厌氧-生物增浓-改良AO-BAF工艺处理煤化工废水

Posted 2023-01-11 生物

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1 工程概况

内蒙古某煤制尿素工程废水主要包括低温甲醇洗水、酚氨回收废水、地面冲洗水、生活化验及其他废水，综合废水量为360 m3/h，设计水质见表1。

2 主要处理设施

由于废水中含有大量酚类、杂环类、多环类、长链烷烃及氰等难降解、有毒有害污染物，工艺设计在选取处理方式、运行参数等时都对此予以充分考虑。工艺流程见图1。

2. 1 外循环EC 厌氧系统

外循环EC 厌氧系统由EC 厌氧塔和厌氧沉淀池两部分组成。调节池中的废水由提升泵输送到外循环EC 厌氧塔，通过厌氧微生物降解水中的污染物。EC 厌氧塔的外循环提高了反应器内的上升流速，增强了泥、水混合程度，并对进水起到稀释作用，降低了有毒有害污染物的浓度，反应器内为中温厌氧消化，厌氧停留时间为36 h，运行中连续投加甲醇，完成厌氧共代谢过程，在改善酚氨回收废水水质的同时，实现部分有机物的羧化和苯酰化，避免多元酚向醌类物质的转化，为后续好氧生物工艺降低处理难度和减轻运行负担。EC 厌氧塔出水依靠重力流至厌氧沉淀池，实现泥、水分离。

EC 厌氧塔共设两组，每组4 座，每座厌氧塔直径为￠12 m，有效高度为13 m，总高度为16 m，厌氧反应器为碳钢材质，防腐处理，倒锥形罐顶。每座厌氧塔设1 台电磁流量计、1 台pH 计、1 台温度计。每组厌氧塔(4 座) 出水设厌氧沉淀池一套，厌氧沉淀池为斜板沉淀池，平面尺寸为10．0 m× 6．0 m，有效水深为2．0 m，超高为1．0 m，斜板数量为50 m3 ;钢筋混凝土结构; 每组EC 厌氧沉淀池内设泥位计1台，水下刮泥机2 台，重力排泥。

2. 2 生物增浓系统

生物增浓系统又称生物增浓同步脱氮系统，由生物增浓氧化池和沉淀池两部分组成。厌氧沉淀池出水重力流至生物增浓氧化池，氧化池中投加一定量的炭粉增加污泥浓度至5 000 ～ 6 000mg/L，控制特定的水力条件、低溶解氧(0．3 ～ 0．5mg/L) 等参数，较高的污泥浓度使得处理效果好，低氧状态具有水解酸化作用，对难降解COD 有较好的适应性，对COD 的去除效果要优于其他好氧工艺。低溶氧又创造了同步硝化反硝化脱氮的条件，低溶解氧曝气避免了泡沫的产生。氧化池出水混合液流经沉淀池实现泥、水分离。

生物增浓同步脱氮池的氧化池与沉淀池合建，钢筋混凝土结构，共2 组。单组有效容积为7 200m3，停留时间为40 h，单组生物增浓池氧化区平面尺寸为40 m×30 m，有效水深为6 m，超高为1．4m; 沉淀区为斜板沉淀，平面尺寸为10 m×6 m，单组斜板数量为60 m3。

每组生物增浓氧化池设曝气装置、潜水搅拌器5 台(4 用1 备) ，水下推进器2 台，混合液回流水泵2 台(1 用1 备) ，回流消泡水泵2 台(1 用1 备) 。氧化池剩余污泥采用重力排泥。

2. 3 改良A/O 系统

改良A/O 为分点进水三级A/O 工艺，生物增浓系统的出水依靠重力流至改良A/O 系统。改良A/O 氧化工艺的回流比可以根据需要灵活变动，针对酚氨回收废水剩余氨氮和有机物的降解需要调整回流比，对硝化和反硝化脱氮进行强化处理，改良A/O 氧化工艺的兼氧与好氧交替运行可以改善难降解污染物的性质，强化降解废水中剩余的有机污染物。

改良A/O 氧化池设2 组，钢筋混凝土结构，每组改良A/O 氧化池的容积为6 480 m3，平面尺寸为41 m×31．6 m，有效水深为6．0 m，超高为1．4 m; 内设潜水搅拌器4 台，混合液回流水泵2 台(1 用1备) ，回流消泡水泵2 台(1 用1 备) ，DO 仪1 台。

生物增浓同步脱氮池和改良A/O 氧化池的曝气系统采用进口三元乙丙膜片曝气管的曝气管道系统，空气由鼓风机通过曝气器系统形成微小气泡。曝气管道为塑钢管道，防止碳钢管道的铁锈堵塞曝气器，曝气管道系统的供气由4 台鼓风机(3 用1备) 完成。

2. 4 二沉池

改良A/O 出水混合液重力流至二沉池，依靠重力分离作用实现泥、水分离，沉淀污泥部分回流至A/O 系统以维持系统内的污泥浓度，剩余污泥排放出系统。二沉池为平流沉淀池，钢筋混凝土结构，共2 组，单组平面尺寸为31 m×6 m，有效水深为4．0m，超高为1．7 m，平均停留时间为4 h; 内设刮泥机1 台，潜污泵2 台，泥位计2 台(1 用1 备)。

2. 5 混合反应池

煤化工废水二沉池出水中通常仍含有一定量的难生物降解COD，并且色度较大，不能达标排放。通过在混合反应装置中投加活性硅藻土和炭粉、絮凝剂和脱色剂等，可有效去除二沉池出水中的色度和有机物。

二沉池出水上清液重力流至混合反应池，采用机械混合反应装置，钢筋混凝结构，共2 组，每组混合装置平面尺寸为2 m× 2 m，反应装置平面尺寸为5 m× 5 m，有效水深为5．1 m，平均停留时间为1 h ;内设可调速叶桨搅拌机1 台，变频调速提升搅拌机1 台，投加设备4 套。

2. 6 高密度沉淀池

高密度沉淀池处理工艺主要是通过活性硅藻土和炭粉的物理化学吸附功能，进一步吸附去除污水中难降解的COD，同时使得活性硅藻土与炭粉和废水中的杂质一同沉淀，部分活性硅藻土和炭粉回流到吸附段的首段继续反应，剩余活性硅藻土和炭粉排出送走。

混合反应池的出水重力流至高密度沉淀池。高密度沉淀池为斜板沉淀池，钢筋混凝土结构，共2组，每组高密度沉淀池的平面尺寸为12 m× 12 m，有效水深为7．3 m，超高为1．0 m，斜板数量为120m3。内设可提升刮泥机1 台，单螺杆污泥回流泵2台，泥位计1 台。

2. 7 BAF(曝气生物滤池)

高密度沉淀池出水通过重力流至BAF。BAF采用亲水性滤料，BAF 内生长着一些世代时间很长的微生物以及硝化细菌，加上生物膜本身具有的富氧和缺氧层现象，具有吸附、截滤和生物降解的功能，作为废水的深度处理回用手段，确保出水水质达到设计要求。

曝气生物滤池为钢筋混凝土结构，共4 组; 单组平面尺寸为6 m× 7 m，滤料层厚度为6 m，超高为1m，曝气布气系统采用单孔膜曝气器的布气方式，供气量为0．25 m3/(h·个) 。

3 运行效果

经过6 个月的调试运行，该处理系统运行稳定，耐冲击能力强，出水水质达到《污水综合排放标准》(GB 8978—1996) 的一级标准，具体处理效果如表2所示。。

该工程总造价为3 740 万元，运行费用为3．8元/m3。

4 结论

①工程实例证明，采用EC 厌氧/生物增浓/改良AO/混合沉淀/BAF 处理煤化工废水，处理效果好、运行稳定，可以使出水水质达标排放。

②该工程占地面积小、运行费用低，具有很好的推广应用价值。

③该工艺处理水质好，可考虑进一步处理后回用厂区，实现煤化工废水的零排放。