【文章內容簡介】 法是比較經濟、有效、適用和合理的。 生物脫氮是硝化 (N)與反硝化 (DN)的應用。硝化是指在廢水處理中，氨氮在好氧條件下，通過好氧菌 (亞硝化毛桿菌屬和硝化桿菌屬 )的作用被氧化為亞硝酸鹽和硝酸鹽的反應；反硝化是在缺氧條件下，脫氮菌利用硝化反應所產生的 NO2N和 NO3N來代替氧進行有機物的氧化分解，將 NO2N 和 NO3N 中的 N 還原成氮氣逸出。脫氮菌廣泛分布于自然界中，有假單胞菌屬、小球菌屬、無色桿菌和芽胞屬等異養(yǎng)細菌。硝 化反應是在延時曝氣后期進行的，也就是說，對焦化廢水的生物降解，氨氮的降解要比酚、氰和硫化物的生物降解速率慢，所以需要足夠的曝氣時間。另外，氨氮的氧化必須補充一定量的堿度，硝化細菌屬好氧性自養(yǎng)菌；而反硝化細菌屬兼性異養(yǎng)菌，即可在有氧條件下利用有機物進行好氧增殖，又可在無氧條件下，微生物利用有機物作為碳源，以 NO2和 NO3作為最終電子受體 (N— 電子接受體 )將 NO2和 NO3還原成氮氣逸出，以達到最終脫氮的目的。生物脫氮的硝化 反硝化反應如下： 硝化反應： 2NH4++3O2→ 2NO2+4H++2H2O 2NO2+O2→ 2NO3 反硝化反應： NO3+2H++2e→ NO2+H2O 江蘇天裕能源化工集團有限公司 130 萬噸 /年 焦化項目 配套焦化廢水處理工程設計方案 6 2NO2+8H++6e→ N2+4H2O 實際上，硝化與反硝化是生物脫氮兩個有機的組成部分，在一般的生物處理過程中，有些也包括了硝化與反硝化的過程，如生物濾池、生物轉盤，因為濾膜結構本身就是形成了外層有氧條件下的好氧生物活動和內層厭氧條件下的厭氧生物活動，外層為硝化反應提供了條件，內層為反硝化反應提供了條件。 流程及特點 1）缺氧－好氧 (A/O)的生物脫氮流程：該流程的特點是缺氧池（也叫反硝化池）在前，好氧池（也叫硝化池）在后，其優(yōu)點是原污水中的有機物可為反硝化提供大量的有機碳源，而不必再向缺氧段投加碳源。該流程在實際中已得到應用，運行效果較好。根據回流的方式，又可分為內循環(huán)或外循環(huán)兩個工藝流程。 2）好氧－缺氧 (O/A)生物脫氮流程：該工藝的特點是好氧段在前，缺氧段在后，二沉池較小，但經好氧段硝化后的廢水中碳源已近枯竭，反硝化所需的碳源必須另加補充。該流程運行效果相對穩(wěn)定，但該工藝的好氧段的負荷較大，運行費用較 高。 除上述生物脫氮流程外，還有厭氧－缺氧－好氧 (A/A/O)工藝、亞硝化生物脫氮 (A/O/O)工藝等。 A/O 內循環(huán)生物脫氮工藝特點 根據以上對生物脫氮基本流程的敘述，結合多年的焦化廢水脫氮的經驗，我們總結出 (A/O)生物脫氮流程具有以下優(yōu)點： (1) 效率高。該工藝對廢水中的有機物，氨氮等均有較高的去除效果。下表列出某焦化廠焦化廢水生物脫氮的生產數據，該廠的生產實踐表明，當總停留時間大于 54h，經生物脫氮后的出水再經過混凝沉淀，可將 COD值降至 100mg/L以下，其他指標也達到排放標準，總氮去除 率在 70%以上。 江蘇天裕能源化工集團有限公司 130 萬噸 /年 焦化項目 配套焦化廢水處理工程設計方案 7 (2) 流程簡單，投資省，操作費用低。該工藝是以廢水中的有機物作為反硝化的碳源，故不需要再另加甲醇等昂貴的碳源。尤其，在蒸氨塔設置有脫固定氨的裝置后，碳氮比有所提高，在反硝化過程中產生的堿度相應地降低了硝化過程需要的堿耗。 (3) 缺氧反硝化過程對污染物具有較高的降解效率。如 COD、BOD5和 SCN在缺氧段中去除率在 67%、 38%、 59%，酚和有機物的去除率分別為 62%和 36%，故反硝化反應是最為經濟的節(jié)能型降解過程。 (4) 容積負荷高。由于硝化階段采用了強化生化，反硝化階段又采用了高 濃度污泥的膜技術，有效地提高了硝化及反硝化的污泥濃度，與國外同類工藝相比，具有較高的容積負荷。 (5) 缺氧 /好氧工藝的耐負荷沖擊能力強。當進水水質波動較大或污染物濃度較高時，本工藝均能維持正常運行，故操作管理也很簡單。通過以上流程的比較，不難看出，生物脫氮工藝本身就是脫氮的同時，也降解酚、氰、 COD等有機物。結合水量、水質特點，我們推薦采用缺氧 /好氧 (A/O)的生物脫氮 (內循環(huán) ) 工藝流程，使污水處理裝置不但能達到脫氮的要求，而且其它指標也達到排放標準。 A/O 內循環(huán)生物脫氮工藝流程圖 詳見圖 1 江蘇天裕能源化工集團有限公司 130 萬噸 /年 焦化項目 配套焦化廢水處理工程設計方案 8 其他廢水蒸氨廢水污泥處置 廢 水處置 預 處 理 泥 處 理后 處 理圖1 焦 化廢水生物脫氮工藝流程簡圖 藥 劑 空氣二沉池厭氧（A ） 好氧（O） 該焦化廢水生物脫氮處理設施方案的工藝部分，主要由廢水預處理設施、廢水生化處理設施、廢水后處理設施、污泥處理設施、鼓風系統、藥劑系統、分析化驗系統等組成。 預處理部分由 均和隔油池、 事故調節(jié)池及廢水提升系統組成。預處理的設計水量為 70 m3/h，其中蒸氨廢水為 60m3/h 左右， 其他廢水不超過 10 m3/h。 隔油沉淀池 的主要作用是 去 除重油、 輕油、 均和水質、監(jiān)控蒸氨效果等。預處理系統 不設油處理設施。正常情況下，蒸氨廢水中的油要由生化消耗掉，事故狀態(tài)下 使用排油管道 。一般情況下，預處理段重油 (焦油 )和輕油不會太多。 均和 隔油池 分 兩系，水力停留時間（ HRT） 10h 以上 。隔油 沉淀池為鋼筋混凝土結構，內設水質均和及清污設施。 事故調節(jié)池 事故調節(jié)池的作用是當生化系統進行恢復調整，生化系統不能進江蘇天裕能源化工集團有限公司 130 萬噸 /年 焦化項目 配套焦化廢水處理工程設計方案 9 水時，接受外部送來的蒸氨廢水等。一般情況下，事故調節(jié)池不接受蒸氨系統的事故水，蒸氨系統事故應由氨水系統的氨水貯槽來調節(jié)。 事故調節(jié)池分為兩系，總容積 不小于 2100m3，最少可以貯存外部來水 18h 以上 。事故調節(jié)池為鋼筋混凝土結構，池底設有出水管。當生化系統運行調整時，外部來水由進入均和隔油池切換到事故調節(jié)池，當生化系統恢復正常時，故調節(jié)池貯存的廢水，在一定的限期內，不定期均勻少量的由水泵提升，經均和隔油池返送到生化系統。 廢水生化處理設施由 厭氧池、 兼氧池（即厭氧硝化池）、好氧池、二沉池、混合液回流系統、回流污泥系統等組成。生化處理系統設計水量為 120140m3/h。 兼氧池 兼氧池采用 上流式分區(qū)交替均勻布水懸掛式軟填料生物膜 法。兼氧池的作用主要是實現硝態(tài)氮的厭氧預反 硝化，經過預處理的焦化廢水，首先進入兼氧池， 好氧 池內 產生 的硝化液， 以二沉 池 分離上清 液的形式返送到兼氧池， 在 厭氧狀態(tài)下，由兼氧異養(yǎng) 菌 進行 反 硝化脫氮。 兼氧池分為獨立的兩系，總容積大于 2700 m3，最小水力停留時間（ HRT）在 18h 以上。兼氧池為鋼筋混凝土池形結構， 池 內設有 多孔布水管系統及生物填料 。兼氧池出水靠重力自流進入好氧生化系統。 好氧池 好氧池采用推流式延時鼓風微孔曝氣活性污泥法。好氧池的主要功能是降解兼氧池系統殘留的 COD 類物質和實現氨氮的好氧硝化。來自兼氧池內脫除硝態(tài)氮的泥水混合液，在 好氧池內由兼氧異養(yǎng)菌和好氧異養(yǎng)菌，對兼氧系統殘留的 COD 類物質進行好氧氧化，由好氧自養(yǎng)菌對其中的氨氮進行好氧硝化。 好氧池分為獨立的兩系，總容積 不小 于 5000 m3，最小水力停留江蘇天裕能源化工集團有限公司 130 萬噸 /年 焦化項目 配套焦化廢水處理工程設計方案 10 時間（ HRT）在 36 h 以上。好氧池為鋼筋混凝土池形結構，內置可脹 微孔曝氣器，對池內混合液進行充氧 與 攪拌。二沉池分離的回流污泥要返送 回 好氧池，回流比應在大于 100%。此外，好氧池還設有堿藥劑和磷藥劑投加設施以及消泡系統。好氧池的混合液進入二次沉淀池進行泥水分離。 二沉池分為獨立的兩系， 直徑 Ф16m。單 系的設計流量 為240m3/h。 二沉池采用圓形 輻 流式結構 ， 水力停留時間為 2h，總容積不小于 1169 m3。來自好氧池的泥水混合液進入二次沉淀池，分離出的上清液 ，以不小于生化處理水量的 300%送回到兼氧系統用于反硝化脫氮，其余水量 進入 廢水 后處理系統，二次沉淀池分離出來的污泥進入污泥回流井，通過 泵 提 升送 回好氧池，剩余污泥送入污泥濃縮池。 二沉池為鋼筋混凝土結構，內 設 有機械傳動刮泥機，出水堰上裝有三角堰板。 渦流反應器 利用水力旋流反應器，使快速混合后的藥劑與廢水進行絮凝反應，并逐漸形成較大絮體，旋流反應器為鋼結構 ，二沉池出水經加藥混合反應后，出水進入絮凝沉淀池進行沉淀處理。 混凝沉淀池 混凝沉淀池 直徑 Ф 12m， 處理流 量為 70m3/h， 水力停留時間為 3h。總容積不小于 554 m3。 絮合反應完畢后的廢水，在絮凝沉淀池中進行泥水分離，分離后的上清液經水泵提升后送熄焦、沖渣或外排。分離后的污泥經污泥泵提升后送至污泥濃縮池。 絮凝沉淀池為圓形鋼筋混凝土結構，共 1座，內設有機械傳動刮泥機， 出水堰上裝有三角堰板。 江蘇天裕能源化工集團有限公司 130 萬噸 /年 焦化項目 配套焦化廢水處理工程設計方案 11 2吸水井及提升泵設于泵房及加藥間內，尺寸為 8 8 4m，1吸水井及提 升泵用于自流酚水提升至廢水處理站， 2吸水井及提升泵用于處理后水回用熄焦。 吸水井尺寸為 10 2 6m，提升泵用于回流水和除油均合池出水提升進入缺氧池。 空氣鼓風系統由鼓風機室、離心鼓風機及空氣過濾系統等組成，空氣鼓風系統的主要作用是為好氧池中的微生物提供氧氣，其次是對好氧池中泥水混合液進行攪動。 綜合樓： 共兩層。內設助凝劑、絮凝劑、 P 等加藥裝置，主要為預處理、生物處理及污泥脫水處理等系統溶藥、投藥。藥劑均采用計量泵投加。 污泥濃縮池：直徑Ф 8m，一座，為鋼筋混凝土結構，水力停留時間 (HRT) 12h。二次沉淀池產生的剩余污泥及混凝污泥送入污泥濃縮池，進行泥水分離，濃縮后污泥含水率為 97~98%。 在事故調節(jié)池及缺氧池之間設加堿泵房：內設 POH加藥裝置，主要為好氧池溶藥、投藥。藥劑均采用計量泵投加。 本工程根據生產工藝流程、生產、消防等要求，結合場地自然條件，充分利用有限場地，對本站建、構筑物因地制宜予以布置、有利生產管理。 藥劑、污泥等物料運輸采用 公路運輸方式，運輸量約： 6000t/a，江蘇天裕能源化工集團有限公司 130 萬噸 /年 焦化項目 配套焦化廢水處理工程設計方案 12 運輸設備由焦化廠利用現有設備調配解決。為改善站區(qū)生產環(huán)境，減輕污染，美化站容，結合站區(qū)平面布置，栽植適于本站生長的樹木花卉，綠化等。 為使工程保證質量、技術先進、經濟合理、安全適用、按時投產，我們結合當地的地質、氣象、建材、施工等條件，按照國家有關規(guī)范、規(guī)程、標準進行合理設計。本工程主要建 (構 )筑物： 均和隔油池、事故調節(jié)池、兼氧池、好氧池、二沉池、 絮凝 沉淀池、污泥濃縮池 、堿和磷藥劑庫及其投配系統、 鼓風機室 、廢水提升系統、綜合樓（藥劑系統、儀表操作、分析 化驗及辦公室 ）等 。 電力部分只負責廢水處理站的站內設計，電源暫定為兩路 低壓電源。 酚氰廢水處理站屬二級負荷，根據本工程用電負荷情況，設立一個低壓配電室，位于鼓風機室配電室內。外部兩路 上級變電所兩段低壓母線引來，接至鼓風機室低壓配電室，負責本工程全部用電設備的供電。 為了改善功率因數，本工程采用低壓靜電電容器無功補償方式來實現； 上。 （ 1）低壓配電方式 1）低壓配電以放射式為主，若個別采用鏈式供電時，一般串三個左右用電設備，并由低壓配電室內的低壓開關柜向各用電設備送電。對移動設備通過滑觸線或軟電纜的方式供電。采用斷路器作為短路保護設備，而以斷路器和熱繼電器作為過負荷保護設備。 江蘇天裕能源化工集團有限公司 130 萬噸 /年 焦化項目 配套焦化廢水處理工程設計方案 13 對與機械設備成套供應的電氣裝置，除工藝要求聯鎖外，一般僅供電源；對無特殊要求的單體設備，一般僅考慮機旁單機操作。 （ 2）線路敷設及其它 線路以電纜為主，動力電纜和控制電纜均為銅芯。電纜敷設以電纜橋架為主，部分戶外線路考慮直埋，而部分戶 內線路考慮穿管埋地、沿墻、梁等處明敷的方式。低壓配電室選用 GCK型低壓開關柜。 鑒于本工程的低壓配電為 380/220V 中性點直接接地系統，照明電源引自低壓配電室。照明網絡電壓采用 380/220V三相四線制系統；檢修用的照明電壓為 36V。 在主要生產車間和規(guī)范規(guī)定的場所中，除設置工作照明外，還