【正文】 圖 所示 [3]：2 / 56圖 焦化生產(chǎn)工藝流程焦化廢水因受原煤性質(zhì)、焦化產(chǎn)品回收工序及方法等多種因素的影響，含有多種廢染物。焦化廢水中的許多高毒性難降解有機(jī)物，對生態(tài)環(huán)境危害極大，如占總有機(jī)物的一半以上酚類化合物，可使蛋白質(zhì)凝固，對人類、水產(chǎn)及農(nóng)作物都有極大危害 [4]。氨氮是水體富營養(yǎng)化的主要廢染物，近年來，國家不僅對COD的排放做了嚴(yán)格的規(guī)定，對氨氮的危害也越來越重視，并對氨氮的排放也做了嚴(yán)格的規(guī)定。核磁共振—色譜分析顯示：焦化廢水中含有數(shù)十種無機(jī)和上百種有機(jī)化合物 [5]。有機(jī)廢染物除酚類化合物以外，還包括脂肪族化合物、雜環(huán)類化合物和多環(huán)芳香族化合物等。(2)水質(zhì)變化幅度大焦化廢水中氨氮變化系數(shù)可達(dá) ，COD 變化系數(shù)可達(dá)，酚和氰化物濃度變化系數(shù)達(dá) 和 。(4)廢水毒性大其中含有的氰化物、芳烴、稠環(huán)及雜環(huán)化合物都是有毒物質(zhì)，有的甚至是致癌物質(zhì)，毒性極強(qiáng)。高濃度的酚可以引起劇烈腹痛、嘔吐和腹瀉、血便等癥狀，重者甚至死亡。廢水中的氰化物毒性很大。人食用的平均致死量氰氫酸為 30~60mg/L，氰化鈉為 ，氰化鉀為 。人體若飲用了 NH4＋ N 10mg/L 或 NO3－ N50mg/L 的水，可使人體內(nèi)正常的血紅蛋白氧化成高鐵血紅蛋白，失去輸氧能力，出現(xiàn)缺氧癥狀。(2)對水體和水生生物的危害大量的有機(jī)廢染物進(jìn)入水體，會消耗水體當(dāng)中大量的溶解氧，水體發(fā)臭，水質(zhì)惡化。此外，含氮化合物還能導(dǎo)致水體的富營養(yǎng)化，尤其對湖泊等封閉水域的危害更大。 國內(nèi)外焦化廢水處理技術(shù)目前，國內(nèi) 80％的焦化廠普遍采用的是以傳統(tǒng)生物脫氮處理為核心的工藝流程。預(yù)處理主要采用物理化學(xué)方法，如除油、蒸氨、萃取脫酚等；生化處理工藝主要為 A/O、A 2/O 等工藝；深度處理主要工藝有活性炭吸附法、活性炭生物膜法及氧化塘法。5 / 56在某些情況下還對廢水做排放前的最后深度處理。綜合看起來，國外的焦化廢水的治理方法與我國基本一致 [8,9]?；钚蕴渴亲畛Ｓ玫囊环N吸附劑，活性炭吸附法適用于廢水的深度處理。黃念東等研究了細(xì)粒焦渣對焦化廢水的凈化作用，溫度 25℃的條件下，酚的去除率為 98%[11]。 該法處理費(fèi)用低，既可以間歇使用也可以連續(xù)使用。近年來，新型復(fù)合混凝劑在焦化廢水處理中的應(yīng)用得到廣泛的研究。OH自由基，在處理難生物降解或一般化學(xué)氧化難以奏效的有機(jī)廢水時，具有反應(yīng)迅速，溫度和壓力等反應(yīng)條件緩和且無二次廢染等優(yōu)點(diǎn)。6 / 56 生化處理法生化處理法是一種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)中的二級處理。Zhang Min[14,15,16]等對AAO 工藝與 AO 工藝進(jìn)行了比較，實(shí)驗(yàn)表明：AAO 工藝在NH3N 去除和反硝化方面均優(yōu)于 AO 工藝，特別是反硝化率方面 AAO 工藝是 AO 工藝的兩倍。目前系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，但由于條件控制復(fù)雜，投資費(fèi)用高，為保證處理效果，運(yùn)行中污泥及廢水回流量較大，增加了動力消耗，且內(nèi)循環(huán)液帶入大量溶解氧，使反硝化池內(nèi)難于保持理想的缺氧狀態(tài)，影響反硝化過程降低了脫氮效率。國內(nèi)外對 SBR 法研究的結(jié)果表明此法工藝簡單、運(yùn)行費(fèi)用低、運(yùn)行管理簡單，同時不必設(shè)調(diào)節(jié)池，多數(shù)情況下可省去初沉池。用它來處理焦化廢水，NH3N 的去除率達(dá) 60%，傳統(tǒng) SBR 法對焦化廢水降解效率不高[18,19]。按照運(yùn)行方式，氧化溝可以分為連續(xù)工作式、交替工作式和半交替工作式。奧貝爾氧化溝在我國應(yīng)用比較多，這些氧化溝通過設(shè)置適當(dāng)?shù)娜毖醵?、好氧段都能取得較好的脫氮效果。該技術(shù)的研究始于 20 世紀(jì) 70 年代，是在 Zimmerman 的濕式氧化技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。但是，由于其催化劑價(jià)格昂貴，且在高溫高壓條件下運(yùn)行，對工藝設(shè)備要求嚴(yán)格，國內(nèi)很少將該法用于廢水處理 [20] 。該法不會造成二次廢染，操作管理簡單方便。同時若操作不當(dāng)，臭氧會對周圍生物造成危害。在美國已開始應(yīng)用臭氧氧化法處理焦化廢水。擬建地不存在邊坡和危巖，地下無礦床和文物。據(jù)當(dāng)?shù)囟嗄甑孛鏆庀笥^測，年平均氣溫，年日照時數(shù) 小時，年降水時間 2808 小時，平均霜期 85 天，氣壓 毫帕，常年平均風(fēng)速 ，常年主導(dǎo)風(fēng)向 NE 靜風(fēng)頻率 40%， 0C。這兩部分廢水經(jīng)蒸氨（回收）后排出。③苯、焦油、古馬隆等化工產(chǎn)品加工的分離水。但實(shí)際上要大的多，各部分水量見表 ：表 焦化廢水的來源9 / 56排水地點(diǎn) 排放方式 水量(m 3/t 焦)硫氨工藝 連續(xù) 氨水工藝 連續(xù) 硫氨終冷水 連續(xù) 苯加工 連續(xù) 焦油加工 連續(xù) 煤氣水封水 連續(xù) 水質(zhì)特征煤中碳、氫、氧、氮、硫等元素，在干餾過程中轉(zhuǎn)變成各種氧、氮、硫的有機(jī)和無機(jī)化合物，使煤氣中的水分及蒸汽的冷凝液中含有多種有毒有害的廢染物。焦化廢水中所含廢染物分為無機(jī)物和有機(jī)物兩大類。焦化廢水中的有機(jī)物包括低沸點(diǎn)的苯類和難揮發(fā)的中、堿性及酸性組分。 多環(huán)類化合物包括苯、蒽、菲、苊、苯并芘等。10 / 56 排放標(biāo)準(zhǔn)處理要求：據(jù)廠方要求，出水應(yīng)達(dá)到《綜合廢水排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB89781996)一級標(biāo)準(zhǔn)。表 焦化廢水水質(zhì)CODCr BOD5 NH3N SS 油類≤2022mg/L ≤800mg/L ≤150mg/L ≤210mg/L ≤300mg/L表 生活廢水水質(zhì)CODCr BOD5 NH3N SS 油類≤400mg/L ≤200mg/L ≤40mg/L ≤220mg/L ≤100mg/L表 混合后的水質(zhì)CODCr BOD5 NH3N SS 油類≤1733mg/L ≤733mg/L ≤132mg/L ≤212mg/L ≤267mg/L由上表可知設(shè)計(jì)參數(shù)：COD Cr≤1733mg/L；BOD 5≤733mg/L；NH 3N≤132mg/L；SS≤212mg/L ；油類≤267mg/L； 3/h，其中廢水， 3/h的自來水作為稀釋水。在選定處理工藝流程的同時，還需要考慮各處理單元構(gòu)筑物的形式，兩者互為制約，互為影響。廢水的處理程度工程造價(jià)與運(yùn)行費(fèi)用當(dāng)?shù)氐母黜?xiàng)條件由于該焦化廢水含氮量比較高，故脫氮是必須考慮的一項(xiàng)主要任務(wù)，在去除有機(jī)物等廢染物的同時必須考慮對氮的去除?？晒┻x取的工藝：A/O工藝， A2/O工藝，SBR及其改良工藝，氧化溝工藝。3)在厭氧 缺氧 好氧交替運(yùn)行下，絲狀菌不會大量繁殖，SVI一般小于 100，不會發(fā)生污泥膨脹。12 / 56A/O工藝。氧化溝工藝不需要初沉池和污泥消化池。 (2)運(yùn)行穩(wěn)定，處理效果好。 反硝化反應(yīng)器（缺氧）（缺氧硝化反應(yīng)器（好氧）沉淀池進(jìn)水硝化液回流回流廢泥剩余廢泥N213 / 56(3)能承受水量、水質(zhì)的沖擊負(fù)荷，對濃度較高的工業(yè)廢水有較強(qiáng)的適應(yīng)能力。 (4)污泥量少、性質(zhì)穩(wěn)定。一般為20～30d，污泥在溝內(nèi)已好氧穩(wěn)定，所以污泥產(chǎn)量少從而管理簡單，運(yùn)行費(fèi)用低?？梢酝ㄟ^氧化溝中曝氣機(jī)的開關(guān)，創(chuàng)造好氧、缺氧環(huán)境達(dá)到脫氮目的，脫氮效率可達(dá) 80%。 (6)基建投資省、運(yùn)行費(fèi)用低。SBR 工藝SBR 工藝具有以下特點(diǎn)： (1)SBR 工藝流程簡單、管理方便、造價(jià)低。由于科技進(jìn)步，目前自動控制已相當(dāng)成熟、配套。 (2)處理效果好。反應(yīng)器內(nèi)活性污泥處于一種交替的吸附、吸收及生物降解和活化的變化過程之中，因此處理效果好。SBR 工藝可以很容易地交替實(shí)現(xiàn)好氧、缺氧、厭氧的環(huán)境，并可以通過改變曝氣量、反應(yīng)時間等方面來創(chuàng)造條件提高除磷脫氮效率。SBR 工藝具有的特殊運(yùn)行環(huán)境抑制了污泥中絲狀菌的生長，減少了污泥膨脹的可能。 14 / 56(5)SBR 工藝獨(dú)特的運(yùn)行工況決定了它能很好的適應(yīng)進(jìn)水水量、水質(zhì)波動。因?yàn)榇斯に嚵鞒毯唵?，基建費(fèi)用及運(yùn)行費(fèi)用較低，而且脫氮效果較好，反硝化菌還可以去除一些難降解有機(jī)物。反硝化產(chǎn)生堿度補(bǔ)充硝化反應(yīng)之需，約可補(bǔ)償硝化反應(yīng)中所消耗堿度的 50%左右；利用原廢水中的有機(jī)物，無需外加碳源；利用硝酸鹽作為電子受體處理進(jìn)水中有機(jī)物，這不僅可以節(jié)省后續(xù)曝氣量，而且反硝化菌對碳源的利用更廣泛，甚至包括難降解有機(jī)物；前置缺氧池可以有效控制系統(tǒng)的污泥膨脹。廢水首先進(jìn)入缺氧池，在缺氧池內(nèi)反硝化細(xì)菌利用原水中的酚等有機(jī)物作為電子受體將回流的硝化液液中的NO 2－ 和NO 3－ 還原成氣態(tài)氮化合物N N 2O。本工藝在生化池中設(shè)置填料，形成缺氧好氧生物膜處理系統(tǒng)，從而本處理系統(tǒng)的處理效果會大大改善，由于系統(tǒng)的穩(wěn)定性會增強(qiáng)，故運(yùn)行過程中的管理也會變得更為便捷。混合液回流的目的為反硝化提供電子受體(NO 2－ 和NO 3－ )，同時達(dá)到去除硝態(tài)氮的目的。15 / 56圖 設(shè)計(jì)工藝示意圖 各段工藝去除率、本工藝設(shè)計(jì)各單元去除率見表 。17 / 563 主體構(gòu)筑物設(shè)計(jì) 格柵格柵主要是截留廢水中的較大顆粒和懸浮物，以確保后續(xù)處理的順利進(jìn)行。格柵的水力計(jì)算示意圖如：圖 31圖 31 格柵水力計(jì)算示意圖設(shè)計(jì)參數(shù)：設(shè)計(jì)流量（最大流量） =300m3/d，則 = m3/s；maxQaxq柵條寬度 ；柵條間隙 ；18 / 56過柵流速 柵前渠道流速 v`；柵前渠道水深 格柵傾角 60176。?（1） 、格柵間隙數(shù)量計(jì)算公式： vhbqn???simax= =??由于水量太小，導(dǎo)致計(jì)算出格柵間隙數(shù)太少，此處認(rèn)為設(shè)置格柵間隙數(shù)為 n=20，則：有效柵寬 B=S(n+1)+bn=設(shè)格柵池寬度為 B`=；格柵池高度為 H1=；（2） 、格柵水頭損失： ??sin200??gvhk式中：h 2 過柵水頭損失， m h0 計(jì)算水頭損失， m得 h0= ，h 2 ??=3 。柵渠總長度L=L1+L2+++ =++++=2m。集水井尺寸為 BLH=6m，鋼砼結(jié)構(gòu)。平流式隔油池的特點(diǎn)是構(gòu)造簡單、便于運(yùn)行管理、油水分離效果穩(wěn)定。為了及時排油及排除底泥，在池底設(shè)置刮油刮泥機(jī)，泥斗設(shè)置重油泵，重油及污泥被收集在泥斗中，由重油泵提升排出。設(shè)計(jì)參數(shù)：采用 1 格平流式除油池長寬比：3~5長深比：5~10設(shè)計(jì)水量：總量 Q=停留時間：t=2~4h 取 t=2h水平流速：v=1~2mm/s 取 v=1mm/s有效水深：H 1=1~2m 取H 1=1m設(shè)計(jì)計(jì)算：每格容積V1=Q1?t =?2 =25m3表面積：S=V1/H1 =25/=池長： L=v?t? =1?2? =取 L=8m池寬： B=S/L = 取 B=校核： 21 / 56L/B=符合要求；L/H=符合要求。斗底尺寸為 m m，上口為，則泥斗高度：h′=()tan50176。2．參數(shù)選取池形 方形；停留時間 HRT=4h。 事故池事故池目的在于發(fā)生事故時，廢水可暫時流入事故池。 缺氧池缺氧池 2 座，每座分為 3 廊道。Q=18=225m3每座池容：V1=V/2=225/2=池長：L=8m有效水深：H1=h2+h3+h4 =++= 式中：h2—懸浮污泥層高度 (從池底向上至填料下部 )23 / 56h3—填料層高度 h4—出水區(qū)高度 超高：h 5=總高：H=H1+h1+h5 =池寬：B=V1/(LH1)=(8)=缺氧池實(shí)際結(jié)構(gòu)總體尺寸：長寬 高為 8m3m6m 好氧池由于好氧池硝化反應(yīng)過程中產(chǎn)生酸，需向好氧池定量投加一定的堿，這里選用 Na2CO3，投加量為 1g/L(按生化廢水量計(jì) )。dMMLSS3g/L；f=MLVSS/污泥濃度 Xr1g/L污泥含水率99%（1） 、接觸氧化池容積計(jì)算公式： MLQV)(10max??= =.)406923?池體長為 L=10m，寬為 B=5m，分為 2 格。（2） 、剩余活性污泥量計(jì)算公式： fVbXLaQYvr/)(mx??式中： 進(jìn)出水 BOD5 差值， Kg/m3rL接觸池容積， m3；V24 / 56接觸池中 MLVSS 濃度，Kg/m 3；vX；。（3） 、曝氣量計(jì)算： vrVXbSQaO????mx2式中：混合液需氧量，kg/d2活性污泥微生物對有機(jī)廢染物氧化分解過程的需氧率，a?即活性污泥微生物每代謝 1kgBOD 所需氧量，以 kg 計(jì)，取 。則： hkgdO/ )(05. 32? ??????空氣量：O2/21%=25 / 56空氣密度：所需空氣體積流量：出氣口量： 3/min（4） 、曝氣系統(tǒng)：A、羅茨風(fēng)機(jī) 2 臺(3L13XD)B、池底曝氣系統(tǒng), 與供氣系統(tǒng)配套C、OMSEURO1000 型曝氣管工藝尺寸：10m(含超高 h1=)池體采用鋼混結(jié)構(gòu)，池壁為鋼筋混凝土，混凝土厚度250mm, I、II 級鋼筋現(xiàn)澆， C30 混凝土，池壁采用 C25 防水混凝土，抗?jié)B標(biāo)號 S6。加藥量：G=124365/1000=每天加藥量 G0=300kg 即 Na2CO3 溶液體積 V=1m3(溶液按 30%配制) 二沉池 設(shè)計(jì)參數(shù)：設(shè)計(jì)流量 表面