根據(jù)焦化廠煤制氣生產(chǎn)工藝的特點(diǎn)，廢水主要來自煤中的水份，水同煤中揮發(fā)份一起進(jìn)入煤氣排送工序，煤氣在冷卻過程中，水和焦油形成混合冷凝液，經(jīng)氣液分離器和初冷器的水封排出到氨水機(jī)械化澄清槽，經(jīng)澄清分離出焦油和氨水，氨水進(jìn)入剩余氨水中間槽，多余的氨水送去蒸氨，形成蒸氨廢水；粗苯工序在生產(chǎn)粗苯時(shí)形成粗笨分離水；全廠所有煤氣水封直接排水；儲(chǔ)配站煤氣冷凝水及其他廢水。

    1、水質(zhì)分析

    根據(jù)焦化廠煤制氣生產(chǎn)工藝的特點(diǎn)，廢水主要來自煤中的水份，水同煤中揮發(fā)份一起進(jìn)入煤氣排送工序，煤氣在冷卻過程中，水和焦油形成混合冷凝液，經(jīng)氣液分離器和初冷器的水封排出到氨水機(jī)械化澄清槽，經(jīng)澄清分離出焦油和氨水，氨水進(jìn)入剩余氨水中間槽，多余的氨水送去蒸氨，形成蒸氨廢水；粗苯工序在生產(chǎn)粗苯時(shí)形成粗笨分離水；全廠所有煤氣水封直接排水；儲(chǔ)配站煤氣冷凝水及其他廢水。

    2、工藝流程選擇

    從廢水水質(zhì)指標(biāo)來看，此廢水宜采用“物化+生化+物化”的處理工藝。物化處理的主要任務(wù)是去除油類、硫化物、高濃度氨氮及揮發(fā)酚，保障生化處理的正常進(jìn)行；生化處理的主要任務(wù)是降解廢水中的可生化降解物質(zhì)，并進(jìn)行脫氮；生化出水再進(jìn)行物化處理，進(jìn)一步去除廢水中污染物質(zhì)，確保達(dá)標(biāo)排放。但物化和生化處理工藝種類較多，各有特點(diǎn)，如何因地制宜選擇選擇成熟、可靠、合理的處理工藝，合理布置，降低投資和處理費(fèi)用，是本項(xiàng)目的關(guān)鍵。

    生物脫氮是硝化與反硝化的應(yīng)用。硝化是在廢水處理中，氨氮在有氧條件下通過好氧菌作用被氧化為亞硝酸鹽和硝酸鹽的反應(yīng)。反硝化是在缺氧條件下脫氮菌利用消化反應(yīng)所產(chǎn)生的NO2-N和NO3-N來代替氧進(jìn)行有機(jī)物的氧化分解，將NO2-N和NO3-N中的N還原成氮?dú)庖莩?，完成脫氮任?wù)。

    生物脫氮國內(nèi)有諸多方法，但應(yīng)用于焦化污水中當(dāng)屬A/O內(nèi)循環(huán)工藝為經(jīng)濟(jì)有效。我們選用的處理工藝為：格柵井+隔油沉淀+浮選氣浮+反應(yīng)沉淀+氨氮吹脫+UASB厭氧反應(yīng)器+一級(jí) A/O生化處理+二級(jí) A/O生化處理+MBR。

    3、污水處理工藝說明

    煤制氣冷卻水首先進(jìn)入調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)池主要起到調(diào)節(jié)水量與均衡水質(zhì)的作用，同時(shí)調(diào)節(jié)池底設(shè)有穿孔管，通過空氣的攪拌作用，不同時(shí)段、不同濃度的廢水在池子中均勻混合，降低水量和水質(zhì)對(duì)后續(xù)單元的沖擊。出水自流進(jìn)入隔油沉淀池，普通隔油池主要用于去除水中的浮油，其油粒粒徑一般在150微米以上，不能去除顆較小的油珠。

    但本隔油沉淀池，由于其內(nèi)增設(shè)了斜管裝置，使同樣體積大小的隔油池相對(duì)的增加了池的面積。非?？捎^的縮小了油珠上升距離，使較小的油球即有上升至水面的可能性，從而使水中的油粒更多地分離出來．同時(shí)，水中的固體物質(zhì)，雜質(zhì)又有較好的機(jī)會(huì)接觸斜板板面，聚集在一起很快沉積下來，使污水處理進(jìn)一步得到完善．因力污水雜質(zhì)中含有很大數(shù)量的油份。所以使用斜管隔油裝置效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)*等規(guī)模的隔油池。分離去除污染物后的廢水自流進(jìn)入調(diào)節(jié)池，分離的油進(jìn)入集油罐定期外運(yùn)處理。

    隔油沉淀池出水進(jìn)入氣浮裝置，在氣浮裝置前投加PFS、PAM，經(jīng)絮凝后混合液流入氣浮裝置中，驟然減壓釋放的無數(shù)微細(xì)的過飽和氣體與“礬花”及水中懸浮類結(jié)合浮上水面形成浮渣，刮渣機(jī)定期將浮渣刮去，浮渣順管道排入污泥池。

    分離去除污染物后的廢水自流進(jìn)入沉淀反應(yīng)槽，通過投加酸調(diào)節(jié)其PH值≤3后投加H2O2和Fe2+，其實(shí)質(zhì)是2價(jià)的鐵離子和雙氧水之間的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)催化生成高活性的·OH自由基，·OH自由基與難降解的有機(jī)物反應(yīng)，使之發(fā)生部分氧化、藕化、或氧化，形成分子量不太大的中間產(chǎn)物，從而改變他們的可生化性、溶解性、和混凝沉定性。

     PH值調(diào)至堿性并有O2存在時(shí)，還會(huì)生成具有凝聚、吸附性能的Fe(OH)3，有利于有機(jī)物的進(jìn)一步去除。其可以在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)有機(jī)物的*降解，而且不受廢水的種類、成分、濃度的限制，特別適用于生化難降解有機(jī)廢水的處理。然后通過投加堿來回調(diào)PH后出水直流進(jìn)入斜管沉淀槽沉淀。協(xié)管沉淀槽出水由泵提升至氨吹脫塔進(jìn)行脫氮。

    脫氮后廢水直流進(jìn)入調(diào)酸池，在調(diào)酸池中投加H+調(diào)節(jié)PH，然后由泵提升進(jìn)入U(xiǎn)ASB厭氧反應(yīng)器。廢水中難以降解的芳香族有機(jī)物在厭氧段開環(huán)變?yōu)殒湢罨衔?，鏈長化合物開鏈為鏈短化合物。由于廢水中含有大量的喹啉、吡啶和異喹啉等難降解的化合物，設(shè)置厭氧的目的主要是借用厭氧生物對(duì)多環(huán)類化合物的變構(gòu)或解鏈作用，把好氧和兼氧生物難降解的某些物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易降解的物質(zhì)。

    生化系統(tǒng)主要采用“A/O硝化反硝化法”為主體工藝。

    本污水中有機(jī)成份較高，BOD5/CODcr=0.6，可生化性較好，因此采用生物處理方法大幅度降低污水中有機(jī)物含量是經(jīng)濟(jì)的。由于污水中氨氮及有機(jī)物含量較高，特別是有機(jī)氮，在生物降解有機(jī)物時(shí)，有機(jī)氮會(huì)以氨氮形式表現(xiàn)出來，氨氮也是一個(gè)重要的污染控制指標(biāo)，因此污水處理采用A/O生物接觸氧化工藝，即生化池需分為*池和O級(jí)池兩部分。

    調(diào)節(jié)池內(nèi)污水采用污水提升泵提升至*生化池，進(jìn)行生化處理。在*池內(nèi)，由于污水中有機(jī)物濃度較高，微生物處于缺氧狀態(tài)，此時(shí)微生物為兼性微生物，它們將污水中有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為氨氮，同時(shí)利用有機(jī)碳源作為電子供體，將NO2--N、NO3--N轉(zhuǎn)化為N2，而且還利用部分有機(jī)碳源和氨氮合成新的細(xì)胞物質(zhì)。

    所以*池不僅具有一定的有機(jī)物去除功能，減輕后續(xù)O級(jí)生化池的有機(jī)負(fù)荷，以利于硝化作用進(jìn)行，而且依靠污水中的高濃度有機(jī)物，完成反硝化作用，終消除氮的富營養(yǎng)化污染。經(jīng)過*池的生化作用，污水中仍有一定量的有機(jī)物和較高的氮氨存在，為使有機(jī)物進(jìn)一步氧化分解，同時(shí)在碳化作用趨于*的情況下，硝化作用能順利進(jìn)行，特設(shè)置O級(jí)生化池。

    *池出水自流進(jìn)入O級(jí)池，O級(jí)生化池的處理依靠自養(yǎng)型細(xì)菌（硝化菌）完成，它們利用有機(jī)物分解產(chǎn)生的無機(jī)碳源或空氣中的二氧化碳作為營養(yǎng)源，將污水中的氨氮轉(zhuǎn)化為NO2--N、NO3--N。O級(jí)池出水一部分進(jìn)入下級(jí)處理單元，另一部分回流至*池進(jìn)行內(nèi)循環(huán)，以達(dá)到反硝化的目的。在*和O級(jí)生化池中均安裝有填料，整個(gè)生化處理過程依賴于附著在填料上的多種微生物來完成的。在*池內(nèi)溶解氧控制在0.5mg/l左右；在O級(jí)生化池內(nèi)溶解氧控制在3mg/l以上。

    O級(jí)生化池一部分出水回流進(jìn)入*池，一部分流入MBR池。膜-生物反應(yīng)器（MembraneBioreactor，簡稱MBR）是一種將膜分離技術(shù)與傳統(tǒng)生物處理工藝有機(jī)結(jié)合的新型污水處理與回用工藝。它用具有*結(jié)構(gòu)的浸沒式膜組件置于曝氣池中，經(jīng)過好氧曝氣和生物處理后的水，由泵通過濾膜過濾后抽出。

    該工藝以膜組件代替?zhèn)鹘y(tǒng)污水生物處理工藝中的二次沉淀池，通過膜組件的截流作用使得泥水*分離；并且由于曝氣池中活性污泥濃度的增大和污泥中菌（特別是優(yōu)勢菌群）的出現(xiàn)，提高了生化反應(yīng)速率；由于膜的過濾作用，微生物被*截留在生物反應(yīng)器中，實(shí)現(xiàn)了水力停留時(shí)間與活性污泥泥齡的*分離，消除了傳統(tǒng)活性污泥法中污泥膨脹問題；同時(shí)，在低污泥負(fù)荷下運(yùn)行也減少了剩余污泥產(chǎn)量，從而解決了傳統(tǒng)生物處理工藝普遍存在的出水水質(zhì)欠佳、占地大、運(yùn)行維護(hù)復(fù)雜、易發(fā)生污泥膨脹導(dǎo)致出水水質(zhì)惡化等突出問題。膜生物反應(yīng)器具有對(duì)污染物去除效率高、硝化能力強(qiáng)，可同時(shí)進(jìn)行硝化、反硝化、脫氮效果好、出水水質(zhì)穩(wěn)定、剩余污泥產(chǎn)量低、設(shè)備緊湊、操作簡單等優(yōu)點(diǎn)。目前廣泛應(yīng)用于生活污水和各種可生化工業(yè)廢水的處理及回用中。