ao生化工艺在焦化废水处理中的应用.docx
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ao生化工艺在焦化废水处理中的应用
A-O生化工艺在焦化废水处理中的应用
第12期李应超等:
A/O生化工艺在焦化废水处理中的应用?
33?
A/O生化工艺在焦化废水处理中的应用
李应超,代永前
(河南平煤天宏焦化公司,河南平顶山467001)
摘要:
通过对平煤天宏焦化公司原生物好氧脱酚,脱氰废水工艺改造为A/O生化处理废水工艺后,出水水质各项
指标均达到国家《废水综合排放标准》(GB8978—1996)中规定的一级排放标准.同时对焦化废水处理工艺,设备
选型及工艺参数等方面进行了调整,改进,也为其他同行处理焦化废水的工艺设计和运行提供了借鉴.
关键词:
焦化废水;生化处理;厌氧;好氧;生物脱氮
中图分类号:
X784文献标识码:
B文章编号:
1003—3467(2008)12—0033—03
平煤天宏焦化公司废水处理工艺原为好氧生物
脱酚,脱氰,处理能力40m/h.在运行过程中,
CODc(350mg/L)和NH3一N(240mg/L)两项指标
远远高于国家规定的一级排放标准.2007年我公
司在原好氧生物脱酚,脱氰废水工艺的基础上,在好
氧前面增加了缺氧反硝化脱氮废水处理装置,处理
废水能力不变.通过开工,调试和运行,外排水质各
项指标均达到国家《废水综合排放标准》(GB8978—
1996)中规定的一级标准.
1改造后的工艺介绍
此次改造是在原生物好氧降解酚,氰等普通生
化工艺基础上,改扩建为以生物降解酚,氰及脱出氨
氮为主的A/O生物处理废水工艺,使处理后出水中
的COD降到100mg/L以下,氨氮降到15mg/L以
下,同时要求运行成本低,操作简便易控制等.
1.1工艺流程
改造后的废水处理工艺,采用A/O内循环生物
脱氮处理工艺,工艺流程如图l所示.预处理后的
废水和二沉池上清液回流进入缺氧池.在大量的反
硝化杆菌和兼性厌氧菌的作用下,废水中部分芳烃
类化合物和含碳有机物转化为可生物降解的物质,
图1改造后的废水处理工艺流程图
同时,部分有机物也得到降解.缺氧池出水和沉淀
池回流污泥进入好氧池,通过多种微生物的协同作
用,去除残留的有机物并实现NH4+的好氧硝化,并
最终转化成硝酸盐和亚硝酸盐.好氧反应后的泥水
混合液进入沉淀池,分离后的上清液大部分作为回
流水送至缺氧池,剩余部分进入后级处理系统合格
后外排.沉淀池分离出的活性污泥大部分回流到好
氧池中,剩余污泥送至污泥处理系统.
1.2设施改造及投入
在原生化处理曝气池前端新建缺氧池,缺氧池
采用生物膜处理工艺;将原有的吸附再生工艺曝气
池改造成完全混合推流式好氧池;为提高充氧效率,
还将原曝气池内双螺旋曝气器改为微孔曝气器,以
降低好氧池动力损耗,更换了鼓风机.为防止微孑L
曝气器管道发生腐蚀,堵塞,将原有碳钢空气管道改
为不锈钢管道;原预处理和后处理系统基本保持不
变
回流液水中硝酸盐和亚硝酸盐转化为N:
排人大气;1.3改造前后水质对比(见表1)
表1改造前后水质对比
收稿日期:
2008—10—06
作者简介:
李应超(1963一),男,工程师,从事工业废水的处理,电话:
.
?
34?
河南化工
HENANCHEMICALINDUsTRY2008年第25卷
2开工调试情况
2.1提高蒸氨效果,降低脱氮负荷
出水水质优劣的关键在于生化系统的运行效
果,生化系统的运行效果取决于能否培养驯化出焦
化废水生物脱氮工艺所需微生物以及能否控制好影
响微生物的环境因素等.为了减轻生化处理的氨氮
负荷,在开工调试过程中,在蒸氨前增加了剩余氨水
的加碱量,由原来的蒸氨废水pH值7~8调至8—
8.5,这样不但降低了蒸氨废水中的氨氮含量,而且
也为硝化反应提供了足够的碱源.
2.2生化处理微生物的培养与驯化
微生物的培养与驯化主要包括好氧池内好氧炭
化菌,亚硝化菌和硝化菌及缺氧池内专性反硝化杆
菌和兼性厌氧菌的培养及驯化.由于焦化废水生物
脱氮处理所需微生物种类较多且差异较大,环境条
件要求较高,导致焦化废水处理微生物培养驯化需
要较长时间.
好氧菌接种污泥取自原普通生化曝气池,运行
方式为间断进水,间断曝气,集中排水.当污泥浓度
升高到一定数值时,开始控制进水中对硝化菌有抑
制作用的氨氮和BOD的浓度(BOD≤100mg/L,
NH≤150mg/L),培养亚硝化菌及硝化菌.由于生
物脱氮工艺为多菌种共存系统,存在着细菌相互竞
争,相互抑制的现象,且亚硝化菌和硝化菌作为一对
共生菌,相互依存,缺一不可,因此应创造适合多菌
种生存和增长的适宜条件,才能使其快速增长.
亚硝化菌和硝化菌采用连续培养方式.经过一
个月的污泥培养,污泥沉降比(SV)达到25%以上,
好氧池中NO;逐渐增加,向好氧池加碱,调整泥水
混合液pH值(pH值为7.5—8.2).No;达到峰值
后又逐渐降低,NO;逐渐增加.经过两个月运行
后,好氧池出水中NH一N,No;,NO;浓度均保持
相对稳定,说明亚硝化菌和硝化菌培养完毕.当污
泥出现滞长现象时,即可启动缺氧池进行专性反硝
化杆菌和兼性厌氧菌的培养与驯化.
缺氧池接种污泥取自好氧池中泥水混合液.缺
氧池生物接种后,经过lO天左右的生物挂膜着床增
长,池面上出现大量气泡,我们将气泡收集后进行色
谱分析,发现其中90%为N:
说明缺氧池内专性反
硝化杆菌和兼性厌氧菌培养完成.在此期间严格控
制缺氧池中废水中的溶氧量(DO:
0.5—0.6mg/L),
为专性反硝化杆菌和兼性厌氧菌提供适宜的生存繁
殖空间.在污泥驯化完成后,系统进入稳定运行阶
段.根据微生物的生长环境,调整缺氧池,好氧池的
运行参数,使其在最佳的技术和经济状态下运行.
稳定运行阶段生化系统出水主要污染物的去除情况
见表2.
表2生化系统出水主要污染物的去除情况
项目~7JG"mg?
L去除率
范围平均%
从表2可以看出,进水中的COD和NH,一N在
规定的范围内波动,对出水水质影响不大.实践表
明,若使处理后出水COD低于100mg/L,NH,一N
低于15mg/L,从技术,经济的角度出发,则生化处
理系统进水COD应控制在2000mg/L,NH一N浓
度控制在250mg/L以下,可以达到排放标准.
3运行调试的注意事项及存在的问题
3.1控制进水水质水量
根据焦化废水主要来源水质,水量的原始统计
数据以及设计方案的规定,进入污水处理系统的废
水水质,水量必须达到设计要求,避免出现波动较大
现象.
3.2废水预处理
为降低后续生化处理负荷,减轻有毒物质的冲
击负荷,同时为稳定后续生化处理效果,利于操作管
理,废水进入系统以前需进行预处理,把废水中的油
类,水温,悬浮物和氨氮控制在合理的范围内.
进水COD波动过大,会对系统运行带来很大冲
击.因此,应根据设计要求严格控制进水COD在要
求范围内.在调试阶段COD控制在l000mg/L以
内,运行期间控制在2200mg/L.
来自老厂区焦油加工过程中产生的废水,蒸氨
废水,特别是夏季水温都很高,需经板式冷凝器及雾
化冷却器冷却到38℃以下再排人调节池.
煤气冷凝废水及各处清浊分流的浊水经重力隔
油,气浮除油处理并蒸氨后(含油低于50mg/L),再
排入调节池.
第l2期李应超等:
A/O生化工艺在焦化废水处理中的应用?
35?
剩余氨水先通过蒸氨系统,通过挥发氨和固定
氨分解蒸馏,将其氨氮浓度由2800mg/L降低到
250mg/L后,排人调节池.
3.3缺氧池的运行
在运行生产中密切注意COD与氨氮浓度比不
小于3~5,当低于此值时要向缺氧池中投加有机碳
源,碳源的投加功能为促进反硝化菌的代谢和生长.
操控碳源投加装置,调节加药量,要满足均匀投加的
工艺指标要求.
A/O工艺要求大部分混合液回流到缺氧池,以
确保反硝化的正常进行,因此回流比的大小直接影
响系统的脱氮效果.回流比太小,则出水NH一N
浓度偏高,大部分硝态氮随终沉池出水流出,无足够
的硝态氮供反硝化,势必影响脱氮效率.一般认为,
回流比越大,脱氮效率越高;其实不然,当回流比过
高,则不仅多耗费动力,还会因回流量增加,导致缺
氧池中COD与NH一N比值下降,若低于1.0时,
废水中有机碳源不能充分利用,脱氮速率反趋变慢.
我们分别在回流比2,3,4三种情况下进行运行比
较,当回流比控制在4时,去除率可达到91.3%以
上,脱氮效果好.
在反硝化过程中,反硝化杆菌和兼氧微生物也
需要部分氧气,供氧不足和供氧过量均会导致池内
微生物分解能力降低,出水水质变差,我厂的反硝化
系统采用生物膜法工艺,由于污泥在填料形成絮凝
污泥团,需氧量偏高,一般控制在0.6—0.9mg/L时
反硝化效果良好.
3.4好氧池的运行
纯碱投加功能为补充硝化所需碱度,控制pH
值在7.5~8.2之间.pH值的不同可使微生物硝化
反应形成不同的硝态氮(亚硝酸氮及硝酸氮).亚
硝酸氮有致癌作用,且对出水水质有较大的影响,应
尽量减少亚硝酸氮的生成,操控纯碱投加装置,调节
加药量,满足均匀投加的要求.磷是合成酶和微生
物细胞所不可缺少的物质,我们根据进水中的碳氮
比,每天适当加入磷酸二氢钠,确保出水含磷量在
0.5—10mg/L,满足微生物的需求.
焦化污水生物处理系统是利用中温细菌降解有
机物的原理而进行设计的,当温度过高或过低均会
影响细菌的代谢功能,甚至导致细菌死亡,进而影响
废水的处理效果,所以应严格控制和监测进入生物
处理中的废水温度,一般控制在25~35cI=之间比较
适宜.
利用好氧微生物高生化速率的特性来去除有机
污染物质,而水中溶解氧的存在是好氧菌生长的必
要条件.溶解氧值过高或过低对处理效果均不利:
过高会导致污泥老化而沉淀性能下降,进而形成出
水污泥解絮和漂泥现象;供氧不足会导致池内好氧
微生物数量减少,生化处理效率降低,出水水质变
差,一般控制在3—4mg/L时污泥生长良好.
3.5存在的问题和解决办法
在调试初期,污泥指数比较低,进水量也比较
少,好氧段采用微孔曝气供氧法,造成调试初期溶解
氧控制困难,污泥反复出现解絮,絮凝现象.我们在
控制溶氧量的同时,在曝气池中投加粉末活性炭,增
加了污泥的絮凝性(污泥不会失去活性);活性炭具
有改善活性污泥的沉降性能和抑制减少污泥膨胀等
特性,活性炭与活性污泥经过一段时间的接触后,可
以很稳定地嵌入于活性污泥中.在调试中污泥出现
解絮,我们连续投加了3天,每天投加量为5—10
mg/L,污泥得到很好的絮凝和沉淀.
在运行过程中,二沉池突然出现污泥厌氧反硝
化,引起污泥上浮现象,造成污泥流失,影响出水水
质.我们采用以下处理方法并收到满意效果:
①控
制好反硝化条件,尽可能降低硝酸氮反硝化率;②增
加沉淀池的出泥量,降低沉淀池的污泥层高度和停
留时间减少,可防止污泥缺氧;③在缺氧池的容氧量
不超过规定范围内,尽可能增加好氧区的溶解氧,使
进入沉淀池的污泥不缺氧,有效避免了反硝化出现.
在运行过程中,出现污泥体积达到80%一
90%,污泥严重膨胀,外排水出现NH,一N浓度上
升,通过检查用试纸测量好氧池出水pH值在6—7
之间,出水明显出现弱酸性,考虑到有可能是弱酸性
引起丝状菌繁殖过多引起污泥膨胀,我们及时在好
氧池中投加了纯碱,使pH值调节到7—8之间,经
过24h运转,污泥体积基本回落到正常范围内.
对于毒性大,生化性差的焦化废水,在污泥培养
过程初期,宁可曝气不足也不能曝气过度,宁可营养
?
36?
河南化工
HENANCHEMICALlNDUSTRY2OO8年第25卷
延迟焦化富气压缩机故障分析与处理措施
梁文彬
(中海炼化有限公司惠州分公司,广东惠州516084)
摘要:
通过对延迟焦化富气压缩机运行中存在的问题,如机械方面问题:
气阀故障,十字头活塞杆夹块断裂,气封
泄漏等;机组附属设施方面:
中间冷却器频繁泄漏,分液罐带液严重;工艺操作和电器仪表等方面的问题,进行分
析,并采取相应的解决措施,有效解决了机组的缺陷,实现了机组安全,平稳,连续的运行.
关键词:
延迟焦化装置;往复压缩机;气阀;气封
中图分类号:
TQ051.2l文献标识码:
B文章编号:
1003—3467(2008)12—0036—04
1焦化富气压缩机的概况
中海炼化有限公司惠州分公司延迟焦化装置三
台富气压缩机采用2D12型往复式压缩机,是将焦
化富气压缩后,送到脱硫装置脱硫,脱硫后高压富气
进人到吸收稳定装置,分离出液化石油气和焦化干
气,焦化干气送入制氢装置生产氢气,液化石油气作
为产品出厂.该压缩机在焦化装置的生产过程中起
到非常重要的作用,是焦化装置的核心设备,其能否
完好运行,关系到整个焦化,脱硫,吸收稳定及制氢
装置的平稳生产.该压缩机正常生产过程中开二备
一
为两列对动二级复动水冷压缩机,型号2D12—
60/15,设计参数为:
额定流量,3600Nm/h;一级条
件:
人口压力,25—30kPa,出口压力,0.3~0.32
MPa;人口温度,40℃,出口温度,100o【=.出口条
件:
入口压力,0.28—0.3MPa,出口压力,1.5MPa;
入口温度,40℃,出口温度,140oC;电机功率560
kW.润滑方式为强制润滑.
2生产过程中存在的问题
2.1机械方面
过剩也不可营养不足.我们厂调试初期出现污泥培
养不好现象,在培养过程中污泥总是处于生长一解
絮一生长一再解絮这样一个恶性循环中.主要原因
就是在污泥初步形成的阶段,过度曝气和营养不足
造成污泥很快解絮.另外,注意调整好氧池中的pH
值,尽可能使碱度满足硝化反应的需要.
4改造效果
天宏焦化废水处理站尽可能利用原有的旧设
施,改建为同规模的新工艺,与新建同等规模的焦化
废水处理站投资比较,可节约投资1000万元左右.
另外,将缺氧生物膜处理方法和好氧活性污泥处理
方法有机的结合起来,使处理系统对COD的耐冲击
力明显提高,出水COD和氨氮达到外排标准.与公
司原工艺对比,改造后新工艺少排COD95.0t,氨氮
8O.24t;好氧池将双螺旋曝气器更换为微孔曝气
器,降低了动力消耗.
5小结
A/O生化工艺的缺氧池采用膜法处理废水,起
到生物水解和反硝化的双重作用.从实际运行看,
缺氧池对COD的耐冲击性比较高,即使COD达到
3000mg/L也不会对系统产生太大影响;同时还有
去除部分有机物的作用,降低了好氧池COD的负
荷,使废水在好氧池中很快就能进行硝化反应,相对
减少了好氧池的废水停留时间;缺氧段的反硝化过
程也是产碱量的过程,降低了好氧段生化处理时投
加纯碱的药剂成本.结果表明,这种微生物处理法
不依赖特殊的处理构筑物,运行相对简单,经济,对
高浓度氨氮基本不需要投加碳源,具有良好的应用
前景.废水处理站的开工调试关键是通过系统调
整,培养驯化出适应生物脱氮工艺的生物菌群,控制
好影响各种菌群的环境参数,是焦化废水处理装置
出水水质优劣的决定性因素.
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