從廢水水質(zhì)指標來看，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是去除油類、硫化物、氰化物、高濃度氨氮及揮發(fā)酚，保障生化處理的正常進行;生化處理的主要任務是降解廢水中的可生化降解物質(zhì)，并進行脫氮;生化出水再進行物化處理，進一步去除廢水中污染物質(zhì)，確保達標排放。但物化和生化處理工藝種類較多，各有特點，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，降低投資和處理費用，是本項目的關鍵。
生物脫氮是硝化與反硝化的應用。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。反硝化是在缺氧條件下脫氮菌利用消化反應所產(chǎn)生的NO2-N和NO3-N來代替氧進行有機物的氧化分解，將NO2-N和NO3-N中的N還原成氮氣逸出，完成脫氮任務。
生物脫氮國內(nèi)有諸多方法，但應用于焦化污水中當屬A/O內(nèi)循環(huán)工藝***為經(jīng)濟有效。我們選用的處理工藝為：格柵井+隔油沉淀+浮選氣浮+反應沉淀+氨氮吹脫+UASB厭氧反應器+一級A/O生化處理+二級A/O生化處理+MBR。
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煤制氣冷卻水首先進入調(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，同時調(diào)節(jié)池底設有穿孔管，通過空氣的攪拌作用，不同時段、不同濃度的廢水在池子中均勻混合，降低水量和水質(zhì)對后續(xù)單元的沖擊。出水自流進入隔油沉淀池，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)增設了斜管裝置，使同樣體積大小的隔油池相對的增加了池的面積。非常可觀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，水中的固體物質(zhì)，雜質(zhì)又有較好的機會接觸斜板板面，聚集在一起很快沉積下來，使污水處理進一步得到完善.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遠超過同等規(guī)模的隔油池。分離去除污染物后的廢水自流進入調(diào)節(jié)池，分離的油進入集油罐定期外運處理。
隔油沉淀池出水進入氣浮裝置，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)微細的過飽和氣體與“礬花”及水中懸浮類結合浮上水面形成浮渣，刮渣機定期將浮渣刮去，浮渣順管道排入污泥池。分離去除污染物后的廢水自流進入沉淀反應槽，通過投加酸調(diào)節(jié)其PH值≤3后投加H2O2和Fe2+，其實質(zhì)是2價的鐵離子和雙氧水之間的鏈式反應催化生成高活性的·OH自由基，·OH自由基與難降解的有機物反應，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，還會生成具有凝聚、吸附性能的Fe(OH)3，有利于有機物的進一步去除。其可以在短時間內(nèi)實現(xiàn)對有機物的完全降解，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廢水的處理。然后通過投加堿來回調(diào)PH后出水直流進入斜管沉淀槽沉淀。協(xié)管沉淀槽出水由泵提升至氨吹脫塔進行脫氮。
脫氮后廢水直流進入調(diào)酸池，在調(diào)酸池中投加H+調(diào)節(jié)PH，然后由泵提升進入UASB厭氧反應器。廢水中難以降解的芳香族有機物在厭氧段開環(huán)變?yōu)殒湢罨衔铮滈L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，設置厭氧的目的主要是借用厭氧生物對多環(huán)類化合物的變構或解鏈作用，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物含量是***經(jīng)濟的。由于污水中氨氮及有機物含量較高，特別是有機氮，在生物降解有機物時，有機氮會以氨氮形式表現(xiàn)出來，氨氮也是一個重要的污染控制指標，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A級池和O級池兩部分。調(diào)節(jié)池內(nèi)污水采用污水提升泵提升至A級生化池，進行生化處理。在A級池內(nèi)，由于污水中有機物濃度較高，微生物處于缺氧狀態(tài)，此時微生物為兼性微生物，它們將污水中有機氮轉(zhuǎn)化為氨氮，同時利用有機碳源作為電子供體，將NO2--N、NO3--N轉(zhuǎn)化為N2，而且還利用部分有機碳源和氨氮合成新的細胞物質(zhì)。所以A級池不僅具有一定的有機物去除功能，減輕后續(xù)O級生化池的有機負荷，以利于硝化作用進行，而且依靠污水中的高濃度有機物，完成反硝化作用，***終消除氮的富營養(yǎng)化污染。經(jīng)過A級池的生化作用，污水中仍有一定量的有機物和較高的氮氨存在，為使有機物進一步氧化分解，同時在碳化作用趨于完全的情況下，硝化作用能順利進行，特設置O級生化池。
A級池出水自流進入O級池，O級生化池的處理依靠自養(yǎng)型細菌(硝化菌)完成，它們利用有機物分解產(chǎn)生的無機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級池出水一部分進入下級處理單元，另一部分回流至A級池進行內(nèi)循環(huán)，以達到反硝化的目的。在A級和O級生化池中均安裝有填料，整個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A級池內(nèi)溶解氧控制在0.5mg/l左右;在O級生化池內(nèi)溶解氧控制在3mg/l以上。
O級生化池一部分出水回流進入A級池，一部分流入MBR池。膜-生物反應器(MembraneBioreactor，簡稱MBR)是一種將膜分離技術與傳統(tǒng)生物處理工藝有機結合的新型高效污水處理與回用工藝。它用具有獨特結構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，通過膜組件的高效截流作用使得泥水徹底分離;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)，提高了生化反應速率;由于膜的過濾作用，微生物被完全截留在生物反應器中，實現(xiàn)了水力停留時間與活性污泥泥齡的徹底分離，消除了傳統(tǒng)活性污泥法中污泥膨脹問題;同時，在低污泥負荷下運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、運行維護復雜、易發(fā)生污泥膨脹導致出水水質(zhì)惡化等突出問題。膜生物反應器具有對污染物去除效率高、硝化能力強，可同時進行硝化、反硝化、脫氮效果好、出水水質(zhì)穩(wěn)定、剩余污泥產(chǎn)量低、設備緊湊、操作簡單等優(yōu)點。目前廣泛應用于生活污水和各種可生化工業(yè)廢水的處理及回用中。
