焦化廢水是在生產(chǎn)焦炭、煤氣、焦油及焦化產(chǎn)品過(guò)程中產(chǎn)生的廢水。由于受原煤性質(zhì)、產(chǎn)品回收、生產(chǎn)工藝等多種因素的影響，導(dǎo)致廢水成分異常復(fù)雜。由于雜環(huán)類化合物難降解，可生化性差，焦化廢水屬于公認(rèn)的難降解的廢水種類之一。

 

以往的焦化廢水處理是通過(guò)生化處理后達(dá)到鋼鐵行業(yè)二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，出水主要用于濕法熄焦，對(duì)處理水質(zhì)、水量沒(méi)有嚴(yán)格要求，為了焦化廢水處理系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，前端調(diào)節(jié)池或者好氧池投加稀釋水，降低污染物濃度，稀釋水比例根據(jù)水源請(qǐng)情況不等。但隨著環(huán)保要求的日益嚴(yán)格和廢水零排放要求，廢水處理的設(shè)計(jì)排放標(biāo)準(zhǔn)也越來(lái)越高，再加上干法熄焦技術(shù)的推廣應(yīng)用范圍逐漸增加，濕法熄焦的應(yīng)用越來(lái)越受限制，焦化廢水處理不論是在水質(zhì)控制，還是水量控制上均要求更加嚴(yán)格，也更增加了廢水處理的難度。

 

山東鋼鐵集團(tuán)日照有限公司焦化廢水處理是新建焦?fàn)t工程的配套水處理系統(tǒng)，出水指標(biāo)必須達(dá)到最新的新建企業(yè)指標(biāo)排放標(biāo)準(zhǔn)，為了達(dá)到上述指標(biāo)，采用了目前焦化廢水處理工藝流程最長(zhǎng)，出水指標(biāo)最嚴(yán)格的一套焦化廢水處理工藝，主體工藝采用“預(yù)處理+aa1o1-a2o2兩段生物脫氮工藝+生物流化床+混凝沉淀+臭氧紫外接觸氧化+超濾+反滲透”。該焦化廢水處理系統(tǒng)于2017年10月開(kāi)始進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試，于2018年5月出水水質(zhì)回用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。超濾、反滲透深度處理的運(yùn)行保證了廢水回用率達(dá)到70%以上；此外通過(guò)強(qiáng)化生化處理，于2018年10月實(shí)現(xiàn)了零稀釋水的添加，從而更進(jìn)一步降低了廢水處理總量，達(dá)到了廢水減量化的目的。

 

1 設(shè)計(jì)水量和進(jìn)出水水質(zhì)

 

山鋼日照公司焦化廢水處理系統(tǒng)分為2系，每系設(shè)計(jì)蒸氨處理水量為70 m3/h，合計(jì)140 m3/h。設(shè)計(jì)稀釋水比例為1:0.5。深度處理總處理水量210 m3/h。進(jìn)水水質(zhì)如表1。

 

 

處理后的出水水質(zhì)達(dá)到《城市污水再生利用工業(yè)用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（gb19923-2005）中的敞開(kāi)式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)補(bǔ)充水標(biāo)準(zhǔn)。

 

由于煤氣凈化脫硫使用的是真空碳酸鉀脫硫，脫硫貧液噴灑到煤里面，真空泵冷凝液直接進(jìn)入預(yù)分離器混入剩余氨水系統(tǒng)，因此日照公司焦化廢水進(jìn)水中的氰化物、硫氰根含量波動(dòng)較大，比一般蒸氨廢水濃度要高。

 

2 處理工藝

 

2.1 處理工藝流程

 

山鋼日照公司焦化廢水處理采用了“aa1/o1-a2/o2工藝”的兩級(jí)生物脫氮工藝，輔以沉淀池、混合反應(yīng)、生物流化床等物化處理措施；對(duì)生化出水進(jìn)行高級(jí)氧化處理和回用處理，采用了“臭氧紫外光接觸氧化+軟化澄清+多介質(zhì)過(guò)濾器+超濾+反滲透”的處理工藝。完整的工藝流程圖如下圖1。

 

 

2.2 生化處理系統(tǒng)

 

生化系統(tǒng)分為兩段生物脫氮系統(tǒng)。第一段脫氮系統(tǒng)主要由厭氧池、一段缺氧池、一段好氧池、一段沉淀池組成。第二段脫氮系統(tǒng)主要由二段缺氧池、二段好氧池、二段沉淀池組成。初次沉淀池的出水經(jīng)厭氧給水泵提升送入?yún)捬醭亍３刂袙煊薪M合填料，用于掛厭氧生物膜，按上向流形式設(shè)計(jì)。生物膜的形成，極大地提高了生物體與污水的接觸面積，對(duì)提高出水水質(zhì)起到重要作用。厭氧池起著對(duì)大分子有機(jī)物進(jìn)行酸化和部分降解的作用，通過(guò)填料上的厭氧生物對(duì)多環(huán)芳香族化合物的解鏈作用和對(duì)氰化物及硫氰化物的水解作用，把好氧（或兼氧）生物難降解的物質(zhì)變成易降解的物質(zhì)，使廢水水質(zhì)的可生化性有所提高。

 

厭氧池的出水自流送到一段缺氧池的進(jìn)水端，與一段好氧池回流的硝化液混合后流入一段缺氧池。在一段缺氧池中設(shè)有潛水?dāng)嚢铏C(jī)，用來(lái)將廢水與硝化液、回流污泥均勻混合。

 

一段缺氧池是生化反硝化處理的核心設(shè)施之一，微生物的反硝化反應(yīng)主要是在一段缺氧池中進(jìn)行的。在此以進(jìn)水中的有機(jī)物作為反硝化的碳源和能源，以回流混合液中的硝態(tài)氮作為反硝化的氧源，在回流的活性污泥中的微生物（兼性菌團(tuán)）作用下進(jìn)行反硝化脫氮反應(yīng)，使廢水中的nh3-n變成氮?dú)庖绯?，cod等其它污染物質(zhì)均得以有效去除和降解。

 

一段缺氧池出水自流至一段好氧池。一段好氧池是生化硝化處理的核心設(shè)施之一，微生物的生物化學(xué)反應(yīng)過(guò)程主要是在一段好氧池中進(jìn)行的。通過(guò)微生物的降解作用去除廢水中的酚、氰及其它有害物質(zhì)，并通過(guò)硝化反應(yīng)使廢水中的氨氮氧化為no2-和no3-。

 

一段好氧池混合液經(jīng)泵加壓后回流至一段缺氧池。一段好氧池出水自流至一段沉淀池進(jìn)行泥水分離，沉淀污泥通過(guò)一段沉淀池回流污泥泵提升回流至一段缺氧池和一段好氧池的進(jìn)水端。剩余污泥排入污泥濃縮池。

 

2.3 生物流化床

 

生物流化床是通過(guò)多載體生物流化法進(jìn)行生物吸附及生物強(qiáng)降解。分隔段設(shè)置，內(nèi)置生物填料，底部以魚(yú)刺式曝氣供氧，運(yùn)行時(shí)投加生物載體與廢水充分接觸，水中有機(jī)物被微生物高密度吸附。氧化分解并部分轉(zhuǎn)化為新的生物膜，生物膜直接受到氣流攪動(dòng)，加速生物膜更新，使廢水得到凈化。在此通過(guò)多載體生物流化法進(jìn)行生物吸附及生物強(qiáng)降解，進(jìn)一步降低經(jīng)生化處理后剩余的cod、色度、氰化物、硫化物、揮發(fā)酚、苯并芘、多環(huán)芳烴等污染物。生物流化床出水進(jìn)入混凝沉淀處理。

 

2.4 混凝沉淀處理

 

混凝沉淀是通過(guò)投加高效混凝劑、高分子絮凝劑以提高沉淀效率的方法對(duì)生物流化床出水進(jìn)行處理，其目的是進(jìn)一步降低二沉池出水中的懸浮物和cod。它包括加藥混合、反應(yīng)及泥水分離三個(gè)過(guò)程。在混合反應(yīng)攪拌機(jī)的攪拌下，混凝劑等藥劑與廢水充分混合反應(yīng)，其主要目的是使廢水中的懸浮物形成較大的絮凝體，以便于從廢水中分離出來(lái)?；旌戏磻?yīng)池出水經(jīng)管道自流到混凝沉淀池進(jìn)行泥水分離?；炷恋沓爻鏊椭辽疃忍幚砘赜脝卧^續(xù)處理，池底污泥由混凝污泥提升泵送至污泥濃縮池處理?；炷恋沓爻鏊粤髦脸粞踝贤夤饨佑|氧化池。

 

2.5 臭氧紫外催化氧化階段

 

本單元由臭氧紫外光接觸氧化池和臭氧機(jī)房等組成?；炷恋沓爻鏊粤魅氤粞踝贤夤饨佑|氧化池。高效、高濃度的臭氧結(jié)合特殊的紫外c技術(shù)，形成自由基反應(yīng)，在可以有效破壞液相中多數(shù)有機(jī)物的分子結(jié)構(gòu)，最終將其礦化成co2和h2o，達(dá)到降解cod的效果。

 

2.6 超濾反滲透深度處理回用階段

 

深度處理回用階段由過(guò)濾器進(jìn)水池、多介質(zhì)過(guò)濾器和超濾、反滲透等設(shè)施組成。系統(tǒng)設(shè)置6臺(tái)多介質(zhì)過(guò)濾器，每臺(tái)處理量為55m3/h。經(jīng)過(guò)超濾、反滲透的進(jìn)一步處理后，反滲透產(chǎn)水泵送至煤氣凈化循環(huán)水系統(tǒng)作為補(bǔ)水，反滲透濃水送至綜合污水處理廠進(jìn)行更進(jìn)一步的處理。uf膜采用的是日本旭化成膜，超濾裝置有4套，每套處理量55 m3/h。ro裝置有4套，每套處理量55m3/h。ro設(shè)計(jì)產(chǎn)水率75%。每套ro裝置有84支膜元件，放置在14根6芯壓力容器內(nèi)，按照8:4:2排列。

 

2.7 污泥壓濾系統(tǒng)

 

本單元由污泥濃縮池、壓濾機(jī)房組成。初次沉淀池污泥、一段沉淀池和二段沉淀池剩余污泥、混凝沉淀池污泥均由泵送入污泥濃縮池進(jìn)行濃縮，濃縮后污泥由污泥螺桿泵送入疊螺污泥脫水機(jī)進(jìn)行脫水，脫水后的泥餅（含水率約80％，）外運(yùn)處置。污泥濃縮池上清液及脫水機(jī)滲濾液自流入自流廢水提升井，由泵送入均和池處理。

 

3 廢水減量化處理

 

山鋼日照公司在全廠全干熄、廢水零排放的大背景條件下，對(duì)水量平衡要求特別嚴(yán)格。為了維持公司的水平衡，焦化廢水處理一方面做到保證生化處理、臭氧紫外催化氧化、超濾、反滲透各個(gè)階段的運(yùn)行穩(wěn)定，竭盡全力做到反滲透產(chǎn)水回收率在70%左右。另一方面，在處理總量上下功夫，努力減少稀釋水用量，進(jìn)而減少總處理水量。焦化廢水原設(shè)計(jì)稀釋水量1:0.5，隨著對(duì)活性污泥認(rèn)知水平的提升，通過(guò)對(duì)無(wú)稀釋水條件下的活性污泥法的探索，稀釋水量逐步減少，于2018年10月份實(shí)現(xiàn)了零稀釋水添加，生化出水穩(wěn)定運(yùn)行的目標(biāo)，至目前為止，系統(tǒng)一直未增加稀釋水。

 

添加稀釋水和未添加稀釋水情況下，好氧池出水對(duì)比。圖2為添加0.5倍稀釋水生化池出水cod指標(biāo)。圖3為零稀釋水條件下生化出水cod指標(biāo)。

 

 

4 成本分析

 

系統(tǒng)成本包括動(dòng)力能耗、主要是電耗、臭氧發(fā)生器氧氣消耗、深度處理系統(tǒng)壓縮空氣消耗；藥劑輔料消耗主要包括各個(gè)處理階段所需要的輔料消耗。目前系統(tǒng)的動(dòng)力加輔料運(yùn)行成本大約在28-33元/噸水。

 

來(lái)源：北極星水處理網(wǎng)