焦化废水毕业设计.docx
《焦化废水毕业设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《焦化废水毕业设计.docx（85页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
焦化废水毕业设计
小型焦化厂废水处理工艺设计
摘要：
焦化污水中含有大量的氨氮以及多种有毒的有机化合物，如多环芳烃等成分复杂的化合物。
从组成成分上讲，焦化污水必然会造成环境污染、影响人体健康。
处理焦化污水的方法有许多，生物法以其在经济上可行性较好的特点而得到广泛应用。
本文为小型焦化厂污水处理工程工艺设计。
该工程，规模为5000m3/d。
污水处理流程为：
进厂污水从泵房到脱酚塔，然后流入隔油池，隔油池出水进入气浮池，出水进入水解酸化池，出水进入A/OO反应池，再进入二次沉淀池，二次沉淀池出水进入混凝沉淀池，最后出水。
污泥的流程为：
从二次沉淀池以及混凝沉淀池排出的剩余污泥进入污泥浓缩池，再进入污泥脱水间，经干化处理后外运处置。
污水处理后的出水应达到《钢铁工业水污染物排放标准》（GB13456—92）中焦化行业二级标准。
选择A/OO工艺处理焦化污水，在脱氮方面的效率要明显高于SBR法以及CASS氧化沟等方法。
关键词：
A/OO工艺，焦化污水，脱氮
Thedesignofsmallcokingwastewatertreatmentprocess
[Abstract]Cokingwastewatercontainsalargeamountofammoniaandavarietyoftoxicorganiccompounds,suchaspolycyclicaromatichydrocarbonsandothercomponentsofcomplexcompounds.Intermsofcomposition,cokingwastewaterisboundtocauseenvironmentalpollutionandaffecthumanhealth.Therearemanywaystothetreatmentofcokingwastewater.thebiologicalmethodhasbeenwidelyusedforitsbettercharacteristicsoftheeconomicfeasibility.Thisarticleisforthedesignofsmallcokingwastewatertreatmentengineeringprocess.Thescaleoftheprojectis5000m3/d.Sewagetreatmentprocessisasfollows:
Intothefactorysewagefromthepumpingstationtothephenolremovalbythetower,andthenflowsintothegreasetrap,greasetrapwaterintotheflotationtank,theeffluentintothepoolacidhydrolysis,andwaterintotheA/OOreactioncell,andthenenterthesecondarysedimentationtank,secondarysedimentationtankintothecoagulationandsedimentation,andthefinaleffluent.Sludgeprocess:
theexcesssludgedischargedfromthesecondarysettlingtank,aswellascoagulationandsedimentationintothesludgethickener,andthenintothesludgedewatering,thentodisposalafterdryprocessing.Thetreatedsewagewatershouldreachthesteelindustrywaterpollutantemissionstandard（GB13456-92）intwocokingindustrystandard.SelectA/OOprocesstodealingcokingwastewaterintheefficiencyofdenitrificationwassignificantlyhigherthantheSBRandCASSoxidationditch.
Keywords:
A/OOprocess,cokingwastewater,denitrification
1.前言
1.1焦化废水来源、特性及处理意义
1.1.1焦化废水来源
现代炼焦化学工业是烟煤为原料,在隔绝空气条件下,加热到960-1000℃，得到炼钢所需的焦炭。
焦化厂除生产焦炭和煤气外，还回收苯、氨、酚等化工产品。
焦化废水是煤制焦炭、煤气净化及焦化产品回收过程中产生的高浓度有机废水[3]。
焦化废水主要包括[7]煤气的初冷阶段煤气冷凝水、煤气终冷水、煤气洗涤水和煤气发生站的煤气洗涤水、精苯分离水、气柜废水、焦炉水封水及其它场合产生的污水，如图1.1。
1.1.2焦化废水特性
焦化废水主要污染物质有：
COD、BOD、氰化物、氨氮、悬浮物、苯酚及苯系化合物等，如表1.1。
焦化废水成分多,组分复杂、浓度高、毒性大、难降解[3]。
废水中含有数十种无机和有机化合物,其中无机化合物主要是大量铵盐、硫、硫化物、氰化物等；有机化合物除酚外，还有联苯、吡啶、吲哚和喹啉等有机污染物。
污染物
3
色度高，属较难生化降解的高浓度有机工业废水[7]。
焦化废水中COD、NH
-N和挥
发酚等污染物浓度高，这些污染物会对人类、水产及农作物都有极大危害。
焦化废
水中的氨氮是一种不稳定的物质，在微生物作用下反应生成NO2、NO
2-、NO
3-是一
种致癌物质，并引起胎儿畸形，NO3-会破坏血液结合氧的能力，若饮用NO3-含量超过10mg/L的水会引起高铁血红蛋白症，甚至发生窒息现象。
大量的氨氮排入水体会造成水体富营养化。
1.1.3处理焦化废水目的及意义
当前，全球都面临着水资源短缺、水质恶化的严峻形势，水污染问题成为当今
1
世界面临的重要环境问题之一。
我国人均水资源占有量仅为0.24万m3，只有世界上人均占有量的1/4，属世界十二个贫水国家之一，所以加强对新污染源的控制，改善老污染源处理条件，才能从根本上改变我国水质恶化的现状。
煤备煤焦炉焦炭加工焦炭
除尘污水除尘污水
焦油废水分离煤气初冷
剩余氨水煤气脱氮焦油加工
煤气终冷终冷污水
焦油分离水
煤气脱苯蒸苯
煤气脱硫粗苯加工粗苯分离水
煤气管道水封水古马隆生产
净煤气古马隆污水
图1.1焦化生产工艺
表1.1焦化厂废水一般组成成分及含量
成分
COD
BOD5
氨氮
pH
含量mg/l
2500-4500
1200-2000
400-1000
6.5-8.5
成分
酚
油分
氰化物
色度
含量mg/l
150-200
200-1000
10-20
1000-2500
焦化废水的处理一直是国内外污水处理领域的一大难题，几十年来尚未出现突破性的研究成果。
废水中污染物组成复杂，含有挥发酚、多环芳烃和氧硫氮等杂环
2
化合物，属较难生化降解的高浓度有机工业废水。
目前，焦化废水一般要经过预处理、二级处理和深度处理后才可能达标排放。
焦化废水的预处理技术有：
厌氧酸化法、气浮法、混凝沉淀法等；二级处理方法很多，有生物化学法、物理法、化学法、以及物理-化学法等；焦化废水深度处理技术[2]有化学氧化法、折点氯化法、絮凝沉淀辅以加氯法、吸附过滤辅以离子交换法等。
但目前最常用的方法是焦化废水[9]经隔油池、二级气浮池除油后进行多段曝气生物处理，再经氧化塘或吸附法深度处理后外排。
1.2焦化废水处理现状及处理方法
1.2.1焦化废水处理现状
焦化废水是国内外工业废水处理领域的难题，目前，国内外对焦化废水中酚、氰等有毒物质的处理，生物活性污泥法是一个比较普遍有效方法。
但对其中NH3-N、氟化物、COD等去除效果较差，难以满足外排要求，因此，国内外对焦化废水处理工艺和净化技术改进进行很多研究，不同国家有自己特点，操作、运行、测试和监控等技术也更多地向节能、经济、高效和实用方向发展。
焦化废水的最终排放，视本国国情、地质环境、环保法规以及当地生态状况而定。
总体而言，我国焦化废水的治理水平与国外基本相当，但仍存在一定差距。
我国焦化废水处理自五十年代起的发展过程，是一个从无到有、逐步提高、逐步完善的过程[7]。
五十、六十年代处于低水平阶段，仅有几个大型焦化厂对酚水进行简易的机械处理。
如鞍钢化工总厂、包钢焦化厂等，仅设有平流沉淀池或圆形带刮泥机的沉淀池去除浮油和重油，处理后将部分酚水送去作熄焦补充水。
进入七十年代后，运用了国内外的生化技术，在首钢焦化厂兴建了生物脱酚装置，同时一批大、中、小型焦化厂都相继设立了生物脱酚装置，当时的重点是脱酚，处理方式和流程也比较简单。
一九七八年改革开放到八十年代又为一个阶段。
当时由于国家对环保工作的重视，使焦化废水处理水平向前推进了一大步。
以宝钢一、二期焦化废水处理技术的引进为起点，各院所加大了研究开发焦化废水的力度，开展了两段生化和投加生长
3
素的试验研究以及混凝后处理和污泥脱水的研究。
在吸收宝钢焦化引进技术上的先进经验和开展试验研究的基础上，设计了一大
3
批焦化废水处理装置。
如处理水量为700m/h的鞍钢化工总厂南部生物脱酚装置，
获得了国家优秀设计奖，现已运行了十五年，处理效果一直比较稳定，除COD略高外，酚、氰、油等指标均达标排放。
与以前设计不同的是，在设计中采用了压力浮选装置，以去除乳化油；增加了污泥脱水装置，对污泥进行脱水处理，脱水后的泥饼送煤场掺入炼焦煤中炼焦，减少了二次污染；鼓风机改用离心风机，减轻了噪声。
该套装置自运行以来积累了丰富的经验，培养锻炼了一批废水处理专业人才。
在石家庄焦化厂废水处理设计中，曝气池充氧采用了微孔曝气器，与以前的穿孔管暖气相比，可节能50％，比普通曝气器节能20－30％。
同时又对部分老厂的废水处理推广采用了投加生长素的技术，如唐山市焦化厂、徐钢焦化厂都采用了该项技术，处理效果良好。
八十年代末和九十年代初，针对国家对焦化废水排放标准的更严格要求，开展了焦化废水的脱氮和进一步降低COD的试验研究，经过几年的艰苦努力，取得了丰硕的成果。
在试验研究的基础上将宝钢焦化废水处理装置进行了改造，将其改为A/O
脱氮工艺，并获得改造装置的开工调试[11]成功，该装置达到了国际焦化行业的领先水平。
在总结宝钢焦化废水生物脱氮经验的同时又建成了三个焦化废水生物脱氮装置，其中安钢焦化厂已达标验收，另两个在调试中。
1.2.2焦化废水的处理方法
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、物化法和循环利用等4类。
（1）化学处理法
①催化湿式氧化技术
4
催化湿式氧化技术是在高温、高压条件下，在催化剂作用下，用空气中的氧将溶于水或在水中悬浮的有机物氧化，最终转化为无害物质N2和CO2排放。
②焚烧法
焚烧法治理废水始于20世纪50年代。
该法是将废水呈雾状喷入高温燃烧炉中，使水雾完全汽化，让废水中的有机物在炉内氧化，分解成为完全燃烧产物CO2和H2O及少许无机物灰分。
焦化废水中含有大量NH3-N物质，NH3在燃烧中有NO生成，NO的生成会不会造成二次污染是采用焚烧法处理焦化废水的一个敏感问题。
研究发现NH3在非催化氧化条件下主要生成物是N2，不会产生高浓度NO造成二次污染。
从而说明，焚烧处理工艺对于处理焦化厂高浓度废水是一种切实可行的处理方法。
然而，尽管焚烧法处理效率高，不造成二次污染。
③臭氧氧化法
臭氧是一种强氧化剂，能与废水中大多数有机物，微生物迅速反应，可除去废水中的酚、氰等污染物，并降低其COD、BOD值，同时还可起到脱色、除臭、杀菌的作用。
④等离子体处理技术
等离子体处理技术是利用高压毫微秒脉冲放电[15]所产生的高能电子（5~20eV）、紫外线等多效应综合作用，降解废水中的有机物质。
等离子体处理技术是一种高效、低能耗、使用范围广、处理量大的新型环保技术，目前还处于研究阶段。
有研究表明，经等离子体处理的焦化废水，有机物大分子被破坏成小分子，可生物降解性大大提高，再经活性污泥法处理，出水的酚、氰、COD指标均有大幅下降，具有发展前景。
但处理装置费用较高，有待于进一步研究开发廉价的处理装置。
⑤光催化氧化法
目前，这种方法还仅停留在理论研究阶段。
这种水处理方法能有效地去除废水中的污染物且能耗低，有着很大的发展潜力。
但是有时也会产生一些有害的光化学产物，造成二次污染。
由于光催化降解是基于体系对光能的吸收，因此，要求体系具有很好的透光性。
所以，该方法适用于低浓度、透光性好的体系，可用于焦化废水的深度处理[2]。
⑥电化学处理技术
电化学处理技术的基本原理是使污染物在电极上
升级会员 