焦化廢水處理工程實例

趙紹燕

摘要：針對焦化廢水特點某焦化廠選擇膜生物反應器作為該廠廢水處理工藝。介紹了該焦化廠完整的工藝設計；工程調試運行結果表明出水完全達標。指出該組合工藝處理焦化廢水完全可行，尤其是膜生物反應器的應用增強了生化處理效果，是該廠廢水出水穩定達標的保證。

關鍵詞：焦化廢水；A/O膜生物反應器

Abstract：According to the characteristics of the coking wastewater ， membrane bioreactor is chosen as the wastewater treatment process in a coking plant. Introduces the completely process design of the coking plant； Debugging and running results show that The discharge can meet the need of discharging standar completely. Pointed out that the combined process treatment of coking wastewater is feasible， especially the application of membrane bioreactor enhanced biological treatment effect and guarantee the discharge of wastewater meeting the standards

Keywords：Coking wastewater；A/O membrane bioreactor

概述

焦化廢水是煤在高溫干餾過程中以及煤氣凈化、化學產品精制過程中形成的廢水，他的主要來源有三個：一是剩余氨水，是在煤干餾及煤氣冷卻中產生出來的廢水，他的水量占焦化廢水總量的一半以上，也是焦化廢水的主要來源；二是在煤氣凈化過程中產生出來的廢水，如煤氣終冷水和粗苯分離水等；三是在焦油、粗苯等精制過程中及其它場合產生的廢水。其中含有酚、氨氮、氰、苯、吡啶、吲哚和喹啉等幾十種污染物，成分復雜，污染物濃度高、色度高、毒性大，性質非常穩定，是一種典型的難降解有機廢水。它的超標排放對環境造成了嚴重污染。

某位于西北地區焦化廠廢水主要有剩余氨水及煤氣凈化產生的廢水，日產生量為1200噸。廢水處理主要由預處理系統、生化處理系統（水解、 A/O膜生物反應器）、后端深度處理系統等組成。處理后出水達到GB8978-1996《污水綜合排放標準》一級排放標準。

1設計處理水質標準

進出水主要水質指標如表1所示。

表1進水水質指標

項目 單位 設計進水數值 設計出水數值

CODcr： mg/L ≤3000 ≤100

BOD5： mg/L ≤1000 ≤20

SS mg/L ≤ 150 ≤ 70

揮發酚 mg/L ≤500 ≤0.5

油 mg/L ≤150 ≤8

NH3-N mg/L ≤ 200 ≤ 15

CN- mg/L ≤15 ≤0.5

硫化物 mg/L 20 ≤1

2工藝流程描述

2.1預處理部分：由氣浮、調節池組成。

焦化廢水中含有大量油，包括重油、輕油和乳化油。在廢水的生化處理過程中，油的存在對微生物有抑制和毒害的作用。當廢水中的焦油含量達到了一定濃度時，活性污泥菌膠團表面會粘附一定量的油，阻礙了微生物對水中溶解氧的攝取，會使污泥的生物活性和生化處理的效果下降。另外，污泥表面附油后，密度減少，會影響污泥的沉降性能，使之上浮，以致隨水流失。同時焦油會使膜迅速污染。

氣浮設備采用加壓容器氣浮用來去除來水中的乳化油。

調節池進行水質水量的調節。里面設置微孔曝氣及加熱盤管。

蒸氨除油處理后的焦化廢水在集水池由泵送入氣浮設備（加藥氣浮一體機），進行乳化油的去除，在此廢水中所含的乳化油脫穩后被上浮的小氣泡吸附而除去。池上設有刮浮油沫機，將分離出來的浮油刮入浮油收集槽，并送往輕油池進行油水分離。同時在氣浮設備中通入臭氧，以去除色度和對難生化降解的有機物進行降解。出水進入調節池，進行水質水量的調節。與調節池并列設有事故調節池，主要用于來水水質惡化時，暫時貯存預處理出水。事故池水經污水泵提升逐漸送入均合池進系統處理，經過格柵處理的生活污水進入調節池進行處理。

2.2生化處理部分

由厭氧，缺氧-好氧及膜組成的膜生物反應器（MBR）組成。

厭氧生化處理：經過預處理后的廢水在這里進行有機物的降解與去除。采用厭氧折流板反應器（ABR），ABR工藝集上流式厭氧污泥床和分階段多相厭氧反應器技術于一體，提高了厭氧反應器的負荷和處理效率，而且使其穩定性和對不良因素的適應性大為增強。

好氧生化處理：廢水經過好氧生物氧化法對有機物進行進一步去除。考慮到本項目對氨氮的去除要求，選擇具有脫氮功能的缺氧-好氧工藝即A/O法作為好氧處理工藝。同時為了提高污泥濃度，富集硝化菌，好氧池末端采用膜生物反應器工藝。

膜—生物反應器工藝（MBR工藝）是膜分離技術與生物技術有機結合的新型廢水處理技術，它利用膜分離設備將生化反應池中的活性污泥和大分子有機物質截留住，省掉二沉池。活性污泥濃度因此大大提高，水力停留時間（HRT）和污泥停留時間（SRT）可以分別控制，而難降解的物質在反應器中不斷反應、降解。因此，膜—生物反應器工藝通過膜分離技術大大強化了生物反應器的功能，與傳統的生物處理方法相比，具有如下優點：

能夠高效地進行固液分離，出水水質良好、穩定，不受系統進水水質波動的影響。

膜的高效截流作用，使微生物完全截流在生物反應器內，實現了反應器水力停留時間（HRT）和污泥齡（SRT）的完全分離，使運行控制更加靈活穩定。

反應器內的微生物濃度高，耐沖擊負荷。

有利于增殖緩慢的硝化細菌的截流、生長和繁殖，系統硝化效率也得到提高。

泥齡長。膜分離使污水中的大分子難降解成分，在體積有限的生物反應器內有足夠的停留時間，大大提高了難降解有機物的降解效率。

系統采用PLC控制，可實現全程自動化控制。

本項目采用分置式膜生物反應器即膜區與好氧生化區分開，這樣有利于減少活性污泥粘結造成膜通量的下降；同時保證好氧區和膜區不同的曝氣環境。

為了保證MBR膜組件良好的水通量，持續、穩定地出水，系統通過膜區曝氣產生的氣泡及水流，使膜絲充分抖動對膜進行擦洗。同時采用間歇的運行方式，可防止膜孔堵塞，使長期的穩定運行成為可能。

2.3末端處理部分

絮凝沉淀及清水池組成。

進一步去除COD、懸浮物及對出水脫色。采用旋流混凝及斜管沉淀池。絮凝沉淀池中布設加熱盤管。若水質不達標清水池中的水回流至生化池重新處理。

3運行效果

項目滿負荷試運行以來出水均能達到排放標準，即使來水水質有波動對出水影響也不大。

項目的總噸水處理成本為5元。

4結論

1）該項目物化+生化的處理工藝在技術及經濟上均是可行的。

2）膜在生化處理中的應用，增強了生化處理效果，特別是對微生物的截留作用，特別適用于焦化廢水中微生物的培養馴化，是整個工藝技術可行的有力保證。

3）焦化廢水氨氮及石油含量很高，故進入廢水處理前必需要進行蒸氨及除油處理。特別是膜生物反應器工藝對石油類污染物更敏感要求更嚴格。

4）盡管膜生物反應器在焦化廢水處理中效果顯著，但是膜通量的取值、膜生物反應器的布置方式、運行方式、污泥濃度、維護方式等是設計成敗的關鍵，設計不當不僅沒有效果還造成投資及運行成本的增加，得不償失。

5）位于北方地區的焦化廢水處理設計中必須考慮保溫加熱措施。如該焦化廠就在部分構筑物中布置了加熱盤管。