焦化廢水是在生產(chǎn)焦炭、煤氣、焦油及焦化產(chǎn)品過程中產(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?。池中掛有組合填料，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)庖绯觯琧od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)過程主要是在一段好氧池中進(jìn)行的。通過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。混凝沉淀池出水自流入臭氧紫外光接觸氧化池。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濾器進(jìn)水池、多介質(zhì)過濾器和超濾、反滲透等設(shè)施組成。系統(tǒng)設(shè)置6臺(tái)多介質(zhì)過濾器，每臺(tái)處理量為55m3/h。經(jīng)過超濾、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)