根據(jù)焦化廢水的特點及水質(zhì)情況，對原有焦化廢水系統(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的58%提高到95% ，可以控制外排水總氮含量在20mg /L以下，實現(xiàn)焦化廢水達(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，裝置于2008年建成投運，一直運行穩(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+兩級好氧)，為前置反硝化脫氮工藝，廢水處理工藝流程見圖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，對焦化廢水處理站月報表進(jìn)行分析，廢水站運行過程中調(diào)節(jié)池出水總氮濃度為200～300mg/L，經(jīng)過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) 見表1。

　　原酚氰廢水處理站缺氧池采用的是生物膜法。對于生物膜法，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)場制作 固定支架，在池內(nèi)散件組裝，運行過程中填料容易松脫;同時由于填料設(shè)置密度大，水流通道過窄，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)定運行，對原有廢水系統(tǒng)進(jìn)行了改造，重點是對原有工藝中厭氧池、缺氧池內(nèi)填料進(jìn)行改造，同時在原有AAOO工藝基礎(chǔ)上增加后置反硝化裝置，并對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，并驗證其脫氮效果的可靠性。經(jīng)過對現(xiàn)場條件的調(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中存在的問題，經(jīng)過細(xì)致分析，借鑒公司總部缺氧池的設(shè)計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行，同時縮短調(diào)試時間，制定了調(diào)試方案。系統(tǒng)調(diào)試的重點是后置反硝化段的調(diào)試、反硝化菌的馴化和培養(yǎng)。開工階段通過控制進(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、繁殖。

　　3.1 藥劑種類及數(shù)量

　　后置反硝化段調(diào)試過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)量見表2。

　　3.2 后置反硝化缺氧段調(diào)試與運行

　　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)加入營養(yǎng)源(碳源)。馴化、培養(yǎng)具體步驟如下。具體聯(lián)系污水寶或參見http://www.dowater.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

　　(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的填料浸沒后停止進(jìn)水，開旁通管直接進(jìn)入好氧池O2。

　　(2)運轉(zhuǎn)缺氧池A3排泥泵實行內(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，運轉(zhuǎn)攪拌機(jī)4h 后停止運轉(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，其余水量通過旁通管直接進(jìn)入好氧池O2。

　　(6)運轉(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量，保證后置反硝化反應(yīng)充分進(jìn)行，盡快實現(xiàn)總氮達(dá)標(biāo)，但同時也要關(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。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，有氮氣氣泡逸出時，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，該裝置重點關(guān) 注項目及控制標(biāo)準(zhǔn)見表3。

　　4 后置反硝化好氧段O2調(diào)試與運行

　　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，對裝置進(jìn)行調(diào)試及每周跟蹤監(jiān)測，原水總氮數(shù)據(jù)基本穩(wěn)定在300mg/L以下，少量數(shù)據(jù)由于原水波動超過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)試開始的2個月，數(shù)據(jù)基本沒有明顯變化。2014年1月后置反硝化段區(qū)域運行穩(wěn)定，從2014年1月7日開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)定運行數(shù)據(jù)分析

　　2014年2～4月在前3個月調(diào)試的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步優(yōu)化藥劑及過程控制參數(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月開始裝置已經(jīng)運行穩(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)由于原水波動超過 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月開始廢水裝置調(diào)試全部完成，排水監(jiān)測數(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)定運行期)各3個月的總氮監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，發(fā)現(xiàn)原水控制在200～300mg/L范圍內(nèi)時，改造前、調(diào)試期及穩(wěn)定運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)見表5。

　　6.2 成本核算

　　由于后置反硝化裝置設(shè)計為自流式，主要的運行成本為藥劑成本，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)成本核算見表6。

　　7 結(jié)論

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