上海純水設(shè)備解讀：污水廠對(duì)COD氨氮、酚類去除工藝流程
煤制氣技術(shù)是將煤炭氣化為合成氣，用作多種具有高附加值的化工產(chǎn)品、液體燃料（甲醇、F-T合成燃料、二甲醇、鄉(xiāng)村煤氣、氫氣等）原料的技術(shù)。目前，該技術(shù)主要分為固定床、流化床和氣流床3種，魯奇加壓固定床氣化爐對(duì)高水分高灰分的低階煤有很好的氣化效果，其具有生產(chǎn)能力大、原料煤制備工藝簡(jiǎn)單、投資少、消耗低、技術(shù)幼稚可靠的特點(diǎn)。但魯奇氣化爐對(duì)煤化工廢水處置的工序復(fù)雜，環(huán)保問(wèn)題較多，排放廢水水質(zhì)成分復(fù)雜、污染物濃度高，含有大量的酚類、烷烴類、芳香烴類、氨氮、氰化物和有機(jī)含氮化合物等物質(zhì)，具有高色度和高濁度的特點(diǎn)。廢水經(jīng)過(guò)酚氨回收處置后，COD總酚、總氮分別為2000~6000300~800100~300mg/LB/C為0.25~0.35
當(dāng)前對(duì)魯奇爐煤化工廢水的治理技術(shù)路線主要由預(yù)處理、生物處置、深度處置3個(gè)部分組成。其中，預(yù)處置主要為汽提脫氨、萃取脫酚和除油；生物處置一般采用厭氧-缺氧-好氧的組合處置技術(shù)；深度處置主要包括混凝沉淀、吸附技術(shù)、高級(jí)氧化、膜分離等。純水設(shè)備 但基本都存在生物處置出水有機(jī)物濃度高、污染物去除不徹底、深度處置費(fèi)用高等問(wèn)題，經(jīng)過(guò)多次改造后也未能達(dá)到較好的效果，對(duì)后續(xù)回用及零排放系統(tǒng)發(fā)生較大影響。
新疆某煤化工企業(yè)采用隔油-兩級(jí)氣浮-水解酸化-BCR工藝預(yù)處置酚氨回收廢水，采用水解酸化-UA SB預(yù)處置芳烴廢水，采用A/O-混凝氣浮-臭氧氧化-BA F-過(guò)濾-活性炭吸附的組合工藝對(duì)預(yù)處理后的混合廢水進(jìn)行聯(lián)合處置，通過(guò)比較該企業(yè)污水處置廠的設(shè)計(jì)參數(shù)及運(yùn)行狀況，分析各污染物的去除效果及達(dá)標(biāo)情況，以期為同類廢水處置工程工藝設(shè)計(jì)及提標(biāo)改造提供一定的理論基礎(chǔ)。
1煤化工企業(yè)概況及污水處置流程
該煤化工企業(yè)采用碎煤加壓氣化技術(shù)生產(chǎn)甲醇（90萬(wàn)t/a14-丁二醇（30萬(wàn)t/a燃料油（70萬(wàn)t/a副產(chǎn)物有硫酸、焦油、粗酚、硫銨等。廢水排放總量為453.2m3/h廢水的分類、水質(zhì)、水量見(jiàn)表1
廢水處置工藝流程見(jiàn)圖1
2污水處置工藝及各單元設(shè)計(jì)參數(shù)
01酚氨回收廢水預(yù)處理單元
酚氨廢水調(diào)節(jié)池對(duì)酚氨回收廢水進(jìn)行緩沖儲(chǔ)存，尺寸55m25m7.7m水力停留時(shí)間（HRT為24h隔油沉淀池共4座，并聯(lián)運(yùn)行，單座尺寸28.3m7m76.2m一級(jí)氣浮池共3座，并聯(lián)運(yùn)行，單座尺寸16m4.5m4.2m二級(jí)氣浮池共3座，并聯(lián)運(yùn)行，單座尺寸為16m4.5m4m水解酸化池共2座，并聯(lián)運(yùn)行，設(shè)計(jì)采用折流式水解酸化污泥床，單座尺寸37.5m26.6m8.3m池內(nèi)掛載生物填料，HRT=40h
BCR工藝是一種采用高效脫氮分批次多循環(huán)活性污泥法的技術(shù)，采用分批次多循環(huán)運(yùn)行周期：進(jìn)水→曝氣→攪拌）曝氣→攪拌）曝氣→攪拌）重復(fù)多次（曝氣→攪拌）方法→沉淀→潷水→閑置，相比于激進(jìn)生物脫氮需要大比例的硝化液回流，能夠充分利用原水中的有機(jī)物作為反硝化的碳源，有效節(jié)省堿度和碳源的投加，降低系統(tǒng)運(yùn)行本錢，同時(shí)可根據(jù)排污狀況自由調(diào)整運(yùn)行周期。BCR反應(yīng)池共4座，并聯(lián)運(yùn)行，單座尺寸80m22m9mHRT=140h每座BCR反應(yīng)池配套16臺(tái)充氧效率高、免維護(hù)的碟式射流曝氣器。
02芳烴廢水預(yù)處理單元
芳烴廢水中含有高濃度的有機(jī)酸、醇類、酮類等，采用水解酸化-UA SB對(duì)該廢水中的有機(jī)物進(jìn)行預(yù)降解，降低后續(xù)處置系統(tǒng)的處置負(fù)荷。采用1座厭氧水解池，尺寸15.5m6.2m8.65m池內(nèi)掛載生物填料，HRT=16h采用6座UA SB厭氧反應(yīng)池，并聯(lián)運(yùn)行，單座尺寸10.5m5.5m8.65mHRT=56h每座UA SB厭氧反應(yīng)池配有1套布水系統(tǒng)、三相分離器、收水系統(tǒng)和循環(huán)系統(tǒng)。UA SB設(shè)計(jì)跨越管線至BCR反應(yīng)池，補(bǔ)充反硝化所需的碳源。
03綜合生物處置單元
經(jīng)過(guò)預(yù)處理后的酚氨回收廢水、芳烴廢水與低溫甲醇廢水、甲醇精餾廢水、14-丁二醇廢水、生活化驗(yàn)廢水及其他廢水等在混合廢水調(diào)節(jié)池內(nèi)調(diào)節(jié)水質(zhì)水量，然后提升進(jìn)入A/O反應(yīng)池。
混合廢水調(diào)節(jié)池尺寸25m7m7.7mHRT=2h
A /O反應(yīng)池，4座，并聯(lián)運(yùn)行，單座尺寸70m15m7.5m池內(nèi)掛載生物填料，HRT=48hA:O=1:2.5硝化液回流比200%運(yùn)行時(shí)污泥質(zhì)量濃度維持在2000~4000mg/LA段DO≤0.2mg/LO段DO為2~4mg/L
04深度處置單元
1混凝氣浮池，2座，并聯(lián)運(yùn)行，單座尺寸20m7m4.35m配有PA C加藥裝置、PA M加藥裝置各1套。
2臭氧氧化池，1座，尺寸25m8m6.5mHRT=2h配套3臺(tái)12kg/h氧氣源臭氧發(fā)生器，2用1備。
3BA F池，8座，并聯(lián)運(yùn)行，單座尺寸6m6m6mHRT=1.5h池內(nèi)填裝火山巖、陶粒等填料，填料高度2.5m
4快濾池，8座，并聯(lián)運(yùn)行，單座尺寸6m4m5.6m濾速6.25m/h濾料填裝高度1.2m
5活性炭過(guò)濾器，6臺(tái)，并聯(lián)運(yùn)行，單臺(tái)尺寸D3.2m5m濾速12.5m/h活性炭填裝高度1.5m活性炭過(guò)濾器設(shè)計(jì)跨越管線，純水設(shè)備 正常運(yùn)行時(shí)快濾池出水直接至回用水池。
05污泥脫水單元
氣浮池產(chǎn)生的浮渣、BCR和A/O反應(yīng)池產(chǎn)生的剩余污泥經(jīng)收集后匯入污泥儲(chǔ)池，然后送入污泥濃縮池進(jìn)行濃縮處置。污泥濃縮池共兩座，并聯(lián)運(yùn)行，單座尺寸D9m5.5m固體負(fù)荷為45kg/m2d合計(jì)絕干污泥量為5580kg/d采用2臺(tái)處理量為32m3/h帶式壓濾機(jī)進(jìn)行污泥脫水，脫水污泥含水率≤85%運(yùn)行周期為8h
3運(yùn)行效果
污水處置廠滿負(fù)荷運(yùn)行后，2018年4~6月期間進(jìn)行了連續(xù)取樣分析，采樣點(diǎn)為各處理單元中的主要工藝，測(cè)定具體指標(biāo)為COD氨氮、總氮、酚。
01酚氨回收廢水預(yù)處理單元的運(yùn)行效果
酚氨回收廢水含有較高濃度的COD氨氮、酚類，平均質(zhì)量濃度分別為1515122315mg/L經(jīng)隔油、氣浮、水解酸化、BCR等處置工藝處置后，COD氨氮、酚類的平均去除率分別達(dá)到79.1%91%82%其中水解酸化工藝后出現(xiàn)了總酚濃度的增長(zhǎng)，純水設(shè)備 這是由于魯奇爐氣化廢水中酚主要以苯酚為主，但仍含有一定量的多元酚和苯酚酯，缺氧條件下，利用兼氧菌將其水解為單元酚和有機(jī)酸，增加了酚類的質(zhì)量濃度。經(jīng)取樣檢測(cè)，BCR反應(yīng)池出水中總氮、總酚分別為21~4331~86mg/L酚氨回收廢水預(yù)處置單元對(duì)總氮、總酚的去除率分別為74.1%~88.3%75%~90.4%
02綜合生物處置及深度處置單元的運(yùn)行效果
考察綜合生物處置及深度處置單元對(duì)COD氨氮的處置效果，結(jié)果標(biāo)明，混合廢水的COD氨氮分別為173~5013~18mg/L經(jīng)綜合生物處置及深度處置單元處置后出水COD氨氮分別為31~1000.1~2.9mg/LCOD氨氮去除率分別為61.3%~92.6%64.3%~99.3%基本能夠達(dá)到循環(huán)冷卻水用再生水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》中的水質(zhì)規(guī)范要求。本工程處理工藝流程中，COD氨氮、酚類的變化見(jiàn)圖2
由圖2可知，處置工藝流程中A/O工藝對(duì)COD去除效果不明顯，平均COD去除率僅為24.2%經(jīng)過(guò)混凝氣浮-臭氧氧化-BA F-過(guò)濾-活性炭工藝處置后，最終出水平均COD氨氮、酚類分別達(dá)到590.840.28mg/L綜合生物及深度處置單元對(duì)COD氨氮、酚類的去除率分別達(dá)到79.7%90.3%99.6%
4運(yùn)行過(guò)程中存在問(wèn)題與建議
01系統(tǒng)中存在主要問(wèn)題
污水處置廠中A/O工藝運(yùn)行效果欠佳，未能達(dá)到慣例A/O工藝對(duì)COD去除率（80%以上）分析原因主要是經(jīng)BCR處置后酚氨回收廢水中BOD濃度較低，B/C僅為0.11可生化性極差。同時(shí)，因市場(chǎng)環(huán)境影響，企業(yè)內(nèi)甲醇制芳烴裝置生產(chǎn)負(fù)荷低，未能排放足量的芳烴廢水，導(dǎo)致A/O工藝臨時(shí)在低負(fù)荷條件下運(yùn)行，池內(nèi)絲狀菌大量繁殖，造成污泥膨脹，引起二沉池泥水分離效果不佳。通過(guò)投加混凝劑后，混凝氣浮的出水COD可達(dá)到107mg/L說(shuō)明二沉池出水帶泥影響了COD檢測(cè)。
本工程最終排水水質(zhì)需達(dá)到循環(huán)冷卻水用再生水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》中的要求，純水設(shè)備 但該組合工藝對(duì)離子污染物沒(méi)有去除效果，需與反滲透產(chǎn)水勾兌稀釋離子濃度后回用，而排放廢水的水質(zhì)易受來(lái)水及操作等因素影響，可能會(huì)對(duì)生產(chǎn)設(shè)備造成損害。
02對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的建議
1進(jìn)一步優(yōu)化A/O工藝的運(yùn)行條件，建議可減少運(yùn)行系列，提高A/O工藝處置負(fù)荷，防止絲狀菌過(guò)度繁殖，同時(shí)引入局部未經(jīng)預(yù)處理的芳烴廢水改善來(lái)水水質(zhì)，新疆某煤制烯烴項(xiàng)目排放廢水水質(zhì)與本工程芳烴廢水類似，采用A/O工藝對(duì)COD去除率可達(dá)到96.2%對(duì)氨氮的去除率達(dá)到98.5%
2本工程氮素污染物主要來(lái)源于酚氨回收廢水，經(jīng)過(guò)BCR處置后廢水中平均總氮為31mg/L遠(yuǎn)優(yōu)于回用水質(zhì)要求，且A/O反應(yīng)池內(nèi)掛載了生物填料，建議取消硝化液回流，將A/O工藝轉(zhuǎn)化為水解酸化-生物接觸氧化的生物膜反應(yīng)器，采用兼氧-好氧組合的生物膜處理系統(tǒng)，具有抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、總停留時(shí)間短、處置效果好等特點(diǎn)。
3建議將排放廢水經(jīng)反滲透脫鹽處置后回用，反滲透產(chǎn)生的濃水送至零排放系統(tǒng)進(jìn)一步處置，可減少系統(tǒng)運(yùn)行和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。
5結(jié)論
1采用隔油-兩級(jí)氣浮-水解酸化-BCR工藝預(yù)處置酚氨回收廢水具有較好的預(yù)處理效果，對(duì)COD氨氮、總氮、總酚的平均去除率分別達(dá)到79.1%91%82.5%82%出水平均COD氨氮、總氮、總酚分別為314103154mg/L大幅降低了后續(xù)處置系統(tǒng)的運(yùn)行負(fù)荷，較低的總氮濃度有利于減少零排放系統(tǒng)中的雜鹽量。
2采用A/O-混凝氣浮-臭氧氧化-BA F-過(guò)濾-活性炭的工藝處置混合廢水，污水處置廠整體工藝流程對(duì)COD氨氮、酚類的總?cè)コ史謩e達(dá)到96.1%99.3%99.9%出水平均COD氨氮、酚類分別為590.840.28mg/L除離子污染物外達(dá)到循環(huán)冷卻水用再生水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》HG/T3923-2007中的要求。
3本工程中主要處置工藝為厭氧-水解-BCR-A /O-BA F組合生物處置技術(shù)，承當(dāng)了大部分有機(jī)物、氨氮、總氮的處置負(fù)荷，充分發(fā)揮了各工藝技術(shù)的運(yùn)行優(yōu)勢(shì)，具有較高的處置效率和較低的運(yùn)行本錢，魯奇爐煤化工廢水處置技術(shù)創(chuàng)新所在
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