焦化污水處理工藝培訓

1、和鋒剛 2013.6.13,焦化廢水處理技術,焦化廢水作為高COD、高氨氮的難降解有機廢水。其主要是煤在高溫干餾以及煤氣凈化、化學產品精制過程中形成的廢水。,焦化廢水危害,焦化廢水成分復雜。 含有大量難降解物質和有 毒有害物質。 色度高，有機物性質非常穩(wěn)定，可生化性較差。氨氮濃度高，危害巨大。水質變化幅度大。,有毒有害物

2、質，可使受納水體中的生物大量死亡，造成水體水質惡化.不經處理就大量廢水外排將會使受納水體的色度加深、水體發(fā)臭、水體富營養(yǎng)化，使水體惡化“黑臭”。廢水中大量氨氮類物質的存在容易堵塞管道、形成生物垢。,焦化廢水概述,焦化廢水來源,圖1 焦化生產工藝,焦化廢水的有機組分,,50%苯酚類,40%含氮雜環(huán)化合物,10%,苯胺類、多環(huán)芳烴、萘酚、異氰酸酯、腈類、含氧雜環(huán)化合物等,,,酚類和苯并( a)芘是焦化廠的特征污染物,焦化廠污水直

3、接排入河道,下游河水中酚含量超標與焦化廠有著直接聯(lián)系,焦化廠是上述污染物的污染源。,焦化廠廢水的毒性成分多、環(huán)境毒性大,其主要來源有二:其一為酚化物,是廢水中的主要成分,也是主要的環(huán)境污染物,本身雖無致癌性,但具有明顯的促癌作用,這類物質主要是苯酚、甲酚和二甲酚,其中苯酚和2,4-二甲酚是美國環(huán)保局優(yōu)先污染物,而苯酚、m-甲酚則是我國的優(yōu)先污染物,這些物質在焦化廢水中含量極高;,其二為PAHS(多環(huán)芳烴) ,這是一類廣為人知的致癌致突物

4、質,是焦爐的高溫焦油中最主要的成分,而且種類最多,但卻不是廢水中的主要成分,由于其顯著的毒害作用,長期以來一直是人們關注和側重的對象。其中的致癌物或可疑致癌物如萘、蒽、苯并( a)蒽、苯并( a)芘等皆屬于美國環(huán)保局優(yōu)先污染物。,主要排放點水質情況,LOGO,焦化廢水的處理技術,目前焦化廢水一般按常規(guī)方法先進行預處理，然后進行生物脫酚二次處理。但是，焦化廢水經上述處理后，外排廢水中氰化物、COD及氨氮等指標仍然很難達標。針對這種狀況，近

5、年來國內外學者開展了大量的研究工作，找到了許多比較有效的焦化廢水治理技術。這些方法大致分為生物法、化學法、物化法。,1）生物處理法生物處理法是利用微生物氧化分解廢水中有機物的方法，常作為焦化廢水處理系統(tǒng)中的二級處理。目前，活性污泥法是一種應用最廣泛的焦化廢水好氧生物處理技術。這種方法是讓生物絮凝體及活性污泥與廢水中的有機物充分接觸；溶解性的有機物被細胞所吸收和吸附，并最終氧化成為最終產物（主要是CO2)非溶解性有機物先被轉化為溶解性有

6、機物，然后被代謝,LOGO,和利用。,生物處理方法主要包括:①活性污泥法，有效地去除焦化廢水中的酚、氰等污染物，但由于進水的COD濃度較高、可生化性較低，出水中污染物指標均難于達標，人們試圖通過改進曝氣方式提高處理效果。②生物脫氮技術，包括A/O、A2/O等工藝，目前我國主要采用A/O和A2/O工藝，脫氮效果較好，工藝較簡單。③生物流化床技術，具有處理廢水高效率和承受負荷變化沖擊的雙重優(yōu)點，近年在處理難降解有機廢水方面越來越受到人們的重

7、視;④生物強化技術，在原有的廢水處理設施基礎上，提高廢水處理的范圍和能力，該處理技術存在操作過程難于全面控制的缺點。,LOGO,生物處理方法的最大優(yōu)點是處理成本低，沒有二次污染，但是同時存在的最大缺點是在處理過程中需要添加大量稀釋水，處理設施占地大，處理過程中水力停留時間長，對廢水的水質有嚴格的要求。,圖2 普通活性污泥法焦化廢水處理工藝,LOGO,2）化學處理法,化學處理方法主要包括:①等離子體處理技術，用放電等離子體處理焦化

8、廢水，高效、處理量大、低能耗等優(yōu)點，但是設備費用高，尚未大規(guī)模應用于實踐。②Fenton試劑法，焦化廢水經過UV-Fenton氧化處理后，COD去除率能達到86%以上，揮發(fā)酚基本能被完全去除，在處理難生物降解的低濃度有機廢水時，操作方便、高效等優(yōu)點，不僅處理費用較高，并且僅限于少量低濃度。 ③光催化氧化法，對水中酚類物質和有機物有較好的處理效果，也會產生一些有害的光化學產物，造成二次污染。④超臨界水氧化技術，能在短的時間內降解危險的有機

9、物并徹底轉化為CO2和H2O實現(xiàn)無害化，但技術不夠成熟，超臨界水作為反應介質己經受到廣泛的關注;⑤濕式氧化技術，處理廢水效率高，無污染，但所需要的催化劑價格昂貴，導致,LOGO,處理成本高，且在高溫高壓條件下運行，對工藝設備要求嚴格，國內很少用于實踐； ⑥電化學氧化技術，氧化能力強、工藝簡單、不產生二次污染，是一種前景比較廣闊的廢水處理技術，當用Ti/TiO2一Ru02作為電極降解焦化廢水，去除效果很理想。⑦焚燒法，適用于高濃度廢水，處

10、理效率雖高，但成本高，國內應用少;⑧臭氧氧化法不會造成二次污染，管理操作方便，但投資高，電耗大，主要用于廢水深度處理。,化學處理方法需采用催化劑或絮凝劑等藥劑，但因其的價格較高，導致處理成本高，且處理過程對設備要求嚴格，有些化學方法處理還會造成二次污染。,3）物理化學法,物化處理方法主要包括:①吸附法，吸附劑再生困難，不利于處理高濃度的廢水，深度處理時常用;②混凝法，起核心作用的是混凝劑，常見的混凝劑主要是鋁鹽和鐵鹽還有聚丙烯酞胺等，國

11、內焦化廠通常選聚合硫酸鐵做混凝劑，賴鵬等利用Fe2(S04)3作為混凝劑;③稀釋和氣提法，只能作為預處理;④煙道氣處理焦化廢水，具有投資省、運行費用低、處理效果好的巨大優(yōu)勢。物理化學處理方法一般是焦化廢水深度處理方法。 物理化學方法對氨氮等物質的去除率較低，單獨使用，很難使焦化廢水處理達標排放，必須與其他方法相結合，才能使出水達標。該方法具有操作簡單，管理方便，運行成本相對較低，但處理設施,占地面積大，土建投資較大，污染物只是

12、從水中轉移到污泥中，沒有得到無害化降解，并產生污泥處理問題。深度處理技術對設備要求高，操作復雜，耗能大，目前在工廠中實際應用很少。,常見基本概念,,污水水質,用各種指標表征的污水的物理、化學或生物性質。 常見的指標有PH、SS、COD、BOD、NH3-N、TP、油類物質、重金屬、大腸桿菌、色度、溫度等。 SS (Suspended solid)：固體懸浮物，一般單位mg/L，一般指用濾紙過濾水樣，將濾后截留物在105℃溫度中干

13、燥恒重后的固體重量。,常見基本概念,,污水水質,COD（Chemical Oxygen Demand） 化學需氧量，一般單位mg/L。是指在一定的條件下，采用一定的強氧化劑處理水樣時，所消耗的氧化劑量。它是表示水中還原性物質多少的一個指標。水中的還原性物質有各種有機物、亞硝酸鹽、硫化物、亞鐵鹽等，但主要的是有機物。因此，化學需氧量（COD）又往往作為衡量水中有機物質含量多少的指標?；瘜W需氧量越大，說明水體受有機物的污染越嚴重。,

14、常見基本概念,,污水水質,BOD（Biochemical Oxygen Demand） 生化需氧量，一般單位mg/L。有機污染物經微生物分解所消耗溶解氧的量。,NH3-N 氨氮，一般單位mg/L。氨氮是指水中以游離氨（NH3）和銨離子（NH4+）形式存在的氮。,常見基本概念,,厭氧,污水生物處理中，沒有溶解氧也沒有硝態(tài)氮的環(huán)境狀態(tài)。溶解氧在0.2mg/L以下。,好氧,污水生物處理中，有溶解氧或兼有硝態(tài)氮的環(huán)境狀態(tài)。溶解

15、氧在2.0mg/L以上。,缺氧,污水生物處理中，溶解氧不足或沒有溶解氧但有硝態(tài)氮的環(huán)境狀態(tài)。溶解氧在0.2~0.5mg/L左右。,SV30 污泥沉降比,SV30 是指曝氣池混合液在量筒靜止沉降30 min后污泥所占的百分體積。它是測定污泥性能最為簡便的方法,但在實際運行中污泥沉降比往往不被重視,相關專業(yè)書上對此介紹也很簡單。從污泥沉降比的定義可知,SV30值越小,污泥沉降性能就越好,反之沉降性能就差。城市污水處理廠SV30 一般在15

16、 %～ 30 %, 工業(yè)廢水處理廠的SV30相對要高,設計進水水質,主要污染物污水綜合排放一級標準,,,A2/O2工藝流程方框示意圖,污水處理的三個主要工序,廢水處理由三部分組成：預處理、生化處理和后處理。預處理包括：除油池、氣浮池和調節(jié)池。生化處理包括：厭氧反應器、缺氧池、好氧池、中沉池、接觸氧化池和二沉池。后處理包括：混合反應池、混凝沉淀池和過濾器。,預處理工序,除油池：除去輕、重焦油氣浮池：除去廢水中乳化油調節(jié)池：以調節(jié)

17、水量，均化水質,A2/O法在厭氧/好氧除磷系統(tǒng)和缺氧/好氧脫氮系統(tǒng)原理的基礎上，人們提出的A2/O污水處理系統(tǒng)，即將兩個處理系統(tǒng)結合起來，使污水經過厭氧(Anaerobic)、缺氧(Anoxic)及好氧(Oxic)三個生物處理過程(簡稱A2/O))，達到同時去除BOD、氮和磷的目的。脫氮原理它同缺氧A/O法一樣。脫氮過程為零級反應，反硝化速率與水中硝態(tài)氮濃度無關，因此為充分利用水中有機質，一般均采用前置缺氧脫氮流程。硝態(tài)氮由硝

18、化后的混合液回流提供。,,回流污泥（含磷污泥）,剩余污泥,釋放磷、氨化,硝化吸收磷、去除BOD,脫氮,沉淀池,A2/O法工藝流程圖,,曝氣生物濾池污水通過補水設備連續(xù)地、均勻的噴灑道濾床表面，在重力作用下，污水以水滴的形式向下滲析，或以波狀薄膜的形式向下滲流。最后，污水到達排水系統(tǒng)，流出濾池。污水流經濾床時，有一部分污水、污染物和細菌附著在濾床表面上，微生物便在濾料表面大量繁殖，不久，形成一層充滿微生物的粘膜，稱為生物膜。這個起始階

19、段通常叫“掛膜”，是生物濾池的成熟期。污水流經成熟濾床時，污水中有機污染物唄生物膜重的微生物吸附、降解，從而得到凈化。,生物膜法基本工藝流程圖,,A2/O2 的主要作用,A1-厭氧反應器：進行水解酸化反應，以提高廢水的可生化性并降解部分有機物。A2-缺氧池：進行反硝化反應，將亞硝酸氮和硝酸氮還原為氮氣，并同時降解有機物O1-好氧池：進行脫碳和硝化反應。首先大幅度降解有機物，然后將氨氮氧化為亞硝酸氮和硝酸氮O2-接觸氧化池進一步降

20、解有機物,污泥處理,污泥處理包括污泥濃縮池和污泥脫水機械。中沉池、二沉池的剩余污泥和混凝沉淀池的污泥提升至污泥濃縮池，濃縮后的污泥經單螺桿泵提升至板框壓濾機脫水。,輻流式沉淀池剖面,中心進水,周邊進水,污水處理中的微生物,微生物在調試過程中起著很重要的指示左右，通過鏡檢而根據(jù)活性污泥中的微生物可以發(fā)現(xiàn)該活性污泥的好差，其指示作用有：,(1) 著生的緣毛目多時，處理效果良好，出水BOD5和濁度低。(如小口鐘蟲、八鐘蟲、溝鐘

21、蟲、褶鐘蟲、瓶累枝蟲、微盤蓋蟲、獨縮蟲)這些緣毛目的種類都固定在絮狀物上，并隨窗之而翻動，其中還夾雜一些爬行的 棲纖蟲、游仆蟲、尖毛蟲、卑氣管葉蟲等，這說明優(yōu)質而成熟的活性污泥。 (2) 鐘蟲在生活污水和工業(yè)廢水處理很好時往往就是優(yōu)勢菌種。 (3) 如出現(xiàn)主要有柄纖毛蟲，如鐘蟲、累枝蟲、蓋蟲、輪蟲、寡毛類時，則水質澄清良好，出水清澈透明，酚類去除率在90%以上。 (4) 大量的自由游泳的纖毛蟲出現(xiàn)，指示凈化作用不太好，出水濁

22、度上升。 (5) 如果大量鞭毛蟲出現(xiàn)，而著生的緣毛目很少時，表明凈化作用較差。 (6) 根足蟲的大量出現(xiàn)，往往是污泥中毒的表現(xiàn)。 (7) 如在生活污水處理中，累枝蟲的大量出現(xiàn)，則是污泥膨脹、解絮的征兆。 (8) 在石油廢水處理中鐘蟲出現(xiàn)是理想的效果。 (9) 過量的輪蟲出現(xiàn)，則是污泥要膨脹的預兆。,輪蟲,草履蟲,,,纖毛蟲,,鞭毛蟲,累枝蟲,污泥活性鏡檢中發(fā)現(xiàn)的鐘蟲照片,菌膠團菌,有些細菌由于其遺傳特性決定，細菌之間

23、按一定的排列方式互相粘集在一起，被一個公共莢膜包圍形成一定形狀的細菌集團，叫做菌膠團。它是活性污泥絮體和滴濾池粘膜的主要組成部分。菌膠團中的菌體，由于包埋于膠質中，故不易被原生動物吞噬，有利于沉降。菌膠團的形狀有球形、蘑菇形、橢圓形、分枝狀、垂絲狀及不規(guī)則形。上述各菌膠團在活性污泥中均有，典型的有動膠菌屬（zoogloea itzigsohn），它有兩個種：枝狀動膠菌屬(Zoogloea ramigera)和垂（懸）絲狀動膠菌屬(Zoo

24、gloea filipendula)。,菌膠團菌圖,絲狀菌,絲狀菌作為菌膠團的骨架，細菌分泌的外酶通過絲狀菌的架橋作用將千萬個細菌凝結成菌膠團吸附有機物形成活性污泥的生態(tài)系統(tǒng)。但當絲狀菌大量生長繁殖，活性菌膠團結構受到破壞，形成大量絮體而漂浮于水面，難于沉降。這種現(xiàn)象稱為絲狀菌繁殖膨脹,絲狀菌圖,絲狀菌與菌膠團菌對比,,活性污泥法常見問題問答,1、污泥發(fā)黑是怎么回事?,正常的活性污泥呈黃褐色或棕黃色，土腥味。污泥發(fā)黑，可能有一下原因：

25、 （1）曝氣不足，污泥厭氧，此時伴有臭味—檢查風機，管線、曝氣頭及曝氣是否均勻； （2）硫化物積累——監(jiān)測進水硫化物濃度； （3）帶顏色的工業(yè)廢水流入——檢查進水水質。,活性污泥法的運行,,活性污泥法常見問題問答,2、污泥發(fā)紅怎么回事？,污泥發(fā)紅的原因可能是：一進水中含有大量的鐵；二后生動物大量繁殖。針對前者，鐵可能來自于含有鐵的廢水流入（如管道破損導致地下水侵入），對處理水質影響不大; 后者要活性

26、污泥以后生動物為主，污泥量少。通過增大進水流量，減少曝氣量來控制。,（二）活性污泥法的運行,,活性污泥法常見問題問答,3、二沉池污泥上浮怎么解決？,引起污泥上浮的原因:1、在進水水質方面有：過量表面活性物質和類脂化合物，過低或過高的pH值沖擊，堿度過高，水溫過高，酚及其衍生物、醇、醛、某些有機酸、硫化物、重金屬及鹵化物等底物的流入；2、過量曝氣，污泥缺氧反硝化；3、池底積泥腐化以及機械應力等；4、還有起沫絲狀菌的過量生長產生的泡

27、沫和浮渣。 控制措施有：調節(jié)曝氣劑的DO、pH值，采用均質調節(jié)池并控制其液位，合理投加營養(yǎng)鹽等。,（二）活性污泥法的運行,,活性污泥法常見問題問答,4、污泥膨脹的原因和對策？,引起污泥膨脹的原因： 廢水中的有機物含碳水化合物，特別是糖分多；廢水中的氮磷等營養(yǎng)物質不足；操作條件差，BOD負荷過大，溶解氧濃度低?？刂拼胧?根據(jù)低負荷時不易引起污泥膨脹的規(guī)律，減少進水量，降低BOD負荷；增加Do濃度。在DO低時，