申请日2018.03.13
公开(公告)日2018.06.22
IPC分类号C02F3/30; C02F101/16
摘要
本发明公开一种焦化废水厌氧氨氧化生化处理方法，属于焦化污水处理领域，其包括其包括进水渠道、预缺氧区、MBBR前好氧区、前置缺氧区、MBBR亚硝化好氧区、MBBR厌氧氨氧化区、MBBR后好氧区、污泥后置缺氧区、后置污泥好氧区、平流沉淀区;前置缺氧区与MBBR亚硝化好氧区通过之间隔墙外侧端上部方形过水孔相通，前置缺氧区内设置搅拌器;MBBR亚硝化好氧区与MBBR厌氧氨氧化区通过之间隔墙一侧端上部方形过水孔相通;MBBR厌氧氨氧化区与MBBR后好氧区通过之间隔墙一侧端上部方形过水孔相通。本发明将前置、厌氧氨氧化和后置反硝化脱氮相结合，确保焦化废水处理后的外排水总氮达标。
权利要求书
1.一种焦化废水厌氧氨氧化生化处理方法，其特征在于，其包括进水渠道、预缺氧区、MBBR前好氧区、前置缺氧区、MBBR亚硝化好氧区、MBBR厌氧氨氧化区、MBBR后好氧区、污泥后置缺氧区、后置污泥好氧区、平流沉淀区，其中，进水渠道通过第一进水口和第二进水口分别与预缺氧区和前置缺氧区相联通;预缺氧区与MBBR前好氧区通过之间隔墙里侧端上部方形过水孔相通，预缺氧区内设置搅拌器;MBBR前好氧区与前置缺氧区通过之间隔墙外侧端下部方形过水孔相通，MBBR前好氧区底部设置穿孔曝气管、其内投加悬浮载体和出水孔设置MBBR出水筛网;前置缺氧区与MBBR亚硝化好氧区通过之间隔墙外侧端上部方形过水孔相通，前置缺氧区内设置搅拌器;MBBR亚硝化好氧区与MBBR厌氧氨氧化区通过之间隔墙一侧端上部方形过水孔相通，MBBR亚硝化好氧区底部设置穿孔曝气管、其内投加悬浮载体和出水孔设置MBBR出水筛网;MBBR厌氧氨氧化区与MBBR后好氧区通过之间隔墙一侧端上部方形过水孔相通，MBBR厌氧氨氧化区设置有搅拌器、其内投加悬浮载体和出水孔设置MBBR出水筛网;MBBR后好氧区与后置污泥缺氧区通过之间隔墙一侧端上部方形过水孔相通，MBBR后好氧区底部设置穿孔曝气管、其内投加悬浮载体和出水孔设置MBBR出水筛网;后置污泥缺氧区与后置污泥好氧区通过之间隔墙一侧端下部方形过水孔相通，后置污泥缺氧区内设置搅拌器;后置污泥好氧区与平流沉淀区通过之间隔墙一侧端上部方形过水孔相通，后置污泥缺氧区底部设置穿孔曝气管;
所述方法包括以下步骤：
1)经过预处理后的焦化废水的进水分成两路，其中总进水量30-40%的一路入水通过第一进水口进入预缺氧区，这部分进水在预缺氧区首先与通过污泥 回流渠和回流污泥进水口流过来的污泥混合反应，将回流污泥中的硝酸盐反硝化去除;总进水量60-70%的另外一路入水通过第二进水口进入前置缺氧区;
2)从预缺氧区出来的泥水流入MBBR前好氧区，将第一进水口进入的焦化废水进行硝化反应产生部分硝态氮;反应后的泥水通过过水孔洞流入前置缺氧区，与从第二进水口进入到前置缺氧区的“新鲜”废水搅拌混合反应脱氮;
3) 来自反硝化去除部分总氮和消耗所有进水中可生物降解的BOD/COD的前置反硝化区的泥水，进入后面的两段法(好氧亚硝化+厌氧氨氧化)厌氧氨氧区的MBBR亚硝化好氧区，在控制MBBR亚硝化好氧区的溶解氧浓度使进水中的高氨氮尽量在亚硝化阶段反应生成亚硝酸盐，然后流入MBBR厌氧氨氧化区，在厌氧条件和搅拌器推动下悬浮载体上和泥水中的厌氧氨氧化菌进行氨氮和亚硝态的脱氮生物反应;悬浮载体在MBBR厌氧氨氧化区内的填充比为40%，加入厌氧氨氧化污泥(来自厌氧发酵罐培养的厌氧氨氧化菌，其内厌氧氨氧化菌的占比在50-80%之间)，本区内保持厌氧环境，控制温度为37度，进水pH在7.3-7.8之间;
4) MBBR厌氧氨氧化区的后面紧接了MBBR后好氧区，进一步氧化剩余的氨氮，然后进一步硝化后的泥水进入污泥后置缺氧区继续脱氮;另外，为达到外排水总氮TN低于20mg/L的要求，还需在污泥后置缺氧池中需要过量投加碳源(甲醇、乙酸钠等)，此部分多余的碳源为生化需氧量(COD)，后置反硝化后额泥水再流入后置污泥好氧区，在其内再曝气去除多余的碳源;后置污泥好氧区的出水孔的泥水流入平流沉淀区进行泥水分离，分离后的上部清水通过清水出水堰流出本发明，而部分污泥通过污泥回流渠道和回流污泥进水口流入预缺氧区。
2.根据权利要求1所述焦化废水厌氧氨氧化生化处理方法，其特征在于，所述预缺氧区设置有部分进水量通过的第一进水口。
3.根据权利要求1所述焦化废水厌氧氨氧化生化处理方法，其特征在于，所述预缺氧区设置有通过污泥回流渠道流过来的回流污泥进水口。
4.根据权利要求1所述焦化废水厌氧氨氧化生化处理方法，其特征在于，所述前置缺氧区设置有大部分进水量通过的第二进水口。
5.根据权利要求1所述焦化废水厌氧氨氧化生化处理方法，其特征在于，所述污泥后置缺氧区设置设置有用于后置反硝化脱氮需要补充外加碳源的碳源投加管。
6.根据权利要求1所述焦化废水厌氧氨氧化生化处理方法，其特征在于，所述平流沉淀区的后端有用于沉淀出水的清水出水堰。
说明书
一种焦化废水厌氧氨氧化生化处理方法
技术领域
本发明涉及一种焦化废水厌氧氨氧化生化处理方法，属于工业污水处理领域。
背景技术
焦化废水所含污染物包括酚类、多环芳香族化合物及含氮、氧、硫的杂环化合物等，是一种典型的含有难降解的有机化合物的工业废水。焦化废水中的易降解有机物主要是酚类化合物和苯类化合物，砒咯、萘、呋喃、眯唑类属于可降解类有机物。难降解的有机物主要有砒啶、咔唑、联苯、三联苯等。焦化废水的水质因各厂工艺流程和生产操作方式差异很大而不同。一般焦化厂的蒸氨废水水质如下：CODcr3000-3800mg/L、酚600-900mg/L、氰10mg/L、油50-70mg/L、氨氮300mg/L左右。
目前国内焦化行业大都采用预处理和生物处理工艺处理焦化废水，预处理包括蒸氨、萃取脱酚、终冷水脱氰等。生物处理工艺包括缺氧/好氧、厌氧/缺氧/好氧、好氧/缺氧/好氧等生物池组合。生物法具有经济高效、不产生二次污染的优点，现己成为最广泛应用的废水处理方法，但生物法处理焦化废水也存在一定的问题，如焦化废水中含有多种难降解有机物，可供微生物利用的有机碳源不足，同时其本身氨氮浓度过高，出水总氮往往不能满足城市污水处理厂排放标准。焦化废水的总氮浓度高达200-350mg/L，如采用常规的活性污泥工艺，出水总氮在100mg/L以上，并不能满足新标准GB16171-2012要求的一级A的TN低于15mg/L的要求，另外出水COD、氨氮均不能达标。为了提高焦化废水的处理效果，在传统AAO类工艺的基础上需要开发新型的工艺装置。如采用两级A/O均采用传统的活性污泥法，由于焦化废水中有毒有害物质含量较高，且进水水质存在较大波动，会对生化处理段造成较大的冲击，影响生化段的处理效果，在污染物浓度较高时，生化段出水总氮也不能达标排放，此外，二级AO装置的进水可生化COD很低，需投加补充碳源，碳源的投加费用在3元/吨水以上，也大提高了生化段的运行成本。
相比传统活性污泥工艺，基于短程硝化与厌氧氨氧化的技术使高氨氮焦化废水在不加外碳源的条件下实现高效处理成为可能;在此过程中，首先好氧氨氧化菌在好氧条件下将氨氮短程氧化为亚硝酸盐，然后厌氧氨氧化菌在厌氧的条件下使氨氮和亚硝酸盐直接反应生成氮气排到大气中。厌氧氨氧化产碱中和短程硝化反应产生的酸，和常规活性污泥工艺相比所需曝气量也大大减少，剩余污泥量少。
MBBR工艺运用生物膜法的基本原理，技术关键在于采用新型的生物载体，该生物载体具有有效表面积大，适合微生物吸附生长，比重接近于水，轻微搅拌下即随水自由运动的特点。本发明以高效的MBBR工艺用的悬浮载体为固定化载体，厌氧氨氧化菌固定生长在悬浮载体上，能高效截留生长速率缓慢的厌氧氨氧化菌，快速启动反应器，提高了厌氧氨氧化反应装置的运行性能，同时为好氧氨氧化菌和厌氧氨氧化菌提供适宜其生长的微环境。
发明内容
为了克服现有的活性污泥生物技术处理焦化废水时出水总氮不能达到国家出水标准、运行成本高、
操作流程复杂的问题，本发明提出了一种焦化废水厌氧氨氧化生化处理方法，为焦化废水的达标处理提供了一种有效的装置。
本发明的技术解决方案是：
一种焦化废水厌氧氨氧化生化处理方法，其包括进水渠道、预缺氧区、MBBR前好氧区、前置缺氧区、MBBR亚硝化好氧区、MBBR厌氧氨氧化区、MBBR后好氧区、污泥后置缺氧区、后置污泥好氧区、平流沉淀区，其中，进水渠道通过第一进水口和第二进水口分别与预缺氧区和前置缺氧区相联通;预缺氧区与MBBR前好氧区通过之间隔墙里侧端上部方形过水孔相通，预缺氧区内设置搅拌器;MBBR前好氧区与前置缺氧区通过之间隔墙外侧端下部方形过水孔相通，MBBR前好氧区底部设置穿孔曝气管、其内投加悬浮载体和出水孔设置MBBR出水筛网;前置缺氧区与MBBR亚硝化好氧区通过之间隔墙外侧端上部方形过水孔相通，前置缺氧区内设置搅拌器;MBBR亚硝化好氧区与MBBR厌氧氨氧化区通过之间隔墙一侧端上部方形过水孔相通，MBBR亚硝化好氧区底部设置穿孔曝气管、其内投加悬浮载体和出水孔设置MBBR出水筛网;MBBR厌氧氨氧化区与MBBR后好氧区通过之间隔墙一侧端上部方形过水孔相通，MBBR厌氧氨氧化区设置有搅拌器、其内投加悬浮载体和出水孔设置MBBR出水筛网;MBBR后好氧区与后置污泥缺氧区通过之间隔墙一侧端上部方形过水孔相通，MBBR后好氧区底部设置穿孔曝气管、其内投加悬浮载体和出水孔设置MBBR出水筛网;后置污泥缺氧区与后置污泥好氧区通过之间隔墙一侧端下部方形过水孔相通，后置污泥缺氧区内设置搅拌器;后置污泥好氧区与平流沉淀区通过之间隔墙一侧端上部方形过水孔相通，后置污泥缺氧区底部设置穿孔曝气管。
作为本发明的其中的一个优选方案，所述预缺氧区设置有部分进水量通过的第一进水口。
作为本发明的其中的一个优选方案，所述预缺氧区设置有通过污泥回流渠道流过来的回流污泥进水口。
作为本发明的其中的一个优选方案，所述前置缺氧区设置有大部分进水量通过的第二进水口。
作为本发明的其中的一个优选方案，所述污泥后置缺氧区设置设置有用于后置反硝化脱氮需要补充外加碳源的碳源投加管。
作为本发明的其中的一个优选方案，所述平流沉淀区的后端有用于沉淀出水的清水出水堰。
本发明具有以下技术有益效果：
1) 本发明提供一种焦化废水厌氧氨氧化生化处理方法，其采用了A-O-A-O-A-O-A-O八段深度生物脱氮处理焦化废水技术，前置、厌氧氨氧化和后置反硝化脱氮相结合，确保焦化废水出水外排总氮达标，即可使处理后的外排水达到《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171-2012)中规定的总氮 20mg/L的要求。与传统生物脱氮工艺处理焦化废水相比，本发明所需曝气量少，占地面积小，工艺流程简单，基建与运行费用低。
2)本发明将经过预处理后的焦化废水的进水分成两路，总进水量30-40%的一路入水通过第一进水口进入预缺氧区，这部分进水在预缺氧区首先与通过污泥回流渠和回流污泥进水口流过来的污泥混合反应，将回流污泥中的硝酸盐反硝化去除;总进水量60-70%的另外一路入水通过第二进水口进入前置缺氧区，这部分水与经过MBBR前好氧区反应后的泥水混合反应，反硝化去除部分总氮和消耗所有进水中可生物降解的BOD/COD，进水中BOD在前置生物段的有益消耗为后面的两段法(好氧亚硝化+厌氧氨氧化)厌氧氨氧化工艺创造了条件。
3)本发明采用两段法实现厌氧氨氧化使得工艺更可控，即，低可生物降解COD的泥水首先流入MBBR亚硝化好氧区，控制MBBR亚硝化好氧区的溶解氧浓度使进水中的高氨氮尽量在亚硝化阶段反应生成亚硝酸盐，然后流入MBBR厌氧氨氧化区，在厌氧条件和搅拌器推动下悬浮载体上和泥水中的厌氧氨氧化菌进行氨氮和亚硝态的脱氮生物反应。
4)为保持出水TN安全稳定的达标，本发明的MBBR厌氧氨氧化区的后面紧接了MBBR后好氧区，进一步氧化剩余的氨氮，然后进一步硝化后的泥水进入污泥后置缺氧区继续脱氮，这种设置充分保证的TN的去除。
5) 由于在本发明的MBBR前好氧区、MBBR亚硝化好氧区、MBBR厌氧氨氧化区和MBBR后好氧区都添加了高效的悬浮载体，悬浮载体对微生物、有机物和生物膜对无机盐离子等的吸附作用增强了系统的抗毒冲击能力，也使系统的运行性能更加稳定;悬浮载体也使得整个过程的硝化、亚硝化、厌氧氨氧化和反硝化过程的生物反应效率大大提高，例如，可将反硝化效率由原来活性污泥工艺的50%提升到95%以上。另外，为达到外排水总氮TN低于20mg/L的要求，还需在污泥后置缺氧池中需要过量投加碳源(甲醇、乙酸钠等)，此部分多余的碳源为生化需氧量(COD)，本发明设置了后置污泥好氧区，在其内再曝气可去除多余的碳源。
