淺析冶化公司焦化廠老生化系統(tǒng)進(jìn)行改造的策略

摘 要:焦化廢水含有大量有毒物質(zhì)，如果任由其排放到環(huán)境當(dāng)中會(huì)帶來(lái)災(zāi)難性的后果。在一些冶化公司焦化廠中仍然運(yùn)行若老式的生化系統(tǒng)，它們對(duì)焦化廢水的處理不夠徹底，仍然給環(huán)境造成很大的影響。本文針對(duì)這方面存在的問(wèn)題，具體介紹對(duì)冶化公司焦化廠老生化系統(tǒng)進(jìn)行改造的一些策略。

關(guān)鍵詞:焦化廠 生化系統(tǒng) 改造

焦化廢水產(chǎn)生于煉焦以及生產(chǎn)化工產(chǎn)品的過(guò)程當(dāng)中，主要包含焦油類物質(zhì)、硫化物、氰化物等，其成分比較復(fù)雜、污染物的濃度非常高、毒性也相當(dāng)大，是典型的難以降解的有機(jī)廢水。根據(jù)《焦化行業(yè)準(zhǔn)人條件)的有關(guān)規(guī)定，有毒焦化廢水必須執(zhí)行《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》。焦化廢水在進(jìn)入污水處理廠之前必須達(dá)到國(guó)家二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，如果直接排放到環(huán)境中則必須達(dá)到國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。

1 焦化廢水常用處理技術(shù)

我國(guó)比較常用的焦化廢水處理技術(shù)主要有HSBEMBM與A0組合工藝、AO工藝以及AO與催化氧化組合工藝等。

1.1 HSBEMBM與AO組合工藝在HSBEMBM與AO組合工藝當(dāng)中，AO雙污泥處理系統(tǒng)是基礎(chǔ)，活性炭是載體，利用固定化細(xì)胞技術(shù)產(chǎn)生的高效能微生物制劑HSB來(lái)對(duì)焦化廢水進(jìn)行處理。該處理系統(tǒng)是由兩個(gè)獨(dú)立的污泥系統(tǒng)組合而成。即兼氧一好氧系統(tǒng)和初曝系統(tǒng)。通過(guò)在好氧池、兼氧池以及初曝池中投放那些以特殊活性炭為載體的微生物細(xì)菌群，通過(guò)攪拌、曝氣，使得微生物載體與廢水之間形成一種比較穩(wěn)定的流態(tài)。等到固、氣、液形成混合完全的流化狀態(tài)以后，初曝系統(tǒng)降解含碳的有機(jī)物，兼氧一好氧系統(tǒng)經(jīng)過(guò)硝化以及反硝化脫氦反應(yīng)，完成脫碳。初沉池的污泥回流到初曝池，二沉池的污泥則回流到初曝池，好氧池的混合液回流到兼氧池。在這個(gè)過(guò)程中回流比都是1:1。新余焦化廠、湘鋼焦化廠等都是采用這種處理工藝對(duì)老生化系統(tǒng)進(jìn)行改造。

使用該工藝有如下特點(diǎn)。首先，由于載體在流化床里處于流化狀態(tài)，使得固、氣、液三相可以充分地接觸，保證了微生物旺盛的生長(zhǎng)過(guò)程，提高了硝化以及反硝化的速度，并且硝化液的回流量比較小、動(dòng)力消耗比較低。其次，該處理系統(tǒng)不需要額外補(bǔ)充碳源，并且稀釋水的用量較少，產(chǎn)生的污泥量也比較少。最后，使用粉末活性炭作為載體，充分活性炭的多孔結(jié)構(gòu)所具有的吸附作用以及電荷效應(yīng)來(lái)固定微生物，使得微生物的種類豐富，并且濃度高，對(duì)廢水的適應(yīng)范圍比較廣。

1.2 AO工藝AO工藝是在有氧的情況下，充分利用好氧微生物對(duì)污染物進(jìn)行降解。分解其中含有的有害物質(zhì)，并發(fā)揮好氧菌所產(chǎn)生的硝化反應(yīng)把廢水中含有的NH₄+氧化變?yōu)闉橄跛猁}以及亞硝酸鹽。另外在缺氧的情況下則由脫氦菌吸收焦化廢水中含有的碳源并對(duì)有機(jī)物進(jìn)行氧化分解，同時(shí)去除廢水中難以進(jìn)行生物降解的那部分大分子有機(jī)物。這是實(shí)際上是一個(gè)脫氮并且降解COD的綜合過(guò)程。AO工藝在很大程度上改善了對(duì)焦化廠中焦化廢水的處理效果，但是其外排水的COD仍然難以達(dá)到一級(jí)排放指標(biāo)。AO工藝的主要特點(diǎn)有以下幾個(gè)方面。首先，該工藝對(duì)進(jìn)水的水質(zhì)要求偏高，并且系統(tǒng)的抗沖擊能力較差，系統(tǒng)破壞后需要較長(zhǎng)的時(shí)間才能恢復(fù)。其次，該工藝產(chǎn)生較多的污泥，并且消耗大量的稀釋水。最后，該工藝中好氧池采用活性污泥工藝，缺氧池則采用生物膜工藝。好氧池和缺氧池兩段的微生物只能生長(zhǎng)在各自的好氧或者缺氧條件之下。除此之外，脫氮需要的硝化反應(yīng)耗電較多并且需要外加碳源以維持反硝化脫氮。

1.3 AO與催化氧化組合工藝該工藝是由AO工藝和催化氧化工藝相結(jié)合而成的，前段為AO工藝，后段則是催化氧化工藝。其中催化氧化階段是由過(guò)濾處理、平流沉淀以及化學(xué)氧化處理三個(gè)部分組成。其中化學(xué)氧化處理是用硫酸亞鐵的催化作用之下使用強(qiáng)氧化劑}氧化廢水中難以降解的有機(jī)污染物。使用Fe³⁺作為混凝劑，反應(yīng)池形成數(shù)量眾多的絮凝體，廢水在平流沉淀池中通過(guò)自然沉淀而實(shí)現(xiàn)圃液分離。在這個(gè)過(guò)程中也去除了一定數(shù)量的有機(jī)污染物。為了降低平流沉淀池中的殘留懸浮物，還應(yīng)當(dāng)在平流沉淀池后面安裝壓力過(guò)濾器反沖洗廢水然后送回好氧池進(jìn)一步處理。目前有安陽(yáng)焦化廠等使用此種工藝改造生化系統(tǒng)，設(shè)計(jì)排放標(biāo)準(zhǔn)為國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。與其他工藝相比，該工藝有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)。首先是AO與催化氧化相結(jié)合，AO段是硝化反硝化，催化氧化段則使用強(qiáng)氧化劑氧化難以降解的那些有機(jī)污染物。其次，該工藝出水的穩(wěn)定性高，但是工藝路線長(zhǎng)，占地面積比較大。最后催化氧化階段需要投放加強(qiáng)酸、強(qiáng)堿以及強(qiáng)氧化劑，對(duì)設(shè)備的材質(zhì)要求比較高，因此運(yùn)行、維護(hù)的費(fèi)用比較大，而且需要消耗的稀釋水多，污泥量也比較大。

2 焦化廠老生化系統(tǒng)工藝改造方案

在此以威遠(yuǎn)冶金化工公司為例。威遠(yuǎn)公司于上世紀(jì)90代初投資興建了酚氰污水處理站，該污水處理站采用活性污泥法工藝。處理能力為30m³/h，處理后的廢水中COD、色度以及油類等方面都難以達(dá)標(biāo)，并且用水的稀釋比高達(dá)1:6，耗水量比較大。因此公司決定對(duì)老生化系統(tǒng)進(jìn)行改造。

2.1 工藝改造方法改造方案將將原有的一段曝氣池改造成為缺氧池，其他的池體保持原有的功能，這樣就降低了改造費(fèi)用并且加快了施工的速度。在改造過(guò)程當(dāng)中對(duì)一、二段曝氣池主要進(jìn)行以下幾處改造。首先改造一段曝氣池的進(jìn)水管。已有的進(jìn)水管是從池頂布水溝渠跌落到池面，改造后將其加長(zhǎng)，使進(jìn)水管可以延伸到池底，從池底進(jìn)水，焦化廢水由池底上升到池面后溢流到一沉池。其次，在一段曝氣池增加了液下攪拌器，同時(shí)缺氧池內(nèi)要進(jìn)行定期的攪拌以加快消除二段曝氣池中的溶解氧，并且缺氧過(guò)程中排放的氣體也可以順利地溢出，有效地避免了污泥中產(chǎn)生腐敗。再次，在二段曝氣池進(jìn)水處加設(shè)2個(gè)閥門和2根加堿管以用于補(bǔ)充好氧池消耗的堿度，然后在出水處增設(shè)1根混合的液回流管。

2.2 改造后各個(gè)單元的功能第一，缺氧池。原有的均合池出水流到缺氧池，焦化廢水中的有機(jī)物可以用作反硝化的能源和碳源，并以二沉池的出水含有的硝態(tài)氨作反硝化的氧源來(lái)進(jìn)行反硝化脫氮，降解和去除焦化廢水中含有的COD等污染物。第二，好氧池。缺氧池的出水在經(jīng)過(guò)一段沉淀池后又流入到好氧池中，繼而與二沉池分離出的活性污泥形成泥水混合液。在處理的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)為好氧池鼓氣以保證焦化廢水中含有充裕的溶解氧，進(jìn)而由微生物來(lái)降解廢水中含有的有害物質(zhì)。第三，二沉池。此單元用來(lái)分離好氧池流出的泥水混合液，并將剩余污泥排放到缺氧池的進(jìn)水口處，二沉池的出水則流到貯水池。第四，缺氧生物濾塔。貯水池的廢水再提升到缺氧生物濾塔，對(duì)其進(jìn)行缺氧處理，進(jìn)一步反硝化成為氣體氮。

總而言之，使用AO處理工藝對(duì)廢水進(jìn)行生物脫氨是比較有效的方法，它將處理之后的廢水循環(huán)利用。由于國(guó)家對(duì)焦化長(zhǎng)廢水排放的要求日益嚴(yán)格，在綜合運(yùn)行費(fèi)用、占地投資等因素后，如果生化排水可以到污水處理廠繼續(xù)處理就可以選擇AO工藝，如果是直接排放到環(huán)境當(dāng)中就不能選擇AO工藝。冶化公司焦化廠在改造老生化系統(tǒng)時(shí)應(yīng)當(dāng)根據(jù)自己的具體情況選擇合適的工藝。

參考文獻(xiàn):

[1]馮二平，解娟，龐秉吉。周繼軍，某冶化公司焦化廠老生化系統(tǒng)改造實(shí)踐[J]工業(yè)安全與環(huán)保，2005.

[2]朱艷清，活性污泥法處理含酚廢水[J]一重技術(shù)2004

[3]余陽(yáng)某印染廠污水處理系統(tǒng)改造方案研究與實(shí)施[D]，東華大學(xué)，2003.

[4]陳曉陽(yáng)，高進(jìn)，周海，殷廣同，徐柱ABS樹脂工業(yè)廢水處理技術(shù)改進(jìn)，[J]，石化技術(shù)與應(yīng) 2007.

[5]肖小明，混凝沉降與生物轉(zhuǎn)盤組合處理印染助劑廢水研究[D]，華南理工大學(xué)2005

[6]徐風(fēng)雷，吳曉慧，馬克任，焦化廠生化工藝的比較與選擇[J]，燃料與化工2010