符合进入缺氧池的指标方可进入缺氧池内。
除油池采用重力法出去污水中的重油、用气浮法出去污水里的轻油;目的是确保污水油含量在指标控制内;最终进入缺氧池。分析结果表明:重力平流式除油池除油效率平均在60%左右,最高达88%;
气浮除油率达90%以上,经预处理除油后,污水中的矿物油含量小于10-20mg/l,满足了生化处理污水中油含量的要求;污水中的氰化物在气浮中与加入的混凝剂(聚合硫酸铁)中的Fe作用生成电离度很小的络合物[Fe(CN)6]4-、[Fe(CN)6]3+,气浮的氰化物去除率高达80%。气浮设备还能去除部分COD,但去除率不高,平均在35%左右,最低只有10%,大量COD需要靠生化去除。污水的温度一是靠蒸氨废水温度;二是在除油池底部的蒸汽盘管间接加热;三是靠好氧池内压缩空气自带热量。通过这三种办法给污水加温。在污水升温的同时蒸发去了污水中部分挥发性物质,如氨、挥发酚等。
污水在寒冷季节,曝气池中污水温度能控制在25~35℃范围内。污水在经过上述预处理以后,水质基本能达到本工艺的生化要求,各项指标分别为:挥发酚〈300 mg/L;氰化物〈10 mg/L;氨氮〈200mg/L ;COD〈3500-5000mg/L;硫化物〈15mg/L ;温度25~35℃。 蒸氨废水指标:氨氮〈300mg/L ;COD 4000-6000mg/L ;油 50mg/L ; 酚 400-800mg/L ;硫化物〈20mg/L ;氰化物〈105mg/L;PH值 8.5-9.5 (2)生化处理 ①缺氧反应原理
经预处理后的焦化污水与部分生活污水在调节池曝气均和水样后,进入缺氧池进行反硝化处理;原理是利用亚硝酸细菌、硝酸细菌、
反硝化细菌分、厌氧菌4个生化反应,别对氨氮、挥发酚、氰化物的氧化分解,原理可用下面几式表示: NH4+-N+O2+HCO3-→C5H7O2+H2O+NO3-+H2CO3 NO2-+3H+→0.5N2+ H2O+OH- NO3-+5H+→0.5N2+2H2O+OH -
HCN+ H2O→CH2O=NH→HCONH2+ H2O→HCOOH+ NH2→CO2+ H2O 缺氧池生化反应,需要二沉池清液回流,保证反硝化需要的氧源,其回流比为1:3,污水生化前段采用反硝化--硝化工艺。 ②好氧生化原理
污水处理量:42m3/h ;污泥回流比1:5;罗茨风机风量:88.6 m3/min 好氧池底部布置有曝气头,在压缩气体的作用下,空气经曝气头微孔冲入污水中,经曝气后,好氧池中溶解氧含量达到3-4mg/L,能充分满足硝化段,好氧细菌对溶解氧的要求。本工艺的反硝化细菌、硝化细菌对温度的要求高于一般细菌,属中温菌,在35--40℃范围内,细菌表现出较强的活性,才能保证各项污染物出水浓度指标达标(其它条件正常情况下)。超过这一温度范围,出水水质恶化,细菌由生化膜上脱落死亡,水质发黑且严重超标。冬天采用蒸气、氨水温度及
压缩空气温度,三种方法确保生化系统温度在35-40℃的温度范围内。 曝气池中的PH值由工业碳酸钠来调节,工艺设计时,缺氧反硝化段生成碱源由剩余氨水带的碱做反硝化时消耗;工业碳酸钠投加在好氧池进水处,随着流水进入好氧池内,来保证了微生物生存所需的碱度,即PH值要控制在6.5-7.5之间。微生物生长、繁殖的条件除温度、PH值外,还必须有营养物质磷元素,在运行过程中必须投加Na2HPO4的方法来补充污水中磷元素的不足,磷的投加量不宜过大,否则导致池内微生物疯长、脱落,造成池内污泥量过多,增加风机负荷,浪费动力消耗。磷的投加量为15Kg/日,每天24小时均匀投加。从每天池底排泥情况看,剩余污泥量尚可。 ③处理效果
采用A/O工艺运行好操作,只要控制好原水的指标,此工艺运行成本低,投资小,出水指标能达污水综合排放标准(GB8978-1996)。如果本企业废水多,废水有害物质高,就要选择A2/O2或其他的配套工艺进行处理焦化废水。总之;污水出水指标合格与否,关键是污水的运行必须稳定,原水指标必须合格,操作必须按照规程进行操作,这样才能保证污水出水合格,为下一步深度处理打好基础。 (3)后混凝处理
经好氧生化排出的水,经管道进入二沉池,在二沉池静止让泥水分离后,上部清液1/3的回流到厌氧池进行反硝化,2 /3的水进入