引言

焦化廢水屬于有毒有害、難降解的工業(yè)廢水，其中有機物包 括 酚 類 化 合 物、芳香族化合物和含碳、氮、氧的雜環(huán)化合物，無機物主要以氨氮、氰化物、硫氰化物為主，處理難度大。如何實現(xiàn)廢水長期穩(wěn)定達標并將廢水實現(xiàn)綜合利用，成為環(huán)境保護領(lǐng)域亟待解決的難題之一。

1存在問題本鋼集團北營焦化廠有3個生產(chǎn)作業(yè)區(qū)，每個區(qū)的生化處理系統(tǒng)配備10名操作人員。3個區(qū)的蒸氨廢水產(chǎn)生量分別為一區(qū)35 m3/h、二區(qū)35 m3/h、三區(qū)70 m3/h。3個區(qū)的蒸氨廢水均配套AAO生物脫氮工藝為主的生化系統(tǒng)進行處理。經(jīng)重力和氣浮除油后的廢水進入?yún)捬醭兀?jīng)過水解階段、酸化階段、酸性衰退階段及甲烷化階段去除COD和改善廢水的可生化性。廢水中的氨氮在好氧硝化反應(yīng)池中被硝化菌與亞硝化菌轉(zhuǎn)化為NO3－N與NO2－N的混合液，循環(huán)回流于缺氧池，通過反硝化菌的生物還原作用，NO3－N與NO2－N轉(zhuǎn)化為N2。缺氧池流出的廢水自流入活性污泥曝氣池，在此完成硝化過程，好氧池的出水在二沉池經(jīng)泥水分離后完成廢水處理過程。在處理過程中需配1 ∶ 1的生產(chǎn)消防水進行稀釋消泡，合計總出水量為280 m3/h，處理后的廢水出水指標要求達到國家的間接排放標準(COD ＜ 150 mg /L、氨氮＜ 25 mg /L)。但是在運行過程中某個區(qū)的廢水處理系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)指標波動，造成環(huán)保事故，并且生化系統(tǒng)受沖擊后恢復(fù)時間較長，給生產(chǎn)運行帶來困難。隨著近年來環(huán)保要求提高和環(huán)保理念不斷升級，為了降低運行成本、優(yōu)化人力資源配置、減少污染物排放總量和提高水資源的利用率，提出將3個生產(chǎn)區(qū)蒸氨廢水進行合并處理的方案。

2改造內(nèi)容該方案依托焦化三區(qū)現(xiàn)有的廢水處理系統(tǒng)，并對其進行升級改造，采用“預(yù)處理+強化預(yù)處理+ AAO生化處理+生物流化床+臭氧催化氧化+膜處理(超濾+反滲透)+濃水處理”的工藝，將一、二區(qū)蒸氨廢水逐步全部接入三區(qū)改造后的處理系統(tǒng)，該方案以“零稀釋、零排放”為設(shè)計原則，處理后的廢水出水總量為140 m3/h，包含90 m3/h的清水和50 m3/h的濃水，其中清水回用于工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)，濃水送往高爐進行沖渣。其生化系統(tǒng)主要改造內(nèi)容如下。(1)在焦化二區(qū)蒸氨塔前增加微孔陶瓷過濾器及剛玉膜，以穩(wěn)定原水指標。(2)清理隔油池，檢修更換其配套設(shè)備，恢復(fù)隔油池功能。(3)恢復(fù)調(diào)節(jié)池功能，增設(shè)專門的事故槽。(4)新建強化預(yù)曝氣單元，對來水進行預(yù)處理，以降低原好氧池的COD及氨氮負荷。(5)更新原好氧池曝氣設(shè)施，廢棄原微孔曝氣系統(tǒng)，達到曝氣均勻、增加氧利用率和方便檢修的目的。(6)增設(shè)生物流化床，投加活性炭等相關(guān)藥劑，生化出水經(jīng)過生物流化床以及活性炭的物理吸附和化學(xué)吸附作用，對二沉池出水進行高效處理，大幅降低生化出水COD指標。(7)隨著處理水量增大以及流化床、混凝藥劑的使用，污泥量有較大增加。污泥處理系統(tǒng)按照減量化、穩(wěn)定化、無害化、資源化的原則，增設(shè)1座污泥濃縮池。同時增設(shè)臥螺離心機，增強改造后新系統(tǒng)的生化污泥脫水能力。增設(shè)板框壓濾機，用于處理生化污泥，實現(xiàn)污泥分質(zhì)處理，提高效率。(8)增設(shè)化驗室及配套化驗設(shè)備，具備焦化廢水排放指標和運行指標的化驗?zāi)芰Α榱吮ＷC生化系統(tǒng)出水滿足工業(yè)循環(huán)水回用水質(zhì)標準和高爐沖渣水質(zhì)要求，該方案增設(shè)深度處理系統(tǒng)，包括多介質(zhì)過濾單元、臭氧催化氧化單元、超濾單元、反滲透單元和濃水破氰單元。其具體工藝為:混凝沉淀池出水進入中間池緩沖后，經(jīng)提升泵提升進入多介質(zhì)過濾+臭氧催化氧化系統(tǒng)，經(jīng)過臭氧氧化后的出水進入浸沒式超濾裝置進行過濾以降低來水的懸浮物和膠體顆粒。超濾裝置的產(chǎn)水進入反滲透裝置進行脫鹽處理(回收率65%)，反滲透裝置的產(chǎn)水進入回用水池，反滲透裝置的濃水經(jīng)過氰化物去除裝置保證濃水達標回用。具體的生化工藝流程見圖1

3改造效果本鋼集團北營 焦 化 廠3個區(qū)蒸氨廢水合并處理的設(shè)計方案于2020年4月開始施工，10月投入運行。操作人員從合并前的30人 減 少 到 目 前15人，人力資源成本 明 顯 下 降。厭 氧 吸 水 井 液 位、中間水池液位、厭氧泵 流 量、調(diào)節(jié)池提升泵流量等關(guān)鍵參數(shù)都實現(xiàn)了遠程操作控制，勞 動 強 度 大 幅 降低，操作 便 利 性 提 高。在所有關(guān)鍵部位安裝可變焦高清攝像頭，將畫面?zhèn)鬏數(shù)街锌厥疫M行監(jiān)控，方便員工巡檢，能更及時發(fā)現(xiàn)和解決生產(chǎn)異常問題。預(yù)曝氣池 風(fēng) 機、離心脫水機及板框壓濾機進料泵等關(guān)鍵設(shè)備均為變頻控制，現(xiàn)場照明均安裝LED燈具，節(jié)省了能源消耗。現(xiàn)場離心水泵均選用高性能設(shè)備，杜絕跑冒滴漏現(xiàn)象的發(fā)生，美化了環(huán)境衛(wèi)生。該項目運行 至 今，生化系統(tǒng)運行穩(wěn)定，二 沉 池 出 水COD小于400 mg /L，氨氮小于5 mg /L，清水COD小于30 mg /L，濃水氰化物小于0． 2 mg /L，均達到設(shè)計要求。

4結(jié)語(1)本鋼集團北營焦化廠3個生產(chǎn)區(qū)的蒸氨廢水合并處理方案對于焦化廢水集約化管理和資源化利用提供了借鑒，證明“零稀釋、零 排 放”的 工 藝 在焦化廢水處理上是可行的。(2)該方案在生產(chǎn)工藝先進性、操作過程便利性以及節(jié)能環(huán)保等方面都有很大的改善和提高。(3)該方案在設(shè)計上也存在某些不足，如利用好氧池末端混合液進行消泡易將菌膠團打散，不利于提高污泥的凝聚沉降性能，影 響 出 水 指 標。如何進一步降低生化系統(tǒng)出水指標、減 少 藥 劑 投加量、降低噸水處理成本等都是今后需要改進的地方。

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