焦化廢水總氮脫除工藝改進(jìn)

大氣網(wǎng)訊:摘 要: 根據(jù)焦化廢水的特點(diǎn)及水質(zhì)情況，對(duì)原有焦化廢水系統(tǒng)進(jìn)行了改造。采用內(nèi)置生物填料的改良生物法，總氮脫除效率由原來(lái)的58%提高到95% ，可以控制外排水總氮含量在20mg /L 以下，實(shí)現(xiàn)焦化廢水達(dá)標(biāo)排放。

關(guān)鍵詞: 焦化廢水; 生物處理; 達(dá)標(biāo)排放

上海寶鋼化工有限公司梅山分公司焦化廢水裝置主要處理焦?fàn)t剩余氨水、煤氣凈化廢水、焦油加工廢水、瀝青加工廢水、苯加工廢水等工藝廢水[1]，裝置于 2008 年建成投運(yùn)，一直運(yùn)行穩(wěn)定。GB 16171—2012《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》增加了總氮污染因子控制標(biāo)準(zhǔn)，原有前置反硝化工藝不能穩(wěn)定達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)要求，需要進(jìn)行技術(shù)改造以實(shí)現(xiàn)廢水達(dá)標(biāo)排放。

1 焦化廢水處理現(xiàn)狀

1. 1 廢水處理原工藝

我公司焦化廢水處理裝置主要用于處理全廠的煉焦、煤氣凈化及焦油加工、粗苯加工過(guò)程中排出的含酚、氰、氮等物質(zhì)的廢水。處理裝置由調(diào)節(jié)池、生化系統(tǒng)、物化系統(tǒng)、過(guò)濾裝置及污泥處理系統(tǒng)組成，其中生化系統(tǒng)采用AAOO工藝(厭氧+缺氧+兩級(jí)好氧)，為前置反硝化脫氮工藝，廢水處理工藝流程見(jiàn)圖1。

1. 2 焦化廢水處理裝置進(jìn)出水總氮現(xiàn)狀

焦化廢水處理裝置總氮不能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放，對(duì)焦化廢水處理站月報(bào)表進(jìn)行分析，廢水站運(yùn)行過(guò)程中調(diào)節(jié)池出水總氮濃度為200～300mg/L，經(jīng)過(guò)處理后的總氮不能穩(wěn)定達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)要求，具體數(shù)據(jù) 見(jiàn)表1。

原酚氰廢水處理站缺氧池采用的是生物膜法。 對(duì)于生物膜法，填料及布水均勻情況關(guān)系到缺氧反 硝化效果。我公司的缺氧池 A2 填料采用現(xiàn)場(chǎng)制作 固定支架，在池內(nèi)散件組裝，運(yùn)行過(guò)程中填料容易松 脫;同時(shí)由于填料設(shè)置密度大，水流通道過(guò)窄，造成 污泥 堵 塞 上 浮，池面污泥堆積。污泥活性低， MLVSS /MLSS 值低，使缺氧池中異養(yǎng)菌的產(chǎn)率降低， 反硝化效果差，影響出水水質(zhì)。

缺氧池 A2 的布水方式是采用旋轉(zhuǎn)布水器進(jìn)行布水，而旋轉(zhuǎn)布水器時(shí)常出現(xiàn)漏水現(xiàn)象，檢修率高。 缺氧池系統(tǒng)布水不均勻，污泥容易沉淀，使系統(tǒng)堵 塞，影響系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，導(dǎo)致反硝化效果下降。

2 改造方案確定

GB16171—2012《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》增加了總氮污染因子控制標(biāo)準(zhǔn)，焦化企業(yè)必須 進(jìn)行改造，確保排水總氮達(dá)標(biāo)。由于時(shí)間緊迫，為了盡快達(dá)到新標(biāo)準(zhǔn)要求，又不影響現(xiàn)有廢水處理裝置 穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)原有廢水系統(tǒng)進(jìn)行了改造，重點(diǎn)是對(duì)原有工藝中厭氧池、缺氧池內(nèi)填料進(jìn)行改造，同時(shí)在原有AAOO工藝基礎(chǔ)上增加后置反硝化裝置，并對(duì)缺氧池中的布水器進(jìn)行改造，改為布水板均勻布水。利用現(xiàn)有場(chǎng)地及裝置優(yōu)化成為AAO+AO生物接觸 氧化高效脫除總氮的工藝流程［2］，并驗(yàn)證其脫氮效 果的可靠性。經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)條件的調(diào)研與細(xì)致分析，形成如下方案。

(1)新增好氧池O1，與原有好氧池O1段前3 格組成新的O1。原有O1第4格和好氧池O2第1 格改造成新缺氧池A3，原有O2第2格改造成再曝氣池。好氧池O1出水全部進(jìn)入回流沉淀池，回流 沉淀池的出水一部分流至回流水吸水井進(jìn)入原有廢水處理流程，另一部分進(jìn)入新建的給水井中，由泵提升至缺氧池A3中。

(2)再曝氣池出水自流進(jìn)入現(xiàn)有二沉池進(jìn)行泥水分離，上清液進(jìn)入后續(xù)物化處理系統(tǒng)，污泥部分回流至再曝氣槽，部分輸送至污泥脫水系統(tǒng)進(jìn)行脫水處理。

(3)為了解決原有厭氧池A1與缺氧池A2中存在的問(wèn)題，經(jīng)過(guò)細(xì)致分析，借鑒公司總部缺氧池的設(shè)計(jì)方式將填料及布水方式進(jìn)行改進(jìn)，采用組合式填料，微孔布水板布水方式。

改造后的工藝流程見(jiàn)圖2(圖中粗線部分代表改造或新增設(shè)施)。

3 后置反硝化段裝置調(diào)試及運(yùn)行

2013年10月完成設(shè)備改造，2013年11月到2014年1月完成第1階段調(diào)試，2014年2月到2014年4月完成第2階段穩(wěn)定運(yùn)行。

為了確保改造后的后置反硝化段調(diào)試不影響原有廢水處理裝置運(yùn)行，同時(shí)縮短調(diào)試時(shí)間，制定了調(diào)試方案。系統(tǒng)調(diào)試的重點(diǎn)是后置反硝化段的調(diào)試、反硝化菌的馴化和培養(yǎng)。開(kāi)工階段通過(guò)控制進(jìn)水水 質(zhì)、水量，采用間歇進(jìn)水、循環(huán)的方式進(jìn)行培養(yǎng)、馴 化。首先采用低負(fù)荷運(yùn)行，然后逐漸增加進(jìn)水量，使反硝化菌穩(wěn)步適應(yīng)新的環(huán)境，促進(jìn)反硝化菌生長(zhǎng)、繁殖。

3.1 藥劑種類(lèi)及數(shù)量

后置反硝化段調(diào)試過(guò)程中主要使用藥劑包括反硝化菌、碳源(乙酸鈉)，具體投加比例及數(shù)量見(jiàn)表2。

3.2 后置反硝化缺氧段調(diào)試與運(yùn)行

后置反硝化缺氧池污泥生物膜、掛膜的培養(yǎng)及馴化采用間歇進(jìn)水，在污泥馴化和培養(yǎng)過(guò)程中，將池內(nèi)廢水pH控制在7～9、DO＜0．5mg/L，并根據(jù)池內(nèi)水質(zhì)情況適當(dāng)加入營(yíng)養(yǎng)源(碳源)。馴化、培養(yǎng)具 體步驟如下。

(1)將1系缺氧池A2(或2系缺氧池A2)上清液利用潛水泵抽入2系缺氧池A3，待缺氧池A3的填料浸沒(méi)后停止進(jìn)水，開(kāi)旁通管直接進(jìn)入好氧池O2。

 (2)運(yùn)轉(zhuǎn)缺氧池A3排泥泵實(shí)行內(nèi)循環(huán)，進(jìn)行 掛膜，如必要可將回流沉淀池上清液或污泥排入缺氧池A3。

(3)向缺氧池A3注入碳源20%乙酸鈉溶液按4250mg/L(100%乙酸鈉溶液按850mg/L)投加，系統(tǒng)保有水量1600m3，因此應(yīng)向缺氧池A3中一次性連續(xù)投加乙酸鈉溶液6．8t。

(4)向缺氧池A3注入菌種，每次向菌種溶解 槽注入0．5m3工業(yè)水和50kg菌種，運(yùn)轉(zhuǎn)攪拌機(jī)4h 后停止運(yùn)轉(zhuǎn)，利用潛水泵抽入缺氧池A3。接種完畢后，按投加量2．952kg/d(處理水量100m3/h)進(jìn)行 正常加藥。

(5)菌種投加第2天即向缺氧池A3進(jìn)水，進(jìn) 水量控制在5～10t/h，其余水量通過(guò)旁通管直接進(jìn) 入好氧池O2。

(6)運(yùn)轉(zhuǎn)乙酸鈉泵，向缺氧池A3注入乙酸鈉，初期濃度控制在4250mg/L。馴化初期乙酸鈉溶液確保過(guò)量，保證后置反硝化反應(yīng)充分進(jìn)行，盡快實(shí)現(xiàn)總氮達(dá)標(biāo)，但同時(shí)也要關(guān)注二沉池出水COD和外排水COD指標(biāo)，保證在馴化期間，外排水不超標(biāo)，然后逐漸摸索乙酸鈉加藥的最佳點(diǎn)。采樣分析后，視分析數(shù)據(jù)再調(diào)整乙酸鈉注入濃度。

(7)觀察A3池面氣泡逸出情況以及掛膜情況，有氮?dú)鈿馀菀莩鰰r(shí)，提高進(jìn)水量。

(8)待缺氧池A3出口上清液的總氮達(dá)標(biāo)后，將流量逐步提高至100m3/h，并相應(yīng)調(diào)整藥劑量。

(9)將反硝化菌和碳源(乙酸鈉)投加到A3給水井，A3給水井出水送至缺氧池A3，該裝置重點(diǎn)關(guān) 注項(xiàng)目及控制標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表3。

4 后置反硝化好氧段O2調(diào)試與運(yùn)行

4.1 原水總氮數(shù)據(jù)分析

2013年11月～2014年1月為裝置調(diào)試階段，對(duì)裝置進(jìn)行調(diào)試及每周跟蹤監(jiān)測(cè)，原水總氮數(shù)據(jù)基本穩(wěn)定在300mg/L以下，少量數(shù)據(jù)由于原水波動(dòng)超過(guò) 300mg/L，略高于前期調(diào)研數(shù)據(jù)。

4.2 排水總氮數(shù)據(jù)分析

在后置反硝化污泥馴化及調(diào)試開(kāi)始的2個(gè)月，數(shù)據(jù)基本沒(méi)有明顯變化。 2014年1月后置反硝化段區(qū)域運(yùn)行穩(wěn)定，從2014年1月7日開(kāi)始廢水裝置外排水總氮指標(biāo)逐步下降，1月底完成全部調(diào)試，達(dá)到總氮30mg/L的控制要求。

5 后置反硝化穩(wěn)定運(yùn)行數(shù)據(jù)分析

2014年2～4月在前3個(gè)月調(diào)試的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步優(yōu)化藥劑及過(guò)程控制參數(shù)，控制總氮達(dá)到 20mg/L。

5.1 原水總氮數(shù)據(jù)分析

從2014年2月開(kāi)始裝置已經(jīng)運(yùn)行穩(wěn)定，跟蹤2014年2～4月的原水總氮數(shù)據(jù)，原水總氮基本穩(wěn)定在350mg/L以下，少量數(shù)據(jù)由于原水波動(dòng)超過(guò) 350mg/L，整體數(shù)據(jù)略高于前期調(diào)研數(shù)據(jù)。

5.2 排水總氮數(shù)據(jù)分析

2014年2月開(kāi)始廢水裝置調(diào)試全部完成，排水監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)已全部達(dá)到GB16171—2012《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中總氮20mg/L的控制標(biāo)準(zhǔn)。

6 總氮脫除效果及成本核算

6.1 脫除效果數(shù)據(jù)

為了確定后置反硝化改造前后廢水總氮的脫除效果，分別取2013年2～4月(改造前)、2013年11月～2014年1月(調(diào)試期)2014年2～4月(穩(wěn)定運(yùn)行期)各3個(gè)月的總氮監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)原水控制在200～300mg/L范圍內(nèi)時(shí)，改造前、調(diào)試期及穩(wěn)定運(yùn)行期二沉池硝酸鹽氮及排水總氮逐步降低，總氮脫除效率逐步提高，改造前后總氮脫除 效率由原來(lái)的58%提高到95%，并且排水中的總氮能夠穩(wěn)定控制在20mg/L以下，具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表5。

6.2 成本核算

由于后置反硝化裝置設(shè)計(jì)為自流式，主要的運(yùn)行成本為藥劑成本，增加的藥劑主要是反硝化菌和乙酸鈉，穩(wěn)定運(yùn)行期藥劑消耗成本為4．36元/(t·水)，后置反硝化裝置藥劑成本為廢水全流程處理工藝藥劑 成本的1/3，詳細(xì)成本核算見(jiàn)表6。

7 結(jié)論

(1)通過(guò)對(duì)原有廢水系統(tǒng)厭氧池、前置反硝化缺氧池填料優(yōu)化改型，同時(shí)增加后置反硝化裝置，可以將總氮脫除效率由原來(lái)的58%提高到95%以上，焦化排水總氮達(dá)到20mg/L的國(guó)標(biāo)要求。

 (2)通過(guò)后置反硝化運(yùn)行成本核算，后置反硝化段藥劑成本約為4．36元/(t·水)。

原標(biāo)題:焦化廢水總氮脫除工藝改進(jìn)