宝钢化工酚水处理工艺简介.pdf

上海宝钢化工有限公司上海宝钢化工有限公司 焦化废水处理工艺简介焦化废水处理工艺简介 部门（单位）：化工分公司煤精厂 日期：2015-11-09 目录目录 现场工艺简介现场工艺简介 1 工艺原理及参数工艺原理及参数 2 总结总结 5 物化处理工艺物化处理工艺 4 现场运行阶段现场运行阶段 3 四期焦炉 横管初冷器横管初冷器 直冷塔直冷塔 鼓风机鼓风机 电捕电捕 焦油器焦油器 焦油分离器焦油分离器 超级离心机超级离心机 焦油大槽焦油大槽 氨水分离器氨水分离器 氨水循环槽氨水循环槽 氨水循环泵氨水循环泵 氨水大槽氨水大槽 现场工艺简介现场工艺简介 焦炉煤气焦炉煤气 焦油焦油 氨水氨水 煤气冷凝液煤气冷凝液 捕雾器捕雾器 现场工艺简介现场工艺简介 废水来源废水来源 现场工艺简介现场工艺简介 脱酚工艺流程图脱酚工艺流程图 现场工艺简介现场工艺简介 脱酚工艺流程图脱酚工艺流程图 1.2.3.H2S 4.NaOH 5.1.0.01111 2.45-50 3.45-50 4.70m3/h 现场工艺简介现场工艺简介 蒸氨工艺流程图蒸氨工艺流程图 1.1.废水来源废水来源 来源：煤精、化产、外单位的废水 蒸氨供料槽 氨水 换热器 蒸氨塔 塔顶氨蒸汽 生化处理 生化原水 冷却器 冷却器 氨萘塔 NaOH S7 现场工艺简介现场工艺简介 蒸氨工艺流程图蒸氨工艺流程图 挥发氨，即(NH4)2CO3，(NH4)2S，NH4CN等盐中存在的氨，加热时可以分解出来，用直接蒸汽蒸馏分离。而固定铵，也就是，NH4Cl，(NH4)2SO4，NH4CNS等盐的形式存在于氨水中的氨单用加热不能分解，须事先用石灰乳或NaOH等处理后进行分离。现场工艺简介现场工艺简介 蒸氨工艺流程图蒸氨工艺流程图 现场工艺简介现场工艺简介 溶剂脱酚效果溶剂脱酚效果 0 02525505075751001000 02002004004006006008008000 0303060609090120120150150酚（mg/L)时间时间 进水进水 萃取塔萃取塔A A出水出水 萃取塔萃取塔B B出水出水 A A萃取塔酚去除率萃取塔酚去除率 B B萃取塔酚去除率萃取塔酚去除率 溶剂原氨水()系统A A去除率（%）系统B B去除率（%）平均值 648.70 16.21 97.53 12.13 98.10 现场工艺简介现场工艺简介 1 1.溶剂蒸氨去除效果溶剂蒸氨去除效果 水质 进水指标 出水水质指标 分析指标 挥发氨(mg/L)全氨(mg/L)总氰(mg/L)pH值()挥发氨(mg/L)全氨(mg/L)总氰(mg/L)数值 4,880.62 5,558.02 58.944 8.616 133.3 194.033 5.685 0 020204040606080801001000 015001500300030004500450060006000750075000 0303060609090120120150150全氨（全氨（mg/L)mg/L)时间（天时间（天)进水全氨进水全氨 出水全氨出水全氨 全氨去除率全氨去除率 0 02525505075751001000 020204040606080801001000 0303060609090120120150150总氰（总氰（mg/L)mg/L)时间（天）时间（天）进水总氰进水总氰 出水总氰出水总氰 总氰去除率总氰去除率 95.26 83.73 现场工艺简介现场工艺简介 国内一些企业焦化废水水质（mg/L）COD NH3-N 挥发酚 氰化物 现场工艺简介现场工艺简介 22.一、二、三、四期焦化废水处理工艺介绍一、二、三、四期焦化废水处理工艺介绍 生化+物化处理工艺 生化采用A2/O处理工艺 2009年5月26日，上海市环境保护局与上海市质量技术监督局联合发布了上海市地方标准污水综合排放标准（DB31/1992009）。该标准自2009年10月1日实施。总氮排放要求大大提高（TN35 mg/L）因此对现场工艺进行改造，改造后工艺为A2/O-AO工艺，即将部分好氧槽 改造为缺氧槽，一、二、三期工艺改造后，出水达到上海 市污水综合排放标准。现场工艺简介现场工艺简介 四期焦化废水处理工艺简介 四期焦化废水项目于2011年施工，于2012年6月完成并进水调试，经过2个月的驯化，出水可以达标排放。按照上海市环保局对煤气系统技术升级项目的环评批复要求，处理后出水应达到回用水水质要求，全部回收并循环利用。因此四期酚氰废水处理达到上海污水综合排放标准二级要求后，送深度回用处理并回用，项目实现零排放。四期焦化废水处理设计处理能力为150m3/h，共分两个系列，每个系列设计处理能力为75m3/h.现场工艺简介现场工艺简介 宝钢股份公司化工公司按照上海市环评要求,四期焦炉酚氰废水经处理后必须全部达到回用,达到”零零”排放排放。因此四煤精废水处理分为两部分，即第一部分酚氰废水达标排放处理，第二部分，废水深度回用处理。废水达标处理包括两个部分，生化处理和物化处理。生化处理完成对废水中有机物的降解和脱氮功能有机物的降解和脱氮功能。物化处理主要对生化出水进一步处理，以降低水中的氟、氰、COD、悬浮物和其它有害物质，以达到排放标准。现场工艺简介现场工艺简介 生化地坑生化地坑+蒸氨废水蒸氨废水及其它废水及其它废水电絮凝气浮槽电絮凝气浮槽调节池调节池厌氧池厌氧池缺氧池缺氧池好氧池好氧池沉淀池沉淀池混合液回流污泥回流消泡水消泡水NaOHNaOH鼓风曝气鼓风曝气污泥浓缩池污泥浓缩池缺氧池缺氧池沉淀池沉淀池好氧池好氧池污泥回流污泥回流甲醇甲醇 现场工艺简介现场工艺简介 后置反硝化后置反硝化 物化处理物化处理 深度回用深度回用 降解氨氮有机物降解氨氮有机物 去除氰、氟化物去除氰氟化物 现场工艺简介现场工艺简介 A2OA2O-AOAO工艺特点工艺特点 A2O工艺于70年代由美国专家在厌氧-好氧除磷的基础上开发出来，该工艺具有脱氮除磷的功能。该工艺流程简单，总的水力停留时间也少于同类其它工艺。厌氧-缺氧-好氧交替运行下，SVI一般少于100，不会发生污泥膨胀。工艺原理及参数工艺原理及参数 氨化反应氨化反应 污（废）水中有机氮合物在好氧菌和氨化菌作用下，有机碳被降解为CO2，而有机氮被分解转化氨氮。例如，氨基酸的氨化反应为 厌氧段，可以提高B/C比，增加缺氧段反硝化可利用的碳源量。采用增设填料，更有利于提高可生化性。3222NHCORCOOHOCOOHRCHNH好氧菌、氨化菌工艺原理及参数工艺原理及参数 硝化反应原理硝化反应原理 硝化反应是在好氧状态下，将氨氮转化为硝酸盐氮的过程。其硝化过程总氧化式为：在硝化过程中，1gNH4+-N完成硝化反应，需4.57g氧 同时硝化反应使pH值下降，因硝化菌对pH值变化十分敏感，为保持适宜的pH值，污水中应有足够的碱度。整个硝化过程要消耗水中碱度，主要是氧化反应所致。即每氧化1g氨氮需消耗重碳酸盐碱度（以CaCO3计）7.14g。OHHNOONH232422 硝化菌OHCOCCaCOH2223a2生化反硝化基本原理生化反硝化基本原理 反硝化反应是由一群异养性微生物完成的生物化学过程。它的主要作用是在缺氧（无分子态氧）的条件下，将硝化过程中产生的亚硝酸盐和硝酸盐还原成气态氮（N2）。硝酸盐还原反应步骤如式所示。在生物脱氮过程中，电子供体通常来源于）外源物质如甲醇或醋酸盐。在异养脱氮反应中，每还原1当量NO3-N产生1当量碱度，相当于还原每克硝酸盐氮产生3.57g碱度(以CaCO3计)。前述在硝化反应中，氧化每克NH4+-N需7.14g碱度（以CaCO3计），所以在硝化过程中被消耗的碱度可在脱氮反应中恢复一半。2223NONNONONOOHOHNCOOHCHNO67355622233反硝化菌OHOHCONNOCOOHCH861048522233生化反硝化基本原理生化反硝化基本原理 2.86NO2.86NO3 3-N=N=（1+1.42Yn1+1.42Yn）bsCODbsCOD 2.86：NO3-N的氧当量，g O2/g NO3-N；NO3-N：被还原的NO3-N；Yn：净生物体产量，g VSS/g bsCOD；bsCOD：被利用的bsCOD，g bsCOD/d；工艺原理及参数工艺原理及参数 有机氮有机氮（蛋白质蛋白质、尿尿素素）氨氮氨氮有机氮有机氮（细菌细胞细菌细胞）有机氮有机氮（净生长净生长）亚硝酸盐亚硝酸盐硝酸盐硝酸盐氮气氮气同化同化溶解及自氧化溶解及自氧化O O2 2O O2 2脱氮脱氮有机碳有机碳AerobicAerobic-NitrificationNitrificationAnoxicAnoxic-DenitrificationDenitrification 氨化作用氨化作用 硝化作用硝化作用 生物处理过程中氮的转化生物处理过程中氮的转化 传统生物脱氮原理传统生物脱氮原理 总氮总氮 无机氮无机氮 有机氮有机氮 硝态氮硝态氮 亚硝亚硝 态氮态氮 氨氮氨氮 凯氏氮（凯氏氮（TKN)=有机氮有机氮+氨氮氨氮 TN=无机氮（无机氮（Nox-N）+有机氮有机氮 碱度 现场运行阶段现场运行阶段 反应反应器名器名称称 调整调整槽槽 厌氧厌氧池池 缺氧缺氧池池 好氧好氧池池 生化生化沉淀沉淀池池 后置后置缺氧缺氧池池 再曝再曝气池气池 再曝再曝气沉气沉淀池淀池 物化物化处理处理 斜板斜板沉淀沉淀池池 体积体积（m3m3）80008000 30003000 50005000 120012000 0 22002200 30003000 15001500 11001100 375375 100100 HRTHRT（h h）5353 2020 3333 8080 14.614.6 2020 1010 7.37.3 2.52.5 0.670.67 各反应池水力停留时间 85008500 30003000 1260012600 23202320 30003000 30003000 现场运行阶段现场运行阶段 A2/O工艺影响因素 可生物降解的有机物（C/N)污泥龄的影响（15-20 d）溶解氧（DO）的影响。（2mg/L）污泥负荷Ns的影响。好氧小于0.18 kgBOD5/（kgMLSS.d），否则影响硝化菌。厌氧池大于0.10 kgBOD5/（kgMLSS.d）KN/MLSS负荷率的影响。小于0.05kg KN/（kgMLSS.d）.污泥回流比和混合液回流比。动力消耗。一般污泥回流75%-100%，混合液回流比为300%-400%。四期焦化废水运行工艺四期焦化废水运行工艺 生化地坑生化地坑+蒸氨废水蒸氨废水及其它废水及其它废水电絮凝气浮槽电絮凝气浮槽调节池调节池厌氧池厌氧池缺氧池缺氧池好氧池好氧池沉淀池沉淀池混合液回流污泥回流消泡水消泡水NaOHNaOH鼓风曝气鼓风曝气污泥浓缩池污泥浓缩池缺氧池缺氧池沉淀池沉淀池好氧池好氧池污泥回流污泥回流甲醇甲醇现场运行阶段现场运行阶段 驯化期工艺驯化期工艺运行效果运行效果的研的研究究 驯化期从2012年8月4日至2012年8月31日，2012年9月1日投加乙酸钠单一碳源作为外源碳至2012年11月9日。0102030405060 氨氮(mg/L)总氮(mg/L)亚硝酸盐氮(mg/L)硝酸盐氮(mg/L)运行时间(天)0153045607590105120 0306090120150180210240 氨氮、亚硝酸盐氮（mg/L）硝酸盐氮、总氮（mg/L）生化沉淀池出水各指标运行变化 现场运行阶段现场运行阶段 单一碳源乙酸钠投加阶段单一碳源乙酸钠投加阶段 后置反硝化总氮去除率如图所示，从图中可以看出，投加乙酸钠作为外源碳后，后置反硝化效果较好，能保证反硝化出水能在30mg/L以下，完全满足上海废水综合排放标准（DB31/199-2009）TN35mg/L的要求。010203040506004080120160200240 沉淀池(mg/L)生化出水(mg/L)总氮去除率(%)时间(天)020406080100 总氮（mg/L)总氮去除率（%）现场运行阶段 乙酸钠碳源后置反硝化投加碳氮比 在缺氧条件下，可生物降解的有机物底物充足条件下，去除1mgNO3-N从理论上估计消耗的COD量为2.86/（1-YH），YH为异养菌产率系数，所以依据不同的异养菌产率系数及消耗进水中含有的一定量的溶解氧，实际所需的C/N会各不相同。平均值为4.7，选取5为宜。01020304050600306090120150180210240 沉淀池 生化出水 总氮去除率 COD/TN时间(天)总氮（mg/L）020406080100 02468101214 总氮去除率（%）COD/TN物化处理工艺段 氰化物处理池氰化物处理池氟化物处理池氟化物处理池混合絮凝池混合絮凝池斜板沉淀池斜板沉淀池过滤原水池过滤原水池全自动砂过滤器全自动砂过滤器过滤出水池过滤出水池深度处理站深度处理站H H2 2SOSO4 4FeSOFeSO4 4NaOHNaOHCaClCaCl2 2PAMPAMAlAl2 2(SOSO4 4)3 3鼓风曝气鼓风曝气污泥浓缩池污泥浓缩池NaClONaClO四期焦化废水物理化学工艺流程图 物化处理工艺段物化处理工艺段 氰化物处理槽。加入硫酸亚铁和硫酸，调pH至酸性，使水中氰化物形成不溶性络合物 氟化物处理池。在氟化物处理池中加碱调节pH到中性，同时加入氯化钙，与氟化物形成氟化钙絮体，并连续通入低压空气，使水中部分未氧的亚铁离子完全氧化，同时有效防止沉淀的生成。进入絮凝槽，往池中加入絮凝剂及助凝剂，使水中形成的小颗粒絮体聚凝成大的悬浮颗粒物，出水出入斜板进行固液分离。向过滤原水槽中加入强氧化剂-次氯酸钠，将未反应完全的COD及T-CN进一步氧化降解，出水经过滤器过滤，出水检测合格后可外排或送至深度处理站。