焦化污水处理工艺培训.ppt

和锋刚 2013.6.13,焦化废水处理技术,焦化废水作为高COD、高氨氮的难降解有机废水。其主要是煤在高温干馏以及煤气净化、化学产品精制过程中形成的废水。,焦化废水危害,焦化废水成分复杂。 含有大量难降解物质和有 毒有害物质。 色度高，有机物性质非常稳定，可生化性较差。 氨氮浓度高，危害巨大。 水质变化幅度大。,有毒有害物质，可使受纳水体中的生物大量死亡，造成水体水质恶化. 不经处理就大量废水外排将会使受纳水体的色度加深、水体发臭、水体富营养化，使水体恶化“黑臭”。 废水中大量氨氮类物质的存在容易堵塞管道、形成生物垢。,焦化废水概述,焦化废水来源,图1 焦化生产工艺,焦化废水的有机组分,50%苯酚类,40%含氮杂环化合物,10%,苯胺类、多环芳烃、萘酚、异氰酸酯、腈类、含氧杂环化合物等,酚类和苯并( a)芘是焦化厂的特征污染物,焦化厂污水直接排入河道,下游河水中酚含量超标与焦化厂有着直接联系,焦化厂是上述污染物的污染源。,焦化厂废水的毒性成分多、环境毒性大,其主要来源有二:其一为酚化物,是废水中的主要成分,也是主要的环境污染物,本身虽无致癌性,但具有明显的促癌作用,这类物质主要是苯酚、甲酚和二甲酚,其中苯酚和2,4-二甲酚是美国环保局优先污染物,而苯酚、m-甲酚则是我国的优先污染物,这些物质在焦化废水中含量极高;,其二为PAHS(多环芳烃) ,这是一类广为人知的致癌致突物质,是焦炉的高温焦油中最主要的成分,而且种类最多,但却不是废水中的主要成分,由于其显著的毒害作用,长期以来一直是人们关注和侧重的对象。其中的致癌物或可疑致癌物如萘、蒽、苯并( a)蒽、苯并( a)芘等皆属于美国环保局优先污染物。,主要排放点水质情况,LOGO,焦化废水的处理技术,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。,1）生物处理法 生物处理法是利用微生物氧化分解废水中有机物的方法，常作为焦化废水处理系统中的二级处理。目前，活性污泥法是一种应用最广泛的焦化废水好氧生物处理技术。这种方法是让生物絮凝体及活性污泥与废水中的有机物充分接触；溶解性的有机物被细胞所吸收和吸附，并最终氧化成为最终产物（主要是CO2)非溶解性有机物先被转化为溶解性有机物，然后被代谢,LOGO,和利用。,生物处理方法主要包括:活性污泥法，有效地去除焦化废水中的酚、氰等污染物，但由于进水的COD浓度较高、可生化性较低，出水中污染物指标均难于达标，人们试图通过改进曝气方式提高处理效果。生物脱氮技术，包括A/O、A2/O等工艺，目前我国主要采用A/O和A2/O工艺，脱氮效果较好，工艺较简单。生物流化床技术，具有处理废水高效率和承受负荷变化冲击的双重优点，近年在处理难降解有机废水方面越来越受到人们的重视;生物强化技术，在原有的废水处理设施基础上，提高废水处理的范围和能力，该处理技术存在操作过程难于全面控制的缺点。,LOGO,生物处理方法的最大优点是处理成本低，没有二次污染，但是同时存在的最大缺点是在处理过程中需要添加大量稀释水，处理设施占地大，处理过程中水力停留时间长，对废水的水质有严格的要求。,图2 普通活性污泥法焦化废水处理工艺,LOGO,2）化学处理法,化学处理方法主要包括:等离子体处理技术，用放电等离子体处理焦化废水，高效、处理量大、低能耗等优点，但是设备费用高，尚未大规模应用于实践。Fenton试剂法，焦化废水经过UV-Fenton氧化处理后，COD去除率能达到86%以上，挥发酚基本能被完全去除，在处理难生物降解的低浓度有机废水时，操作方便、高效等优点，不仅处理费用较高，并且仅限于少量低浓度。 光催化氧化法，对水中酚类物质和有机物有较好的处理效果，也会产生一些有害的光化学产物，造成二次污染。超临界水氧化技术，能在短的时间内降解危险的有机物并彻底转化为CO2和H2O实现无害化，但技术不够成熟，超临界水作为反应介质己经受到广泛的关注;湿式氧化技术，处理废水效率高，无污染，但所需要的催化剂价格昂贵，导致,LOGO,处理成本高，且在高温高压条件下运行，对工艺设备要求严格，国内很少用于实践； 电化学氧化技术，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，当用Ti/TiO2一Ru02作为电极降解焦化废水，去除效果很理想。焚烧法，适用于高浓度废水，处理效率虽高，但成本高，国内应用少;臭氧氧化法不会造成二次污染，管理操作方便，但投资高，电耗大，主要用于废水深度处理。,化学处理方法需采用催化剂或絮凝剂等药剂，但因其的价格较高，导致处理成本高，且处理过程对设备要求严格，有些化学方法处理还会造成二次污染。,3）物理化学法,物化处理方法主要包括:吸附法，吸附剂再生困难，不利于处理高浓度的废水，深度处理时常用;混凝法，起核心作用的是混凝剂，常见的混凝剂主要是铝盐和铁盐还有聚丙烯酞胺等，国内焦化厂通常选聚合硫酸铁做混凝剂，赖鹏等利用Fe2(S04)3作为混凝剂; 稀释和气提法，只能作为预处理;烟道气处理焦化废水，具有投资省、运行费用低、处理效果好的巨大优势。物理化学处理方法一般是焦化废水深度处理方法。 物理化学方法对氨氮等物质的去除率较低，单独使用，很难使焦化废水处理达标排放，必须与其他方法相结合，才能使出水达标。该方法具有操作简单，管理方便，运行成本相对较低，但处理设施,占地面积大，土建投资较大，污染物只是从水中转移到污泥中，没有得到无害化降解，并产生污泥处理问题。深度处理技术对设备要求高，操作复杂，耗能大，目前在工厂中实际应用很少。,常见基本概念,污水水质,用各种指标表征的污水的物理、化学或生物性质。 常见的指标有PH、SS、COD、BOD、NH3-N、TP、油类物质、重金属、大肠杆菌、色度、温度等。 SS (Suspended solid)：固体悬浮物，一般单位mg/L，一般指用滤纸过滤水样，将滤后截留物在105温度中干燥恒重后的固体重量。,常见基本概念,污水水质,COD（Chemical Oxygen Demand） 化学需氧量，一般单位mg/L。是指在一定的条件下，采用一定的强氧化剂处理水样时，所消耗的氧化剂量。它是表示水中还原性物质多少的一个指标。水中的还原性物质有各种有机物、亚硝酸盐、硫化物、亚铁盐等，但主要的是有机物。因此，化学需氧量（COD）又往往作为衡量水中有机物质含量多少的指标。化学需氧量越大，说明水体受有机物的污染越严重。,常见基本概念,污水水质,BOD（Biochemical Oxygen Demand） 生化需氧量，一般单位mg/L。有机污染物经微生物分解所消耗溶解氧的量。,NH3-N 氨氮，一般单位mg/L。氨氮是指水中以游离氨（NH3）和铵离子（NH4+）形式存在的氮。,常见基本概念,厌氧,污水生物处理中，没有溶解氧也没有硝态氮的环境状态。溶解氧在0.2mg/L以下。,好氧,污水生物处理中，有溶解氧或兼有硝态氮的环境状态。溶解氧在2.0mg/L以上。,缺氧,污水生物处理中，溶解氧不足或没有溶解氧但有硝态氮的环境状态。溶解氧在0.20.5mg/L左右。,SV30 污泥沉降比,SV30 是指曝气池混合液在量筒静止沉降30 min后污泥所占的百分体积。它是测定污泥性能最为简便的方法,但在实际运行中污泥沉降比往往不被重视,相关专业书上对此介绍也很简单。从污泥沉降比的定义可知,SV30值越小,污泥沉降性能就越好,反之沉降性能就差。城市污水处理厂SV30 一般在15 % 30 %, 工业废水处理厂的SV30相对要高,设计进水水质,主要污染物污水综合排放一级标准,A2/O2工艺流程方框示意图,污水处理的三个主要工序,废水处理由三部分组成：预处理、生化处理和后处理。 预处理包括：除油池、气浮池和调节池。 生化处理包括：厌氧反应器、缺氧池、好氧池、中沉池、接触氧化池和二沉池。 后处理包括：混合反应池、混凝沉淀池和过滤器。,预处理工序,除油池：除去轻、重焦油 气浮池：除去废水中乳化油 调节池：以调节水量，均化水质,A2/O法 在厌氧/好氧除磷系统和缺氧/好氧脱氮系统原理的基础上，人们提出的A2/O污水处理系统，即将两个处理系统结合起来，使污水经过厌氧(Anaerobic)、缺氧(Anoxic)及好氧(Oxic)三个生物处理过程(简称A2/O)，达到同时去除BOD、氮和磷的目的。 脱氮原理 它同缺氧A/O法一样。脱氮过程为零级反应，反硝化速率与水中硝态氮浓度无关，因此为充分利用水中有机质，一般均采用前置缺氧脱氮流程。硝态氮由硝化后的混合液回流提供。,回流污泥（含磷污泥）,剩余污泥,释放磷、氨化,硝化吸收磷、去除BOD,脱氮,沉淀池,A2/O法工艺流程图,曝气生物滤池 污水通过补水设备连续地、均匀的喷洒道滤床表面，在重力作用下，污水以水滴的形式向下渗析，或以波状薄膜的形式向下渗流。最后，污水到达排水系统，流出滤池。污水流经滤床时，有一部分污水、污染物和细菌附着在滤床表面上，微生物便在滤料表面大量繁殖，不久，形成一层充满微生物的粘膜，称为生物膜。这个起始阶段通常叫“挂膜”，是生物滤池的成熟期。污水流经成熟滤床时，污水中有机污染物呗生物膜重的微生物吸附、降解，从而得到净化。,生物膜法基本工艺流程图,A2/O2 的主要作用,A1-厌氧反应器：进行水解酸化反应，以提高废水的可生化性并降解部分有机物。 A2-缺氧池：进行反硝化反应，将亚硝酸氮和硝酸氮还原为氮气，并同时降解有机物 O1-好氧池：进行脱碳和硝化反应。首先大幅度降解有机物，然后将氨氮氧化为亚硝酸氮和硝酸氮 O2-接触氧化池进一步降解有机物,污泥处理,污泥处理包括污泥浓缩池和污泥脱水机械。 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浓缩池，浓缩后的污泥经单螺杆泵提升至板框压滤机脱水。,辐 流 式 沉 淀 池 剖 面,中心进水,周边进水,污水处理中的微生物,微生物在调试过程中起着很重要的指示左右，通过镜检而根据活性污泥中的微生物可以发现该活性污泥的好差，其指示作用有：,(1) 着生的缘毛目多时，处理效果良好，出水BOD5和浊度低。(如小口钟虫、八钟虫、沟钟虫、褶钟虫、瓶累枝虫、微盘盖虫、独缩虫)这些缘毛目的种类都固定在絮状物上，并随窗之而翻动，其中还夹杂一些爬行的 栖纤虫、游仆虫、尖毛虫、卑气管叶虫等，这说明优质而成熟的活性污泥。 (2) 钟虫在生活污水和工业废水处理很好时往往就是优势菌种。 (3) 如出现主要有柄纤毛虫，如钟虫、累枝虫、盖虫、轮虫、寡毛类时，则水质澄清良好，出水清澈透明，酚类去除率在90%以上。 (4) 大量的自由游泳的纤毛虫出现，指示净化作用不太好，出水浊度上升。 (5) 如果大量鞭毛虫出现，而着生的缘毛目很少时，表明净化作用较差。 (6) 根足虫的大量出现，往往是污泥中毒的表现。 (7) 如在生活污水处理中，累枝虫的大量出现，则是污泥膨胀、解絮的征兆。 (8) 在石油废水处理中钟虫出现是理想的效果。 (9) 过量的轮虫出现，则是污泥要膨胀的预兆。,轮虫,草履虫,纤毛虫,鞭毛虫,累枝虫,污泥活性镜检中发现的钟虫照片,菌胶团菌,有些细菌由于其遗传特性决定，细菌之间按一定的排列方式互相粘集在一起，被一个公共荚膜包围形成一定形状的细菌集团，叫做菌胶团。它是活性污泥絮体和滴滤池粘膜的主要组成部分。菌胶团中的菌体，由于包埋于胶质中，故不易被原生动物吞噬，有利于沉降。菌胶团的形状有球形、蘑菇形、椭圆形、分枝状、垂丝状及不规则形。上述各菌胶团在活性污泥中均有，典型的有动胶菌属（zoogloea itzigsohn），它有两个种：枝状动胶菌属(Zoogloea ramigera)和垂（悬）丝状动胶菌属(Zoogloea filipendula)。,菌胶团菌图,丝状菌,丝状菌作为菌胶团的骨架，细菌分泌的外酶通过丝状菌的架桥作用将千万个细菌凝结成菌胶团吸附有机物形成活性污泥的生态系统。但当丝状菌大量生长繁殖，活性菌胶团结构受到破坏，形成大量絮体而漂浮于水面，难于沉降。这种现象称为丝状菌繁殖膨胀,丝状菌图,丝状菌与菌胶团菌对比,活性污泥法常见问题问答,1、污泥发黑是怎么回事?,正常的活性污泥呈黄褐色或棕黄色，土腥味。污泥发黑，可能有一下原因： （1）曝气不足，污泥厌氧，此时伴有臭味检查风机，管线、曝气头及曝气是否均匀； （2）硫化物积累监测进水硫化物浓度； （3）带颜色的工业废水流入检查进水水质。,活性污泥法的运行,活性污泥法常见问题问答,2、污泥发红怎么回事？,污泥发红的原因可能是：一进水中含有大量的铁；二后生动物大量繁殖。 针对前者，铁可能来自于含有铁的废水流入（如管道破损导致地下水侵入），对处理水质影响不大; 后者要活性污泥以后生动物为主，污泥量少。通过增大进水流量，减少曝气量来控制。,（二）活性污泥法的运行,活性污泥法常见问题问答,3、二沉池污泥上浮怎么解决？,引起污泥上浮的原因: 1、在进水水质方面有：过量表面活性物质和类脂化合物，过低或过高的pH值冲击，碱度过高，水温过高，酚及其衍生物、醇、醛、某些有机酸、硫化物、重金属及卤化物等底物的流入； 2、过量曝气，污泥缺氧反硝化； 3、池底积泥腐化以及机械应力等； 4、还有起沫丝状菌的过量生长产生的泡沫和浮渣。 控制措施有：调节曝气剂的DO、pH值，采用均质调节池并控制其液位，合理投加营养盐等。,（二）活性污泥法的运行,活性污泥法常见问题问答,4、污泥膨胀的原因和对策？,引起污泥膨胀的原因： 废水中的有机物含碳水化合物，特别是糖分多；废水中的氮磷等营养物质不足；操作条件差，BOD负荷过大，溶解氧浓度低。 控制措施： 根据低负荷时不易引起污泥膨胀的规律，减少进水量，降低BOD负荷； 增加Do浓度。在DO低时，丝状菌比活性污泥絮体菌胶团摄氧能力强，因此增加溶解氧促进菌胶团的生长； 采用推流式曝气池。推流式曝气池均胶团容易贮存基质，故与丝状菌相比，菌胶团可以获得更大的增值量； 杀菌或抑菌。丝状菌的丝状部分由于直接与药物接触，比菌胶团细菌受到的影响更大，死亡的比例也大； 投加混凝剂，促进污泥絮凝 。,（二）活性污泥法的运行,硬性填料,软性填料,谢 谢！,