申請日2015.11.23
公開(公告)日2017.07.04
IPC分類號C02F9/14; C02F3/30; C02F101/16
摘要
本發(fā)明公開了一種MBBR和活性污泥法復(fù)合的焦化廢水兩級A/O強化生物脫氮工藝，該工藝?yán)脩腋√盍弦自诜磻?yīng)池內(nèi)流化形成MBBR，進(jìn)而與活性污泥形成復(fù)合系統(tǒng)，懸浮填料表面生物膜具有硝化和同步硝化或反硝化功能，系統(tǒng)具有更強的脫氮功能和抗沖擊負(fù)荷能力;O池中懸浮填料的流化可提高充氧效率，曝氣量降低約20%，節(jié)省能耗;兩級A/O間的Fenton反應(yīng)池可提高一級A/O出水的可生化性，減少外加碳源投加量，降低生化段運行成本。該工藝將傳統(tǒng)的活性污泥反應(yīng)池進(jìn)行改造，投加懸浮填料后就可形成MBBR和活性污泥法的復(fù)合系統(tǒng)，強化系統(tǒng)的脫氮功能和抗沖擊負(fù)荷能力，適用于現(xiàn)有焦化廢水處理設(shè)施的提標(biāo)改造。
權(quán)利要求書
1.一種MBBR和活性污泥法復(fù)合的焦化廢水兩級A/O強化生物脫氮工藝，其特征在于，包括如下步驟：
(1)焦化廢水預(yù)處理后進(jìn)入一級A/O，一級A/O的A池和O池中分別投加懸浮填料，填充率為30~50%，通過潛水?dāng)嚢杌蚱貧庾饔檬箲腋√盍显诔貎?nèi)實現(xiàn)全池流化，運行中向一級O池中投加微生物生長所需的磷鹽和硝化所需的堿;一級A池水力停留時間為15~25h，池內(nèi)DO控制在≤0.5mg/L;一級O池水力停留時間為50~80h，池內(nèi)DO控制在2~5mg/L;
(2)一級A/O出水進(jìn)入一級沉淀池，通過重力沉降進(jìn)行固液分離，分離出的硝化液、污泥回流至一級A池，回流比分別為200~400%和50~100%;
(3)一級沉淀池出水進(jìn)入Fenton反應(yīng)池，投加H2O2和FeSO4反應(yīng)30min~1h，然后調(diào)節(jié)廢水pH至8~9，投加聚丙烯酰胺;
(4)Fenton反應(yīng)池出水進(jìn)入二級A/O，二級A/O的A池和O池中分別加有懸浮填料，填充率為30~50%，通過潛水?dāng)嚢杌蚱貧庾饔檬箲腋√盍显诔貎?nèi)實現(xiàn)全池流化，運行中向二級A池中投加反硝化所需的碳源，二級O池中投加硝化所需的堿;生化段出水的COD控制在120~150mg/L之間;二級A池水力停留時間為20~30h，池內(nèi)DO控制在≤0.5mg/L，二級O池水力停留時間為10~20h，池內(nèi)DO控制在2~5mg/L;
(5)二級A/O出水進(jìn)入二級沉淀池，通過重力沉降進(jìn)行固液分離，分離出的污泥回流至二級A池，回流比為50~100%。
2.如權(quán)利要求1所述的一種MBBR和活性污泥法復(fù)合的焦化廢水兩級A/O強化生物脫氮工藝，其特征在于，所述A/O為缺氧/好氧工藝，所述A池為缺氧池，O池為好氧池。
3.如權(quán)利要求1所述的一種MBBR和活性污泥法復(fù)合的焦化廢水兩級A/O強化生物脫氮工藝，其特征在于，所述步驟(1)中所述磷鹽和堿為K2HPO4和Na2CO3，投加量為0.1g K2HPO4/L和0.5gNa2CO3/L。
4.如權(quán)利要求1所述的一種MBBR和活性污泥法復(fù)合的焦化廢水兩級A/O強化生物脫氮工藝，其特征在于，所述步驟(2)中所述一級沉淀池表面水力負(fù)荷為0.5~2.0m3/(m2·h)。
5.如權(quán)利要求1所述的一種MBBR和活性污泥法復(fù)合的焦化廢水兩級A/O強化生物脫氮工藝，其特征在于，所述步驟(3)中H2O2和FeSO4投加量為50~100mg H2O2/L和100~200mgFeSO4/L，聚丙烯酰胺投加量為5mg/L。
6.如權(quán)利要求1所述的一種MBBR和活性污泥法復(fù)合的焦化廢水兩級A/O強化生物脫氮工藝，其特征在于，所述步驟(4)中所述碳源為甲醇，所述甲醇投加量為50~200mg/L。
7.如權(quán)利要求1所述的一種MBBR和活性污泥法復(fù)合的焦化廢水兩級A/O強化生物脫氮工藝，其特征在于，所述步驟(4)中所述堿為Na2CO3，投加量為0.2g Na2CO3/L。
8.如權(quán)利要求1所述的一種MBBR和活性污泥法復(fù)合的焦化廢水兩級A/O強化生物脫氮工藝，其特征在于，所述步驟(5)中二級沉淀池表面水力負(fù)荷為0.5~2.0m3/(m2•h)。
說明書
一種MBBR和活性污泥法復(fù)合的焦化廢水兩級A/O強化生物脫氮工藝
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于難降解廢水處理領(lǐng)域，具體涉及一種MBBR和活性污泥法復(fù)合的焦化廢水兩級A/O(缺氧/好氧)強化生物脫氮工藝。
背景技術(shù)
焦化廢水是鋼鐵工業(yè)焦化廠和城市煤氣廠在生產(chǎn)焦炭、煤氣、焦油以及焦化產(chǎn)品的過程中產(chǎn)生的廢水，主要來源于三個方面：第一是煤干餾和煤氣冷卻過程中產(chǎn)生的剩余氨水，由裝爐煤表面的濕存水、裝爐煤干餾產(chǎn)生的化合水和煤氣管道與集氣管道循環(huán)氧化泵內(nèi)的含油工藝廢水三部分組成，該部分水量占到焦化廢水總量的50%以上;第二是在煤氣凈化過程中產(chǎn)生的廢水，比如煤氣終冷水、粗苯分離水等;第三是煉焦油、粗苯等精制過程中產(chǎn)生的廢水;此外焦化廢水還包含其他一些廢水。焦化廢水成分復(fù)雜，含有許多有機、無機污染物，如氨氮、氰化物、硫氰酸鹽、酚類化合物、多環(huán)芳烴(PAHs)、含氮雜環(huán)化合物、含氧或含硫雜環(huán)化合物以及長鏈的脂肪族化合物等。
目前焦化廢水處理普遍采用預(yù)處理→生化處理→深度處理的處理流程。其中，預(yù)處理主要去除廢水中的油類、氨氮和酚類等物質(zhì)，生化處理主要廢水中的COD、氨氮和總氮，深度處理則主要去除廢水中生物難降解的有機物，使出水COD滿足達(dá)標(biāo)排放要求。國內(nèi)焦化廢水生化處理工藝主要有A/O、A2/O、A/O2和A2/O2等。A/O是研究最早的焦化廢水生化處理工藝，傳統(tǒng)的A/O工藝，也就是內(nèi)循環(huán)前置反硝化工藝，廢水中的氨氮在O池內(nèi)經(jīng)亞硝化作用和硝化作用被硝化菌氧化為硝氮，O池出水中含大量的硝氮，通過內(nèi)回流進(jìn)入A池，在缺氧條件下，反硝化菌以廢水中的有機物作為電子供體，硝氮作為電子受體，將硝氮還原為氮氣進(jìn)入大氣，完成生物脫氮過程，同時降解廢水中的有機物。焦化廢水的總氮濃度高達(dá)200～400mg/L，如采用一級A/O工藝，出水總氮在50～100mg/L，并不能滿足新標(biāo)準(zhǔn)GB16171-2012要求的≤20mg/L，另外出水COD、氨氮均不能達(dá)標(biāo)。為了提高焦化廢水的處理效果，在A/O的基礎(chǔ)上開發(fā)的A2/O，該工藝對COD具有較好的去除效果，但氨氮、總氮仍不能實現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放;在A/O的基礎(chǔ)上開發(fā)的O/A/O工藝如果運行參數(shù)控制得當(dāng)，氨氮可達(dá)標(biāo)，然而總氮依舊不能達(dá)標(biāo)排放;A2/O2工藝雖然對氨氮、COD具有很好的去除效果，能有效降低深度處理的COD負(fù)荷，但總氮仍不能達(dá)標(biāo)排放。
也就是說，國內(nèi)目前所采用的生化處理工藝出水總氮在50～100mg/L，并不能實現(xiàn)總氮≤20mg/L的達(dá)標(biāo)排放。一些企業(yè)針對這一情況，將原有工藝改造成兩級A/O工藝，強化生化段的脫氮功能，以實現(xiàn)總氮的達(dá)標(biāo)排放。但是，兩級A/O均采用傳統(tǒng)的活性污泥法，由于焦化廢水中有毒有害物質(zhì)含量較高，且進(jìn)水水質(zhì)存在較大波動，會對生化處理段造成較大的沖擊，影響生化段的處理效果，在污染物濃度較高時，生化段出水總氮不能達(dá)標(biāo)排放。此外，二級A池進(jìn)水可生化COD很低，需投加補充碳源，碳源的投加費用在5元/噸水以上，大大提高了生化段的運行成本。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種MBBR和活性污泥法復(fù)合的焦化廢水兩級A/O(缺氧/好氧)強化生物脫氮工藝，該工藝能夠?qū)崿F(xiàn)氨氮和總氮的達(dá)標(biāo)排放，滿足國家新標(biāo)準(zhǔn)GB16171-2012的相關(guān)要求，出水COD低于傳統(tǒng)生化工藝，可有效降低后續(xù)深度處理的負(fù)荷。
需要說明的是，本發(fā)明所述A/O工藝是指缺氧/好氧工藝，A池為缺氧池，O池為好氧池。
本發(fā)明采取以下技術(shù)方案達(dá)到所述目的：
1、一種MBBR和活性污泥法復(fù)合的焦化廢水兩級A/O強化生物脫氮工藝，預(yù)處理后的焦化廢水依次進(jìn)入一級A池、一級O池、一級沉淀池、Fenton反應(yīng)池、二級A池、二級O池、二級沉淀池后出水;一級沉淀池與一級O池之間設(shè)有硝化液和污泥回流通道;二級沉淀池與二級O池之間設(shè)有污泥回流通道;所述一級A池、一級O池、二級A池、二級O池均加有懸浮填料作為生物載體，填充率為30～50%;Fenton反應(yīng)池加有H2O2試劑和FeSO4溶液。
優(yōu)選的，所述一級O池還加有微生物生長所需的磷鹽和硝化所需的堿，F(xiàn)enton反應(yīng)池還投加聚丙烯酰胺，二級A池中還投加反硝化所需的碳源，二級O池還投加硝化所需的堿。
優(yōu)選的，包括如下步驟：
(1)焦化廢水預(yù)處理后進(jìn)入一級A/O，一級A/O的A池和O池中分別投加懸浮填料，填充率為30～50%，通過潛水?dāng)嚢杌蚱貧庾饔檬箲腋√盍显诔貎?nèi)實現(xiàn)全池流化，運行中向一級O池中投加微生物生長所需的磷鹽和硝化所需的堿;一級A池水力停留時間為15～25h，池內(nèi)DO控制在≤0.5mg/L;一級O池水力停留時間為50～80h，池內(nèi)DO控制在2～5mg/L;
(2)一級A/O出水進(jìn)入一級沉淀池，通過重力沉降進(jìn)行固液分離，分離出的硝化液、污泥回流至一級A池，回流比分別為200～400%和50～100%;
(3)一級沉淀池出水進(jìn)入Fenton反應(yīng)池，投加H2O2和FeSO4反應(yīng)30min～1h，然后調(diào)節(jié)廢水pH至8～9，投加聚丙烯酰胺;
(4)Fenton反應(yīng)池出水進(jìn)入二級A/O，二級A/O的A池和O池中分別加有懸浮填料，填充率為30～50%，通過潛水?dāng)嚢杌蚱貧庾饔檬箲腋√盍显诔貎?nèi)實現(xiàn)全池流化，運行中向二級A池中投加反硝化所需的碳源，二級O池中投加硝化所需的堿;生化段出水的COD控制在120～150mg/L之間;二級A池水力停留時間為20～30h，池內(nèi)DO控制在≤0.5mg/L，二級O池水力停留時間為10～20h，池內(nèi)DO控制在2～5mg/L;
(5)二級A/O出水進(jìn)入二級沉淀池，通過重力沉降進(jìn)行固液分離，分離出的污泥回流至二級A池，回流比為50～100%。
優(yōu)選的，所述A/O為缺氧/好氧工藝，所述A池為缺氧池，O池為好氧池。
優(yōu)選的，所述步驟(1)中所述磷鹽和堿為K2HPO4和Na2CO3，投加量為0.1g K2HPO4/L和0.5gNa2CO3/L。
優(yōu)選的，所述步驟(2)中所述一級沉淀池表面水力負(fù)荷為0.5～2.0m3/(m2·h)。
優(yōu)選的，所述步驟(3)中H2O2和FeSO4投加量為50～100mgH2O2/L和100～200mgFeSO4/L，聚丙烯酰胺投加量為5mg/L。
優(yōu)選的，所述步驟(4)中所述碳源為甲醇，所述甲醇投加量為50～200mg/L。
優(yōu)選的，所述步驟(4)中所述堿為Na2CO3，投加量為0.2g Na2CO3/L。
優(yōu)選的，所述步驟(5)中二級沉淀池表面水力負(fù)荷為0.5～2.0m3/(m2·h)。
二級沉淀池出水后進(jìn)入深度處理，進(jìn)一步去除COD，以滿足COD≤80mg/L的達(dá)標(biāo)排放要求。
本發(fā)明所述懸浮填料為BC-B型懸浮填料，具體型號為BC-B1-10-8，購買至無錫通田博適環(huán)境科技有限公司，具有比表面積大、易掛膜、易流化等特點。
本發(fā)明的有益效果在于：該工藝?yán)脩腋√盍弦自诜磻?yīng)池內(nèi)流化形成MBBR，進(jìn)而與活性污泥形成復(fù)合系統(tǒng)，反硝化菌和硝化菌附著生長在填料表面，增加硝化菌生物量的同時避免了活性污泥法中硝化菌流失導(dǎo)致的脫氮功能下降，反應(yīng)池生物量濃度可提高2000～3000mg/L，懸浮填料表面生物膜具有硝化和同步硝化反硝化功能，系統(tǒng)具有更強的脫氮功能和抗沖擊負(fù)荷能力;O池中懸浮填料的流化可提高充氧效率，曝氣量降低約20%，節(jié)省能耗;兩級A/O間的Fenton反應(yīng)池可提高一級A/O出水的可生化性，減少外加碳源投加量，降低生化段運行成本。該工藝將傳統(tǒng)的活性污泥反應(yīng)池進(jìn)行改造，投加懸浮填料后就可形成MBBR和活性污泥法的復(fù)合系統(tǒng)，強化系統(tǒng)的脫氮功能和抗沖擊負(fù)荷能力，適用于現(xiàn)有焦化廢水處理設(shè)施的提標(biāo)改造。
