焦化污水處理工藝培訓(xùn)

1、和鋒剛 2013.6.13,焦化廢水處理技術(shù),焦化廢水作為高COD、高氨氮的難降解有機(jī)廢水。其主要是煤在高溫干餾以及煤氣凈化、化學(xué)產(chǎn)品精制過(guò)程中形成的廢水。,焦化廢水危害,焦化廢水成分復(fù)雜。 含有大量難降解物質(zhì)和有 毒有害物質(zhì)。 色度高，有機(jī)物性質(zhì)非常穩(wěn)定，可生化性較差。氨氮濃度高，危害巨大。水質(zhì)變化幅度大。,有毒有害物

2、質(zhì)，可使受納水體中的生物大量死亡，造成水體水質(zhì)惡化.不經(jīng)處理就大量廢水外排將會(huì)使受納水體的色度加深、水體發(fā)臭、水體富營(yíng)養(yǎng)化，使水體惡化“黑臭”。廢水中大量氨氮類(lèi)物質(zhì)的存在容易堵塞管道、形成生物垢。,焦化廢水概述,焦化廢水來(lái)源,圖1 焦化生產(chǎn)工藝,焦化廢水的有機(jī)組分,,50%苯酚類(lèi),40%含氮雜環(huán)化合物,10%,苯胺類(lèi)、多環(huán)芳烴、萘酚、異氰酸酯、腈類(lèi)、含氧雜環(huán)化合物等,,,酚類(lèi)和苯并( a)芘是焦化廠的特征污染物,焦化廠污水直

3、接排入河道,下游河水中酚含量超標(biāo)與焦化廠有著直接聯(lián)系,焦化廠是上述污染物的污染源。,焦化廠廢水的毒性成分多、環(huán)境毒性大,其主要來(lái)源有二:其一為酚化物,是廢水中的主要成分,也是主要的環(huán)境污染物,本身雖無(wú)致癌性,但具有明顯的促癌作用,這類(lèi)物質(zhì)主要是苯酚、甲酚和二甲酚,其中苯酚和2,4-二甲酚是美國(guó)環(huán)保局優(yōu)先污染物,而苯酚、m-甲酚則是我國(guó)的優(yōu)先污染物,這些物質(zhì)在焦化廢水中含量極高;,其二為PAHS(多環(huán)芳烴) ,這是一類(lèi)廣為人知的致癌致突物

4、質(zhì),是焦?fàn)t的高溫焦油中最主要的成分,而且種類(lèi)最多,但卻不是廢水中的主要成分,由于其顯著的毒害作用,長(zhǎng)期以來(lái)一直是人們關(guān)注和側(cè)重的對(duì)象。其中的致癌物或可疑致癌物如萘、蒽、苯并( a)蒽、苯并( a)芘等皆屬于美國(guó)環(huán)保局優(yōu)先污染物。,主要排放點(diǎn)水質(zhì)情況,LOGO,焦化廢水的處理技術(shù),目前焦化廢水一般按常規(guī)方法先進(jìn)行預(yù)處理，然后進(jìn)行生物脫酚二次處理。但是，焦化廢水經(jīng)上述處理后，外排廢水中氰化物、COD及氨氮等指標(biāo)仍然很難達(dá)標(biāo)。針對(duì)這種狀況，近

5、年來(lái)國(guó)內(nèi)外學(xué)者開(kāi)展了大量的研究工作，找到了許多比較有效的焦化廢水治理技術(shù)。這些方法大致分為生物法、化學(xué)法、物化法。,1）生物處理法生物處理法是利用微生物氧化分解廢水中有機(jī)物的方法，常作為焦化廢水處理系統(tǒng)中的二級(jí)處理。目前，活性污泥法是一種應(yīng)用最廣泛的焦化廢水好氧生物處理技術(shù)。這種方法是讓生物絮凝體及活性污泥與廢水中的有機(jī)物充分接觸；溶解性的有機(jī)物被細(xì)胞所吸收和吸附，并最終氧化成為最終產(chǎn)物（主要是CO2)非溶解性有機(jī)物先被轉(zhuǎn)化為溶解性有

6、機(jī)物，然后被代謝,LOGO,和利用。,生物處理方法主要包括:①活性污泥法，有效地去除焦化廢水中的酚、氰等污染物，但由于進(jìn)水的COD濃度較高、可生化性較低，出水中污染物指標(biāo)均難于達(dá)標(biāo)，人們?cè)噲D通過(guò)改進(jìn)曝氣方式提高處理效果。②生物脫氮技術(shù)，包括A/O、A2/O等工藝，目前我國(guó)主要采用A/O和A2/O工藝，脫氮效果較好，工藝較簡(jiǎn)單。③生物流化床技術(shù)，具有處理廢水高效率和承受負(fù)荷變化沖擊的雙重優(yōu)點(diǎn)，近年在處理難降解有機(jī)廢水方面越來(lái)越受到人們的重

7、視;④生物強(qiáng)化技術(shù)，在原有的廢水處理設(shè)施基礎(chǔ)上，提高廢水處理的范圍和能力，該處理技術(shù)存在操作過(guò)程難于全面控制的缺點(diǎn)。,LOGO,生物處理方法的最大優(yōu)點(diǎn)是處理成本低，沒(méi)有二次污染，但是同時(shí)存在的最大缺點(diǎn)是在處理過(guò)程中需要添加大量稀釋水，處理設(shè)施占地大，處理過(guò)程中水力停留時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)廢水的水質(zhì)有嚴(yán)格的要求。,圖2 普通活性污泥法焦化廢水處理工藝,LOGO,2）化學(xué)處理法,化學(xué)處理方法主要包括:①等離子體處理技術(shù)，用放電等離子體處理焦化

8、廢水，高效、處理量大、低能耗等優(yōu)點(diǎn)，但是設(shè)備費(fèi)用高，尚未大規(guī)模應(yīng)用于實(shí)踐。②Fenton試劑法，焦化廢水經(jīng)過(guò)UV-Fenton氧化處理后，COD去除率能達(dá)到86%以上，揮發(fā)酚基本能被完全去除，在處理難生物降解的低濃度有機(jī)廢水時(shí)，操作方便、高效等優(yōu)點(diǎn)，不僅處理費(fèi)用較高，并且僅限于少量低濃度。 ③光催化氧化法，對(duì)水中酚類(lèi)物質(zhì)和有機(jī)物有較好的處理效果，也會(huì)產(chǎn)生一些有害的光化學(xué)產(chǎn)物，造成二次污染。④超臨界水氧化技術(shù)，能在短的時(shí)間內(nèi)降解危險(xiǎn)的有機(jī)

9、物并徹底轉(zhuǎn)化為CO2和H2O實(shí)現(xiàn)無(wú)害化，但技術(shù)不夠成熟，超臨界水作為反應(yīng)介質(zhì)己經(jīng)受到廣泛的關(guān)注;⑤濕式氧化技術(shù)，處理廢水效率高，無(wú)污染，但所需要的催化劑價(jià)格昂貴，導(dǎo)致,LOGO,處理成本高，且在高溫高壓條件下運(yùn)行，對(duì)工藝設(shè)備要求嚴(yán)格，國(guó)內(nèi)很少用于實(shí)踐； ⑥電化學(xué)氧化技術(shù)，氧化能力強(qiáng)、工藝簡(jiǎn)單、不產(chǎn)生二次污染，是一種前景比較廣闊的廢水處理技術(shù)，當(dāng)用Ti/TiO2一Ru02作為電極降解焦化廢水，去除效果很理想。⑦焚燒法，適用于高濃度廢水，處

10、理效率雖高，但成本高，國(guó)內(nèi)應(yīng)用少;⑧臭氧氧化法不會(huì)造成二次污染，管理操作方便，但投資高，電耗大，主要用于廢水深度處理。,化學(xué)處理方法需采用催化劑或絮凝劑等藥劑，但因其的價(jià)格較高，導(dǎo)致處理成本高，且處理過(guò)程對(duì)設(shè)備要求嚴(yán)格，有些化學(xué)方法處理還會(huì)造成二次污染。,3）物理化學(xué)法,物化處理方法主要包括:①吸附法，吸附劑再生困難，不利于處理高濃度的廢水，深度處理時(shí)常用;②混凝法，起核心作用的是混凝劑，常見(jiàn)的混凝劑主要是鋁鹽和鐵鹽還有聚丙烯酞胺等，國(guó)

11、內(nèi)焦化廠通常選聚合硫酸鐵做混凝劑，賴鵬等利用Fe2(S04)3作為混凝劑;③稀釋和氣提法，只能作為預(yù)處理;④煙道氣處理焦化廢水，具有投資省、運(yùn)行費(fèi)用低、處理效果好的巨大優(yōu)勢(shì)。物理化學(xué)處理方法一般是焦化廢水深度處理方法。 物理化學(xué)方法對(duì)氨氮等物質(zhì)的去除率較低，單獨(dú)使用，很難使焦化廢水處理達(dá)標(biāo)排放，必須與其他方法相結(jié)合，才能使出水達(dá)標(biāo)。該方法具有操作簡(jiǎn)單，管理方便，運(yùn)行成本相對(duì)較低，但處理設(shè)施,占地面積大，土建投資較大，污染物只是

12、從水中轉(zhuǎn)移到污泥中，沒(méi)有得到無(wú)害化降解，并產(chǎn)生污泥處理問(wèn)題。深度處理技術(shù)對(duì)設(shè)備要求高，操作復(fù)雜，耗能大，目前在工廠中實(shí)際應(yīng)用很少。,常見(jiàn)基本概念,,污水水質(zhì),用各種指標(biāo)表征的污水的物理、化學(xué)或生物性質(zhì)。 常見(jiàn)的指標(biāo)有PH、SS、COD、BOD、NH3-N、TP、油類(lèi)物質(zhì)、重金屬、大腸桿菌、色度、溫度等。 SS (Suspended solid)：固體懸浮物，一般單位mg/L，一般指用濾紙過(guò)濾水樣，將濾后截留物在105℃溫度中干

13、燥恒重后的固體重量。,常見(jiàn)基本概念,,污水水質(zhì),COD（Chemical Oxygen Demand） 化學(xué)需氧量，一般單位mg/L。是指在一定的條件下，采用一定的強(qiáng)氧化劑處理水樣時(shí)，所消耗的氧化劑量。它是表示水中還原性物質(zhì)多少的一個(gè)指標(biāo)。水中的還原性物質(zhì)有各種有機(jī)物、亞硝酸鹽、硫化物、亞鐵鹽等，但主要的是有機(jī)物。因此，化學(xué)需氧量（COD）又往往作為衡量水中有機(jī)物質(zhì)含量多少的指標(biāo)。化學(xué)需氧量越大，說(shuō)明水體受有機(jī)物的污染越嚴(yán)重。,

14、常見(jiàn)基本概念,,污水水質(zhì),BOD（Biochemical Oxygen Demand） 生化需氧量，一般單位mg/L。有機(jī)污染物經(jīng)微生物分解所消耗溶解氧的量。,NH3-N 氨氮，一般單位mg/L。氨氮是指水中以游離氨（NH3）和銨離子（NH4+）形式存在的氮。,常見(jiàn)基本概念,,厭氧,污水生物處理中，沒(méi)有溶解氧也沒(méi)有硝態(tài)氮的環(huán)境狀態(tài)。溶解氧在0.2mg/L以下。,好氧,污水生物處理中，有溶解氧或兼有硝態(tài)氮的環(huán)境狀態(tài)。溶解

15、氧在2.0mg/L以上。,缺氧,污水生物處理中，溶解氧不足或沒(méi)有溶解氧但有硝態(tài)氮的環(huán)境狀態(tài)。溶解氧在0.2~0.5mg/L左右。,SV30 污泥沉降比,SV30 是指曝氣池混合液在量筒靜止沉降30 min后污泥所占的百分體積。它是測(cè)定污泥性能最為簡(jiǎn)便的方法,但在實(shí)際運(yùn)行中污泥沉降比往往不被重視,相關(guān)專業(yè)書(shū)上對(duì)此介紹也很簡(jiǎn)單。從污泥沉降比的定義可知,SV30值越小,污泥沉降性能就越好,反之沉降性能就差。城市污水處理廠SV30 一般在15

16、 %～ 30 %, 工業(yè)廢水處理廠的SV30相對(duì)要高,設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì),主要污染物污水綜合排放一級(jí)標(biāo)準(zhǔn),,,A2/O2工藝流程方框示意圖,污水處理的三個(gè)主要工序,廢水處理由三部分組成：預(yù)處理、生化處理和后處理。預(yù)處理包括：除油池、氣浮池和調(diào)節(jié)池。生化處理包括：厭氧反應(yīng)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(yīng)池、混凝沉淀池和過(guò)濾器。,預(yù)處理工序,除油池：除去輕、重焦油氣浮池：除去廢水中乳化油調(diào)節(jié)池：以調(diào)節(jié)

17、水量，均化水質(zhì),A2/O法在厭氧/好氧除磷系統(tǒng)和缺氧/好氧脫氮系統(tǒng)原理的基礎(chǔ)上，人們提出的A2/O污水處理系統(tǒng)，即將兩個(gè)處理系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)，使污水經(jīng)過(guò)厭氧(Anaerobic)、缺氧(Anoxic)及好氧(Oxic)三個(gè)生物處理過(guò)程(簡(jiǎn)稱A2/O))，達(dá)到同時(shí)去除BOD、氮和磷的目的。脫氮原理它同缺氧A/O法一樣。脫氮過(guò)程為零級(jí)反應(yīng)，反硝化速率與水中硝態(tài)氮濃度無(wú)關(guān)，因此為充分利用水中有機(jī)質(zhì)，一般均采用前置缺氧脫氮流程。硝態(tài)氮由硝

18、化后的混合液回流提供。,,回流污泥（含磷污泥）,剩余污泥,釋放磷、氨化,硝化吸收磷、去除BOD,脫氮,沉淀池,A2/O法工藝流程圖,,曝氣生物濾池污水通過(guò)補(bǔ)水設(shè)備連續(xù)地、均勻的噴灑道濾床表面，在重力作用下，污水以水滴的形式向下滲析，或以波狀薄膜的形式向下滲流。最后，污水到達(dá)排水系統(tǒng)，流出濾池。污水流經(jīng)濾床時(shí)，有一部分污水、污染物和細(xì)菌附著在濾床表面上，微生物便在濾料表面大量繁殖，不久，形成一層充滿微生物的粘膜，稱為生物膜。這個(gè)起始階

19、段通常叫“掛膜”，是生物濾池的成熟期。污水流經(jīng)成熟濾床時(shí)，污水中有機(jī)污染物唄生物膜重的微生物吸附、降解，從而得到凈化。,生物膜法基本工藝流程圖,,A2/O2 的主要作用,A1-厭氧反應(yīng)器：進(jìn)行水解酸化反應(yīng)，以提高廢水的可生化性并降解部分有機(jī)物。A2-缺氧池：進(jìn)行反硝化反應(yīng)，將亞硝酸氮和硝酸氮還原為氮?dú)?，并同時(shí)降解有機(jī)物O1-好氧池：進(jìn)行脫碳和硝化反應(yīng)。首先大幅度降解有機(jī)物，然后將氨氮氧化為亞硝酸氮和硝酸氮O2-接觸氧化池進(jìn)一步降

20、解有機(jī)物,污泥處理,污泥處理包括污泥濃縮池和污泥脫水機(jī)械。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(jīng)單螺桿泵提升至板框壓濾機(jī)脫水。,輻流式沉淀池剖面,中心進(jìn)水,周邊進(jìn)水,污水處理中的微生物,微生物在調(diào)試過(guò)程中起著很重要的指示左右，通過(guò)鏡檢而根據(jù)活性污泥中的微生物可以發(fā)現(xiàn)該活性污泥的好差，其指示作用有：,(1) 著生的緣毛目多時(shí)，處理效果良好，出水BOD5和濁度低。(如小口鐘蟲(chóng)、八鐘蟲(chóng)、溝鐘

21、蟲(chóng)、褶鐘蟲(chóng)、瓶累枝蟲(chóng)、微盤(pán)蓋蟲(chóng)、獨(dú)縮蟲(chóng))這些緣毛目的種類(lèi)都固定在絮狀物上，并隨窗之而翻動(dòng)，其中還夾雜一些爬行的 棲纖蟲(chóng)、游仆蟲(chóng)、尖毛蟲(chóng)、卑氣管葉蟲(chóng)等，這說(shuō)明優(yōu)質(zhì)而成熟的活性污泥。 (2) 鐘蟲(chóng)在生活污水和工業(yè)廢水處理很好時(shí)往往就是優(yōu)勢(shì)菌種。 (3) 如出現(xiàn)主要有柄纖毛蟲(chóng)，如鐘蟲(chóng)、累枝蟲(chóng)、蓋蟲(chóng)、輪蟲(chóng)、寡毛類(lèi)時(shí)，則水質(zhì)澄清良好，出水清澈透明，酚類(lèi)去除率在90%以上。 (4) 大量的自由游泳的纖毛蟲(chóng)出現(xiàn)，指示凈化作用不太好，出水濁

22、度上升。 (5) 如果大量鞭毛蟲(chóng)出現(xiàn)，而著生的緣毛目很少時(shí)，表明凈化作用較差。 (6) 根足蟲(chóng)的大量出現(xiàn)，往往是污泥中毒的表現(xiàn)。 (7) 如在生活污水處理中，累枝蟲(chóng)的大量出現(xiàn)，則是污泥膨脹、解絮的征兆。 (8) 在石油廢水處理中鐘蟲(chóng)出現(xiàn)是理想的效果。 (9) 過(guò)量的輪蟲(chóng)出現(xiàn)，則是污泥要膨脹的預(yù)兆。,輪蟲(chóng),草履蟲(chóng),,,纖毛蟲(chóng),,鞭毛蟲(chóng),累枝蟲(chóng),污泥活性鏡檢中發(fā)現(xiàn)的鐘蟲(chóng)照片,菌膠團(tuán)菌,有些細(xì)菌由于其遺傳特性決定，細(xì)菌之間

23、按一定的排列方式互相粘集在一起，被一個(gè)公共莢膜包圍形成一定形狀的細(xì)菌集團(tuán)，叫做菌膠團(tuán)。它是活性污泥絮體和滴濾池粘膜的主要組成部分。菌膠團(tuán)中的菌體，由于包埋于膠質(zhì)中，故不易被原生動(dòng)物吞噬，有利于沉降。菌膠團(tuán)的形狀有球形、蘑菇形、橢圓形、分枝狀、垂絲狀及不規(guī)則形。上述各菌膠團(tuán)在活性污泥中均有，典型的有動(dòng)膠菌屬（zoogloea itzigsohn），它有兩個(gè)種：枝狀動(dòng)膠菌屬(Zoogloea ramigera)和垂（懸）絲狀動(dòng)膠菌屬(Zoo

24、gloea filipendula)。,菌膠團(tuán)菌圖,絲狀菌,絲狀菌作為菌膠團(tuán)的骨架，細(xì)菌分泌的外酶通過(guò)絲狀菌的架橋作用將千萬(wàn)個(gè)細(xì)菌凝結(jié)成菌膠團(tuán)吸附有機(jī)物形成活性污泥的生態(tài)系統(tǒng)。但當(dāng)絲狀菌大量生長(zhǎng)繁殖，活性菌膠團(tuán)結(jié)構(gòu)受到破壞，形成大量絮體而漂浮于水面，難于沉降。這種現(xiàn)象稱為絲狀菌繁殖膨脹,絲狀菌圖,絲狀菌與菌膠團(tuán)菌對(duì)比,,活性污泥法常見(jiàn)問(wèn)題問(wèn)答,1、污泥發(fā)黑是怎么回事?,正常的活性污泥呈黃褐色或棕黃色，土腥味。污泥發(fā)黑，可能有一下原因：

25、 （1）曝氣不足，污泥厭氧，此時(shí)伴有臭味—檢查風(fēng)機(jī)，管線、曝氣頭及曝氣是否均勻； （2）硫化物積累——監(jiān)測(cè)進(jìn)水硫化物濃度； （3）帶顏色的工業(yè)廢水流入——檢查進(jìn)水水質(zhì)。,活性污泥法的運(yùn)行,,活性污泥法常見(jiàn)問(wèn)題問(wèn)答,2、污泥發(fā)紅怎么回事？,污泥發(fā)紅的原因可能是：一進(jìn)水中含有大量的鐵；二后生動(dòng)物大量繁殖。針對(duì)前者，鐵可能來(lái)自于含有鐵的廢水流入（如管道破損導(dǎo)致地下水侵入），對(duì)處理水質(zhì)影響不大; 后者要活性

26、污泥以后生動(dòng)物為主，污泥量少。通過(guò)增大進(jìn)水流量，減少曝氣量來(lái)控制。,（二）活性污泥法的運(yùn)行,,活性污泥法常見(jiàn)問(wèn)題問(wèn)答,3、二沉池污泥上浮怎么解決？,引起污泥上浮的原因:1、在進(jìn)水水質(zhì)方面有：過(guò)量表面活性物質(zhì)和類(lèi)脂化合物，過(guò)低或過(guò)高的pH值沖擊，堿度過(guò)高，水溫過(guò)高，酚及其衍生物、醇、醛、某些有機(jī)酸、硫化物、重金屬及鹵化物等底物的流入；2、過(guò)量曝氣，污泥缺氧反硝化；3、池底積泥腐化以及機(jī)械應(yīng)力等；4、還有起沫絲狀菌的過(guò)量生長(zhǎng)產(chǎn)生的泡

27、沫和浮渣。 控制措施有：調(diào)節(jié)曝氣劑的DO、pH值，采用均質(zhì)調(diào)節(jié)池并控制其液位，合理投加營(yíng)養(yǎng)鹽等。,（二）活性污泥法的運(yùn)行,,活性污泥法常見(jiàn)問(wèn)題問(wèn)答,4、污泥膨脹的原因和對(duì)策？,引起污泥膨脹的原因： 廢水中的有機(jī)物含碳水化合物，特別是糖分多；廢水中的氮磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不足；操作條件差，BOD負(fù)荷過(guò)大，溶解氧濃度低?？刂拼胧?根據(jù)低負(fù)荷時(shí)不易引起污泥膨脹的規(guī)律，減少進(jìn)水量，降低BOD負(fù)荷；增加Do濃度。在DO低時(shí)，