遷安中化煤化工有限義務公司(簡稱遷安中化公司)建有6座55孔JN60-82型焦爐，年產(chǎn)焦炭330萬t，具有兩段焦化廢水處置系統(tǒng)，其中Ⅰ段焦化工業(yè)廢水處理系統(tǒng)是其中4座焦爐的配套設計，采用活性污泥法的A/O2工藝，廢水處置量為70m3/h。該工藝2004年投入運用后，出水COD、NH3-N指標經(jīng)常動搖，且運轉(zhuǎn)費用偏高，不能順應當前越來越高的環(huán)保請求和公司運營理念。因而遷安中化公司對進水水質(zhì)、A/O2工藝指標控制等實行了優(yōu)化，完成了A/O2工藝的穩(wěn)定、高效、節(jié)約運轉(zhuǎn)?，F(xiàn)對A/O2工藝的優(yōu)化作一引見。

　　1、廢水處置A/O2工藝流程

　　遷安中化公司焦化廢水處置A/O2工藝流程表示圖見圖1(圖中虛線表示污泥途徑)。

　　2、影響A/O2工藝運轉(zhuǎn)的進水水質(zhì)要素及優(yōu)化

　　對A/O2工藝運轉(zhuǎn)來說，進水水質(zhì)的管控尤為重要。A/O2工藝屬于活性污泥法廢水處置工藝，活性污泥對有害物質(zhì)有一定的接受限度，超越這個限度，活性污泥就會被抑止，進而影響廢水處置效率。A/O2工藝入曝氣池污水中有害物質(zhì)的質(zhì)量濃度請求為：硫氰酸銨<22mg/L、礦物油<50mg/L、硫化物<50mg/L。

　　2.1 硫氰酸銨

　　硫氰酸銨自身有毒，在廢水處置系統(tǒng)內(nèi)合成時，化學需氧量較高，會產(chǎn)生有毒氣體，對活性污泥影響較大。生產(chǎn)運轉(zhuǎn)理論證明，A/O2工藝進水中硫氰酸銨質(zhì)量濃度到達1.5g/L以上時，A/O2系統(tǒng)會遭到較大水平的影響，因而需求盡可能降低進水硫氰酸銨濃度。

　　焦化廠產(chǎn)生硫氰酸銨最多的工藝是采用HPF的脫硫工段，在脫硫過程中產(chǎn)生硫氰酸銨副鹽，脫硫液中硫氰酸銨質(zhì)量濃度普通在150g/L左右，以如此高的濃度進入A/O2系統(tǒng)，會對廢水處置系統(tǒng)形成沖擊，生產(chǎn)運轉(zhuǎn)中，應嚴禁脫硫液進入A/O2工藝處置系統(tǒng)。因而在生產(chǎn)操作中需做好以下幾點：

　　(1)控制脫硫系統(tǒng)的煤氣夾帶水進入脫硫系統(tǒng)。

　　(2)將脫硫系統(tǒng)發(fā)作事故時的溢液搜集入脫硫系統(tǒng)。

　　(3)將雨季脫硫區(qū)域的積水及日常脫硫區(qū)域的地坪掃水搜集入脫硫系統(tǒng)。

　　2.2 礦物油

　　工業(yè)廢水處理系統(tǒng)來水剩余氨水包括配煤水分、煉焦化合水、粗苯別離水、地坪掃水等，在冷凝工段，與焦油別離后，經(jīng)過剩余氨水罐沉淀、除焦油器除油、蒸氨塔除油后，蒸氨廢水中礦物油普通能滿足A/O2工藝處置請求。

　　A/O2工藝進水中礦物油含量高，普通是粗苯系統(tǒng)洗油進入冷凝工段形成的。洗油密度在1.03×103kg/m3~1.06×103kg/m3，與剩余氨水密度相差不大，進入剩余氨水系統(tǒng)后，不容易完成別離，會形成進入生化系統(tǒng)的廢水礦物油含量超標，進而影響生化運轉(zhuǎn)。

　　洗油進入剩余氨水形成生化進水礦物油含量超標的緣由有以下幾種：

　　(1)粗苯系統(tǒng)洗油打入冷凝工段。為了降低洗油對生化系統(tǒng)的影響，粗苯系統(tǒng)的洗油應盡可能不打入冷凝工段。洗油必需打入冷凝工段時，應采用少量、屢次的辦法。

　　(2)終冷塔阻力高，運用洗油沖洗終冷塔后，廢油打入冷凝工段。

　　生化進水礦物油質(zhì)量濃度普通請求小于50mg/L[2]，實踐運轉(zhuǎn)中，控制礦物油質(zhì)量濃度小于250mg/L，以保證生化系統(tǒng)能正常運轉(zhuǎn)。

　　2.3 硫化物

　　廢水處置A/O2工藝進水中硫化物含量高時，A池水面呈現(xiàn)硫泡沫，好氧池污泥中呈現(xiàn)淡黃色小顆粒、污泥松懈，降解COD才能差。

　　若脫硫運轉(zhuǎn)效果不好，脫硫塔后煤氣中硫化氫含量較高，煤氣中的硫化物在終冷塔、粗苯別離水中富集，進入冷凝工段，最終形成生化進水硫化物超標。因而脫硫工段的穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，對降低生化進水硫化物含量是有利的。

　　A/O2工藝進水硫化物質(zhì)量濃度普通請求小于50mg/L，生產(chǎn)理論證明，蒸氨廢水硫化物質(zhì)量濃度小于90mg/L時，對生化運轉(zhuǎn)不會形成影響。當蒸氨廢水硫化物質(zhì)量濃度大于90mg/L時，依據(jù)蒸氨廢水量及硫化物濃度，在生化系統(tǒng)氣浮池進水口投加相應量的硫酸亞鐵，能消弭硫化物超標的影響。硫化物去除反響為S2-+FeSO4=FeS↓+SO42-。

　　2.4 NH3-N

　　在廢水生物處置中，普通按BOD(55日生化需氧量)計算氮的需求量，若按BOD5與NH3-N質(zhì)量濃度之比為100∶5來調(diào)理NH3-N濃度，則能滿足微生物對氮的請求。但是實踐運轉(zhuǎn)中，不便當檢測BOD5，依據(jù)進水COD濃度調(diào)理進水NH3-N濃度也是可行的。經(jīng)過化驗，A/O2工藝進水BOD5占COD的34%~36%，分離生產(chǎn)運轉(zhuǎn)，按進水COD與NH3-N質(zhì)量濃度之比為(40~60)∶1來調(diào)理NH3-N濃度，能滿足A/O2工藝運轉(zhuǎn)需求，且不會由于NH3-N過高而形成廢水處置費用增加。

　　2.5 COD

　　遷安中化公司剩余氨水COD在7000mg/L~9000mg/L，蒸氨廢水COD在5000mg/L~7000mg/L，如此高的COD直接進入A/O2生化處置系統(tǒng)，活性污泥會遭到?jīng)_擊，形成污泥松懈、污泥指數(shù)上升、降解COD才能降落。理論證明，對A/O2工藝來說，進水COD控制在3000mg/L~3500mg/L，有利于生化系統(tǒng)穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。

　　綜上所述，為了維持A/O2工藝的穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，生化進水水質(zhì)要滿足一定的指標請求，見表1。

　　3、影響A/O2工藝運轉(zhuǎn)的指標控制要素及優(yōu)化

　　3.1 溫度

　　溫度是影響活性污泥生長與生存的重要要素，不同類型的活性污泥有不同的適合生長溫度。

　　原設計請求生化處置A/O2系統(tǒng)適合的溫度是25℃~38℃，最高不超越40℃。但實踐運轉(zhuǎn)中，當水溫超越37℃時，在同樣的鼓風機負荷下，O1池、O2池溶解氧明顯偏低，生化出水COD明顯提升;當水溫低于30℃時，生化出水COD也呈現(xiàn)相應的提升。溫度對A/O2工藝出水COD的影響見表2。

　　由表2可知，A/O2工藝溫度宜控制在30℃~36℃，溫度控制過高、過低，都會形成生化出水COD含量偏高。

　　3.2 溶解氧

　　原設計請求O1池、O2池溶解氧從進水端到出水端逐步升高，控制出水端溶解氧質(zhì)量濃度在2mg/L~4mg/L。實踐運轉(zhuǎn)中，O1池進水經(jīng)過“之”字型的3個36m長的廊道后，抵達出水端，O2池進水經(jīng)過1個36m長的廊道后，抵達出水端。按原設計運轉(zhuǎn)，A/O2工藝存在以下問題：

　　(1)為了保證溶解氧含量從進水端到出水端逐步升高，好氧池內(nèi)大局部分支緊縮風截門開度不大。緊縮風截門開度小，易形成曝氣盤梗塞，好氧池內(nèi)集泥。

　　(2)廢水在O1池內(nèi)氨化作用顯著，經(jīng)過O1池后，廢水NH3-N含量上升，O2池成為降解NH3-N的主要場所，與原設計好氧池的作用不符。

　　(3)O2池降解NH3-N負荷較高，A/O2工藝運轉(zhuǎn)稍有問題時，出水NH3-N含量便隨之動搖。

　　針對以上問題，調(diào)整好氧池運轉(zhuǎn)形式：

　　(1)翻開O1池、O2池進水端一切分支緊縮風截門，盡可能地提升好氧池前端溶解氧含量。O1池第二廊道溶解氧質(zhì)量濃度由<1mg/L提升至3mg/L左右。

　　(2)依據(jù)O1池、O2池出水指標，關小出水端分支緊縮風截門。出水端溶解氧屬于剩余溶解氧，是糜費掉的氧氣，關小局部緊縮風截門后，可相應地降低鼓風機電流，減少電耗費。好氧池溶解氧調(diào)整前后A/O2工藝內(nèi)指標變化見表3。

　　由表3可知，好氧池溶解氧控制調(diào)整后，A/O2工藝內(nèi)COD、NH3-N指標明顯降落。

　　3.3 沉降比

　　原設計請求O1池、O2池沉降比控制在25%~40%，運轉(zhuǎn)中存在以下問題：

　　(1)O1池污泥負荷較高，COD降解不徹底，出水COD偏高。

　　(2)O2池污泥負荷過低，污泥老化，易合成產(chǎn)生懸浮物，形成出水濁度、COD偏高。

　　針對以上問題，調(diào)整生化系統(tǒng)沉降比控制指標：

　　(1)提升O1池沉降比至45%~55%，降低污泥負荷，降低出水COD。

　　(2)降低O2池沉降比至20%~30%，提升污泥負荷，降低出水懸浮物含量。

　　3.4 堿度

　　原設計O1池、O2池堿度控制在300mg/L~500mg/L，堿度偏低時，增加系統(tǒng)固堿投加量。運轉(zhuǎn)中存在問題如下：

　　(1)O1池簡直不耗費堿液，O2池耗費堿液較大。同時，為保證O2池的硝化作用，O2池堿度控制在400mg/L~500mg/L，形成出水堿度高，糜費堿液。

　　(2)固堿是袋裝的，每天需求專人溶解2t左右，工作量大。同時，傾倒固堿時，堿面飛揚，現(xiàn)場操作環(huán)境惡劣。

　　(3)固堿本錢較高。

　　(4)O1池、O2池的加堿管道、閥門經(jīng)常被結晶梗塞，形成系統(tǒng)不能及時調(diào)理堿度，致使出水指標動搖。

　　針對以上問題，調(diào)整操作如下：

　　(1)強化O1池硝化作用，降低O2池堿度至150mg/L~250mg/L，減少堿液糜費。

　　(2)O1池、O2池由投加固堿逐步改為投加液堿，儉省人力，降低運轉(zhuǎn)費用，同時也防止加堿管道梗塞而惹起系統(tǒng)的動搖。

　　經(jīng)過以上工藝優(yōu)化，廢水處置A/O2工藝出水指標能夠完成長期、穩(wěn)定達標，系統(tǒng)抗沖擊才能顯著加強。同時，二沉池出水COD由320mg/L降低至250mg/L，以A/O2工藝進水COD均勻3150mg/L計算，COD處置效率由90%提升至92.1%。另外，減少4個崗位定員，每月節(jié)約人力支出近2萬元;運用固堿改為液堿，每月節(jié)約藥品費用近5萬元;降低出水堿度，每月節(jié)約堿液耗費3萬元左右，合計可使焦化廢水噸水處置費用降低2元左右。

　　4、A/O2工藝調(diào)整后呈現(xiàn)的問題及優(yōu)化

　　4.1 回流沉淀池呈現(xiàn)返沫、返泥現(xiàn)象調(diào)整前，回流沉淀池水面平穩(wěn)，未呈現(xiàn)過返沫、返泥現(xiàn)象。調(diào)整后，回流沉淀池每半月左右就呈現(xiàn)一次先返沫、再返泥的現(xiàn)象。

　　回流沉淀池工況剖析如下：

　　(1)回流沉淀池外表總可見小氣泡決裂的現(xiàn)象，此現(xiàn)象和A池外表的現(xiàn)象較為相似。

　　(2)回流沉淀池內(nèi)有1m左右的存泥。

　　(3)回流沉淀池內(nèi)溶解氧質(zhì)量濃度<0.5mg/L。

　　(4)回流沉淀池內(nèi)的水和污泥有6h左右的停留時間。

　　(5)將A/O2工藝調(diào)整前后O1池和回流沉淀池的硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮含量匯總，數(shù)據(jù)見表4。

　　依據(jù)表4數(shù)據(jù)，調(diào)整前回流沉淀池進、出水硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮含量根本穩(wěn)定，調(diào)整后回流沉淀池出水硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮含量明顯比進水硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮含量低，能夠肯定在回流沉淀池內(nèi)發(fā)作了反硝化反響，耗費掉局部硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮。

　　4.2 優(yōu)化及處理措施

　　由以上剖析可知，回流沉淀池返沫、返泥現(xiàn)象是回流沉淀池內(nèi)發(fā)作反硝化作用惹起的。為了抑止回流沉淀池發(fā)作反硝化作用，可采取以下2種方法：

　　(1)反硝化反響的發(fā)作需求一定的停留時間，縮短廢水和污泥在回流沉淀池內(nèi)停留時間，能夠抑止回流沉淀池發(fā)作反硝化作用。經(jīng)過調(diào)理，把回流沉淀池進水的硝化液盡可能快地送入A池，使其在A池發(fā)作反硝化作用。

　　調(diào)整如下：回流上清液量由150m3/h提升至300m3/h，回流污泥量由150m3/h提升至200m3/h，回流沉淀池停留時間由6h縮短到4h。實驗一周后，回流沉淀池返沫、返泥現(xiàn)象沒有明顯好轉(zhuǎn)。

　　采用縮短回流沉淀池停留時間的辦法，未能徹底有效抑止回流沉淀池返沫、返泥情況，不可取。

　　(2)傳統(tǒng)的脫氮理論以為，反硝化菌在無分子氧、存在硝酸和亞硝酸離子的條件下，才干使硝酸鹽復原。但近幾年的研討標明，硝化和反硝化能夠在同一反響器中同時發(fā)作，這一現(xiàn)象被稱為同步硝化反硝化(SND)。根據(jù)SND理論，在O1池局部區(qū)域發(fā)明反硝化條件，使O1池同步發(fā)作硝化和反硝化作用，降低回流沉淀池進水硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮含量，進而抑止反硝化作用在回流沉淀池發(fā)作的強度。

　　調(diào)整如下：關小O1池出口端第三廊道分支緊縮風截門，降低曝氣量，控制O1池出口端溶解氧質(zhì)量濃度在0.5mg/L左右。同時在不影響O1池降解COD、NH3-N的前提下，逐漸擴展O1池第三廊道的厭氧區(qū)域，直至O1池出口硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮質(zhì)量濃度降至20mg/L以下。

　　經(jīng)過調(diào)試，O1池出口端第三廊道75%~100%區(qū)域調(diào)整為厭氧區(qū)域，即溶解氧質(zhì)量濃度在0.5mg/L左右時，可降低回流沉淀池進水硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮質(zhì)量濃度在20mg/L以下。同時，回流沉淀池不再呈現(xiàn)返沫、返泥現(xiàn)象。

　　分離以上實驗結果，生產(chǎn)運轉(zhuǎn)中采取降低O1池出口端第三廊道溶解氧的方法，在O1池樹立反硝化區(qū)域，能夠抑止回流沉淀池呈現(xiàn)返沫、返泥現(xiàn)象。

　　5、結論

　　遷安中化公司經(jīng)過控制焦化廢水處置A/O2工藝進水硫氰酸鹽、礦物油、硫化物、NH3-N、COD等有害物質(zhì)濃度，為廢水處置工藝穩(wěn)定運轉(zhuǎn)發(fā)明良好的條件。經(jīng)過優(yōu)化O1池、O2池溫度、溶解氧、沉降比等指標，廢水COD處置效率由90%提升至92.1%。經(jīng)過運用液堿替代固堿，把反硝化反響前移至O1池，及采取降低O2池堿度的辦法，焦化廢水噸水處置費用降低2元左右。同時，A/O2工藝經(jīng)過優(yōu)化后，廢水處置出水指標能夠完成長期、穩(wěn)定達標，且系統(tǒng)抗沖擊才能顯著加強。