廢水處理設計方案教學內容

1、工藝設計及設備選型方案一、基本設計條件1、原有污水處理工藝流程山西襄礦集團沁縣華安焦化有限公司污水處理滿足國家及相關行業(yè)標準。要求流量為130m3/h（其中年產130萬噸的焦化裝置焦化廢水處理流量為：100n3/h,焦爐煤氣綜合利用制液化天然氣（LNG項目建成投產后將產生流量為30m3/h生產廢水也將一并引至該污水處理廠集中處理）。包括本工程及相關配套設施的設計、采購、施工、安裝調試、負荷試車、試運行、完成功能考核、人員培訓、技術服務直至竣工驗收合格，以及缺陷修復、在質量保證期內的工程質量保證/保修義務全過程的交鑰匙工程。原來焦化廢水處理系統(tǒng)設計文件包括：事故池及預處理、生化處理單元、高級氧化

2、單元、膜法深度處理單元及配套所有輔助設施。但高級氧化單元、膜法深度處理單元沒有施工。實際上，已建設施工的內容主要包括：1）事故池1座（平面尺寸20*18）2）調節(jié)池1座（平面尺寸12*18）3）除油池1座（平面尺寸：12*7.85，分2格）4）浮選系統(tǒng)1套5）厭氧池2座（總體尺寸：26*9）6）缺氧池2座（總體平面尺寸：26*13）7）好氧池2座（總體尺寸：35*26*5.9）8）二次沉淀池1座（14M）9）混凝沉淀池1座（12M）10）污泥濃縮池1座（6mj）11）鼓風機3臺，D60-1.7，N=185KW12） ）綜合廠房1座（平面尺寸：6*44.5）13） 1#集水池1座（平面尺寸：4*

3、10）14） 2#集水池1座（平面尺寸：4*6）15） 3#集水池1座（平面尺寸：4*5）16）清水池1座（平面尺寸：4*7）17）污泥脫水機1套。（2）、現(xiàn)有工藝流程：蒸氨廢水一除油池一氣浮池-調節(jié)池-厭氧池-缺氧池-好氧池一二次沉淀池一混凝沉淀池-清水池（達標后送熄焦沉淀池）現(xiàn)有工藝出水水質：污染因子單位數值CODcrmg/L<150氨氮mg/L<15揮發(fā)酚mg/L<0.5氟化物mg/L<0.5硫化物mg/L<1.0PH一6.0-9.0SSmg/L<70石油類mg/L<5（3）、提標改造要求1 ）、業(yè)主擬推薦的方案，原二次沉淀池出水一二段缺氧給水泵

4、一二段缺氧池一二段好氧池一二段沉淀池-催化氧化裝置-浮選給水泵-超效納米淺層氣浮裝置一原來的混凝沉淀池一處理后達標水（外排或熄焦）注：投標方案，不限于此，也可以采用其它方案。2 ）、提標改造的水質指標：通過減少藥劑投加量的手段，保證處理后達到煉焦化學工業(yè)水污染排放標準（GB16171-2012表2間接排放六項指標要求，然后回用送至焦化廠用于濕熄焦，用于熄焦的水質指標見表2.1。表2.1用于熄焦（處理后濃水）的水質指標序號指標單位濃水指標要求1PH692懸浮物mg/L<503CODcrmg/L<1004氨氮mg/L<155揮發(fā)酚mg/L<0.36易釋放富化物mg/L<

5、;0.2通過其它技術也可以通過調整藥劑投加量的手段，保證本工程外排出水滿足煉焦化學工業(yè)污染物排放標準（GB16171-2012表2直接排放標準，詳見下表2-2:表2-2設計出水水質序號項目單位直接排放備注1pH值無量綱6-92懸浮物mg/L503化學需氧量（COD）mg/L804氨氮mg/L105五日生化需氧量（BOID）mg/L206總氮mg/L207總磷mg/L1.08石油類mg/L2.59揮發(fā)酚mg/L0.3010硫化物mg/L0.5011苯mg/L0.1012富化物mg/L0.2013多環(huán)芳炫（PAHSmg/L0.0514苯并（a）花wg/L0.03pg/L投標方案要考慮兩種出水的不同

6、要求，一次同步建成二、設計依據投標方在設計及供貨中，嚴格按照以下行業(yè)的標準規(guī)范進行設計、制造和檢驗。對于進口設備，采用國際標準，并提供轉換資料。這些標準和規(guī)范必須采用最新版本。中華人民共和國環(huán)境保護法（1989年12月）中華人民共和國水污染防治法（1996年5月）GB8978-1996污水綜合排放標準GB30951996環(huán)境空氣質量標準GB123482008工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標準GB50141-2008給水排水構筑物施工及驗收規(guī)范GB50069-2002給水排水工程構筑物結構設計規(guī)范GB50007-2002建筑地基基礎設計規(guī)范GB50011-2001建筑抗震設計規(guī)范GB50014-2006室外排

7、水設計規(guī)范GB50010-2002混凝土結構設計規(guī)范GBZ1-2002工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準GB50034-1992工業(yè)企業(yè)照明設計標準GB5005492工業(yè)與民用供配電系統(tǒng)設計規(guī)范JB/T29321999水處理設備技術條件GB/T13992.1-92水處理設備性能試驗總則GB/T13384-97機電產品包裝通用技術條件GB/T5656-94化工離心泵技術條件GB1088989泵的振動測量與評價方法GB321689離心泵，混流泵，軸流泵和旋渦泵試驗方法GB/T8196-2003機械安全防護裝置固定式和活動式防護裝置設計與制造一般要求JB/T7258-94一般用途離心風機技術條件HG/T20505

8、-2000過程測量和控制儀表的功能標志及圖形符號HG/T20507-2000自動化儀表選型規(guī)定HG/T20509-2000儀表供電設計規(guī)定HG/T20510-2000儀表供氣設計規(guī)定HG/T20511-2000信號報警、安全聯(lián)鎖系統(tǒng)設計規(guī)定HG/T20512-2000儀表配管配線設計規(guī)定HG/T20514-2000儀表及管線伴熱和絕熱保溫設計規(guī)定HG/T20515-2000儀表隔離和吹洗設計規(guī)定HG/T206992000自控設計常用名詞術語HG/T20573-95分散型控制系統(tǒng)工程設計規(guī)定HG/T207002000可編程控制器系統(tǒng)設計規(guī)定HG/T2158195自控安裝圖冊GB/T262493流

9、量測量節(jié)流裝置用孔板，噴嘴和文丘里管測量充滿圓管的流體流量IEC581熱電偶IEC751-86工業(yè)鉑電阻溫度計傳感器GB500932002自動化儀表工程施工及驗收規(guī)范GBJ131-90自動化儀表安裝工程質量檢驗評定標準HG205922063597鋼制管法蘭、墊片、緊固件GB1139128鋼制管法蘭GB5013g2000建筑工程監(jiān)理規(guī)范GB50016-2006建筑設計防火規(guī)范GB50231-1998機械設備安裝工程施工及驗收通用規(guī)范HGJ887化工設備管道外防腐設計規(guī)定CECS7：595帶式壓濾機污水污泥脫水設計規(guī)范GB500521995供配電系統(tǒng)設計規(guī)范GB5005495低壓配電設計規(guī)范GB5

10、0046-95工業(yè)建筑防腐設計規(guī)范GB50068-2001建筑結構設計可靠度統(tǒng)一標準GB50108-2001地下工程防水技術規(guī)范GB50092001建筑結構荷載規(guī)范CECS06:88柵條、絮凝池設計標準CECS50:1993濾池設計規(guī)程HG/T3923-2007循環(huán)冷卻水用再生水水質標準GB3838-2002隱蔽工程：按隱蔽工程所規(guī)定的項目進行。有關的設計規(guī)范及設計手冊。三、廢水處理工藝方案(一)焦化廢水來源及特點介紹1、系統(tǒng)廢水來源焦化廠主要以生產焦炭和煤氣為主，另外還回收苯、焦油、氨、酚等化工產品。(1) 原料煤附帶的水分和煤中化合水，在生產過程中形成廢水。煤的自由水分一般為8-12%，化

11、合水份為2%。自由水分在煉焦過程中揮發(fā)逸出。同時，煤裂解析出化合水。水蒸氣隨煤氣集氣管，經氨水噴淋和初步冷卻器冷卻，生成大量剩余氨水。它的特點是：含高濃度氨、酚、氰、硫化物、及其它多環(huán)和雜環(huán)類有機物，這是焦化廢水治理的重點。(2) 生產廢水分為生產凈排水和生產廢水兩部分。生產凈排水主要分為間接冷卻水、蒸汽冷卻水，基本不含污染物。生產廢水來源于與物料直接接觸水，主要有原料帶入和煤干餾生成的化合水兩個方面。生產廢水排放點主要有以下環(huán)節(jié)：煉焦車間熄焦時熄焦塔排放的熄焦廢水，含有焦塵及微量的揮發(fā)酚、氰化物等污染物。熄焦補充水全部采用的是污水處理站排放的廢水，以節(jié)約新鮮水。 冷鼓工段焦油氨水分離形成的剩

12、余氨水含有焦油、NH4+-N、COD酚、富、硫化物等污染物。 煉焦車間上升管水封、冷鼓、脫硫、氨回收過程設備水封和管道水封裝置、沖洗地坪及其他排水，含有焦油、NH4+-N、COR硫化物等污染物。 硫氨工段油水分離器等設備排出的污水，含有NH4+-N、COD、揮發(fā)酚等污染物。 粗苯工段油水分離器等設備排出的污水，主要成分為油、COD等。 冷卻循環(huán)系統(tǒng)排出的循環(huán)外排水，含有鹽類物質，污染成分少，可全部復用。 生活污水，污染物為CODBODNH4+-N、石油類、SS等。 煤氣管道冷凝水，含有酚、CN-、NH3、硫化物等。 化學水處理系統(tǒng)排水，含有一定的酸性。高爐煤氣水和轉爐煤氣水，主要污染物為SS和

13、COD2、焦化廢水特點受原煤性質、煉焦工藝、化工產品回收方式、季節(jié)等因素的影響，在焦炭煉制、煤氣凈化及化工產品回收過程中產生的焦化廢水其水質成分及其含量有顯著差異，組成焦化廢水的污染物一般由NH4+-N、氰化物、硫化物、硫氰酸鹽、酚類化合物、多環(huán)芳香族化合物及含氮、氧、硫的雜環(huán)有機化合物等組成，總體性質表現(xiàn)為NH4+-N、酚類及油份濃度高、有毒及抑制性物質多、生化處理過程中難以實現(xiàn)有機污染物的完全降解、對環(huán)境構成嚴重污染，是一種典型的高濃度、高污染、有毒、難降解的工業(yè)有機廢水。(1) 廢水成分復雜，含有數十種無機和有機化合物，其中無機化合物主要含有大量銨硫氰化物、硫化物、氰化物等，有機化合物主

14、要有酚類，單環(huán)及多環(huán)芳香族化合物，同時也含有氮、硫、氧等雜環(huán)化合物等。(2) 廢水中污染物濃度高，難于降解，由于焦化廢水氮的存在，致使生物凈化所需的氮源過剩，廢水中的NH4+-N的濃度可超出500mg/L，COD的濃度可超過4000mg/L，酚的含量可超過700mg/L，由于污染物濃度高，給處理達標帶來較大困難。(3)廢水排放量大，每噸焦用水量大于2.5噸，一般40X140/a設計能力的焦化廠排廢水量將超出1000t/d。(4) 危害大，焦化廢水中多環(huán)芳烴不但難以降解，通常還是強致癌物質，不但會對環(huán)境造成嚴重污染，同時也直接威脅到人類健康。(二)工藝對比由于廢水成分復雜且污染物濃度高，難于降解

15、。因此經過前段生化后的出水可生化性很差，很難進一步的通過生化工藝將剩余污染物去除。因此需要考慮采用物理化學的方法來處理，提高可生化性后再進行生化處理或者直接處理達標。對于該類難生化的污水，物理化學方法常用的有兩大類，吸附與混凝沉淀、高級氧化技術。1. 吸附及混凝沉淀1.1 吸附法吸附法處理廢水，就是利用多孔性吸附劑吸附廢水中的一種或幾種溶質，使廢水得到凈化。常用吸附劑有活性炭、磺化煤、礦渣、硅藻土等。這種方法處理成本高，吸附劑再生困難，不利于處理高濃度的廢水。膨潤土粘土礦對焦化廢水中氨氮的吸附作用，研究表明天然膨潤土能夠有效地吸附焦化廢水中的氨氮；顆粒膨潤土的吸附效果優(yōu)于粉狀膨潤土。粉末活性炭

16、和柱狀活性炭對焦化廢水COD的去除效率，結果表明，粉末活性炭對COD的去除率可高達98.5%;同時，粉末活性炭的顆粒有一個最佳尺寸范圍，粒徑為0.09mm的粉末活性炭對焦化廢水COD的去除率最高。粉煤灰處理廢水是近幾年粉煤灰綜合利用研究的熱點之一。粉煤灰主要成分是二氧化硅和硅酸鹽。用粉煤灰作為吸附劑深度處理焦化廢水時，脫色效果好，對COD、揮發(fā)酚、油等的去除效果好，費用低。粉煤灰處理廢水的機理得到了初步認識，其作用基本上以吸附為主，包括物理吸附和化學吸附，吸附規(guī)律符合Freundlich吸附等溫式。粉煤灰作吸附劑凈化處理焦化生化出水廢水的研究，指出，當粉煤灰添加量為1.5g/100mL和浸漬時

17、間為20-25min的條件下，處理后的廢水除氨氮外，其他各項指標均可達到外排標準。不足之處：由于大規(guī)模工程類應用需要消耗大量的吸附劑，因此處理成本高，且設備規(guī)模大，因此占地面積大、投資也高。同時由于吸附劑的消耗量大，因此吸附劑以及使用后的廢吸附劑的儲存設施、運輸費用都高，這樣也增加了占地面積及一次性投資，同時也增加了運行成本。1.2 混凝沉淀法混凝法是向廢水中加入混凝劑并使之水解產生水合配離子及氫氧化物膠體，中和廢水中某些物質表面所帶的電荷，使這些帶電物質發(fā)生凝集?；炷ǖ年P鍵在于混凝劑，目前國內焦化廠家一般采用聚合硫酸鐵（PFS）助凝劑為聚丙烯酰胺（PDM）?；炷吻宸ㄔ诮够瘡U水處理中的應用

18、，生產實踐證明，采用混凝澄清法對焦化生化后廢水進行深度處理，聚合硫酸鐵（PFS的投加量在20-30mg/L,聚丙烯酰胺的投加量在0.25-0.13mg/L,能夠去除45%的COD37%勺富化物，達到較好效果。上海焦化總廠選用厭氧-好氧生物脫氮結合聚鐵絮凝機械加速澄清法對焦化廢水進行綜合治理，使出水中COD<158mg/L，NH4+-N<15g/L。專用¥M凝劑M180,該藥劑可有效去除焦化廢水中的CODcr色度、F和總CN等污染物，使廢水出水指標達到國家排放標準。近年來，新型復合混凝劑在焦化廢水的處理中的應用得到廣泛的研究。硫鐵礦燒渣經過酸浸、聚合等工序而制備成的一種化學

19、性質穩(wěn)定、易溶于水的堿式氯化硫酸鐵的聚合物，同時含有一定量的鋁、鈣、鎂、鋅等高價離子，介紹了新型復合混凝劑的混凝機理及處理焦化廢水工藝，通過實驗室小試及工業(yè)擴大實驗，確定了藥劑的最佳投入量及最佳pH值，以達到最佳的凈水效果。不足之處：由于混凝沉淀的處理出水效果有限，因此在處理指標嚴格的情況下，無法達到處理目的。2. 高級氧化技術2.1 催化氧化法催化氧化法是利用復合氧化劑或光（或微波）照射某些物質，或者通過非均相催化途徑產生氧化能力極強的OH在降解廢水時具有以下特點：O是高級氧化過程中間產物，作為引發(fā)劑誘發(fā)后面的鏈反應發(fā)生，對難降解的物質特別適用；OHL乎無選擇地與廢水中的任何污染物反應，直接

20、將其氧化為CO2、水或鹽，不會產生新的污染；它是一種物理-化學處理過程，很容易控制，以滿足各種處理要求；反應條件溫和，是一種高效節(jié)能型的廢水處理技術。濕式催化氧化法、光催化氧化法、均相催化氧化法、多相催化氧化法、電催化氧化法和微波強化氧化法。（1）濕式催化氧化法濕式催化氧化法是80年代國際上發(fā)展起來的一種治理高濃度有機廢水的新技術，是在一定溫度、壓力下，在催化劑作用下，經空氣氧化使污水中的有機物、氨分別氧化分解成CQ,H2O及N2等無害物質，達到凈化目的。煉焦化工、石油化工，特別是有毒污染物如農藥、染料、橡膠、合成纖維、易燃、易爆及難于生物降解的高濃度廢水都適合于濕式催化氧化處理。其特點是凈化

21、效率高，流程簡單，占地面積少。濕式催化氧化技術的反應機理為：污水中氨氮、氰、硫氰化合物、有機物等含氮化合物經氧化分解最終生成N2、CQ、SQ2-等，其主要反應式如下：NH3+3/4O2-2HO+1/2N2NH4SCN+7/2O-H2O+N2+H2SO1+CQ酚類、烴類以及一般構成BOD5，CODcr的組分，經濕式催化氧化后也生成CQ和H2O等，如酚的分解：06H5OH+7Q3HO+3CO由于反應是在較高溫度、壓力下進行的，要求設備耐高溫、耐腐蝕，所采用催化劑也較昂貴，故基建投資較高。該工藝對于低濃度污水雖不合適，但對高濃度且難生化降解的有機污水、廢液，不失為較理想的處理工藝。杜鴻章等研制出適合

22、處理焦化廠蒸氨、脫酚前濃焦化污水的濕式氧化催化劑，該催化劑活性高，耐酸、堿腐蝕，穩(wěn)定性高，適用于工業(yè)應用，對CODcr及NH4+-N的去除率分別為99.5%及99.9%。（2）光催化氧化法利用光化學（AOP氟化降解廢水中污染物是近20年來迅速發(fā)展的新領域。研究表明，若水樣中存在氧化劑或半導體粉末催化劑，經過一定強度的光照射，便能產生多種形式的活性氧和自由基，使溶解或分散于水中的有機物氧化，直到礦化成水、CO2和其它無機物。它是用光敏化半導體為催化劑，以H2O和O2為氧化劑，在化學氧化和紫外光輻射的共同作用下，使有機物氧化降解。AOP技術特別適合不飽和有機化合物、芳烴和芳香化合物的降解，且反應條

23、件溫和，無二次污染?，F(xiàn)己開發(fā)的人工光源（如汞燈、氛燈系列）或日光均可用于光解。對目前某些生化法或化學法難降解的高濃度有機廢水，可先用AOP技術氧化，使難降解的大分子變成小分子，再輔以常規(guī)方法處理。朱春媚等人試驗證明，用該法處理焦化廢水，揮發(fā)酚的去除率可達86.3-100%。高華等人研究在焦化廢水中加入催化劑粉末，在紫外光照射下鼓入空氣。結果表明該方法可將包括多環(huán)芳炫（PAH在內的所有有機毒物和顏色有效去除。紫外光催化氧化法較普通光氧化法具有去除能力強、反應迅速的特點，頗有發(fā)展前途。曹曼等人用光催化氧化法處理焦化廢水，并研究了催化劑、pH、溫度和時間對處理效果的影響，研究發(fā)現(xiàn)，加入催化劑后，經過

24、紫外光照射1h，可使廢水中所有的有毒物和顏色全部除去。（3）均相催化氧化法均相催化氧化法通過向反應溶液中加入可溶性的催化劑，以分子或離子水平對反應過程起催化作用。研究最為廣泛深入的Fenton試劑法即屬于均相催化氧化，它用H2O2為氧化劑，F(xiàn)e2+或Fe3+為催化劑，以加快H2O2分解為OH使溶液中的有機物被OH速氧化降解。朱靜等人利用Fenton試劑對焦化廢水進行初步的處理，使其CODcr去除率達80%以上，再用活性炭進行深度處理，使CODcr<40mg/L,總去除率達98%以上。Fenton法的缺點是氧化劑的利用率低，處理成本較高，反應中需加入均相催化劑，對均相催化劑的回收困難，容易

25、引起二次污染等。但對于毒性大，一般氧化劑難氧化或生物難降解的有機廢水的處理仍是一種較好的方法，再與其它方法聯(lián)用，可降低處理成本，擴展Fenton試劑的應用范圍。Fenton試齊是由H2O2和Fe2+混合得到的一種強氧化劑，由于其能產生氧化能力很強的0由由基，在處理難生物降解或一般化學氧化難以奏效的有機廢水時，具有反應迅速，溫度和壓力等反應條件緩和且無二次污染等優(yōu)點。因此，近30年來越來越受到國內外環(huán)保工作者的廣泛重視。劉紅，周志輝采用Fenton試劑氧化聯(lián)合聚硅硫酸鋁混凝沉降的方法，對氣浮-隔油后的焦化廢水進行了試驗研究，獲得了良好的效果，為該工藝實際處理焦化廢水提供了科學依據。試驗證明，在最

26、佳處理條件下，廢水的COD值可由1173.0mg/L降至38.2mg/L,符合國家一級排放標準，COD去除率達到96.7%o（4）多相催化氧化法多相催化氧化法是催化氧化法中最新的一項技術。它克服了均相催化氧化法催化劑難以回收、藥劑費高、引入雜質等問題。多相催化氧化法一般在固相與液相（有時也有氣相）間進行，由于固體催化劑種類繁多，水中有機物也是多種多樣，催化劑與有機物是否匹配決定了催化反應的可行性、氧化深度和處理效率。李鵬程等人研究以丫AI2O3為載體，采用浸漬法制備了CuO,MnO2及MnO2/K2O等3種負載型催化劑。以臭氧為氧化劑，采用多相催化氧化法，處理煤制氣廠和焦化廠的含酚氰廢水。結果

27、表明：這3種催化劑能顯著地提高酚和氰的去除速率和去除率，其中MnO2/K2O催化劑對含酚300mg/L,含富50mg/L的酚富廢水的氧化速度提高了3-5倍，酚和富的去除率大于90%,CODcr去除率大于80%。朱靜等人用載銀活性炭作吸附催化劑與過氧化氫一起對焦化廢水作深度處理，可有效降低CODcr值。在pH=3的條件下，3.4%的H2O2溶液作氧化劑，用載銀活性炭作吸附催化劑，可使焦化廢水的H2O2從2351.3mg/L降至300mg/L以下，去除率達87.67%以上。（5）電催化氧化法電催化反應的基本原理是在電極表面的電催化作用下或在由電場作用而產生的自由基作用下使有機物氧化。電催化反應中，

28、通過電解產生的O2和外源O2在陰極上還原產生H2O2：酸性下：O2+2H+2eH2O2堿性下：O2+H2O+2e-HO+OHHO2-+H2OH2O2+OH而體系中的羥基自由基，則可在金屬催化劑作用下產生。其中金屬催化劑的還原態(tài)用Mred表示，而氧化劑用MOX表示。酸性下：Mred+H2O2+H+MOX+-OH+2O堿性下：Mred+H202fMOX+OH+OHR+-OH機分解產物這樣，電催化體系中的有機物（R施O陣用下，發(fā)生快速氧化反應及自由基鏈反應，使有機物迅速去除。LichoungChiang人采用PbQ/Ti作為電極，對電化學氧化法處理焦化廢水進行了研究。結果表明，電解2h后，廢水中CO

29、Dcr由2143mg/L降到226mg/L,去除率為89.5%。廢水中約為760mg/L的NH4+-N也被同時去除。（6）微波強化氧化微波氧化的優(yōu)點：微波強化氧化技術處理難降解有機廢水具有高效、節(jié)能、省時、操作條件簡單、可控性強、無二次污染等優(yōu)點。微波氧化存在的問題：至今微波與氧化劑聯(lián)用的研究尚處于基本技術方法探索階段，主要集中在功率、輻照時間、反應溫度及氧化劑濃度等因素對氧化降解有機物效果影響的研究，現(xiàn)有的機理解釋還在探索階段，主要存在如下問題：A.微波對（類）Fenton體系中Fe（皿水解形態(tài)及水解特征有何影響？這種影響對（類）Fenton體系的氧化能力和絮凝能力有什么作用？對于特定有機物

30、到底是哪種作用占主導？B.微波是通過降低有機物的反應活化能還是通過提高體系氧化能力起作用或者兩者同時發(fā)生作用？C.Ni、Cu等具有強微波吸收能力的重金屬存在對微波/氧化體系產生何種影響？是否存在類Fenton效應？能否加速反應進程、提高氧化能力和吸附混凝能力？D.目前利用微波強化氧化處理難降解物質的研究大多數采用靜態(tài)的或間歇式的處理方式，在動態(tài)條件下即在微波強化氧化連續(xù)運行狀態(tài)下，系統(tǒng)能否達到高效去除率？持續(xù)微波和間歇微波對系統(tǒng)氧化能力的影響有多大？對于工業(yè)應用微波氧化技術需要解決的問題如下：A.高效穩(wěn)定的微波誘導催化劑的制備。B.微波輔助降解有機物的機理有待進一步研究，大型的連續(xù)流微波反應器

31、的開發(fā)以及輻射防護等。C.大多數研究都局限于單一成分模擬廢水，需對實際廢水尤其是成分復雜的有機廢水進一步研究。D.采用更豐富的表征手段進一步研究微波與其他催化氧化技術的協(xié)同作用機理。微波的危害：A.微波可使長期接觸者產生神經衰弱癥候群及植物神經功能紊亂。B.微波可以引起機體免疫功能紊亂。C.微波是誘變因子，使染色體斷裂，可誘發(fā)染色體畸變，對腦DNA有影響。D.微波可是眼的晶狀體混濁，加速晶狀體老化，甚至可致微博白內E.微波可使心血管系統(tǒng)，血液、內分泌系統(tǒng)及性功能發(fā)生改變。F.微波有致突變、致畸、致癌的作用。2.2臭氧氧化（1）臭氧氧化的優(yōu)點：A.氧化能力強，能在消毒時兼代處理許多其他的水質問題

32、。B.殺菌效果顯著，作用迅速。C.臭氧消毒效果受水質影響小。D.廣譜高效。（2）臭氧氧化的缺點：A.臭氧不穩(wěn)定，容易自行分解，半衰期短，就地生產使用。B.臭氧系統(tǒng)設備復雜，維修保養(yǎng)要求高，人員素質要求高。C.能耗、投資、成本較大。D.臭氧氧化產生副產物。咻然有機物與臭氧反應形成的氧化副產物，主要是甲醛。國標小于900ug/L喉離子與臭氧反應生成的副產物，澳酸鹽。國標小于10ug/L3）臭氧的危害：A.臭氧濃度過高時可產生光化學煙霧，它強烈人的呼吸道，造成咽喉腫痛、胸悶咳嗽、引發(fā)支氣管炎和肺氣腫。B.臭氧會造成人的神經中毒，頭暈頭痛、視力下降、記憶力衰退。C.臭氧會對人體皮膚中的維生素E起到破壞

33、作用，致使人的皮膚起皺、出現(xiàn)黑斑。D.臭氧還會破壞人體的免疫機能，誘發(fā)淋巴細胞染色體病變，加速衰老，致使孕婦生畸形兒。E.臭氧對電工電子產品有嚴重的腐蝕作用。F.它可使天然或化學纖維織物、染料、油漆、塑料，特別是橡膠等非金屬材料加速老化、分裂、脆裂。G.臭氧還使燃油、潤滑油變質。H.臭氧會降低空氣的抗電強度，致使產品表面龜裂或零部件破裂，使電性能降低，機械部件失靈。高級氧化的各類技術或多或少的存在不同的優(yōu)缺點，但總體來說投資高，運行費用高，部分技術操作條件要求高，且若防護措施不到位會對環(huán)境和人員健康危害較大。3.生化技術針對該類廢水，脫氮除碳是處理工藝的核心，近些年生物脫氮法發(fā)展很快，在傳統(tǒng)的

34、多級活性污泥生物脫氮法的基礎上，為提高脫氮效率，降低運行成本和費用、減少占地面積、便于操作、降低能耗、避免二次污染等方面考慮，國外開發(fā)了許多各具特色的脫氮工藝。如前置反硝化單級活性污泥除磷脫氮法A/O工藝和其改進工藝（BardenpHo工藝、Phoredox工藝）；A2/O工藝及其改進工藝（UCTVIP工藝及改良UCT工藝）；序批式活性污泥法SBR工藝及改進工藝（ICEAS，DAT-IAT、CASS、IDEA、UNITANK、MSBR）；AB工藝及改進工藝ADMONT工藝，LINPORN工藝，LINPORC/N工藝，氧化溝工藝，固定化微生物技術，膜生物反應器工藝（MBR）等等。上述生物脫氮工藝

35、皆已實施了工程應用，無論是工業(yè)廢水要是城市污水，采用A/O法，A2/O法工藝進行除磷脫氮已很普遍。CASSE藝無論在工業(yè)廢水和城市污水處理中皆已實施了工程應用。此外AB法、ICEASUNITANKMSBR等工藝皆已在我國應用。氧化溝法、生物濾塔、生物濾池在低濃度氨氮費用中的脫氮效果也很好。目前亦有一些生物脫氮新工藝，比如：短程硝化工藝、SHARON工藝、厭氧氨氧化（ANAMMOX）工藝、OLAND工藝、SND工藝。若能成功地實施應用的話，可望大大降低生物脫氮工藝的能耗。但是，目前這些工藝仍存在諸多問題，所以沒有大規(guī)模的應用于實踐。我單位聯(lián)合大連理工大學也對短程硝化和厭氧氨氧化工藝進行過很多研究

36、，這些工藝目前由于工藝自身各種各樣的原因所以未能實現(xiàn)工業(yè)化擴展。F面就上述部分工藝進行對比3.3.1 SBRX藝SBR!藝又稱間歇式活性污泥法，也稱序批式活性污泥法，是在一個反應器中周期性完成生物降解和泥水分離過程的污水處理工藝，在典型的SBR反應器中，按照進水、曝氣、沉淀、排水、閑置等5個階段順序完成一個污水處理周期。SBR是最早的污水處理工藝。近年來隨著自動化水平的提高和設備制造工藝的改進，設計合理的SBR工藝具有良好的除磷脫氮效果，因此今年來備受關注，成為污水處理工藝中應用最廣泛的工藝之一。SBR工藝是目前發(fā)展變化最快的污水處理工藝，SBR工藝的新變種有間歇式循環(huán)延時曝氣活性污泥工藝（I

37、CEAS），間歇進水周期循環(huán)式活性污泥工藝（CAST）、連續(xù)進水周期循環(huán)曝氣活性污泥工藝（IDEA）等。SBR!藝特點如下：1）運行靈活?？筛鶕克|的變化調整各時段的時間，或根據需要調整或增減處理工序，以保證出水水質符合要求；2）近似于靜止沉淀的特點，使泥水分離不受干擾，出水SS較低且穩(wěn)定。3）在處理周期的開始和結束時，反應器內水質和污泥負荷經歷了一個由高到低的變化，溶解氧則由低到高。就此而言，SBR!藝在時間上具有推流反應器的特征，因此不易發(fā)生污泥膨脹；4) SBR反應器在某一時刻，池內各處水質均勻，具有完全混合的水力學特征，因此具有較好的抗沖擊負荷能力；5) SBR一般不設初沉池，生物

38、降解和泥水分離在一個反應器內完成，處理流程短。但SBR!藝也具有諸多缺點：1.1.1 SBR為序批式反應器，對特定的污水來水，比較節(jié)省占地面積。但本工程由于污染物濃度較高，停留時間很長(需要約100h左右的停留時間)，因此若應用SBR工藝，占地面積會極大的增加，從而導致一次性投資增加。2)菌種在同一反應器的不同時間經歷曝氣，閑置等多個過程，菌種的特性不能很好的體現(xiàn)。因此，在本工藝中我單位不應用SBR!藝。1.1.2 氧化溝工藝氧化溝又稱連續(xù)循環(huán)式反應池或“循環(huán)曝氣池”，氧化溝是活性污泥法的一種改性，它把連續(xù)式反應池用作生物反應池。污水和活性污泥混合液在該反應池中以一條閉合式曝氣渠道進行連續(xù)循環(huán)

39、。氧化溝通常在延時曝氣條件下使用，這時水和固體的停留時間廠，有機物質的負荷低。氧化溝曝氣池的占地面積比一般的生物處理要大很多，但由于其不舍初沉池，一般也不建污泥厭氧消化系統(tǒng)，因此節(jié)省了構筑物之間的空間，總體來說，占地面積比一般反應器大不太多。氧化溝的技術特點，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：1）處理效果穩(wěn)定，出水水質較好，并且有較強的脫氮功能，有一定的抗沖擊負荷能力；2）工程運行費用比其他生物處理技術持平或略低；3）機械設備較少，運行比較方便；4）管理、運行簡單5） 剩余污泥少，污泥不經消化也容易脫水，污泥處理費用較低；6）氧化溝工藝與其它工藝相比，臭味較??；7）曝氣強度可以調節(jié)，反應器具有推流式流態(tài)

40、的某些特征。但是由于氧化溝的上述特點，因此也形成了一定的缺陷，在很多場合并不適用：1）氧化溝工藝占地面積比其它工藝大；2）氧化溝工藝的曝氣形式屬于表面曝氣，因此氧氣的利用率不高，不適合處理高濃度有機廢水，在一些城市污水處理廠應用效果較好；鑒于此，本工程我們不采用氧化溝工藝。1.1.3 短程硝化工藝（1）短程硝化工藝簡介工藝是由荷蘭的Delft大學開發(fā)的一種全新的脫氮工藝。在堿度充足的條件下，廢水中50%的氨氮被亞硝酸菌氧化為亞硝態(tài)氮。NH4+HCO30.75O20.5NH4+0.5NO2-+CO2+1.5H2O該工藝除了要求有足夠的碳酸氫根堿度外，還要求有較高的溫度。當溫度高于25耐，亞硝酸菌

41、的世代時間比硝化菌的世代間短，因此控制泥齡可將硝化菌清洗出系統(tǒng)而留下亞硝化菌在系統(tǒng)，以確保硝化反應停留在亞硝化階段。若出水對氨氮要求高，還需在缺氧條件下，以有機物為電子供體將亞硝酸鹽反硝化生成氮氣去除。（2）短程硝化工藝優(yōu)點1）在硝化階段減少了亞硝酸鹽向硝酸鹽的轉化過程，降低了耗氧量，相對傳統(tǒng)工藝減少了能耗；2）在反硝化階段減少了硝酸鹽向亞硝酸鹽轉化的過程，減少了有機碳源的用量，較傳統(tǒng)后置反硝化降低了運行費用；3）縮短了反應過程，使反應時間縮短，減少了反應器容積，降低投資運行費用；4）硝化和反硝化在同一反應器中進行，則硝化產生的酸度與反硝化產生的堿度互相抵消，可以節(jié)約大量用來調節(jié)pH值的酸和堿

42、。（3）短程硝化工藝的影響因素及缺點1）溫度影響（需要很好的保溫措施）亞硝酸菌生長的臨界條件是28，只有高于此溫度時，亞硝酸菌生長才具有較好的穩(wěn)定性，且亞硝酸菌的比增長速率隨著溫度升高而升高。但當溫度高于35時，就不適宜亞硝酸菌的生長。尤其在冬季運行時，效果不能保證。2）需要嚴格控制pH值在8，溶解氧較低溶解氧低溶解氧情況下，有利于亞硝酸反應的進行，也有利于反硝化的進行。實現(xiàn)亞硝酸鹽積累的適宜pH值是8.0左右。工程上很難控制，要求自動化程度很高。3）游離氨抑制游離氨為11.5mg/L時，對硝化產生抑制作用，而對亞硝化不產生影響；當游離氨濃度為7mg/L時，對亞硝化產生抑制作用。工程中此廢水出

43、水在蒸餾后，曾偏堿性，游離氨較高，會對此過程造成抑制。4）控制點多、控制困難控制溫度在2835，DO為0.5mg/L左右，pH為7.58.5、游離氨濃度在510mg/L，最有利于亞硝酸鹽的穩(wěn)定積累。在工程上同時控制幾個點，相對困難，要求很高的操作與控制水平。5）亞硝酸鹽積累全程硝化的亞硝態(tài)氮濃度始終較低，而短程硝化的亞硝態(tài)氮濃度逐漸升高且增加速率保持穩(wěn)定，如控制不當，形成亞硝酸鹽積累，會產生很大的毒性，影響生物的正常運行，本身亞硝酸鹽屬于致癌物質，不容許排放到水體。6）工藝不成熟目前大多數的短程硝化都是在SBR系統(tǒng)中實現(xiàn)的（要求自動化程度非常高）。對于實際應用較多的連續(xù)流系統(tǒng)中的短程硝化反硝化

44、的研究較少；有限的研究報道主要集中在高氨氮垃圾滲濾液等特殊污水的處理和A/O工藝中。該工藝只適合溫度較高的污泥消化液處理，在處理其它污水時將大量的污水加熱到30以上是不現(xiàn)實的。在常規(guī)條件下，如何實現(xiàn)長久穩(wěn)定的亞硝酸鹽積累還有待于進一步研究。（大部分在研究階段，國內應用少）。7）運行不穩(wěn)定國內報道的采用短程硝化工藝的工程大多由于運行條件不穩(wěn)定而最終改成了全程硝化工藝，該工藝在國內依然處于實驗室階段。鑒于此，我單位不采用此工藝。3.3.4厭氧氨氧化工藝（1）厭氧氨氧化簡介該工藝由荷蘭Delft大學在20世紀90年代開發(fā)的一種新型脫氮工藝。其他點是在厭氧條件下，更貼切的說法是在缺氧條件下，以氨氮為電

45、子供體，以NO2-N為電子受體，將氨氮氧化為氮氣。其反應如下：NH4+NO2N2+2H2O-358kJ/molNH4上述反應是在自養(yǎng)菌的作用下發(fā)生的，此種自養(yǎng)菌生成速度很慢，泥齡又長，但剩余污泥量少。該工藝過程對環(huán)境條件的變化十分敏感。（2）厭氧氨氧化工藝的優(yōu)點1）容積效率高；2）供氧能耗??；3）不需要外加碳源。（3）該工藝的影響因素及缺點1）不適用于中、低氨氮廢水此工藝可將氨氮從1100mg/L降到560mg/L、在1000mg/L的氨氮和硝態(tài)氮下不會受到抑制，但在100mg/L的亞硝酸鹽的條件下，厭氧氨氧化過程會受到限制。大多數厭氧氨氧化是在高氨氮濃度條件下研究開發(fā)的，因此中、低氨濃度條件

46、下的研究仍有待進一步進行。而且厭氧氨氧化試驗研究所采用的污水大多為人工配水，與實際污水的水質存在較大的差距。2）有機物抑制厭氧氨氧化工藝并不能去除有機物，但有機物對厭氧氨氧化過程會產生一定的影響，目前對于有機物影響的研究還相對欠缺。溶解性可降解COD對厭氧氨氧化產生強烈抑制。有機碳源也會影響厭氧氨氧化菌的活性。甲醇、乙醇均會對ANAMMOX產生抑制，0.5mmol/L的甲醇會對其產生直接的、完全的且不可逆的抑制影響。楊洋等采用葡糖糖做有機碳源，測試了有機物對厭氧氨氧化污泥活性的影響。結果表明，在大量有機物存在時，會抑制厭氧氨氧化污泥的活性，使污泥表現(xiàn)出較高的反硝化活性。有機物的存在使廢水的硝酸

47、鹽轉化為氮氣，而氨氮不能被反應，也就失去了了去除氨氮的功能。3）pH值與溶解氧抑制厭氧氨氧化菌最佳pH值為7.09.0。其對氧氣很敏感，當DO>2mol/L厭氧氨氧化菌的活性就會完全抑制。所以此工藝不能放在好氧后，水中的剩余溶解氧會使整個工藝徹底失敗。4）溫度要求溫度是影響厭氧氨氧化反應器啟動的一個重要因素，多數啟動研究都將溫度控制在3035，常溫下啟動厭氧氨氧化反應器的報道很少見。而實際工程中溫度往往較難控制或者成本較高。5）控制點多厭氧氨氧化反應的影響因素主要有溫度、pH值、DO、氨氮與亞硝態(tài)氮的比值、溶解氧、可降解的有機物等，條件不適宜時難以成功啟動厭氧氨氧化反應器。造成控制非常的

48、嚴格，有一個條件不適合，都會影響厭氧氨氧化。6）啟動時間非常漫長厭氧氨氧化反應器啟動時間長，實驗室一般需要36個月，工程應用啟動時間更長，一般在一年以上，主要是因為厭氧氨氧化細菌數量少，同時此細菌的繁殖很慢，繁殖倍增時間超過11天，世界上第一座生產性裝置的啟動時間長達3.5年。7）氨氮與亞硝態(tài)氮的比值的影響保持較為恒定的氨氮與亞硝態(tài)氮的比值對厭氧氨氧化很重要，并且很難控制，如何實現(xiàn)這個目標仍是尚待解決的問題。8）低負荷、低去除率單級短程硝化-厭氧氨氧化工藝存在氨氮負荷和去除率低，運行不穩(wěn)定等問題。9）目前全世界都處于研究階段此工藝在少數發(fā)達國家有應用，但仍然處于研究階段，在我國基本還停留在實驗

49、室階段，中試及以上的應用還未見報道。鑒于此，我單位不采用此工藝。3.3.5A/O工藝A/O脫氮工藝是一種有回流的前置反硝化生物脫氮工藝，由前段缺氧池，后端好氧池串聯(lián)組成。該工藝與傳統(tǒng)的生物脫氮工藝相比的主要特點如下：1）流程簡單，構筑物少，大大節(jié)省了基建費用；2）在原污水C/N較高時，不需外加碳源，以原污水中的有機物為碳源，保證了充分的反硝化，降低了運行費用，因此節(jié)能是A/O法除氮的主要特色；3）好氧池設置在缺氧池之后，可使反硝化殘留的有機物得到進一步去除，提高出水水質；4）缺氧池在好氧池之前，一方面由于反硝化消耗了一部分碳源有機物，可減輕好氧池的有機負荷，另一方面，也可起到生物選擇器的作用，

50、有利于控制污泥膨脹；同時，反硝化過程產生的堿度也可以補償部分硝化過程對堿度的消耗；5）該工藝在低污泥負荷、長泥齡條件下運行，因此系統(tǒng)剩余污泥量少，有一定穩(wěn)定性；6）便于在常規(guī)活性污泥法基礎上升級改造；7）混合液回流比的大小，直接影響系統(tǒng)的脫氮效率，一般混合液回流比取200%-500%,太高則動力消耗太大。太低，不能有效的去除總氮。鑒于以上優(yōu)勢，我單位處理本焦化廢水采用A/O的進化工藝A2/O2工藝，并在好氧段將脫碳和脫氮分開，使反應器內菌種保持高效性，且在好氧段采用我單位的專有技術，從而提高氧氣的利用率，節(jié)省運行成本?；谝陨系母黝惣夹g對比，以及結合我單位多年類似工程的經驗，我單位決定采用DY

51、超電位電解+曝氣生物濾池的主體深度處理工藝。處理工藝方案1. 工藝流程2. 工藝流程介紹2.1 預處理單元（1）澄清槽由于焦化廢水中含有較多的油類和SG對于各個系統(tǒng)的運行均有影響，因此設置澄清梢將廢水中的主要油類和SS去除，保證后續(xù)系統(tǒng)和設備的穩(wěn)定運行。（2）混凝氣浮系統(tǒng)該單元主要去除絕大部分油類、懸浮物質和部分CODBOD,減輕后續(xù)生化系統(tǒng)的處理負荷，保證了后面蒸氨塔和生化處理的正常進行?；炷A段污水中加入混凝劑達到壓縮雙電層或吸附電中和作用，使膠體脫穩(wěn)。而高分子混凝劑具有的松散網狀長鏈結構也對膠粒進行吸附達到聚集、架橋的目的。從而形成了絮狀物的沉淀，而在其沉淀過程中的卷掃（網捕）作用也使得

52、水中未被脫穩(wěn)或者聚集的微粒部分隨其下沉，從而達到將水中的膠體、微粒等去除的目的。氣浮就是向水中通入空氣，產生微細的氣泡，使水中的細小懸浮物、絮體等黏附在氣泡上，隨氣泡一起上浮到水面，形成浮渣，達到去除水中懸浮物，改善水質的目的。氣浮的適用范圍：時用于分離含油污水中的懸浮物和乳化油；時代替活性污泥法的二沉池，對曝氣池出流混合液進行固液分離，或者取代已建二沉池的活性污泥工藝中的污泥濃縮池；口可分離回收工業(yè)廢水中的有用物質，如造紙廢水中的紙漿等；口可分離分子或離子狀態(tài)存在的物質，如金屬離子、表面活性劑等；氣浮的優(yōu)點：喉浮增加了水中的溶解氧，浮渣含氧，則不易腐化，有利于后續(xù)處理；喉浮表面負荷高，水力停

53、留時間短，池深淺，體積??；口浮渣含水率低，一般低于96%,排渣方便；"投加絮凝劑處理廢水時，氣浮法需藥量較少；氣浮可分為電解氣浮、散氣氣浮和加壓溶氣氣浮，其中以加壓溶氣氣浮效果最為理想。加壓溶氣氣浮優(yōu)點：雌加壓情況下，水中空氣溶解度大，能夠提供足夠的溶氣量，以滿足不同要求的氣浮要求；映然減壓釋放產生的氣泡直徑?。?0100小機粒徑均勻，微氣泡上浮穩(wěn)定，對液體擾動小，特別適用于松散絮體和細小顆粒的固液分離；晞程簡單，維護方便。（3）蒸氨塔蒸氨在焦化廢水處理中是一個非常重要的環(huán)節(jié)，焦化廢水氨氮含量很高，用普通的生化法不能有效的去除，且高濃度的氨氮會對生化反應造成抑制作用，所以污水首先要進

54、行蒸氨。本方案建議在保證蒸氨系統(tǒng)塔頂溫度的同時，保證液堿的加入量，使蒸氨后的廢水pH值在9左右，保證蒸氨出水氨氮<200mg/L（4）隔油均和池在污水處理系統(tǒng)中，由于生物處理單元對污水的水質水量比較敏感，所以需設置合適尺寸的調節(jié)池，對不同時間進入處理系統(tǒng)的污水進行水質水量的調節(jié)。污水進入隔油均和池，污水在其中進行水量、水質的調節(jié)。廢水水量和水質在不同時間內有較大的差異和變化，為使管道和后續(xù)構筑物正常工作，不受廢水的高峰流量和濃度的影響，設置均和池，把排出的高濃度和低濃度的水混合均勻，保證廢水進入后序構筑物水質和水量相對穩(wěn)定，便于生物處理的穩(wěn)定。該池利舊。2.2 生物處理單元（1）缺氧池、好氧池隔油均和池出水自流進入缺氧池，缺氧池部分加裝填料，并恢復潛水攪拌機功能，且缺氧池不進行間歇曝氣，前部分主要用于進行缺氧反應，后部分起到水解酸化池的作用。水解酸化池進行水解酸化反應。厭氧微生物對于雜環(huán)化合物和多環(huán)芳烴中環(huán)的裂解，具有不同于好氧微生物的代謝過程，其裂解為還原性裂解和非還原性裂解。厭氧生化處理的主要目的是去除CO于口改善廢水的可生化性。厭氧過程對于濃度較高的有機廢水，可以將廢水中的有機物分解為甲烷等，以氣體的形