42 燃料与化工 Man 2013
.. FUel & ChemiCal PrOCeSSeS VOI.44 No.2
李雪松李彦光(河北钢铁股份有限公司邯钢焦化厂,邯郸056001)
摘要:对邯钢焦化厂的废水处理工艺进行技术升级改造,改造主要针对预处理系统和生化系统,将A-A/O法工 艺改造成A∕°法工艺后,废水处理达到了国家一级排放标准。同时对改造前后工艺的优缺点及生产过程中的影响 因素进行了分析。
关键词:焦化废水;A∕0;升级改造;生化处理
中图分类号:X784 文献标识码:B 文章编号:IoOI-3709 (2013) 02-0042-03
The UPgrading Of WaSte Water treatment PrOCeSS for COking plant
Li XUeSong Li YangUang
(COking Plant Of Handan Iron & Steel Co. Ltd. Of Hebei IrOn & Steel Group,Handan 056001 ,China)
AbStraCt: The UPgrading Of WaSte Water treatment PrOCeSS is described in this PaPer, aiming at the Pretreatment SyStem and bio-treatment SyStem ,i. e. the A-A∕0 ProCeSS is replaced With A/0 So that the WaSte Water treatment Can ConfOrnl to national Standard Gr. I. The advantages and disadvantages Of the two ProCeSSeS as Well as the impact factors during PrOdUCtiOn are also analyzed.
Key words: WaSte Water from COking process; A/0; Upgrading; BiO treatment
邯钢焦化厂现有JN58-∏型焦炉1座,JN60-6 型焦炉2座,JN43-80型焦炉3座,以及相应的煤气 净化车间和配套环保设施。原配套废水处理工艺 1999年建成投产,设计标准执行《钢铁工业水污染 物排放标准)GB13456-92二级排放标准,采用A-A/0工艺,处理能力为IOom'/K该工艺运行至今, 虽经过多次局部改造,但由于工艺流程局限,设备大 部分腐蚀损坏,生产操作问题越来越突出,严重影响 出水指标。公司于2010年将该工艺进行技术升级 改造为A/0法废水处理工艺,并达到国家一级排放 标准。
1.1废水来源及水质特点
焦化废水主要来自炼焦和煤气净化以及化工产 品的精制过程。煤气净化过程中的剩余氨水是废水 的主要来源。
焦化废水是难处理的工业废水之一,含有酚类、 多环芳香族化合物以及含氮、氧、硫的杂环化合物等 数十余种污染物。其中易降解的有机物主要是酚 收稿日期:2012-08-20 作者简介:李雪松(1974-),男,高级工程师
类、毗咯、蔡、吠喃和苯哩类化合物,而毗嚏、咔嗖、联 苯、三联苯等多为难降解有机物。
焦化废水的水质因炼焦参数控制和煤气净化工 艺不同而差异很大,我厂焦化废水水质见表1。
1∙2 A/O法废水工艺流程
A/0法废水工艺流程见图1。进站污水首先进 入调节池。当污水中含有较多油类物质时,将进水 切换进入隔油沉淀池,去除重油后,再自流进入调节 池。各种污水在调节池内进行水质、水量的均衡,调 节池出水经泵提升送入气浮系统。在此投加混凝 剂,污水中的轻油、重油及有机胶体得以去除,气浮 池出水自流进入A/0池前端的生化提升泵房。在 泵房集水井内,回流混合液与气浮出水混合,一并提 升进入A/0池。在A/。池中,利用微生物的新陈 代谢作用去除污水中的污染物酚、氧化物、COD、 BOD,、氨氮等。A/。池出水经二沉池泥水分离后, 上清液依次自流进入混凝反应池、混凝沉淀池,在混 凝反应池投加混凝剂进一步去除SS和COD,确保 出水达标。混凝沉淀池上清液自流进入排放水池暂 存,部分出水回用,多余部分经泵送去熄焦。
表1进水水质情况
项 |
≡ |
/(mg .『]) |
/(mg .L ) |
SS / ( mg ∙ L 5 ) |
COD /(mg,LT ) |
/倍 |
氨氮 /(mg ∙L") |
进 |
水一 |
400~ 600 |
8~15 |
400 |
3 500~4 000 |
800 |
150 |
污水处理系统产生的污泥主要有生化系统剩余 污泥和混凝沉淀化学污泥。剩余污泥经浓缩后,通 过剩余污泥泵送入压滤机进行脱水处理,混凝沉淀 池化学污泥通过混凝污泥泵送至浓缩池,气浮池浮 渣排入浮渣池暂存。全部固体废物定期外运至焦炉 焚烧。
.. 回流污泥
焦化废水 J隔油池一调节池一气浮系统一 A/O池―二沉池
L事故池」 t混合液吶11
,剩余污泥Il
混凝反应池 佔学I
泥饼外运—脱水机一污泥浓缩池 皿凝沉淀池
出水回用或熄焦
图1 A/O法废水工艺流程
21预处理系统改造
预处理直接影响整个生化系统能否正常运行, 因此,加强预处理系统功能,是这次改造的重点之 一,对预处理系统改造如下。
D新建隔油池,并增加气浮装置及配套的加药 系统,不仅能比较彻底地去除重油,还可通过加絮凝 剂PAC降低水中悬浮物、悬浮油的含量,加FeSO4 降低污水中S"及有机胶体含量。气浮机又可以产 生微小气泡使悬浮物、油等物质漂浮,通过刮渣机去 除,为后续生物处理打下了良好的基础。
2) 在调节池中增加了潜水搅拌机,使调节池真 正起到了调节水量、水质的作用,不受废水高峰流量 和浓度变化的影响。
3) 在原调节池中分出体积为780π√的一格作为 事故池,当来水严重超标时可排入事故池,避免了对 生物处理系统的冲击,从而保证了系统的正常运行。
2.2生化系统改造
生化工序对废水处理能否达标起决定性作用, 对生化工序做如下改造。
2.2.1悬浮污泥法的应用
A池原先釆用膜法工艺,由于池内水力条件远 不如生活污水工程中的水力条件,在运行一段时间 后,池内生物膜黏结在半软性填料上,影响系统正常 运行。悬浮污泥法设备配套简单,不需生物填料、布 水器等复杂的设备,降低了动力消耗,搅拌机使泥水 混合更均匀,生产操作简单,系统更加稳定可靠。
2.2.2好氧池改造
在原好氧池增加了 Im的有效高度,同时增设 了 2组好氧池,废水在生化系统的停留时间由54h 增加到72h,使硝化反应更彻底,同时也提高了 COD 的去除率。
另外,对好氧池配套的供风系统进行了改造,原 来使用的是双螺旋曝气头,气泡大,氧利用率仅为 8% ,改造成微孔曝气头,氧利用率提高到25% ,节 省了动力消耗,年节电131-4万kWh,废水处理成本 降低0.82χ∕t水。同时微孔供氧,有利于微生物的 吸收,不易破坏菌胶团,更易保持细菌的正常活性。 2-2.3 A/0段运行方式的改造
A/。段的运行方式由全部外回流改为100%外 回流和200%~400%内回流,见图2。改造后的A/0 工艺兼有推流和局部完全混合的功能,使系统具有 极强的缓冲能力,可以适应焦化废水波动大的特点。 工程实践表明,改造后生化段具有很强的抗冲击负 荷能力,氨氮高达500mg∕L时,系统仍可正常运行, 甚至系统能承受氨氮高达700mg∕L时的短时间冲 击O
预处理来水一缺氧池一►厌氧池 一►。池 一►二沉池一►混凝反应池
..t回流泥一」 改造前
回流泥
1 :——
预处理来水 缺氧池 ► O池 —► 一洗池—►混凝反应池
t__泥水混合物__I
改造后
图2改造前后A/O段对比
31进水水质
稳定合格的进水水质是整个生化稳定运行的基 础,只有蒸氨和预处理功能的良好发挥,才能保证水 源的水质。实践表明,进入生化系统的水质除了稳定 CoD和酚氤的浓度外,还应控制挥发氨W50mg/L、 氨氮 w200mg/L、硫化物 W IOmg/L、油 W IOmg∕Lo 3.2温度
适宜的温度可以提高菌种的繁殖能力,增强微 生物的活性,提高处理效果,A池的适宜温度为28~ 35Y,O池的适宜温度为28~33Y,低于15Y或高 于4。弋时,微生物会逐渐失去活性,处理效果急速 恶化。
3.3 PH 值
活性微生物最适宜的PH值为7∙°~8∙0° pH< 5时,活性污泥中的原生动物将全部消失,大多数微 生物的活动受到抑制,极易产生污泥膨胀现象。PH >9时菌胶团会解体,也会产生污泥膨胀现象而使 污泥流失。
微生物营养物质的缺失,会影响微生物的代谢, 降低活性,诱发污泥膨胀,使出水恶化。焦化废水中 富含氮元素而缺少磷元素,因此日常操作中需向系 统投加磷元素。理论上微生物对氮、磷的需求比例 是BOD5: N: P = IOO: 50: 1,但在实际生产中往往低 于这个比例,在二沉池出水,磷元素的含量要求不低 于 2mg∕L°
好氧池生化过程的需氧量包括两部分,-部分 是有机物转化所需氧量,另一部分是硝化过程所需 氧量。溶解氧过低无法进行硝化反应或反应不完 全,溶解氧过高会导致微生物自身氧化分解。我厂 好氧池溶解氧量控制在2~6mg∕L°
系统全面投运后,生产运行稳定,达到了国家-级排放标准,表2为2011年9~11月份进出水水质 数据的平均值。
表2 2011年9-11月处理前后水质平均值
项 |
目 |
COD /(mg∙ L-1 ) |
挥发酚 /(mg ・ L”) |
気化物 /(mg ∙ L~,) |
/(mg ∙ L-1 ) |
油 /( mg ∙ L"1 ) |
PH |
进 |
3 487 |
546 |
12.7 |
156 |
10 |
7.8 | |
出 |
水 |
89 |
0.13 |
0.31 |
5.6 |
2 |
7. 1 |
一级排放标准 |
≤100 |
W0.5 |
W0.5 |
≤15 |
≤8 |
7 |
废水处理工艺在原工序的基础上对预处理、生 化工序等进行技术优化改进,提高了处理效果,达到 了国家一级排放标准。在废水处理过程中应寻找技
-<⅞-{∙3~{⅞~H—{⅞~{⅛{⅞~{⅞~~H~~~~⅜~~H~~<4~H~K~W~~~54—N-?*?~M—!■: (上接第41页)
在不加催化剂和常温常压下,决定硫化物氧化速率 快慢的是溶解氧与硫化物的反应;而加入催化剂后, 氧气向水体的传质速率对反应产生一定的影响。因 此,要提高此类气液反应速率应控制好传质与反应 这2个步骤。
4)通过对硫化物催化氧化动力学研究发现,此 术突破口,优化工艺的关键技术指标,利用高效技术 集成自动化来处理工艺过程控制,降低处理成本,稳 定出水指标。今后需进-步研究和探讨废水深度处 理技术,提高处理标准,实现废水的循环利用。
蔡明珠编辑
反应对于S>而言属于一级反应,其动力学方程为: In(C) =-0.388 34—6.424 5。随着 SF度的下 降,反应速率降低,所以在浓度较低时使用此法处理 含硫废水不符合经济效益原则。因此,催化空气氧 化法适用于较高浓度含硫废水的预处理。
甘李军编辑
万方数据