1工藝技術方案論述

    1.1工藝方案分析

    焦化廢水是在煤的高溫干餾、煤氣凈化及化工產品精制過程中產生的，其組成和性質與原煤煤質、炭化溫度、生產工藝和化工產品回收方法密切相關，是一種含有大量有毒有害的廢水，對環境的危害相當大。解決焦化廢水污染問題有兩條基本途徑：一是改革工藝，加強運行管理，降低生產用水，直接降低排放量，減少廢水水量，重復、循環使用水，從根本上消除和減輕污染物的排放，同時降低廢水排放負荷，特別做到清污分流，減輕處理負荷；二是對產生的焦化廢水進行相關處理，使其達到相應的排放要求。廢水處理工藝的選擇直接關系到廢水處理后的出水水質、工程投資大些運行成本的高低以及運行管理是否簡便等，因而選擇適當的廢水處理工藝是廢水處理工程的關鍵。

    就目前焦化生產工藝水平現狀來分析，完全依靠生產工藝的改革來消除污染物排放還不可能達到零排放或達標排放，因此對產生的焦化廢水進行相關后序集中處理才是經濟可行的。

    目前焦化廢水處理方法可以分為物理化學方法和生物化學方法。物化法包括溶劑萃取除酚、石灰或燒堿蒸餾除氨，堿式氯化法去除氰和氨，化學氧化法去除有機物，濕式氧化及活性炭吸附等。物化方法去除污染物效率高，運行穩定可靠，但各種污染物的去除往往需要幾種方法聯合使用，運行費用也很高，因此目前物化法主要被用作生物處理的預處理或后續處理。生化法則是可以在單一的生物處理系統中去除多種污染物，而且操作簡單，運行費用也比物化法要低的多，因此生化處理方法一直是焦化廢水處理的主要手段。

    早在20世紀30年代，原蘇聯和德國就開始將活性污泥法應用于焦化廢水和煤氣站廢水的處理。當時對生物處理裝置的進水進行了稀釋，使進水BOD小于500mg/L。我國從20世紀60年代開始在80%以上的大中型焦化制氣廠建造了活性污泥法系統。傳統的活性污泥法對酚、氰有很好的處理效果。當水力停留時間為12h～24h時，酚類物質的去除率可以達到99%以上，出水酚、氰濃度達到或接近排放標準，COD的去除則較差，一般為60%～70%，出水COD為350mg/L～850mg/L左右。這是由于焦化廢水中含有一定量的難生物降解的有機物，使傳統活性污泥法不可能將其去除。有關資料表明，國內目前對焦化廢水的處理，大多數都采用常規的活性污泥法，且80%以上采用普通活性污泥法，經該法處理后的出水不同程度存在COD，NH4+-N等超標的情況，很難滿足日益提高的環保要求。

    為了徹底消除焦化廢水污染問題，近年來，國內外曾作過多方面的研究，提出過各種各樣的改進和新的處理方法和工藝。在這些新的處理方法和工藝中，利用催化濕式氧化法、光合細菌法以及化學沉淀法來處理焦化廢水，但多處于實驗研究階段，還有許多技術和實際應用問題有待解決，而且需要別的投資資金比較高，所以實際應用的廠家不多。另外，兩級或多級生物處理、強化好氧生物處理、高濃度高效率生物處理等方法在降低工程投資、提高系統的處理效率上都取得了一定的進展。但是這些方法都是以酚、氰等污染物作為主要的處理對象，隨著對氨氮污染認識的提高，焦化廢水中的氨氮處理成了焦化廢水處理的一個重要課題，硝化和反硝化是去除焦化廢水中氨氮的主要手段。根據國內外已經運行的焦化廢水處理工程的調查，要達到確定的治理目的，主要有“SBR工藝”“硝化和反硝化工藝”以及“A2/O2”。

對SBR工藝、硝化和反硝化工藝以及A2/O2幾種處理焦化廢水的工藝進行了分析，并結合山西省焦化廢水處理工藝運行情況，著重介紹了A2/O2處理工藝。

    1工藝技術方案論述

    1.1工藝方案分析

    焦化廢水是在煤的高溫干餾、煤氣凈化及化工產品精制過程中產生的，其組成和性質與原煤煤質、炭化溫度、生產工藝和化工產品回收方法密切相關，是一種含有大量有毒有害的廢水，對環境的危害相當大。解決焦化廢水污染問題有兩條基本途徑：一是改革工藝，加強運行管理，降低生產用水，直接降低排放量，減少廢水水量，重復、循環使用水，從根本上消除和減輕污染物的排放，同時降低廢水排放負荷，特別做到清污分流，減輕處理負荷；二是對產生的焦化廢水進行相關處理，使其達到相應的排放要求。廢水處理工藝的選擇直接關系到廢水處理后的出水水質、工程投資大些運行成本的高低以及運行管理是否簡便等，因而選擇適當的廢水處理工藝是廢水處理工程的關鍵。

    就目前焦化生產工藝水平現狀來分析，完全依靠生產工藝的改革來消除污染物排放還不可能達到零排放或達標排放，因此對產生的焦化廢水進行相關后序集中處理才是經濟可行的。

    目前焦化廢水處理方法可以分為物理化學方法和生物化學方法。物化法包括溶劑萃取除酚、石灰或燒堿蒸餾除氨，堿式氯化法去除氰和氨，化學氧化法去除有機物，濕式氧化及活性炭吸附等。物化方法去除污染物效率高，運行穩定可靠，但各種污染物的去除往往需要幾種方法聯合使用，運行費用也很高，因此目前物化法主要被用作生物處理的預處理或后續處理。生化法則是可以在單一的生物處理系統中去除多種污染物，而且操作簡單，運行費用也比物化法要低的多，因此生化處理方法一直是焦化廢水處理的主要手段。

    早在20世紀30年代，原蘇聯和德國就開始將活性污泥法應用于焦化廢水和煤氣站廢水的處理。當時對生物處理裝置的進水進行了稀釋，使進水BOD小于500mg/L。我國從20世紀60年代開始在80%以上的大中型焦化制氣廠建造了活性污泥法系統。傳統的活性污泥法對酚、氰有很好的處理效果。當水力停留時間為12h～24h時，酚類物質的去除率可以達到99%以上，出水酚、氰濃度達到或接近排放標準，COD的去除則較差，一般為60%～70%，出水COD為350mg/L～850mg/L左右。這是由于焦化廢水中含有一定量的難生物降解的有機物，使傳統活性污泥法不可能將其去除。有關資料表明，國內目前對焦化廢水的處理，大多數都采用常規的活性污泥法，且80%以上采用普通活性污泥法，經該法處理后的出水不同程度存在COD，NH4+-N等超標的情況，很難滿足日益提高的環保要求。

    為了徹底消除焦化廢水污染問題，近年來，國內外曾作過多方面的研究，提出過各種各樣的改進和新的處理方法和工藝。在這些新的處理方法和工藝中，利用催化濕式氧化法、光合細菌法以及化學沉淀法來處理焦化廢水，但多處于實驗研究階段，還有許多技術和實際應用問題有待解決，而且需要別的投資資金比較高，所以實際應用的廠家不多。另外，兩級或多級生物處理、強化好氧生物處理、高濃度高效率生物處理等方法在降低工程投資、提高系統的處理效率上都取得了一定的進展。但是這些方法都是以酚、氰等污染物作為主要的處理對象，隨著對氨氮污染認識的提高，焦化廢水中的氨氮處理成了焦化廢水處理的一個重要課題，硝化和反硝化是去除焦化廢水中氨氮的主要手段。根據國內外已經運行的焦化廢水處理工程的調查，要達到確定的治理目的，主要有“SBR工藝”“硝化和反硝化工藝”以及“A2/O2”。

對SBR工藝、硝化和反硝化工藝以及A2/O2幾種處理焦化廢水的工藝進行了分析，并結合山西省焦化廢水處理工藝運行情況，著重介紹了A2/O2處理工藝。

    1工藝技術方案論述

    1.1工藝方案分析

    焦化廢水是在煤的高溫干餾、煤氣凈化及化工產品精制過程中產生的，其組成和性質與原煤煤質、炭化溫度、生產工藝和化工產品回收方法密切相關，是一種含有大量有毒有害的廢水，對環境的危害相當大。解決焦化廢水污染問題有兩條基本途徑：一是改革工藝，加強運行管理，降低生產用水，直接降低排放量，減少廢水水量，重復、循環使用水，從根本上消除和減輕污染物的排放，同時降低廢水排放負荷，特別做到清污分流，減輕處理負荷；二是對產生的焦化廢水進行相關處理，使其達到相應的排放要求。廢水處理工藝的選擇直接關系到廢水處理后的出水水質、工程投資大些運行成本的高低以及運行管理是否簡便等，因而選擇適當的廢水處理工藝是廢水處理工程的關鍵。

    就目前焦化生產工藝水平現狀來分析，完全依靠生產工藝的改革來消除污染物排放還不可能達到零排放或達標排放，因此對產生的焦化廢水進行相關后序集中處理才是經濟可行的。

    目前焦化廢水處理方法可以分為物理化學方法和生物化學方法。物化法包括溶劑萃取除酚、石灰或燒堿蒸餾除氨，堿式氯化法去除氰和氨，化學氧化法去除有機物，濕式氧化及活性炭吸附等。物化方法去除污染物效率高，運行穩定可靠，但各種污染物的去除往往需要幾種方法聯合使用，運行費用也很高，因此目前物化法主要被用作生物處理的預處理或后續處理。生化法則是可以在單一的生物處理系統中去除多種污染物，而且操作簡單，運行費用也比物化法要低的多，因此生化處理方法一直是焦化廢水處理的主要手段。

    早在20世紀30年代，原蘇聯和德國就開始將活性污泥法應用于焦化廢水和煤氣站廢水的處理。當時對生物處理裝置的進水進行了稀釋，使進水BOD小于500mg/L。我國從20世紀60年代開始在80%以上的大中型焦化制氣廠建造了活性污泥法系統。傳統的活性污泥法對酚、氰有很好的處理效果。當水力停留時間為12h～24h時，酚類物質的去除率可以達到99%以上，出水酚、氰濃度達到或接近排放標準，COD的去除則較差，一般為60%～70%，出水COD為350mg/L～850mg/L左右。這是由于焦化廢水中含有一定量的難生物降解的有機物，使傳統活性污泥法不可能將其去除。有關資料表明，國內目前對焦化廢水的處理，大多數都采用常規的活性污泥法，且80%以上采用普通活性污泥法，經該法處理后的出水不同程度存在COD，NH4+-N等超標的情況，很難滿足日益提高的環保要求。

    為了徹底消除焦化廢水污染問題，近年來，國內外曾作過多方面的研究，提出過各種各樣的改進和新的處理方法和工藝。在這些新的處理方法和工藝中，利用催化濕式氧化法、光合細菌法以及化學沉淀法來處理焦化廢水，但多處于實驗研究階段，還有許多技術和實際應用問題有待解決，而且需要別的投資資金比較高，所以實際應用的廠家不多。另外，兩級或多級生物處理、強化好氧生物處理、高濃度高效率生物處理等方法在降低工程投資、提高系統的處理效率上都取得了一定的進展。但是這些方法都是以酚、氰等污染物作為主要的處理對象，隨著對氨氮污染認識的提高，焦化廢水中的氨氮處理成了焦化廢水處理的一個重要課題，硝化和反硝化是去除焦化廢水中氨氮的主要手段。根據國內外已經運行的焦化廢水處理工程的調查，要達到確定的治理目的，主要有“SBR工藝”“硝化和反硝化工藝”以及“A2/O2”。

    2工藝方案比選

    A2/O2法工藝方案在以下方面具有明顯優勢：第一，以廢水中有機物作為反硝化碳源和能源,不需要補充外加碳源。第二，廢水中的部分有機物通過反硝化去處減輕了后續好氧段負荷，減少了動力消耗。第三，反硝化產生的堿度可部分滿足硝化過程對堿度的需求，因而降低了化學藥劑的消耗。第四，SBR對自控水平要求高，其相應的管理水平較高；而A2/O2法管理較簡單，適合公司污水處理管理水平現狀。第五，A2/O2法污水處理站土建投資比SBR法略高，但其設備及自控方面的投資比SBR法低很多，相應的A2/O2法的總投資要小一些。第六，目前A2/O2法工藝在焦化廢水處理中應用較為廣泛和成熟，而SBR工藝用于焦化廢水處理的工程實例較少，對于本工程處理量35m3/h的規模，若采用SBR工藝，存在一定技術風險。綜合以上對比分析，本文以A2/O2生化處理工藝作為推薦方案。

    2A2/O2處理機理

    A2/O2處理流程包括廢水處理、焦油處理及污泥處理3部分。

    3.1廢水處理

    廢水處理由3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。

    蒸氨廢水和經過水泵提升的無壓廢水，首先進入除油池，除去輕、重焦油后自流入氣浮池。廢水在氣浮池中除去乳化油后進入調節池，以調節水量，均化水質。經過調節池的廢水再經提升泵送至厭氧反應器，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。厭氧反應器出水進入硝化液回流池并與從中沉池出水回流的硝化液相混合，再經回流泵提升至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。缺氧池出水進入好氧池進行脫碳和硝化反應。廢水在硝化池中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。好氧出水進入中沉池，進行固液分離，上清液大部分回流。中沉池出水進入接觸氧化池進一步降解有機物，然后進入二沉池進行沉淀。剩余的廢水進入混合反應池，廢水與絮凝劑經過混合和反應后進入混凝沉淀池，再次進行固液分離。混凝沉淀池出水再經提升泵送至過濾器進行過濾，過濾器出水送至廠內回用。

    3.2焦油處理

    除油池分離出來的重油，經過蒸汽加熱后由油泵提升至重油槽貯存。除油池輕油自流入輕油槽貯存。輕重油槽貯存的焦油及氣浮產生的油渣定期用罐車拉入廠內焦油加工工段統一進行處理。

    3.3污泥處理

    污泥處理包括污泥濃縮和污泥脫水。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。由于污泥產量不高，所以泥餅可供鍋爐房焚燒。