CN104310710A - 一种煤化工废水高效节能处理工艺 - Google Patents

一种煤化工废水高效节能处理工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种煤化工废水高效节能处理工艺，包括如下步骤：(1)将调节池中的煤化工废水加入絮凝剂，经絮凝沉降，制得混凝沉淀废水和沉淀污泥；(2)将混凝沉淀废水通入气浮机中，制得气浮废水和气浮污泥；(3)将气浮废水分别通入低氧曝气活性污泥池和高氧曝气活性污泥池进行处理，制得低氧曝气废水和高氧曝气废水；(4)将低氧曝气废水通入二沉池(I)，经泥水分离，制得好氧生化出水(I)和好氧沉淀污泥(I)，好氧沉淀污泥(I)回流至低氧曝气活性污泥池；(5)将好氧生化出水(I)和好氧生化出水(II)混合后，经厌氧反应池处理后，制得处理后废水。本发明可以实现废水中总氮的高效去除，达到节能和高效处理的目的。

Description

一种煤化工废水高效节能处理工艺
技术领域
本发明涉及一种煤化工废水高效节能处理工艺，属于工业废水处理技术领域。
背景技术
煤化工企业排放废水以高浓度煤气洗涤废水为主，含有大量酚、氰、油、氨氮等有毒有害物质，属于生化性能较差、有机污染物以难降解劣质碳源为主、C/N较低的难降解化工废水。
目前，我国煤化工废水经过多年工程实践的选择与优化，形成了以生物处理法为主导的处理工艺，如SBR、A/O、A2/O、倒置A2/O、CASS等。
中国专利文献CN102633359A(申请号201210119771.3)公开了一种适用于含氮化工废水总氮的处理方法，该方法包括预曝气池处理和两级A/O处理工艺；废水依次经过预曝气池、一级厌氧池、一级好氧池、二级厌氧池、二级好氧池、沉淀池进行处理。其中在预曝气池、一级好氧池、二好氧池可以投加脱氮菌剂进行生物强化。本发明工艺流程简单，前段采用预曝池，可以降低有机负荷对后续生化***的影响，提高了污水处理能力，同时使工艺流程缩短，降低运行成本。采用两级A/O工艺处理煤化工废水，可有效提高总氮的脱除效率。
中国专利文献CN102249490A(申请号201110158915.1)公开了一种煤气废水处理***及处理工艺。所述处理***包括依次连接的格栅、调节池、缓冲池、EGSB反应池、好氧池和二沉池；所述二沉池还分别与EGSB反应池和缓冲池相连。
这些工艺在一定程度上解决了废水中COD和氨氮的污染问题，但对废水中总氮的去除效率较低，且传统“硝化-反硝化”模式去除总氮的方式导致废水处理费用较高(主要包括生化处理的电耗和反硝化碳源投加的消耗)，传统的厌氧氨氧化脱氮方式需向废水中投加亚硝酸盐，这在一定程度上增加了煤化工企业的经济负担。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种脱氮效率高、运行费用低、节能效果显著、出水水质好的煤化工废水高效节能处理工艺。
本发明的技术方案如下：
一种煤化工废水高效节能处理工艺，包括如下步骤：
(1)将调节池中的煤化工废水通入混凝沉淀池中并加入絮凝剂，经絮凝沉降，制得混凝沉淀废水和沉淀污泥；
(2)将步骤(1)制得的混凝沉淀废水通入气浮机中，向气浮机中加入絮凝剂，经絮凝沉降，制得气浮废水和气浮污泥；
(3)将步骤(2)制得的气浮废水按体积比1:(1.2～1.5)的比例分别通入低氧曝气活性污泥池和高氧曝气活性污泥池进行处理，制得低氧曝气废水和高氧曝气废水；
所述低氧曝气活性污泥池处理条件为：在溶解氧为0.5～0.8mg/L、污泥浓度3000～4000mg/L的条件下，水力停留24～36h；
所述高氧曝气活性污泥池处理条件为：在溶解氧为3.0～4.0mg/L、污泥浓度3500～4500mg/L的条件下，水力停留24～36h；
(4)将步骤(3)制得的低氧曝气废水通入二沉池(I)，经泥水分离，制得好氧生化出水(I)和好氧沉淀污泥(I)，好氧沉淀污泥(I)回流至低氧曝气活性污泥池；
将步骤(3)制得的高氧曝气废水通入二沉池(II)，经泥水分离，制得好氧生化出水(II)和好氧沉淀污泥(II)，好氧沉淀污泥(II)回流至低氧曝气活性污泥池；
(5)将步骤(4)制得的好氧生化出水(I)和好氧生化出水(II)混合后，经厌氧反应池处理后，再经超滤，制得处理后废水。
根据本发明优选的，所述步骤(1)中，絮凝剂为聚合氯化铝和阴离子聚丙烯酰胺，聚合氯化铝的加入量为100～150mg/L，阴离子聚丙烯酰胺的加入量为1～1.5mg/L；絮凝沉降时间为4～5h。
根据本发明优选的，所述步骤(2)中，絮凝剂为聚合氯化铝和阴离子聚丙烯酰胺，聚合氯化铝的加入量为50～100mg/L，阴离子聚丙烯酰胺的加入量为1～1.5mg/L；絮凝沉降时间为5～6h。
根据本发明优选的，所述步骤(3)中，高氧曝气活性污泥池的污泥在培养初期接种硝化菌BioRemove 5805，硝化菌BioRemove 5805丹麦诺维信公司有售；低氧曝气活性污泥取自普通市政污水处理厂曝气池。
根据本发明优选的，所述步骤(3)中，所述低氧曝气活性污泥池和高氧曝气活性污泥池均为氧化沟式结构，通过鼓风射流曝气***供氧。
根据本发明优选的，所述步骤(3)中，低氧曝气废水和高氧曝气废水的CODCr≤50mg/L。
根据本发明优选的，所述步骤(4)中，好氧沉淀污泥(I)的回流比为80～120％；好氧沉淀污泥(II)的回流比为150～200％。
根据本发明优选的，所述步骤(5)中，所述厌氧反应池中的污泥为厌氧氨氧化菌，水力停留时间为34～36h。厌氧氨氧化菌为普通市售产品，如：山东环科环境科技有限公司有售。
根据本发明优选的，所述步骤(5)中，超滤为采用浸没式超滤技术进行超滤。
根据本发明优选的，还包括将步骤(1)制得的沉淀污泥、步骤(2)制得的气浮污泥、步骤(4)回流后剩余的好氧沉淀污泥(I)和好氧沉淀污泥(II)经脱水后，脱水滤液通入调节池。
有益效果
1、本发明首次采用低氧曝气和高氧曝气结合处理部分废水的方式，高氧曝气过程中利用接种高效硝化菌的生化处理***的生化能力，将废水中的氨氮转化为亚硝酸盐，同时高效去除废水中的COD。低氧曝气过程中通过对溶解氧的控制，实现对废水中COD去除，同时氨氮不发生转化；然后将采用不同方式处理的废水混合后进行厌氧处理，可以实现废水中总氮的高效去除，达到节能和高效处理的目的。
2、本发明所述处理工艺，曝气所需氧气量大幅度减少，无需外加碳源或亚硝酸盐，电耗和药剂费用低；通过对处理工段的科学设计，巧妙实现了在较低能耗条件下，对废水中COD、氨氮、总氮的高效去除。
3、本发明所述处理工艺，通过混凝沉淀和气浮结合的预处理方式，一方面高效去除废水中的煤灰等大颗粒污染物，同时对废水中的油类物质高效脱除，有效避免了废水中无机颗粒和石油类物质对后续生化处理的影响，为后续生化处理创造良好条件。
4、本发明的处理工艺中利用厌氧氨氧化菌作为厌氧处理的主要微生物，厌氧氨氧化菌是自养型微生物，整个反应过程无需有机碳源、无需氧气参与、不产碱，是一种经济、清洁的总氮脱除技术。厌氧反应池内控制pH在7.5～8.0，温度在35～40℃，好氧出水通过浸没式滤池处理，提高出水品质，利于中水回用。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步说明，但本发明所保护范围不限于此。
材料来源
低氧曝气活性污泥取自普通市政污水处理厂曝气池。
硝化菌BioRemove 5805，丹麦诺维信公司有售。
厌氧氨氧化菌，山东环科环境科技有限公司有售。
实施例1
山东某合成氨煤化工企业的煤化工废水，指标为：CODCr 375mg/L，氨氮186mg/L，总氮213mg/L，SS 136mg/L。
将上述煤化工废水采用以下处理工艺进行处理：
(1)将调节池中的煤化工废水通入混凝沉淀池中并加入聚合氯化铝和阴离子聚丙烯酰胺，聚合氯化铝的加入量为100mg/L，阴离子聚丙烯酰胺的加入量为1.5mg/L；经絮凝沉降4h，制得制得混凝沉淀废水和沉淀污泥；
(2)将步骤(1)制得的混凝沉淀废水通入气浮机中，向气浮机中加入聚合氯化铝和阴离子聚丙烯酰胺，聚合氯化铝的加入量为100mg/L，阴离子聚丙烯酰胺的加入量为1mg/L，经絮凝沉降5h，制得气浮废水和气浮污泥；
(3)将步骤(2)制得的气浮废水按体积比1:1.2的比例分别通入低氧曝气活性污泥池和高氧曝气活性污泥池进行处理，制得CODCr≤50mg/L的低氧曝气废水和高氧曝气废水；
所述低氧曝气活性污泥池和高氧曝气活性污泥池均为氧化沟式结构，通过鼓风射流曝气***供氧；
所述低氧曝气活性污泥池处理条件为：在溶解氧为0.8mg/L、污泥浓度4000mg/L的条件下，水力停留36h；
所述低氧曝气活性污泥池的污泥取自普通市政污水处理厂曝气池。
所述高氧曝气活性污泥池处理条件为：在溶解氧为4.0mg/L、污泥浓度4500mg/L的条件下，水力停留36h；
所述高氧曝气活性污泥池的污泥在培养初期接种硝化菌BioRemove 5805。
(4)将步骤(3)制得的低氧曝气废水通入二沉池(I)，经泥水分离，制得好氧生化出水(I)和好氧沉淀污泥(I)，好氧沉淀污泥(I)回流至低氧曝气活性污泥池；
将步骤(3)制得的高氧曝气废水通入二沉池(II)，经泥水分离，制得好氧生化出水(II)和好氧沉淀污泥(II)，好氧沉淀污泥(II)回流至低氧曝气活性污泥池；
好氧沉淀污泥(I)的回流比为120％；好氧沉淀污泥(II)的回流比为200％；
(5)将步骤(4)制得的好氧生化出水(I)和好氧生化出水(II)混合后，经厌氧反应池中的厌氧氨氧化菌处理，水力停留时间为36h，再经浸没式超滤技术进行超滤，制得处理后废水。
还包括将步骤(1)制得的沉淀污泥、步骤(2)制得的气浮污泥、步骤(4)回流后剩余的好氧沉淀污泥(I)和好氧沉淀污泥(II)经脱水后，脱水滤液通入调节池。
按照中国专利文献CN102633359A(申请号201210119771.3)中实施例1记载的工艺处理该煤化工废水，处理效果如表1所示。
如表1所示，经检测经过本实施例处理后的废水水质为：CODCr 34mg/L，氨氮0.26mg/L，总氮3.6mg/L，SS检不出，处理效果显著优于中国专利文献CN102633359A工艺。
采用空气流量计量方法检测处理工艺的氧气消耗量，经检测，本实施例在处理效果显著优于中国专利文献CN102633359A工艺的情况下，氧气消耗量较中国专利文献CN102633359A工艺降低了30％～40％，节能效果显著。
表1
实施例2
山东某生产醇烃酯类产品煤化工企业的废水，指标为：CODCr 467mg/L，氨氮216mg/L，总氮264mg/L，SS 237mg/L。
将上述煤化工废水采用以下处理工艺进行处理：
(1)将调节池中的煤化工废水通入混凝沉淀池中并加入聚合氯化铝和阴离子聚丙烯酰胺，聚合氯化铝的加入量为150mg/L，阴离子聚丙烯酰胺的加入量为1mg/L；经絮凝沉降5h，制得制得混凝沉淀废水和沉淀污泥；
(2)将步骤(1)制得的混凝沉淀废水通入气浮机中，向气浮机中加入聚合氯化铝和阴离子聚丙烯酰胺，聚合氯化铝的加入量为50mg/L，阴离子聚丙烯酰胺的加入量为1.5mg/L，经絮凝沉降6h，制得气浮废水和气浮污泥；
(3)将步骤(2)制得的气浮废水按体积比1:1.5的比例分别通入低氧曝气活性污泥池和高氧曝气活性污泥池进行处理，制得CODCr≤50mg/L的低氧曝气废水和高氧曝气废水；
所述低氧曝气活性污泥池和高氧曝气活性污泥池均为氧化沟式结构，通过鼓风射流曝气***供氧；
所述低氧曝气活性污泥池处理条件为：在溶解氧为0.5mg/L、污泥浓度3000mg/L的条件下，水力停留24h；
所述低氧曝气活性污泥池的污泥取自普通市政污水处理厂曝气池。
所述高氧曝气活性污泥池处理条件为：在溶解氧为3.0mg/L、污泥浓度3500mg/L的条件下，水力停留24；
所述高氧曝气活性污泥池的污泥在培养初期接种硝化菌BioRemove 5805。
(4)将步骤(3)制得的低氧曝气废水通入二沉池(I)，经泥水分离，制得好氧生化出水(I)和好氧沉淀污泥(I)，好氧沉淀污泥(I)回流至低氧曝气活性污泥池；
将步骤(3)制得的高氧曝气废水通入二沉池(II)，经泥水分离，制得好氧生化出水(II)和好氧沉淀污泥(II)，好氧沉淀污泥(II)回流至低氧曝气活性污泥池；
好氧沉淀污泥(I)的回流比为80％；好氧沉淀污泥(II)的回流比为150％；
(5)将步骤(4)制得的好氧生化出水(I)和好氧生化出水(II)混合后，经厌氧反应池中的厌氧氨氧化菌处理，水力停留时间为34h，再经浸没式超滤技术进行超滤，制得处理后废水。
还包括将步骤(1)制得的沉淀污泥、步骤(2)制得的气浮污泥、步骤(4)回流后剩余的好氧沉淀污泥(I)和好氧沉淀污泥(II)经脱水后，脱水滤液通入调节池。
按照中国专利文献CN102633359A(申请号201210119771.3)中实施例1记载的工艺处理该煤化工废水，处理效果如表2所示。
如表2所示，经检测经过本实施例处理后的废水水质为：CODCr 42mg/L，氨氮0.45mg/L，总氮5.8mg/L，SS检不出，处理效果显著优于中国专利文献CN102633359A工艺。
采用空气流量计量方法检测处理工艺的氧气消耗量，经检测，本实施例在处理效果显著优于中国专利文献CN102633359A工艺的情况下，氧气消耗量较中国专利文献CN102633359A工艺降低了30％～40％，节能效果显著。
表2
实施例3
山东某生产焦化的煤化工企业废水，指标为：CODCr 3632mg/L，氨氮469mg/L，总氮657mg/L，SS 461mg/L。
将上述煤化工废水采用以下处理工艺进行处理：
(1)将调节池中的煤化工废水通入混凝沉淀池中并加入聚合氯化铝和阴离子聚丙烯酰胺，聚合氯化铝的加入量为125mg/L，阴离子聚丙烯酰胺的加入量为1.25mg/L；经絮凝沉降4.5h，制得制得混凝沉淀废水和沉淀污泥；
(2)将步骤(1)制得的混凝沉淀废水通入气浮机中，向气浮机中加入聚合氯化铝和阴离子聚丙烯酰胺，聚合氯化铝的加入量为75mg/L，阴离子聚丙烯酰胺的加入量为1.25mg/L，经絮凝沉降5.5h，制得气浮废水和气浮污泥；
(3)将步骤(2)制得的气浮废水按体积比1:1.4的比例分别通入低氧曝气活性污泥池和高氧曝气活性污泥池进行处理，制得CODCr≤50mg/L的低氧曝气废水和高氧曝气废水；
所述低氧曝气活性污泥池和高氧曝气活性污泥池均为氧化沟式结构，通过鼓风射流曝气***供氧；
所述低氧曝气活性污泥池处理条件为：在溶解氧为0.65mg/L、污泥浓度3500mg/L的条件下，水力停留30h；
所述低氧曝气活性污泥池的污泥取自市政污水处理厂曝气池。
所述高氧曝气活性污泥池处理条件为：在溶解氧为3.5mg/L、污泥浓度4000mg/L的条件下，水力停留30h；
所述高氧曝气活性污泥池的污泥在培养初期接种硝化菌BioRemove 5805。
(4)将步骤(3)制得的低氧曝气废水通入二沉池(I)，经泥水分离，制得好氧生化出水(I)和好氧沉淀污泥(I)，好氧沉淀污泥(I)回流至低氧曝气活性污泥池；
将步骤(3)制得的高氧曝气废水通入二沉池(II)，经泥水分离，制得好氧生化出水(II)和好氧沉淀污泥(II)，好氧沉淀污泥(II)回流至低氧曝气活性污泥池；
好氧沉淀污泥(I)的回流比为100％；好氧沉淀污泥(II)的回流比为170％；
(5)将步骤(4)制得的好氧生化出水(I)和好氧生化出水(II)混合后，经厌氧反应池中的厌氧氨氧化菌处理，水力停留时间为35h，再经浸没式超滤技术进行超滤，制得处理后废水。
还包括将步骤(1)制得的沉淀污泥、步骤(2)制得的气浮污泥、步骤(4)回流后剩余的好氧沉淀污泥(I)和好氧沉淀污泥(II)经脱水后，脱水滤液通入调节池。
按照中国专利文献CN102249490A(申请号201110158915.1)中实施例记载的工艺处理该煤化工废水，处理效果如表3所示。
如表3所示，经检测经过本实施例处理后的废水水质为：CODCr 146mg/L，氨氮4.6mg/L，总氮22.5mg/L，SS检不出，处理效果显著优于中国专利文献CN102249490A工艺。
采用空气流量计量方法检测处理工艺的氧气消耗量，经检测，本实施例在处理效果显著优于中国专利文献CN102249490A工艺的情况下，氧气消耗量较中国专利文献CN102249490A工艺降低了30％～40％，节能效果显著。
表3

Claims (10)

1.一种煤化工废水高效节能处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将调节池中的煤化工废水通入混凝沉淀池中并加入絮凝剂，经絮凝沉降，制得混凝沉淀废水和沉淀污泥；
(2)将步骤(1)制得的混凝沉淀废水通入气浮机中，向气浮机中加入絮凝剂，经絮凝沉降，制得气浮废水和气浮污泥；
(3)将步骤(2)制得的气浮废水按体积比1:(1.2～1.5)的比例分别通入低氧曝气活性污泥池和高氧曝气活性污泥池进行处理，制得低氧曝气废水和高氧曝气废水；
所述低氧曝气活性污泥池处理条件为：在溶解氧为0.5～0.8mg/L、污泥浓度3000～4000mg/L的条件下，水力停留24～36h；
所述高氧曝气活性污泥池处理条件为：在溶解氧为3.0～4.0mg/L、污泥浓度3500～4500mg/L的条件下，水力停留24～36h；
(4)将步骤(3)制得的低氧曝气废水通入二沉池(I)，经泥水分离，制得好氧生化出水(I)和好氧沉淀污泥(I)，好氧沉淀污泥(I)回流至低氧曝气活性污泥池；
将步骤(3)制得的高氧曝气废水通入二沉池(II)，经泥水分离，制得好氧生化出水(II)和好氧沉淀污泥(II)，好氧沉淀污泥(II)回流至低氧曝气活性污泥池；
(5)将步骤(4)制得的好氧生化出水(I)和好氧生化出水(II)混合后，经厌氧反应池处理后，再经超滤，制得处理后废水。
2.如权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述步骤(1)中，絮凝剂为聚合氯化铝和阴离子聚丙烯酰胺，聚合氯化铝的加入量为100～150mg/L，阴离子聚丙烯酰胺的加入量为1～1.5mg/L；絮凝沉降时间为4～5h。
3.如权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述步骤(2)中，絮凝剂为聚合氯化铝和阴离子聚丙烯酰胺，聚合氯化铝的加入量为50～100mg/L，阴离子聚丙烯酰胺的加入量为1～1.5mg/L；絮凝沉降时间为5～6h。
4.如权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述步骤(3)中，高氧曝气活性污泥池的污泥在培养初期接种硝化菌BioRemove5805，硝化菌BioRemove5805丹麦诺维信公司有售。
5.如权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述步骤(3)中，所述低氧曝气活性污泥池和高氧曝气活性污泥池均为氧化沟式结构，通过鼓风射流曝气***供氧。
6.如权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述步骤(3)中，低氧曝气废水和高氧曝气废水的CODCr≤50mg/L。
7.如权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述步骤(4)中，好氧沉淀污泥(I)的回流比为80～120％；好氧沉淀污泥(II)的回流比为150～200％。
8.如权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述步骤(5)中，所述厌氧反应池中的污泥为厌氧氨氧化菌，水力停留时间为34～36h。
9.如权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述步骤(5)中，超滤为采用浸没式超滤技术进行超滤。
10.如权利要求1所述的工艺，其特征在于，还包括将步骤(1)制得的沉淀污泥、步骤(2)制得的气浮污泥、步骤(4)回流后剩余的好氧沉淀污泥(I)和好氧沉淀污泥(II)经脱水后，脱水滤液通入调节池。
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