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總結(jié)實際經(jīng)歷,對焦化廢水處置提出本人的見解和領(lǐng)會??隙A(yù)氧化工藝對后續(xù)生物處置的效果;倡議增強缺氧池的攪拌,能提升處置效率;提出好氧池的控制參數(shù);倡議二沉池污泥回流能夠間歇運轉(zhuǎn);指出沉淀池存在的普遍問題并提出改造意見;引薦曝氣設(shè)備運用可提升旋流曝氣器,無梗塞,可在線裝置,在線檢修;建議高速懸浮風(fēng)機替代普通離心風(fēng)機,節(jié)能且噪音小。
1.焦化廢水的特性和難點
焦化廢水是在原煤高溫干餾、煤氣凈化和化工產(chǎn)品精制過程中產(chǎn)生的廢水,其成分復(fù)雜,含有大量的酚類、聯(lián)苯、吡啶、吲哚和喹啉等有機污染物,還含有氰、無機氟離子和氨氮等有毒有害物質(zhì)。不同企業(yè)因原煤性質(zhì)、碳化溫度、煉焦工藝選擇的差別,使廢水水質(zhì)差異較大, COD、TN濃度分別在946~7200、233~1499.53 mg/L范圍內(nèi)動搖,其他指標(biāo)散布也不平均,濃度相差數(shù)倍至10倍。廢水構(gòu)成COD的物質(zhì)主要含苯酚和硫氰化物、氰化物,因而也被稱作酚氰廢水,酚氰廢水經(jīng)過蒸氨塔進入處置系統(tǒng),因而廢水水質(zhì)的變化與蒸氨塔的參數(shù)親密相關(guān)。
理論中發(fā)現(xiàn),由于蒸氨塔參數(shù)控制不嚴,水中的氨氮變化是最常見的現(xiàn)象,加堿量是蒸氨塔重要的控制參數(shù),需求精確計量加堿量才干控制好出口的氨氮濃度。酚氰廢水中氨氮濃度值以及變化的幅度和生活污水相比要大得多,而氨氮又是微生物CNP營養(yǎng)元素的關(guān)鍵要素,焦化廢水處置過程中普遍存在參數(shù)動搖的基本緣由就是氨氮濃度變化幅度大。
2.對焦化廢水處置工藝級控制參數(shù)的認識
2.1預(yù)氧化對生化處置作用明顯
普遍以為,焦化廢水BOD/COD均值約為0.30,屬可生化處置廢水,但由于首段厭氧對焦化廢水COD去除有限,而好氧可以去除廢水中大多數(shù)有機物的性質(zhì)決議了焦化廢水處置過程的高耗能。大量的工程理論證明,在焦化廢水處置中,厭氧池作用不大。
前幾年,有人提出OHO流化床生物處置工藝。據(jù)引見,該工藝的反響器中心是基于污泥原位別離的內(nèi)循環(huán)好氧生物三相流化床;O1作為除碳和氨化單元,去除水中絕大多數(shù)的有機污染物并且轉(zhuǎn)化含氮化合物為氨分子;局部剩余難降解大分子有機物進入水解池H,經(jīng)過水解酸化作用提升剩余有機污染物的可生化性,為O2進一步降解有機污染物發(fā)明條件;HO組合成一個高效的生物脫氮單元,經(jīng)過強迫硝化反硝化,完成高效脫氮。原理上似乎很理想,但是OHO流化床工藝由于反響單元構(gòu)造上的緣由,省去二沉池,整個工藝因短少污泥別離回用功用而失敗。O/H/O工藝至今并沒有被推行。
如今焦化企業(yè)存在的處置工藝大多數(shù)是A/A/O,A/A/O/O,近幾年興起的有O/A/O,O/A/O/ A/O工藝。O/A/O/ A/O主要是針對脫TN的工藝。
O/A/O/A/O,O/A/O工藝,都是增加了預(yù)氧化,去掉了厭氧工藝,從理論來看,效果是有意義的。筆者參與改造的一家焦化工業(yè)廢水處理,就是把原來的UASB改形成預(yù)氧化池,HRT=20h,曝氣強度=4.56m3/( m2·h),COD去除率到達30%,硫氰化物轉(zhuǎn)化為硫酸鹽(亞硫酸鹽),氨氮升高約10%,預(yù)氧化以后,水質(zhì)對后續(xù)微衛(wèi)生的毒性減小了,好氧池的去除率穩(wěn)定了。同時需求留意,改形成預(yù)氧化以后,預(yù)曝氣池出水有懸浮物,需求設(shè)計一個沉淀池別離絮體污泥,同時回流到預(yù)氧化池?;亓鞯男鯛钗勰鄷陬A(yù)氧化池內(nèi)發(fā)揮更好的吸附作用,進一步提升COD去除率。
2.2缺氧池的攪拌很重要
缺氧池的作用主要是反硝化的場所,混合液或者二沉池上清液回流到缺氧池進口,增加進水中的溶解氧(DO),DO堅持在0.2-0.5mg/L比擬理想。實踐過程中,缺氧池的作用效果差異較大,池中有沒有填料差異不大,筆者改造某企業(yè)的焦化廢水設(shè)備,有并列的兩組同樣大小的A/O系統(tǒng),缺氧池一個有填料另一個沒填料,有填料的效果也不明顯,主要是填料發(fā)揮作用不理想,緣由是填料絲徑太細,掛不上活性污泥。筆者參觀過20多座焦化廠,填料塌陷是普遍現(xiàn)象,而影響最大的還是攪拌效果差,絕大多數(shù)缺氧池采用潛水?dāng)嚢杵鳎K究作用如何,很少有人去研討剖析,缺氧池出水堰水流不平均,也影響缺氧池反響,其實,從缺氧池外表水流狀態(tài),三角堰出水平均水平就判別缺氧池攪拌平均水平,倡議以增大攪拌器功率,改動攪拌器的角度和位置,改善攪拌效果。假如不能停產(chǎn),改造檢修的確有艱難,還能夠采取水泵抽水,水面平均布管的方式,能夠在線裝置,產(chǎn)生理想的攪拌效果。缺氧池的MLSS=4000-6000mg/l。假如進一步提升污泥濃度,則要愈加留意攪拌平均的問題。
硝化液或者混合液回流的比例是依據(jù)缺氧池溶解氧(DO)濃度來定的,普通DO控制在0.2-0.4mg/L,去除氨氮主要在好氧池完成,需求培育活性污泥中的硝化細菌。
2.3好氧池溶解氧恰當(dāng)提升
好氧池是焦化廢水處置的中心環(huán)節(jié),即便是A/O/A/O工藝,第一級好氧池也是去除COD
和NH3–N的主要場所,第二級A/O主要是去除TN。好氧池的主要參數(shù)是溶解氧(DO)和沉降比(SV30),筆者以為,焦化廢水好氧池比城市污水好氧池的溶解氧控制要高一些,緣由是焦化廢水難生化降解,對溶解氧的需求量大,硝化細菌更脆弱一些,因而堅持高的溶解氧和沉降比,才干保證出口的COD和NH3–N的去除率。理論中還證明,高溶解氧比低溶解氧耗能高一些,但是,焦化廢水的高溶解氧帶來的結(jié)果是剩余污泥很少,有的企業(yè)很長時間不排泥,好氧池活性污泥依然生長正常。剩余污泥排量少,減輕了污泥處置的壓力,也算是一種經(jīng)濟補償。倡議:好氧池末端溶解氧控制在5.0-5.5mg/L,沉降比控制在45-60%,這樣對系統(tǒng)穩(wěn)定有益處,硝化細菌的數(shù)量活性堅持穩(wěn)定,出水NH3-N≤3mg/l。依據(jù)筆者統(tǒng)計,好氧池的HRT=90-100h,水深能夠設(shè)計到7-8m,MLSS=4000-6000mg/L。好氧池假如處置效果差,檢查沉降比、溶解氧和回流污泥濃度,總有至少一項不在倡議范圍。
焦化廠的風(fēng)機絕大多數(shù)是離心風(fēng)機或者羅茨風(fēng)機,倡議好氧池的風(fēng)機盡早改換為高速懸浮風(fēng)機,節(jié)能很明顯。一個年產(chǎn)60萬噸焦化廠的好氧池風(fēng)機功率約是160kw,依照節(jié)能20%計算,每年節(jié)約的電費約是17萬元,加上維護費,約20萬元,一臺高速懸浮風(fēng)機的價錢約是60萬元,投資回收期不到3年,而且風(fēng)機維護量很小,噪音很小,契合環(huán)保請求。
3.對焦化廢水處置設(shè)備的認識
3.1隔油設(shè)備重點是重油別離要及時
隔油設(shè)備就是重力隔油池,有規(guī)范設(shè)計,現(xiàn)場的隔油池根本是一個形式,有的是增加了斜板,很快就被重油壓壞了,所以,隔油池就是一個小的平流沉淀池。值得留意的是,下面的泥斗排泥不及時,就會形成泥斗被重油堆積而硬化,活動性很差,排泥不能正常。因而很多的隔油池,都是一個過水渠而已,每年趁大修時間,停產(chǎn)排空,用蒸汽加熱下面的泥斗,用人工清掏的方法,徹底恢復(fù)泥斗的作用。倡議:加高隔油池高度,增強重力排泥,排泥閥改成電動控制,定時定量排泥,保證隔油除油效果。水面的隔油板普通牢靠,隔油效果穩(wěn)定。
3.2氣浮設(shè)備對除油作用明顯
氣浮設(shè)備普通焦化廢水處置站都有的,有的氣浮設(shè)備閑置多年不用。筆者以為,氣浮設(shè)備是有必要的,主要用來除油,假如蒸氨塔前有牢靠的除油措施,能保證水中含油量低于100mg/L,則能夠在焦化廢水處置站不設(shè)氣浮池,氣浮設(shè)備的作用主要是用來除油,能夠不加藥劑,就應(yīng)用溶氣氣浮的原理直接除油,效果也能滿足消費請求。有的廢水中前期處置效果差,廢水中含油量較大,鏈條刮泥機刮出來的浮渣活動性很差,需求用螺旋保送機掃除浮渣。
筆者曾經(jīng)將調(diào)理池的底部曝氣管連續(xù)供風(fēng),也能起到浮油的作用。但是從水中別離出浮油,需求設(shè)計一個浮動排油槽。
3.3倡議曝氣設(shè)備改成可提升曝氣頭
曝氣設(shè)備是焦化廢水處置的重要工具,現(xiàn)場好氧池大多數(shù)的設(shè)計采用微孔曝氣器,池底布置,水深5m。微孔曝氣器有兩大弊病,一是裝置在池底,裝置檢修不便當(dāng),一旦改換或檢修就要清空池子。二是微孔曝氣器梗塞是不可防止的,曝氣管采用的ABS管材也是容易老化,斷裂是經(jīng)常的。這幾年微孔曝氣器正在被其它先進的曝氣設(shè)備所替代,例如旋流曝氣器,H型曝氣管。筆者倡議,采用旋流曝氣器改造現(xiàn)有曝氣設(shè)備很便當(dāng)。曝氣頭的材質(zhì)為復(fù)合塑料,耐腐蝕耐高溫老化,單頭效勞面積4m2,供風(fēng)量0.25-0.35m3/min,支管直徑DN20,入水局部采用不銹鋼材質(zhì),由于供風(fēng)支管和曝氣頭是一對一裝置,所以,日常運轉(zhuǎn)過程中能夠隨意調(diào)整風(fēng)量,也能夠很直觀的依據(jù)水面波紋判別曝氣頭運轉(zhuǎn)能否正常。依據(jù)筆者改造的工程實例檢測,同一座好氧池,微孔曝氣頭改成旋流曝氣頭,總節(jié)約風(fēng)量在20%以上,造價約500元/m2,焦化廢水處置站的風(fēng)機風(fēng)量在夏天經(jīng)常表現(xiàn)為風(fēng)量缺乏,采用旋流曝氣頭正好能夠防止這個問題。改形成旋流曝氣器能夠不動原來的系統(tǒng),不用停水,就能夠完成在線裝置在線檢修。
3.4沉淀設(shè)備是污水處置的樞紐環(huán)節(jié)
沉淀池是廢水處置中的樞紐和中心環(huán)節(jié),好氧池活性污泥回流要靠沉淀池別離出來的高濃度污泥,假如沉淀池處置效果差,則會形成一正一負的雙重作用。首先,別離不好使污泥流失,活性污泥流失對焦化廢水處置的影響是很明顯的,由于好氧池自身每天產(chǎn)出來的剩余污泥量就很少,一旦流失,好氧池的污泥沉降比就會降落。偶然沉淀池跑渾明顯,短時間就會使沉降比降到20%以下,去除率降落,出水COD升高,隨之氨氮也跟著升高。同時,出水懸浮物高,也或形成COD數(shù)值高。以至超出排放規(guī)范。其次,沉淀別離效果差影響回流污泥濃度,回流污泥濃度低,好氧池的活性污泥濃度就降落,污泥沉降比也跟著降落?,F(xiàn)場很屢次發(fā)現(xiàn),沉淀池異常時,回流污泥濃度沉降比在60%,正常的數(shù)值在90%以上。有時分為了到達回流污泥沉降比,能夠間歇回流,由于連續(xù)回流保證不了污泥濃度。有很多二沉池水面漂泥,緣由就是排泥不徹底,池內(nèi)泥面上升,把刮泥刀湮沒,泥面沒有水位差,刮泥桁架不能把一切污泥集中到泥坑,池底污泥糜爛上浮。
現(xiàn)場調(diào)研發(fā)現(xiàn),輻流式的二沉池三角堰出水不平均,從中心筒進水分配到圓周,應(yīng)該是360度平均的,由于三角堰不平,招致水走短路,圓周上搜集槽不能平均收水,有的二沉池圓周上只要1/6三角堰出水,5/6的三角堰不出水。焦化廢水二沉池三角堰配水量和市政污水二沉池相比原本就很小,一旦水走短路,偏流很明顯,別離效果很差。筆者在現(xiàn)場屢次找平圓周三角堰的程度高差,對降低出水懸浮物收到明顯的效果。
從設(shè)計方面剖析,沉淀池設(shè)計參數(shù)存在不統(tǒng)一,憑經(jīng)歷,固然池型都是小型輻流式沉淀池,但是詳細構(gòu)造設(shè)計隨意性很大。見表1-6。
3.4.1沉淀池的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)
《室外排水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》(GB50017-2014)關(guān)于沉淀池的設(shè)計參數(shù)。
《焦化廢水處置技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(HJ2022-2012)
《煉焦化學(xué)工業(yè)污染防治可行技術(shù)指南》(HJ2306-2018)
a)一級生物脫單處置技術(shù)
“……二沉池外表水力負荷普通為1.0-1.5m3/m2·h(活性污泥法)或1.5-2.0m3/m2·h(生物膜法),沉淀池時間普通為2.0--4.0h(活性污泥法)或1.5-4.0h(生物膜法);……”
把上面的一段文字整理列表如下:
從《技術(shù)指南》的條文來看,指標(biāo)有所調(diào)整,但是參數(shù)的上限依然沒有打破。
3.4.2設(shè)計的實踐參數(shù)
而實踐上,某焦化集團的焦化廢水處置站關(guān)于二沉池的設(shè)計參數(shù),卻是另一個參數(shù)。
對照標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)和實踐數(shù)據(jù)看出,設(shè)計不依照標(biāo)準(zhǔn)來選擇,而是依據(jù)焦化廢水的特性設(shè)計的,而且設(shè)計的隨意性很大。沉淀池設(shè)計參數(shù)偏離標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù),外表水力負荷太低,停留時間太長,另據(jù)剖析,二沉池漂泥也是由于停留時間太長,廢水在二沉池內(nèi)完成了反硝化過程,氮氣逸出,帶著污泥上浮至水面。
筆者調(diào)研了某鋼廠焦化廠、某某焦化廠廢水處置站的沉淀池數(shù)據(jù)。
筆者創(chuàng)造了一種新型高效沉淀池,沉淀原理應(yīng)用了新的混凝理論,高效沉淀池內(nèi)又高又厚的污泥懸浮層為提升別離效率發(fā)揮了作用。顯著的高徑比提升了底流固含,排泥濃度能夠到達5%以上。填料層的設(shè)計增加了上流阻力,提升了水流的斷面平均性,又相當(dāng)于增加了空間絮體濃度,增加了顆粒碰撞時機,進一步攔截細小的絮體。高效沉淀池的這些特性,使其具備了在固液別離場所具有共同的作用,擴展了適用范圍。
在焦化廢水處置中應(yīng)用的結(jié)果證明,高效沉淀池能夠替代傳統(tǒng)的幅流式沉淀池,具有占地小,出水水質(zhì)好,效率高的特性,能夠更普遍的運用。高效沉淀池的設(shè)計參數(shù)明顯優(yōu)于普通輻流池的實踐參數(shù),而且,實踐運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)又契合有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)。
3.4.3高效沉淀池設(shè)計參數(shù)
無論從設(shè)計參數(shù)還是現(xiàn)場測試結(jié)果來看,在焦化廢水處置工藝中,高效沉淀池都是能夠選擇的。
4.總結(jié)
(1)焦化廢水預(yù)處置很重要。厭氧池的作用不大,倡議改形成預(yù)氧化池,氧化硫氰化物,減少對后續(xù)生化處置的毒性作用。預(yù)氧化池后設(shè)計初沉池,初沉池污泥回流更進一步提升COD去除率。
(2)缺氧池攪拌最重要,有無填料并不重要。硝化液(混合液)回流量靠缺氧池的溶解氧濃度控制。潛水?dāng)嚢杵髌毡閿嚢璨惶骄?,倡議對在役的缺氧池增加攪拌器。
(3)好氧池維持比擬高的溶解氧,比擬高的污泥沉降比,堅持高濃度的活性污泥,有利于去除氨氮,絕大多數(shù)的污染物氧化合成要在好氧池完成。
(4)曝氣設(shè)備倡議設(shè)計或者改形成旋流曝氣器,在線裝置在線檢修,節(jié)約風(fēng)量,便當(dāng)運轉(zhuǎn)控制。
(5)沉淀池是生化處置的中心環(huán)節(jié),混合液攜帶活性污泥要在二沉池完成固液別離,別離效果直接影響到污泥回流,二沉池的水力流態(tài)要注重。高效沉淀池能夠有效完成混合液固液別離過程,穩(wěn)定出水指標(biāo),堅持污泥回流濃度。占地少,效率高,施工工期短,是焦化廢水處置工藝提標(biāo)改造的一種選擇。