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    (一)工程概述
    1、废水水质
    本工程现有一套处理装置,处理量为200m3/h,需要改建;另外增加马上需要投产的二期工程,新建一套废水处理装置,处理废水量为200m3/h,合计废水总量为400m3/h。

    表-1 焦化废水水质 (单位为mg/L)

    污染指标 CODCr NH3-N SS  PH 备注
    原废水   3500  200   330 9

    2、水质排放要求
    根据上海市污水综合排放标准二级标准,废水处理后需达到的排放标准如表-2所示:

    表-2废水处理排放标准 (除温度、pH外,其余单位为mg/L)

    污染指标 CODCr  NH3-N  SS   pH  备注
    排放标准 150    25     200  6~9  0.5

(二) 废水处理工艺

    1、工艺流程
    本改扩建工程包括原有系统改造及新建两部分。根据上海焦化有限公司废水处理的成果,结合原有的废水处理工艺,新扩改工程采用A1-A2-O生物膜工艺。
    尽量不改变已有废水处理设施的功能和结构,充分利用已有废水处理构筑物的处理能力,对老系统进行改造,在原有的A/O系统基础上增加一个厌氧酸化池,即改为A1-A2-O生化系统。新建一套A1-A2-O生化系统,两套系统各承担一半的处理水量。
    整个废水处理改扩建工程工艺流程图(略)
    2、工艺流程说明
    (1)从各车间出来的生产废水及生活污水统一进入调节池,调节池的主要作用是均衡废水的水质和水量,保证后续生化处理设施运行的稳定性。由于废水的含磷量极少,故在调节池中加入磷营养盐,提供微生物所需的营养。
    (2)调节池出来的废水由两台泵分别提升至新老两套A1-A2-O生化系统,在生化处理系统中,废水的降解过程如下:
    a. 焦化废水首先进入厌氧酸化段。在该段,废水中的苯酚、二甲酚以及喹啉、异喹啉、吲哚、吡啶等杂环化合物得到了较大的转化或去除,厌氧酸化段的设置对于复杂有机物的转化与去除是十分有利的。因此,废水经过厌氧酸化段后水质得到了很好的改善,废水的可生化性较原水有所提高,为后续反硝化段提供了较为有效的碳源。
    b. 在缺氧段进行的主要是反硝化反应,从酸化段出来的废水进入缺氧段,同时好氧段处理后的出水也部分回流至缺氧段,为缺氧段提供硝态氮。另外,由于焦化废水中所含反硝化碳源不足,需在缺氧池中加入甲醇作为补充碳源。经过缺氧段的处理,硝态氮被转化为氮气,达到脱氮的目的。同时,废水中的大部分有机物得到了去除,使废水以较低的COD进入好氧段,这对于好氧段进行的硝化反应是十分有利的。
    c. 废水经过缺氧段的处理后进入好氧段。在好氧段,由于废水中所含氨氮较高而COD较低。因此,在这里进行的主要是硝化反应,在好氧段需投加纯碱溶液提供硝化反应所需的碱度。废水经过好氧段的处理后,氨氮基本可全部转化为硝酸盐氮(硝酸盐氮通过回流至缺氧段,在缺氧段最终转化为氮气后得到有效脱氮),同时,有机物得到进一步的降解,使最终出水COD达标。
    (3)废水经生化系统处理出来后,经过混凝沉淀池进行泥水分离,在混凝部分投加聚铁,以增加沉淀部分污泥的沉淀性能,并且进一步降低出水COD。
二沉池出水接入“北排”管网。
    (4)从二沉池排出的剩余污泥定时排至污泥浓缩池进行浓缩稳定处理,浓缩池上清液回流至调节池再次进行处理,浓缩池污泥排入污泥贮池中,定时由污泥脱水机进行脱水处理。脱水前需加入PAM与污泥进行絮凝反应,提高污泥脱水效率。
污泥脱水后外运处置。
    4、工艺条件
    (1)控制进水水质水量
    根据焦化废水主要来源水质水量的原始统计数据,以及设计方案的规定,进入污水处理系统的废水水质水量必须达到设计要求
    (2)废水预处理
    为降低后续生化处理负荷,减轻有毒物质的冲击负荷,同时为稳定后续生化处理效果,利于操作管理,废水进入系统以前需进行预处理。
    a. 控制进水COD含量 进水COD波动过大,会对系统运行带来很大冲击。因此,根据设计要求应严格控制进水COD在设计要求范围内。
    b. 控制进水水温
    来自老厂区的终冷废水、蒸氨废水和5#、6#焦炉蒸氨废水因水温很高,需经板式冷凝器及雾化冷却器冷却到38℃以下再排入调节池。
    c. 控制进水中油类含量
    煤气冷凝废水及各处清浊分流的浊水经重力隔油、气浮除油处理(含油低于30mg/L),使含油量低于影响微生物正常生长的浓度后,再排入调节池。
    c. 降低氨氮
    部分蒸氨废水先通过焦化有限公司固定氨分解装置,将其氨氮浓度由800 mg/L降低到250 mg/L后,排入调节池。
    d. 降低灰分
来自“三联供”的废水因灰分较多,需经沉淀除灰后再排入调节池。
    (2) 厌氧酸化池
    a. 设计参数:
    设计流量 210 m3/h
    水力停留时间 5.6 h
    有效接触时间 5.0 h
    b. 监测
    每天分三次取样测试进、出水CODcr、NH3-N、油类、pH。 不定期测定进、出水水质指标:CODcr、BOD5、NH3-N、SS、酚、氰、pH、油类、水温。
    (3) 缺氧池
    a. 设计参数:
    设计流量 210 m3/h
    水力停留时间 10.5 h
    有效接触时间 9.1 h
    b. 甲醇投加
    甲醇投加功能为补充反硝化碳源。
    操控甲醇投加装置,调节加药量,满足均匀投加的要求。按每立方米水量投加0.46kg的投加量投加甲醇,投加浓度5%。
    a. 监测
    每天分三次取样测试进、出水CODcr、NH3-N、油类。
    不定期测定进、出水水质指标:CODcr、BOD5、NH3-N、SS、酚、氰、pH、溶解氧(DO)、油类、水温。
    (4) 接触氧化池
    a. 设计参数:
    设计流量 210 m3/h
    水力停留时间 22.1 h
    有效接触时间 18.4 h
    b. 纯碱投加
    纯碱投加功能为补充硝化所需碱度、控制pH在7.5~8.2之间。
    操控纯碱投加装置,调节加药量,满足均匀投加的要求。按每立方米水量投加1.081kg的投加量投加纯碱,投加浓度10%。
    c. 回流混合液流量控制
    通过回流水泵控制接触氧化池回流缺氧池混合液流量。
    b. 监测
    每天分三次取样测试进、出水CODcr、NH3-N、油类、pH、NO2-N、NO3-N。
    不定期测定进、出水水质指标:CODcr、BOD5、NH3-N、SS、酚、氰、pH、溶解氧(DO)、油类、水温。
    2、新系统单体工艺调试
    新建AAO生化系统在池型设计上采用钢制环形一体化结构。该构筑物集厌氧酸化池、缺氧池、接触氧化池、混凝池、二沉池于一身,强化了废水的推流式流态分布,在保障系统处理污染物功能的同时,使系统具有较佳的稳定性及抗水力冲击负荷和有机冲击负荷及氨氮负荷冲击的能力。
    a. 设计运行参数(如表-4新建系统运行设计参数表所示)
    表-4 新建系统设计运行参数表

    水 池      设计流量  水力停留时间  有效接触时间 加药装置
    厌氧酸化池 210 m3/h  5.6 h        5.1 h
    缺 氧 池   210 m3/h  9.4 h        8.5 h        投加甲醇
    好 氧 池   210 m3/h  24.1 h       20.6 h       投加纯碱
    混 凝 池  混合时间6 min   反应时间 27 min      投加聚铁
    沉 淀 池(2格) 单格 105 m3/h 表面负荷0.8m3/m2.h
    沉淀时间 3.2 h
    污泥浓缩池 79m3/d 30 h (单池)
    污泥贮池 79m3/d 25.6 h(单池)

    注:各池加药方式及加药量比照老系统。
    b. 回流混合液流量控制
    缺氧池中正常运行时为兼性微生物,而兼性微生物在低氧条件下,生长、繁殖速度很慢,在溶解氧较高时生长快。通过回流水泵控制接触氧化池回流缺氧池混合液流量。
    c. 混凝沉淀池投加聚铁
    投加聚铁的功能为增强污泥的沉降性能。
    调节铁盐、聚丙烯酰胺投加装置正常,满足均匀投加的要求,按每立方米水量投加0.20kg的投加量投加聚铁。
    d. 监测
    每天分三次取样测试进、出水CODcr、NH3-N、油类。
    不定期测定厌氧生化池、缺氧池、接触氧化池和机械搅拌沉淀池进、出水水质各项指标:CODcr、BOD5、NH3-N、SS、酚、氰、pH、溶解氧(DO)、油类、水温。
    因控制参数较多,自动化系统工艺联动调试主要针对自控重点因素进行:
    a. 温度监控
    焦化污水生物处理系统是利用中温细菌降解有机物的原理而进行设计的,当温度过高或过低均会影响细菌的代谢功能甚至导致细菌死亡,进而影响废水的处理效果,所以应严格控制和监测进入生物处理中的废水温度。
    b. pH值及硝化氮监控
    微生物的生化速率和废水的pH值密切相关,在废水的脱氮处理过程中,pH值的不同可使微生物硝化反应形成不同的硝态氮(亚硝酸氮及硝酸氮)。亚硝酸氮有致癌作用,且对出水水质有较大的影响,应尽量减少亚硝酸氮的生成。
    定时取样检测接触氧化池末端、缺氧池内亚硝酸氮和硝酸氮浓度,作为控制甲醇投加量、供氧等变更工艺参数的依据之一。
    c. 溶解氧(DO)值监控
    生物膜法主要是利用好氧微生物高生化速率的特性来去除有机污染物质,而水中溶解氧的存在是好氧菌生长的必要条件。溶解氧值过高或过低对处理效果均不利:过高会导致污泥老化而沉淀性能下降,进而形成出水漂泥现象;供氧不足会导致池内好氧微生物数量减少,生化处理效率降低,出水水质变差。
    接触氧化池内在线式溶氧仪,自动控制供氧量。定时取样检测厌氧酸化池、缺氧池内溶解氧浓度,同时根据生物膜微生物生长状况考察生化效果,根据具体情况进行调整。
    d. 设备运行监控
    实时监控主要运行设施设备状况。
    运行中以纯碱投加量为最大,加药量控制视接触氧化池中pH的检测值而采用自动多点加碱控制方式进行,可有效地节省投药量。
    混合液回流量对反硝化处理效果也有着比较重要的影响,根据缺氧池运行状况调节混合液回流量,可保证反硝化效果,同时也降低药用量。
    为保证调节池的匀质匀量,自动控制调节池的水泵启闭、流量分配,以利于后续处理系统的操作控制。