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1、小型焦化厂废水处理工艺设计摘 要：焦化污水中含有大量的氨氮以及多种有毒的有机化合物，如多环芳烃等成分复杂的化合物。从组成成分上讲，焦化污水必然会造成环境污染、影响人体健康。处理焦化污水的方法有许多，生物法以其在经济上可行性较好的特点而得到广泛应用。本文为小型焦化厂污水处理工程工艺设计。该工程，规模为5000m3/d。污水处理流程为：进厂污水从泵房到脱酚塔，然后流入隔油池，隔油池出水进入气浮池，出水进入水解酸化池，出水进入A/OO反应池，再进入二次沉淀池，二次沉淀池出水进入混凝沉淀池，最后出水。污泥的流程为：从二次沉淀池以及混凝沉淀池排出的剩余污泥进入污泥浓缩池，再进入污泥脱水间，经干化处理后外
2、运处置。污水处理后的出水应达到钢铁工业水污染物排放标准(GB1345692)中焦化行业二级标准。选择A/OO工艺处理焦化污水，在脱氮方面的效率要明显高于SBR法以及CASS氧化沟等方法。关键词：A/OO工艺，焦化污水，脱氮The design of small coking wastewater treatment process Abstract Coking wastewater contains a large amount of ammonia and a variety of toxic organic compounds, such as polycyclic aromatic h
3、ydrocarbons and other components of complex compounds. In terms of composition, coking wastewater is bound to cause environmental pollution and affect human health. There are many ways to the treatment of coking wastewater. the biological method has been widely used for its better characteristics of
4、 the economic feasibility. This article is for the design of small coking wastewater treatment engineering process. The scale of the project is 5000 m3/d. Sewage treatment process is as follows: Into the factory sewage from the pumping station to the phenol removal by the tower, and then flows into
5、the grease trap, grease trap water into the flotation tank, the effluent into the pool acid hydrolysis, and water into the A / OO reaction cell, and then enter the secondary sedimentation tank, secondary sedimentation tank into the coagulation and sedimentation, and the final effluent. Sludge proces
6、s: the excess sludge discharged from the secondary settling tank, as well as coagulation and sedimentation into the sludge thickener, and then into the sludge dewatering, then to disposal after dry processing. The treated sewage water should reach the steel industry water pollutant emission standard
7、 (GB13456-92) in two coking industry standard. Select A / OO process to dealing coking wastewater in the efficiency of denitrification was significantly higher than the SBR and CASS oxidation ditch.Key words: A / OO process, coking wastewater , denitrification目录1.前言11.1焦化废水来源、特性及处理意义11.1.1 焦化废水来源11.
8、1.2 焦化废水特性11.1.3处理焦化废水目的及意义11.2焦化废水处理现状及处理方法31.2.1 焦化废水处理现状31.2.2焦化废水的处理方法42.焦化废水工艺设计92.1 设计基础资料92.1.1 污水水量和水质92.1.2 出水要求92.2 厂址资料102.2.1地理位置102.2.2气候特征102.2.3地形及水文102.2.4厂区地形112.2.5工业发展状况112.3 工艺流程的确定112.3.1 一般规定112.3.2 工艺设计原则122.3.3工艺比选123.构筑物设计计算163.1调节池163.1.1设计说明163.1.2设计参数163.1.3设计计算163.2提升泵房1
9、73.2.1设计依据173.2.2设计说明183.2.3设计计算183.3脱酚塔183.3.1工艺选择193.3.2设计参数203.3.3设计计算203.4隔油池213.4.1设计说明213.4.2设计参数223.4.3设计计算223.5气浮池253.5.1设计说明253.4.2设计参数253.4.3设计计算263.4.4上浮渣排除设备283.6水解酸化池283.6.1设计说明283.6.2设计参数293.6.3设计计算293.7 AOO池333.7.1设计说明333.7.2设计参数333.7.3设计计算343.8二沉池383.8.1设计说明383.8.2设计参数393.8.3设计计算393.
10、9混凝沉淀池433.9.1设计说明433.9.2设计计算433.10污泥浓缩池523.10.1设计说明523.10.2设计参数533.10.3设计计算533.11均质池553.11.1设计说明553.11.2设计参数553.11.3设计计算553.12污泥压滤车间563.12.1设计说明563.12.2设计计算563.12.4设备选择573.13干化场573.13.1设计说明573.13.2设计参数573.13.2设计计算584.平面布置594.1总平面布置原则594.2.总平面布置结果605.高程布置及计算615.1高程布置原则615.2高程布置结果616投资估算62参考文献：63致谢66附
11、录671.前言1.1焦化废水来源、特性及处理意义1.1.1 焦化废水来源现代炼焦化学工业是烟煤为原料,在隔绝空气条件下,加热到960-1000，得到炼钢所需的焦炭。焦化厂除生产焦炭和煤气外，还回收苯、氨、酚等化工产品。焦化废水是煤制焦炭、煤气净化及焦化产品回收过程中产生的高浓度有机废水3。焦化废水主要包括7煤气的初冷阶段煤气冷凝水、煤气终冷水、煤气洗涤水和煤气发生站的煤气洗涤水、精苯分离水、气柜废水、焦炉水封水及其它场合产生的污水，如图1.1。1.1.2 焦化废水特性焦化废水主要污染物质有：COD、BOD、氰化物、氨氮、悬浮物、苯酚及苯系化合物等，如表1.1。焦化废水成分多,组分复杂、浓度高、
12、毒性大、难降解3。废水中含有数十种无机和有机化合物,其中无机化合物主要是大量铵盐、硫、硫化物、氰化物等；有机化合物除酚外，还有联苯、吡啶、吲哚和喹啉等有机污染物。污染物色度高，属较难生化降解的高浓度有机工业废水7。焦化废水中COD、NH3-N和挥发酚等污染物浓度高，这些污染物会对人类、水产及农作物都有极大危害。焦化废水中的氨氮是一种不稳定的物质，在微生物作用下反应生成NO2、NO2-、NO3-是一种致癌物质，并引起胎儿畸形，NO3-会破坏血液结合氧的能力，若饮用NO3-含量超过10mg/L的水会引起高铁血红蛋白症，甚至发生窒息现象。大量的氨氮排入水体会造成水体富营养化。1.1.3处理焦化废水目
13、的及意义当前，全球都面临着水资源短缺、水质恶化的严峻形势，水污染问题成为当今世界面临的重要环境问题之一。我国人均水资源占有量仅为0.24万m3，只有世界上人均占有量的1/4，属世界十二个贫水国家之一，所以加强对新污染源的控制，改善老污染源处理条件，才能从根本上改变我国水质恶化的现状。煤 备煤 焦炉 焦炭加工 焦炭 除尘污水 除尘污水 焦油废水分离 煤气初冷 剩余氨水 煤气脱氮 焦油加工 煤气终冷 终冷污水焦油分离水 煤气脱苯 蒸苯 煤气脱硫 粗苯加工 粗苯分离水 煤气管道水封水 古马隆生产 净煤气 古马隆污水图1.1 焦化生产工艺成分CODBOD5氨氮pH含量mg/l2500-45001200
14、-2000400-10006.5-8.5成分酚油分氰化物色度含量mg/l150-200200-100010-201000-2500表1.1 焦化厂废水一般组成成分及含量焦化废水的处理一直是国内外污水处理领域的一大难题，几十年来尚未出现突破性的研究成果。废水中污染物组成复杂，含有挥发酚、多环芳烃和氧硫氮等杂环化合物，属较难生化降解的高浓度有机工业废水。目前，焦化废水一般要经过预处理、二级处理和深度处理后才可能达标排放。焦化废水的预处理技术有：厌氧酸化法、气浮法、混凝沉淀法等；二级处理方法很多，有生物化学法、物理法、化学法、以及物理-化学法等；焦化废水深度处理技术2有化学氧化法、折点氯化法、絮凝沉
15、淀辅以加氯法、吸附过滤辅以离子交换法等。但目前最常用的方法是焦化废水9经隔油池、二级气浮池除油后进行多段曝气生物处理，再经氧化塘或吸附法深度处理后外排。1.2焦化废水处理现状及处理方法1.2.1 焦化废水处理现状焦化废水是国内外工业废水处理领域的难题，目前，国内外对焦化废水中酚、氰等有毒物质的处理，生物活性污泥法是一个比较普遍有效方法。但对其中NH3-N、氟化物、COD等去除效果较差，难以满足外排要求，因此，国内外对焦化废水处理工艺和净化技术改进进行很多研究，不同国家有自己特点，操作、运行、测试和监控等技术也更多地向节能、经济、高效和实用方向发展。焦化废水的最终排放，视本国国情、地质环境、环保
16、法规以及当地生态状况而定。总体而言，我国焦化废水的治理水平与国外基本相当，但仍存在一定差距。我国焦化废水处理自五十年代起的发展过程，是一个从无到有、逐步提高、逐步完善的过程7。 五十、六十年代处于低水平阶段，仅有几个大型焦化厂对酚水进行简易的机械处理。如鞍钢化工总厂、包钢焦化厂等，仅设有平流沉淀池或圆形带刮泥机的沉淀池去除浮油和重油，处理后将部分酚水送去作熄焦补充水。进入七十年代后，运用了国内外的生化技术，在首钢焦化厂兴建了生物脱酚装置，同时一批大、中、小型焦化厂都相继设立了生物脱酚装置，当时的重点是脱酚，处理方式和流程也比较简单。一九七八年改革开放到八十年代又为一个阶段。当时由于国家对环保工
17、作的重视，使焦化废水处理水平向前推进了一大步。以宝钢一、二期焦化废水处理技术的引进为起点，各院所加大了研究开发焦化废水的力度，开展了两段生化和投加生长素的试验研究以及混凝后处理和污泥脱水的研究。 在吸收宝钢焦化引进技术上的先进经验和开展试验研究的基础上，设计了一大批焦化废水处理装置。如处理水量为700 m3/h的鞍钢化工总厂南部生物脱酚装置，获得了国家优秀设计奖，现已运行了十五年，处理效果一直比较稳定，除COD略高外，酚、氰、油等指标均达标排放。与以前设计不同的是，在设计中采用了压力浮选装置，以去除乳化油；增加了污泥脱水装置，对污泥进行脱水处理，脱水后的泥饼送煤场掺入炼焦煤中炼焦，减少了二次污
18、染；鼓风机改用离心风机，减轻了噪声。该套装置自运行以来积累了丰富的经验，培养锻炼了一批废水处理专业人才。在石家庄焦化厂废水处理设计中，曝气池充氧采用了微孔曝气器，与以前的穿孔管暖气相比，可节能50，比普通曝气器节能2030。同时又对部分老厂的废水处理推广采用了投加生长素的技术，如唐山市焦化厂、徐钢焦化厂都采用了该项技术，处理效果良好。八十年代末和九十年代初，针对国家对焦化废水排放标准的更严格要求，开展了焦化废水的脱氮和进一步降低COD的试验研究，经过几年的艰苦努力，取得了丰硕的成果。在试验研究的基础上将宝钢焦化废水处理装置进行了改造，将其改为A/O脱氮工艺，并获得改造装置的开工调试11成功，该
19、装置达到了国际焦化行业的领先水平。在总结宝钢焦化废水生物脱氮经验的同时又建成了三个焦化废水生物脱氮装置，其中安钢焦化厂已达标验收，另两个在调试中。1.2.2焦化废水的处理方法目前焦化废水一般按常规方法先进行预处理，然后进行生物脱酚二次处理。但是，焦化废水经上述处理后，外排废水中氰化物、COD及氨氮等指标仍然很难达标。针对这种状况，近年来国内外学者开展了大量的研究工作，找到了许多比较有效的焦化废水治理技术。这些方法大致分为生物法、化学法、物化法和循环利用等4类。（1） 化学处理法催化湿式氧化技术催化湿式氧化技术是在高温、高压条件下，在催化剂作用下，用空气中的氧将溶于水或在水中悬浮的有机物氧化，最
20、终转化为无害物质N2和CO2排放。焚烧法焚烧法治理废水始于20世纪50年代。该法是将废水呈雾状喷入高温燃烧炉中，使水雾完全汽化，让废水中的有机物在炉内氧化，分解成为完全燃烧产物CO2和H2O及少许无机物灰分。焦化废水中含有大量NH3-N物质，NH3在燃烧中有NO生成，NO的生成会不会造成二次污染是采用焚烧法处理焦化废水的一个敏感问题。研究发现NH3在非催化氧化条件下主要生成物是N2，不会产生高浓度NO造成二次污染。从而说明，焚烧处理工艺对于处理焦化厂高浓度废水是一种切实可行的处理方法。然而，尽管焚烧法处理效率高，不造成二次污染。臭氧氧化法臭氧是一种强氧化剂，能与废水中大多数有机物，微生物迅速反
21、应，可除去废水中的酚、氰等污染物，并降低其COD、BOD值，同时还可起到脱色、除臭、杀菌的作用。等离子体处理技术等离子体处理技术是利用高压毫微秒脉冲放电15所产生的高能电子(520eV)、紫外线等多效应综合作用，降解废水中的有机物质。等离子体处理技术是一种高效、低能耗、使用范围广、处理量大的新型环保技术，目前还处于研究阶段。有研究表明，经等离子体处理的焦化废水，有机物大分子被破坏成小分子，可生物降解性大大提高，再经活性污泥法处理，出水的酚、氰、COD指标均有大幅下降，具有发展前景。但处理装置费用较高，有待于进一步研究开发廉价的处理装置。光催化氧化法目前，这种方法还仅停留在理论研究阶段。这种水处
22、理方法能有效地去除废水中的污染物且能耗低，有着很大的发展潜力。但是有时也会产生一些有害的光化学产物，造成二次污染。由于光催化降解是基于体系对光能的吸收，因此，要求体系具有很好的透光性。所以，该方法适用于低浓度、透光性好的体系，可用于焦化废水的深度处理2。电化学处理技术电化学处理技术的基本原理是使污染物在电极上发生直接电化学反应或利用电极表面产生的强氧化性活性物质使污染物发生氧化还原转变。目前的研究表明，电化学氧化能力强、工艺简单、不产生二次污染，是一种前景比较广阔的废水处理技术。化学混凝和絮凝化学混凝和絮凝是用来处理废水中自然沉淀法难以沉淀去除的细小悬浮物及胶体微粒，以降低废水的浊度和色度，但
23、对可溶性有机物无效，常用于焦化废水的深度处理。该法处理费用低，既可以间歇使用也可以连续使用。（2）物理化学法吸附法 吸附法就是采用吸附剂除去污染物的方法。活性炭具有良好的吸附性能和稳定的化学性质，是最常用的一种吸附剂。活性炭吸附法适用于废水的深度处理。但是，由于活性炭再生系统操作难度大，装置运行费用高，在焦化废水处理中未得到推广使用。利用烟道气处理焦化废水由冶金工业部建筑研究总院和北京国维达环保公司合作研制开发的“烟道气处理焦化剩余剩余氨水或全部焦化废水的方法已获得国家专利。该技术将焦化剩余氨水去除焦油和SS后，输入烟道废气中进行充分的物理化学反应，烟道气的热量使剩余氨水中的水分全部汽化，氨气
24、与烟道气中的SO2反应生成硫胺。（3）废水循环利用将高浓度的焦化废水脱酚，净化除去固体沉淀和轻质焦油后，送往焦炉熄焦，实现酚水闭路循环。从而减少了排污，降低了运行等费用，但是此时的污染物转移问题也值得考虑。（4）生物法普通活性污泥法活性污泥法即将焦化废水与活性污泥混合一起进入曝气池，成为悬浮混合液，沿曝气池注入空气曝气，使污水与活性污泥充分接触，并供给混合液足够的溶解氧。这时污水中的有机物被活性污泥中的好氧微生物分解，然后混合液进入二次沉淀池，活性污泥与水澄清分离，部分活性污泥再回流到曝气池中，继续进行净化过程，澄清水则溢流排放。由于在整个过程中活性污泥在不断增长，部分剩余污泥从系统中排出，以
25、维持系统的稳定。序批式活性污泥法(SBR)SBR工艺是集生物降解和脱氮除磷集于一体的新技术，它结构形式简单，运行方式灵活多变，是一种间歇运行的废水处理工艺，SBR反应池生化反应能力强，处理效果好，用它来处理焦化废水NH3-N的去除率为60%。缺点是传统 SBR法对焦化废水降解效率不够高。目前，SBR技术从生活污水到工业废水等各领域都得到了广泛应用。膜生物反应器(MBR)MBR是将膜技术应用于废水处理系统，提高了泥水分离效率，并且由于曝气池中活性污泥浓度的增大和污泥中特效菌(特别是优势菌群)的出现，提高了生化反应速率。同时通过降低F/M减少剩余污泥产生量，从而基本解决了传统活性污泥法存在的系统在
26、运行过程中产生大量的剩余污泥，易出现污泥膨胀，出水固体，出水水质不理想等突出的问题。与传统的生化水处理技术相比，MBR具有以下主要特点：固液分离率高、出水水质好、处理效率高、占地空间小、运行管理简单、应用范围广。现在膜生物反应器的处理对象也由原来的城市生活污水，逐渐扩大到各种工业废水，发展前景广阔。生物铁法生物铁法是在曝气池中投加铁盐，以提高曝气池活性污泥浓度为主，充分发挥生物氧化和生物絮凝作用的强化生物处理方法。由于铁离子不仅是微生物生长必需的微量元素，而且对生物的黏液分泌也有刺激作用。铁盐在水中生成氢氧化物与活性污泥形成絮凝物共同作用，使吸附和絮凝作用更有效地进行，从而有利于有机物富集在菌
27、胶团的周围，加速生物降解作用。该法大大提高了污泥浓度，由传统活性污泥法2-4g/L提高到9-10g/L，降解酚、氰化物的能力也大大加强。当氰化物的浓度高达40mg/L条件下，仍可取得良好的处理效果。对COD的降解效果也较传统方法好。炭-生物法目前，国内一些焦化厂生化处理装置由于超负荷运行或其他原因，处理后的水质不能达标，炭-生物法是在传统的生物法的基础上再加一段活性炭生物吸附、过滤处理。该工艺简便、操作方便、设备少、投资低。由于活性炭不必频繁再生，故可减少处理费用对于已有生物处理装置处理后水质不符合排放标准的处理厂，采用炭-生物法进一步处理以提高废水净化程度也是一项有效的方法。A-O 工艺A/
28、O活性污泥法1是一种改进的活性污泥法工艺流程如图1.2。 硝化液回流缺氧池沉淀池好氧池 进水 出水 污泥回流图1.2 A/O活性污泥工艺流程 A/O工艺是一种有回流的前置式反硝化生物脱氮工艺10，在缺氧池中进行反硝化，在好氧池中进行含碳有机物的去除、含氮有机物的氨化和氨氮的硝化。在好氧池中，发生硝化反应，氨氮被氧化为亚硝酸盐氮和硝酸盐氮。A/O工艺具有很多优点：原污水的大量有机物为反硝化提供了充分的外加碳源，节省了外加碳源的费用；好氧池在缺氧池之后，经缺氧池去除一部分有机物后，好氧池负荷降低，可以对残留的有机物进一步有效去除及完成氨氮的充分硝化；缺氧池前置可以起到生物选择器的作用，有利于控制污
29、泥膨胀。A/O法虽然较普通的活性污泥法有很大的改进，但是依然不能有效地处理焦化废水，原因是焦化废水中的难降解有机物很难在A/O系统中得到降解，而焦化废水中的有毒物质对硝化菌的抑制作用也不能得到消除或减轻。AAO工艺AAO工艺是一种典型的脱氮除磷工艺5，其主要由厌氧区、缺氧区、好氧区组成，能够同时做到脱氮、除磷和有机物的降解。原污水和回流污泥一起进入生物选择段，进行泥水和生物相优选，进入厌氧段实现磷的释放后进入缺氧段，硝化液通过内循环回流到缺氧段前，在缺氧反应段中完成反硝化脱氮后进入好氧段，好氧反应段中实现BOD去除、硝化和磷的吸收去除。AAO工艺6的主要特点：（1）本工艺在系统上可以称为最简单
30、的同步脱氮除磷工艺，总的水力停留时间少于其他同类工艺；（2）在厌氧(缺氧)、好氧交替运行条件下，丝状菌不能大量增值，不会发生污泥膨胀，SVI值一般均小于100，有利于生物处理后泥水分离；（3）运行中不需投药，两个A段只需轻缓搅拌，以不增加溶解氧浓度，运行费用较低。（4）由于厌氧、缺氧和好氧三个区严格分开，有利于不同微生物菌群的繁殖生长，因此脱氮除磷效果较好。（5）增加了生物选择段，实现了生物活性的选择性要求。2.焦化废水工艺设计2.1 设计基础资料2.1.1 污水水量和水质处理水量：5000m3/d处理水水质见表2.1：表2.1 处理水质污染物CODBOD5酚氰化物SS氨氮硫化物含量mg/l3
31、0001500500403005002002.1.2 出水要求出水水质见行业标准16（GB13456-92）表2.2：表2.2 行业标准分级排放量（m3/t）pH值悬浮物mg/L挥发酚mg/L氰化物mg/L化学需氧量(CODCI) mg/L油类mg/L氨氮mg/L缺水区丰水区一级3.04.06-9700.50.5100815二级1500.50.51501025三级4000.51.05003040此次设计厂址选择山西中阳，污水达二级排放标准。2.2 厂址资料本次设计选择吕梁中阳县金罗镇土河村2.2.1地理位置中阳县位于山西省西部，吕梁山脉中段西麓，黄河支流三川河上游的南川河流域。东西45公里，南
32、北47公里，国土总面积1432.9平方公里（215万亩）。东与汾阳、孝义两市交界，西与柳林、石楼两县接壤，南与交口县相连，北与离石市毗邻，340省道、209国道和孝柳铁路横贯境内。2.2.2气候特征全境呈不规则菱形，地势由西北向东南倾斜，最高海拔2100.7米，最低846米，平均海拔1473.4米。地貌西北部为土石森林区，东南为黄土丘陵区，沿川为河谷区。气候属暖温带亚干旱区大陆性季风气候，多年主导风向为东南风，最冷月平均为-5，最热月平均为35，最大冻土深度为0.2m，降水量多年平均为每年700mm，蒸发量多年平均为每年1400mm，地下水水位地面下6m左右。2.2.3地形及水文中阳县地形东南
33、低，西北高，绝大部分为山地，其次是丘陵。西北部山区，山高林密，群峰叠翠，天顶山为最高峰，海拔2100米。东南部为黄土丘陵区，山峦起伏，沟壑纵横，地形极为破碎，平均海拔1300米。境内主要河流为南川河，发源于上顶山北麓，由东南向西北于金罗镇出境注入三川河。此外有支流东川沟和暖泉河等。2.2.4厂区地形污水厂选址区域海拔标高64-66m之间，平均地面标高为65m。平均地面坡度为0.5-0.8,地势为西北高，东南低。2.2.5工业发展状况中阳县经过近几年的结构调整，工业经济得到了迅猛发展，形成了煤焦、钢铁、建材三大支柱产业，建成了中钢、桃园等龙头企业和一批中小型企业，主要分布于尚家峪工业园区（市级园
34、区）、枝柯工业园区、西山煤炭工业园区三大园区。中阳县工业主要有煤炭、化肥、炼铁、陶瓷、砖瓦、粮油加工等行业。2.3 工艺流程的确定2.3.1 一般规定（1） 焦化废水治理应从优化焦化工艺入手，实现焦化废水的资源化、减量化17。（2） 焦化废水治理工艺的选择应遵循环境友好，技术先进，对所有污染物综合有效，能长期稳定达标运行，不产或少产废物，节约资源和能源，运行费用低及基建投资少的原则。（3） 焦化废水宜采用“物化+生化”的联合处理工艺。常用的物化处理方法多数为化学产品回收工艺。常采用的生化处理主工艺为“前置反硝化兼（缺）氧/好氧（F/O 亦称A/O）生物脱氮”处理工艺。（4） 对于采用前置反硝化
35、手段进行焦化废水生物脱氮处理的工艺，生化处理不宜采用溶剂脱酚工艺。（5）酚精制过程中产生的以多元酚为主的高浓度废水，以及规模较小或较少的酚精制废水，在技术经济合理的情况下，可采用焚烧的方法进行处理。（6）独立的焦油加工、苯精制等加工企业产生的焦化废水，宜优先选择送到就近的焦化企业进行处理。（7）对于焦化工业较集中的工业园区，焦化废水宜采用集中联合处理。（8） 处理合格后的焦化废水应优先选择直接回用或深度净化后回用，应逐渐推行处理后焦化废水的零排放。（9）焦化废水物化处理和生化处理的核心设施，应配置成不少于两个独立的系列。（10） 主体工程分期建设的项目，焦化废水治理应与总体规划相匹配。（11）
36、 焦化生产排水应采用雨、污分流制。（12） 焦化废水处理可行性研究报告应至少给出两套处理方案，并通过充分的技术经济比较和论证后，选出最佳方案。2.3.2 工艺设计原则确定处理工艺的依据有以下几点17：(1) 污水处理程度。(2) 处理规模和污水水质质量变化规律。(3) 新工艺及类似污水工程资料。(4) 污泥处理的工艺。污水处理的程度：确定污水处理程度主要需要考虑收纳水的功能，水环境质量要求，污染状况和自静能力，处理后的污水是否回用等因素。处理规模和污水水质和水量变化规律：污水处理规模也是影响工艺选择的重要因素。某些处理工艺，如完全混合曝气池，塔式生物滤池和竖流式沉淀池只适用水量不大的小型污水处
37、理厂，因此处理方案也要处理规模调整。新工艺及类似污水工程资料：采用先进技术，应做到技术上先进可靠，经济上高效节能。对于采用新工艺，新技术的设计，应对其设计参数和技术经济指标作精心选择。污泥处理工艺：污泥处理工艺作为污水处理系统方案的一部分，决定于污泥的性质与污泥的出路（农用，填埋，排海等）。污水处理构筑物排出的剩余污泥性质的不同，对选用污泥处理工艺有较大的影响。2.3.3工艺比选由表2.1知焦化废水中氨氮、有机物、油类、悬浮物等难降解物质含量较高BOD5/CODCr=0.5可生化性好。为了更好的去除氨氮、难降解有机物，而且经上述比较知物理处理效果较差、化学处理费用较高、循环废水处理会有后续污染
38、问题，本次采用生物处理工艺12。生物处理工艺适合于中小型污水处理厂的脱氮除磷工艺比较多，常用的生物处理焦化工艺有：AO工艺、AAO工艺、A2/O2工艺【4、8】、氧化沟工艺、SBR工艺、生物滤池、生物转盘法、生物流化床等，其中生物滤池、生物转盘、生物流化床工艺会有填料耗损、经济效应较差。为了选择出经济技术更合理的处理工艺，以下对上述适合于中小型污水处理厂的除磷脱氮工艺进行经济技术比较。如表2.3。表2.3 脱氮工艺比较方案经济指标技术指标运行情况基建费用能耗占地BOD5去除率%脱氮效率运行稳定性管理情况适应负荷波动AAO10010010090-95较好稳定一般一般AO约100100约10090
39、-95较好稳定一般一般氧化沟10010090-95一般稳定简便适应SBR10010090-99一般一般简便适应通过以上比较，选定本污水的处理工艺为AO工艺。因为本工艺流程较简单，脱氮效果较好，运行稳定，基建费用、占地较少，可以有很好的处理效率。由于AO工艺去除氮难以达到排放标准且降解难降解物效率不高，可在前面加水解酸化池增加可生化性程度，使难降解物质转化为易降解物，同时后面增加好氧池，增大氮的去除率。工艺流程主要有预处理段、生物处理段和深度处理段组成。预处理段由隔油池、气浮池、调节池、脱酚塔组成。生物处理段由水解酸化池、AOO池及二沉池组成. 在好氧池采用微孔曝气器。深度处理段由混合反应池及混
40、凝沉淀池组成。处理工艺如图2.1。(1)调节池的作用为了使管渠和构筑物正常工作，不受废水高峰流量或浓度变化的影响，需在废水处理设施之前设置调节池。对于工业废水适当尺寸的调节池，对水质、水量的调节是厌氧反应稳定运行的保证。调节池的作用是均质和均量，对水量和水质的调节，调节污水pH值、水温，有预曝气作用，还可用作事故排水。总容积按8-24h的设计流量计算。剩余污泥混合搅拌池排水絮凝池沉淀脱酚塔隔油池调节池提升泵污泥浓缩池均质池压滤机干化场好氧池2 好氧池1缺氧池水解酸化池气浮池二沉池回流污泥 硝化液回流进水图2.1 工艺流程(2)脱酚塔的作用 多年来，我国通常是采用溶剂萃取法或稀释法，使生化处理前
41、的废水中的酚含量不超过200-300mg/l。本次设计采用水蒸气直接蒸出废水中的挥发酚，然后用碱液吸收随水蒸气而带出的酚蒸气，成为酚钠盐溶液，再经中和与蒸馏，也可使废水中的酚得到回收和利用。含酚废水经回收处理后，水中酚仍有100mg/l以上。(3)隔油池的作用隔油池是利用油与水的比重差异，分离去除污水中颗粒较大的悬浮油的一种处理构筑物。煤的焦化和气化工业排出含高浓度焦油的废水，这些含油废水对后续生物处理有抑制作用，所以去除油类以提高废水生化性能。隔油设备可采用平流式隔油池，可使污水含油量降至20-50mg/L，停留时间为2h。(4)气浮池的作用气浮池一般用于生化处理之前，去除污水中的悬浮物，利
42、用大量微小气泡与悬浮物结合，使悬浮物上浮到污水表面，然后收集处理这些悬浮物。该方法比沉淀快，去除率高，一定程度上能减少后面的生化污泥。气浮池中氰离子与聚铁中Fe2+、Fe3+形成络合物Fe(CN)64-、Fe(CN)63+，氰的去除率高达80%，气浮池还能去除CODCR,但去除率平均在35%左右。(5)水解酸化池的作用 水解阶段是大分子有机物降解的必经过程，大分子有机想要被微生物所利用，必须先水解为小分子有机物，这样才能进入细菌细胞内进一步降解。酸化阶段是有机物降解的提速过程，因为它将水解后的小分子有机进一步转化为简单的化合物并分泌到细胞外。在实际的工业废水处理工程中，水解酸化往往作为预处理单
43、元。其作用有提高废水可生化性：能将大分子有机物转化为小分子；去除废水中的COD。(6)AO-O工艺作用目前国内生物脱氮技术存在的共性难题主要是细菌成活率较低，处理规模偏小，脱氮效率不稳定，净化效果较差。近10余年来，我国多家焦化企业在应用A/O工艺的基础上，对生物脱氮技术进行优化为A/O-O工艺，该工艺的特点是可以适当地控制第一好氧段的溶解氧的量,该段没能完全氧化的氨氮及COD保证在第二好氧段进一步氧化,不但提高了对废水中污染因子的降解能力,而且还降低了运行成本。(7)混凝沉淀池的作用 胶体离子和细微悬浮物不能直接用重力沉降法分离，而必须首先投加混凝剂来破坏它们的稳定性，使其相互凝聚为数百微米
44、以至数毫米的絮凝体，才能用沉降、过滤和气浮等常规固液分离法予以去除。混凝就是在混凝剂的离解和水解产物作用下，使水中的胶体污染物和细微悬浮物脱稳并聚集为具有可分离性的絮凝体的过程。它是废水处理中应用得非常广泛的方法。它既可以降低废水的浊度、色度等感官指标，又可以去除多种有毒有害污染物。混凝法的主要优点是工艺流程简单、操作管理方便、设备投资省、占地面积少、脱色效率很高。为了进一步去除污水中的COD和BOD5，去除污水的色度、氮、磷等营养盐及某些非生物降解的有机物浓度，需要向污水中投加混凝剂。3.构筑物设计计算3.1调节池3.1.1设计说明由于焦化废水水质、水量一般是不均衡的，这种变化对废水处理设备，特别是后续生物处理设备正常发挥其净化功能是不利的。在这种情况下，经常采取的措施是设均和调节池。此外，调节池可起到临时贮存事故排水的作用。3.1.2设计参数设计水量：Q=5000m3/d 最大设计水量：Qmax=QKZ=50001.3=6500m3/d （式中 KZ=1.3 ，变化系数）停留时间：t=8-16h 17 取t=10h 3.1.3设计计算（1）调
