焦化厂污水的处理系统及方法

摘要

本发明公开了一种焦化厂污水的处理系统，包括依次连接的预处理系统、生化处理系统和深度处理系统，其中预处理系统包括依次连接的旋流式油水分离器、多相流泵溶气气浮、中和池和调节池；生化处理系统由依次连接的兼氧水解池、好氧曝气池和二沉池组成；深度处理系统则包括过硫酸盐强氧化反应器、絮凝反应池、三沉池和回用池。本处理系统的处理效果好，工艺流程设置灵活简单，处理单元简易紧凑、设备简单，基建投资较少，运行成本低，占地面积小。处理设施故障率低，维修简单，管理方便。同时生化系统抗冲击能力强，出水水质稳定达标。

权利要求

1.一种焦化厂污水的处理系统，包括依次连接的预处理系统（1）、生化处理系统（2）和深度处理系统（3），其特征在于：预处理系统（1）包括依次连接的旋流式油水分离器（4）、多相流泵溶气气浮（5）、中和池（6）和调节池（7）；生化处理系统（2）由依次连接的兼氧水解池（8）、好氧曝气池（9）和二沉池（10）组成，在上述好氧曝气池（9）的末端至兼氧水解池（8）的首端设有硝化液回流通路（9-1），同时二沉池（10）还分别与兼氧水解池（8）和好氧曝气池（9）设有污泥回流通路（10-1），另外在好氧曝气池（9）的末端设有填料投加装置（9-2）；

深度处理系统（3）则包括过硫酸盐强氧化反应器（11）、絮凝反应池（12）、三沉池（13）和回用池（14）。

2.根据权利要求1所述的焦化厂污水的处理系统，其特征在于：在预处理系统（1）中的旋流式油水分离器（4）前还连接有事故调节池（15）。

3.一种焦化厂污水的处理方法，其特征在于包括以下步骤：

a）污水预处理，氨氮废水进入旋流式油水分离器（4），进行油水分离后的废水进入多相流泵溶气气浮（5），去除剩下的油和大量的悬浮物，接着经中和池（6）处理后进入调节池（7），并与生活污水和其它废水混合；

b）污水生化处理，混合废水进入兼氧水解池（8）中，进行反硝化作用并降解部分有机物，经兼氧水解池（8）处理后的出水自流至好氧曝气池（9），利用微生物将剩余有机物降解，经好氧曝气池（9）处理后的出水进入二沉池（10），同时好氧曝气池（9）末端的硝化液回流到兼氧水解池（8）中，回流量为120~200%，在二沉池（10）中进行泥水分离，其中出水流入下一步处理中，而污泥中的小部分则回流至兼氧水解池（8），回流量为60~100%，大部分污泥回流至好氧曝气池（9）中，回流量为100~150%；

c）污水深度处理，经生化处理后的废水进入过硫酸盐强氧化反应器（11）去除难降解的CODcr和悬浮物，在过硫酸盐强氧化反应器（11）内所需投加的药剂有硫酸亚铁、过硫酸盐和络合剂，其HRT为20min，经过硫酸盐活化强氧化反应器（11）后，污水进入絮凝反应池（12），其所需投加的药剂有氢氧化钠和聚丙烯酰胺，其HRT为30min，最后经过三沉池（14）处理后的出水进入回用池（15）内。

说明书

焦化厂污水的处理系统及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种污水处理，特别是焦化厂污水的处理系统及方法。

背景技术

[0002] 目前，焦化废水中含有苯类、酚类、氯化物、硫化物、氨氮、吡啶、喹啉等杂环和大量多环杂环化合物、叠氮类无机化合和氨氮等，是一种有毒有害成份复杂、浓度含量高的难降解工业废水，并且废水中含有油量较多，对生化处理系统影响较大。

[0003] 这些物质无论是排入地面水体或渗入地下水体，还是其中的一些物质释放进入大气，他们都会直接的或间接地对动植物产生严重的危害。人直接食用了含这类物质一定浓度的水，或长时间的吸入含该类物质的空气，会得病，严重者可以致癌。特别是有些物质可在动物或植物体内富集，使其浓度浓缩许多倍，最终通过食物链可侵害到人；焦化废水中的含碳类化合物多数都是耗氧类物质，他们进入水体后要消耗水体中的溶解氧，严重时可以导致水体的腐化；而焦化废水中的含氮类物质，能导致水体的富营养化，可以导致藻类的大量滋生和繁殖；氨氮在水体中还能转化成亚硝态氮，婴幼儿食用了含有一定浓度亚硝态氮的水，可导致白血病。由于焦化废水对自然生态的破坏极其严重，对人类的威胁巨大，因此，不仅要对其进行治理，而且要进行彻底的治理，并且要防止污染的转移和产生二次污染。污水的组成复杂，其成份与性质随企业的生产产品的结构，生产技术的质量、以及循环经济的利用不同而变化。污水中所含污染物可分为有机物和无机物两大类。无机物一般以铵盐等+ - - 2-形式存在，如NH4、NH3、SCN、TP(总磷)、CN、SO4 等。有机物除CODcr(化学需氧量)、BOD5(五日生化需氧量)、SS(悬浮物)等外，还包括脂肪族化合物、杂环类化合物和多环芳香烃等，同时还包括石油类、动植物油类物质。污水中含有大量的有毒有害物质，其中某些酚类化合物能使细胞蛋白质发生变性和沉淀，对各种细胞都有直接毒害作用，还可以引起高铁血红蛋白症；其中氰化物属剧毒物质，进入有机体后，可与高铁型细胞色素氧化酶结合，变成氰化高铁型细胞色素氧化酶，使其失去传递氧的作用，从而引起组织缺氧而致中毒；其中大量的多环芳烃和杂环类化合物，不少被疑为致癌和致突变物质，其中大量的有机物排入水体后，还将消耗水中大量的溶解氧，造成水体缺氧，危害水生生物。

[0004] 另外，污水中的NH3-N对水生生物也有毒害作用，还会引起水体的富营养化问题，-高浓度的NH3–N本身就是一种不稳定的无机物，它在微生物的作用下会被氧化为NO2和- -
NO3，同时消耗水中的溶解氧，生成的NO2则是一种潜在的致癌物质，高浓度的NH3–N对周围环境及设施设备危害也较大，如下风向的花草树木枯槁,设备、栏杆及配电箱腐烂等。

发明内容

[0005] 本发明的目的是为了解决上述现有技术的不足而提供一种处理效果好，工艺流程设置灵活简单的焦化厂污水的处理系统及方法。

[0006] 为了实现上述目的，本发明所设计的焦化厂污水的处理系统，包括依次连接的预处理系统、生化处理系统和深度处理系统，其中预处理系统包括依次连接的旋流式油水分离器、多相流泵溶气气浮、中和池和调节池；生化处理系统由依次连接的兼氧水解池、好氧曝气池和二沉池组成，在上述好氧曝气池的末端至兼氧水解池的首端设有硝化液回流通路，同时二沉池还分别与兼氧水解池和好氧曝气池之间设有污泥回流通路，另外在好氧曝气池的末端设有填料投加装置；深度处理系统则包括过硫酸盐强氧化反应器、絮凝反应池、三沉池和回用池。

[0007] 一种焦化厂污水的处理方法，包括以下步骤：

[0008] (a)污水预处理，氨氮废水进入旋流式油水分离器，进行油水分离后的废水进入多相流泵溶气气浮，去除剩下的油和大量的悬浮物，接着经中和池处理后进入调节池，并与生活污水和其它废水混合；

[0009] (b)污水生化处理，混合废水进入兼氧水解池中，进行反硝化作用并降解部分有机物，经兼氧水解池处理后的出水自流至好氧曝气池内，利用微生物将剩余有机物降解，经好氧曝气池处理后的出水进入二沉池内，同时好氧曝气池末端的硝化液回流到兼氧水解池中，回流量为120～200％，在二沉池中进行泥水分离，其中出水流入下一步处理中，污泥中的小部分则回流至兼氧水解池，回流量为60～100％，大部分污泥回流至好氧曝气池中，回流量为100～150％；

[0010] (c)污水深度处理，经生化处理后的废水进入过硫酸盐强氧化反应器去除难降解的CODcr和悬浮物，在过硫酸盐强氧化反应器内所需投加的药剂有硫酸亚铁、过硫酸盐和络合剂，其HRT(水力停留时间)为20min，经过硫酸盐活化强氧化反应器后，污水进入絮凝反应池，其所需投加的药剂有氢氧化钠和聚丙烯酰胺，其HRT为30min，最后经过三沉池处理后的出水进入回用池内。

[0011] 整个污水处理系统中的所有设备介绍如下：

[0012] 旋流式油水分离器：氨氮废水进入旋流式油水分离器，靠两种互不相容液体的密度差，利用液体在旋流管内高速旋流产生离心力将油滴从水中分离出来，实现油水分离。运行时打开旋流式除油器的入口，待旋流式除油器内腔全部充满液体后，缓慢打开旋流器的水相出口阀门和油相出口阀门。调节阀门控制旋流器的入口和水相出口压差为0.2Mpa，旋流器的入口和油相出口压差为0.4Mpa；在正常运行运转期间，一般不需要调节旋流器。

[0013] 多相流泵溶气气浮：从旋流式油水分离器出来的废水进入多相流泵溶气气浮中。多相流泵溶气气浮采用先进的多相流泵，减少了空压机、压力容器、通用离心泵和控制系统等传统容器系统的必需设置。在浮选剂的作用下，实现污染物的分离去除。浮选剂优选含有一种铁盐和聚丙烯酰胺(PAM)的复配物。铁盐为聚合硫酸铁、硫酸铁或氯化铁中的一种，聚丙烯酰胺为阳离子聚丙烯酰胺。上述复配物的药液成分的比例为1～3份铁盐：1～2份聚丙烯酰胺。

[0014] 中和池：用于收集多相流泵溶气气浮出水，起到中和并调节pH的作用。

[0015] 调节池：用于收集调节污水处理站内部的地面和设备设施排水，包括污泥浓缩池排出的上清液以及工厂其它废水，在调节池中将氨氮废水与其它废水进行混合。

[0016] 兼氧水解池：是生化处理的核心设施之一。经过有效的前级除油预处理，废水中有机物的含量、生化抑制性物质的含量可得到降低和均匀，废水的可生化性得到提高，具备了进行生化处理的条件。废水进入兼氧水解池，主要为氨氮进行反硝化和降解部分有机提供必须的功能设置。兼氧水解池是使微生物(异养反硝化菌)处于缺氧状态，利用有机碳源作为电子供体，将混合回流中的NO2-NO3-N转化为N2并逸出，而且利用部分有机碳和氨氮组成新的细胞物质，从而去除一部分有机物，减轻后续好氧曝气池的有机负荷以利于硝化作用，最终消除氮的营养化污染。同时在兼氧水解池的底部设置有潜水搅拌机，使废水在兼氧水解池内均匀搅拌，不会发生沉积现象。兼氧水解池正常运行可按下列参数参考操作：溶解氧＜0.5Mg/L、适宜水温为18～40℃、总磷含量＞2mg/L、pH为7.3～8.2。

[0017] 好氧曝气池：经兼氧水解池处理后的废水流入好氧曝气池进行生化反应，好氧曝气池是一种活性污泥法的生化处理装置，在该装置中的有机物被微生物所吸附、降解，使水质得到净化。经过兼氧水解池的生化作用，有机物浓度将大幅度降低，但仍有一定量的有机物存在。为了使有机物得到进一步的氧化分解，同时在碳化作用趋于完全的情况下，硝化作用能顺利进行，在好氧曝气池的末端设有填料投加装置，所投加的填料为改性生物悬浮填2 3 3
料，直径25mm×高10mm，比表面积为620m/m，堆积密度为100kg/m。添加填料则可以确保硝化反应在有机负荷较低的好氧池进行，同时好氧曝气池的末端不会存在着反硝化的浮泥现象。好氧曝气池在硝化过程中起作用的是好氧菌及自养型细菌(硝化菌)，好氧菌把有机物分解成CO2和H2O，硝化菌则利用有机物分解产生的无机碳源或空气的CO2作为营养源，将废水中的氨氮转化成NO3-N，NO2-N。好氧曝气池的出水进二沉池，好氧末端的即硝化液回流到兼氧水解池(回流量为120-200％)，为兼氧水解池生化池提供电子受体，通过反硝化作用完成最终的消除氨氮污染。另外在好氧曝气池的上方安装有消泡水管道,当好氧曝气池内由于曝气作用分解有机物质而形成大量的泡沐时，可打开消泡水管阀进行消泡。好氧曝气池正常运行可按下列参数参考操作：前端的溶解氧为1.5～2.0mg/L、中端的溶解氧为
2.0～4.5mg/L、末端的溶解氧为3.5mg/L左右、总磷含量为3.5mg/L、pH为7.5～8.2、混合液污泥浓度3000～4500mg/L、适宜水温为18～40℃。

[0018] 二沉池：好氧曝气池出水端的废水进入二沉池，二沉池采用中心进水周边集水的方式，该池为中心辐流式，内置刮泥机。在二沉池中进行泥水分离，其中出水流入下一步处理中，污泥中的小部分则回流至兼氧水解池，回流量为60～100％，大部分污泥回流至好氧曝气池中，回流量为100～150％。

[0019] 过硫酸盐强氧化反应器：一种集紫外光、热、过度金属活化过硫酸盐氧化技术反应器，其所需投加的药剂有硫酸亚铁、过硫酸盐和络合剂，其HRT为20min。

[0020] 絮凝反应池：经过硫酸盐活化强氧化反应器后，污水进入絮凝反应池，絮凝反应池是对废水进行絮凝处理，其所需投加的药剂有氢氧化钠和聚丙烯酰胺，HRT为30min。

[0021] 三沉池：从絮凝反应池出来的出水在三沉池中再次沉淀以确保水质的洁净。

[0022] 回用池：经过三沉池处理后的出水可以直接排放，或者进行回用处理，如锅炉补水、冷却水等回用。

[0023] 为了更好保证污水处理系统的正常运行，在预处理系统中还设有事故调节池，其安装在旋流式油水分离器的前面。事故调节池是用于调节均质发生事故时排放工业废水。具体的情况是当废水站的内部生物处理过程不稳定，系统发生故障时，或蒸氨系统异常，氨氮、CODcr等长时间超过废水站进水指标要求。此时，氨氮废水应通过阀门及时切换到事故调节池。当系统正常后，再把氨氮废水切换回预处理系统处理，然后再进入生化系统处理。

[0024] 本发明得到的焦化厂污水的处理系统，在旋流式油水分离器预处理工业段不投加药剂，这样不仅不再产生额外的污染物，更重要的是可大大减少污水处理的运行成本；另外，通过多相流泵溶气气浮的方法能有效地去除石油类、挥发酚和氰化物，从而确保了生化工艺的稳定运行。本系统中的生化处理部分，采用A/O内循环生物脱氮工艺，利用兼氧水解池与投加悬浮填料的活性污泥好氧曝气池的有机结合，使得处理后的出水其有机物含量、CODcr均有所下降，水质情况良好且剩余污泥量较少。另外在深化处理部分采用过硫酸盐强氧化反应器，则更加保证了水质。整体来说，本处理系统的处理效果好，工艺流程设置灵活简单，处理单元简易紧凑、设备简单，基建投资较少，运行成本低，占地面积小。处理设施故障率低，维修简单，管理方便。同时生化系统抗冲击能力强，出水水质稳定达标。

附图说明

[0025] 图1是实施例1的焦化厂污水的处理系统的流程图；

[0026] 图2是实施例1的焦化厂污水的处理系统中生化处理系统的流程图；

[0027] 图3是实施例2的焦化厂污水的处理系统的流程图。

[0028] 图中：处理系统1、生化处理系统2、深度处理系统3、旋流式油水分离器4、多相流泵溶气气浮5、中和池6、调节池7、兼氧水解池8、好氧曝气池9、硝化液回流通路9-1、填料投加装置9-2、二沉池10、污泥回流通路10-1、过硫酸盐强氧化反应器11、絮凝反应池12、三沉池13、回用池14、事故调节池15。

具体实施方式

[0029] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

[0030] 实施例1：

[0031] 如图1、图2所示，本实施例提供的焦化厂污水的处理系统，包括依次连接的预处理系统1、生化处理系统2和深度处理系统3，预处理系统1包括依次连接的旋流式油水分离器4、多相流泵溶气气浮5、中和池6和调节池7；生化处理系统2由依次连接的兼氧水解池8、好氧曝气池9和二沉池10组成，在上述好氧曝气池9的末端至兼氧水解池8的首端设有硝化液回流通路9-1，同时二沉池10还分别与兼氧水解池8和好氧曝气池9设有污泥回流通路10-1，另外在好氧曝气池9的末端设有填料投加装置9-2；深度处理系统3则包括过硫酸盐强氧化反应器11、絮凝反应池12、三沉池13和回用池14。

[0032] 一种焦化厂污水的处理方法，包括以下步骤：

[0033] a)污水预处理，氨氮废水进入旋流式油水分离器4，进行油水分离后的废水进入多相流泵溶气气浮5，去除剩下的油和大量的悬浮物，接着经中和池6处理后进入调节池7，并与生活污水和其它废水混合；

[0034] b)污水生化处理，混合废水进入兼氧水解池8中，进行反硝化作用并降解部分有机物，经兼氧水解池8处理后的出水自流至好氧曝气池9，利用微生物将剩余有机物降解，经好氧曝气池9处理后的出水进入二沉池10，同时好氧曝气池9末端的硝化液回流到兼氧水解池8中，回流量为120～200％，在二沉池10中进行泥水分离，其中出水流入下一步处理中，而污泥中的小部分则回流至兼氧水解池8，回流量为60～100％，大部分污泥回流至好氧曝气池9中，回流量为100～150％；

[0035] c)污水深度处理，经生化处理后的废水进入过硫酸盐强氧化反应器11去除难降解的CODcr和悬浮物，在过硫酸盐强氧化反应器11内所需投加的药剂有硫酸亚铁、过硫酸盐和络合剂，其HRT为20min，经过硫酸盐活化强氧化反应器11后，污水进入絮凝反应池12，其所需投加的药剂有氢氧化钠和聚丙烯酰胺，其HRT为30min，最后经过三沉池14处理后的出水进入回用池15内。

[0036] 采用本实施例的焦化污水的处理系统，其各阶段的主要污染物处理结果数据：

[0037]

[0038] 实施例2：

[0039] 如图3所示，本实施例所提供的焦化污水的处理系统，其大体结构与实施例1一致，但在具体使用过程中，为了更好保证污水处理系统的正常运行，在预处理系统1中的旋流式油水分离器4前还连接有事故调节池15。事故调节池15是用于调节均质发生事故时排放工业废水。具体的情况是当废水站的内部生物处理过程不稳定，系统发生故障时，或蒸氨系统异常，氨氮、CODcr等长时间超过废水站进水指标要求。此时，氨氮废水应通过阀门及时切换到事故调节池15。当系统正常后，再把氨氮废水切换回预处理系统1处理，然后再进入生化系统2处理。