李瑞齋

（河北協(xié)同水處理技術(shù)有限公司 河北 石家莊 050000）

引言

焦炭行業(yè)是我國的重要支柱產(chǎn)業(yè)，是“水十條”重點(diǎn)管控行業(yè)。2018年我國焦炭產(chǎn)量接近4.4億噸，伴隨鋼鐵工業(yè)、煤炭工業(yè)等的焦炭煉制、煤氣終冷、化工產(chǎn)品精制過程產(chǎn)生大量的焦化廢水，每噸焦排放廢水0.4～0.7t，2018年我國焦化廢水排放量達(dá)3.17×109m3。

1 水質(zhì)分析

焦化廢水深度處理進(jìn)水水質(zhì)中難降解的COD一般為150～400mg／L，達(dá)不到反滲透膜系統(tǒng)的進(jìn)水條件（≤50mg／L），廢水直接進(jìn)入膜處理系統(tǒng)必然造成膜的嚴(yán)重污堵。因此必須應(yīng)用前沿的高級氧化技術(shù)緩解膜的污堵、延長清洗周期和增加膜的使用壽命，與成熟的雙膜法水處理技術(shù)重新組合優(yōu)化設(shè)計(jì)流程，調(diào)整設(shè)計(jì)參數(shù)，尋求低成本、高效率的焦化廢水深度處理和回用技術(shù)[1]。

2 焦化廢水處理技術(shù)現(xiàn)狀

①在焦化廢水主生化處理方面，中冶焦耐最早研究開發(fā)的焦化污水處理A/O內(nèi)循環(huán)生物脫氮工藝即缺氧—好氧處理工藝，能夠?qū)崿F(xiàn)進(jìn)水COD900～1700mg/L、氨氮質(zhì)量濃度300mg/L、酚類質(zhì)量濃度90mg/L、氰化物質(zhì)量濃度50mg/L、油類質(zhì)量濃度80mg/L的條件下，出水達(dá)到COD小于100mg/L、氨氮質(zhì)量濃度小于15mg/L、酚質(zhì)量濃度小于0.5mg/L、氰化物質(zhì)量濃度小于0.5mg/L。為了提高焦化廢水的處理效果，在A/O工藝的基礎(chǔ)上開發(fā)了A2/O生化處理工藝。該工藝是目前國內(nèi)焦化廢水處理更為廣泛應(yīng)用的主生化處理工藝。

②在焦化廢水深度處理方面，采用(高效軟化+過濾+超濾+反滲透)工藝，對包鋼慶華酚氰污水生化處理系統(tǒng)出水進(jìn)行深度處理提標(biāo)改造，深度處理系統(tǒng)出水作為循環(huán)水補(bǔ)水回用。臭氧氧化、光催化氧化深度處理技術(shù)已應(yīng)用于實(shí)際工程，萊鋼焦化廠對焦化廢水處理系統(tǒng)采用MBR和臭氧工藝進(jìn)行改造后，廢水COD由250mg/L降為150mg/L以下，廢水懸浮物質(zhì)量濃度由150mg/L降為20mg/L以下；鞍鋼化工總廠等采用催化臭氧氧化技術(shù)對其焦化廢水進(jìn)行深度處理，處理后出水滿足國家一級排放標(biāo)準(zhǔn)的要求[2]。

3 工藝設(shè)計(jì)

原水從濁漳河水庫取水匯入4萬立方米調(diào)蓄水池中，經(jīng)原水提升泵提升進(jìn)入河水預(yù)處理裝置的調(diào)節(jié)池中，再通過泵將水送至溶氣氣浮設(shè)備中。溶氣氣浮設(shè)備出水自流至曝氣調(diào)節(jié)池中，然后提升入水力循環(huán)澄清池中，提升過程中投加混凝劑及助凝劑。原水在澄清池內(nèi)反應(yīng)、沉淀，泥水分離后，上清液流入過濾池中，進(jìn)一步過濾后的水流入中間水池中，中間水池的水通過超濾增壓泵提升進(jìn)入超濾系統(tǒng)處理，超濾產(chǎn)水進(jìn)入1萬立方米清水池待回用，最終回用水再通過增壓泵增壓去使用水點(diǎn)。溶氣氣浮設(shè)備的浮渣和水力循環(huán)澄清池排出的污泥排入污泥濃縮池中，污泥經(jīng)帶式壓濾機(jī)進(jìn)行污泥干化脫水，泥餅外運(yùn)，滲濾水回流至曝氣調(diào)節(jié)池中[3]。

4 單元設(shè)計(jì)

4.1 氣浮設(shè)備

本單元主要起固液分離、油水分離作用，同時(shí)部分降低COD、色度等。氣浮設(shè)備采用平流式溶氣氣浮2臺，單臺處理量為70m3/h。氣浮條件：pH值為6～9，溫度≤45℃。氣浮溶氣水效果達(dá)到微米級。氣浮設(shè)備設(shè)有捕捉區(qū)、氣浮分離區(qū)、出水區(qū)及刮渣設(shè)備。

4.2 水力循環(huán)澄清池

水力循環(huán)澄清池是集混合、絮凝和沉淀于一體的泥渣循環(huán)型澄清池。原水經(jīng)過水射器噴嘴，在其周圍形成負(fù)壓吸入泥渣，使原水、泥渣、混凝劑充分而激烈地快速混合，從而增加懸浮顆粒間的碰撞。加快接觸絮凝作用，達(dá)到泥水分離的目的。水力循環(huán)澄清池。單池容積為550m3，尺寸為φ11m×5.8m。水力停留時(shí)間為4h。內(nèi)設(shè)斜管，鋼砼結(jié)構(gòu)[4]。

5 單元處理技術(shù)

5.1 曝氣生物濾池

曝氣生物濾池(BAF)是一種特殊形式的生物接觸氧化法。BAF結(jié)合了給水快濾池和接觸氧化法的優(yōu)點(diǎn)，集曝氣氧化、高水力負(fù)荷、絮凝吸附等特點(diǎn)于一身，具有生物氧化和過濾的雙重作用，出水水質(zhì)較好。BAF在焦化廢水深度處理中主要應(yīng)用于常規(guī)生化處理后。孫豐英等利用曝氣生物濾池(UBAF)作為某焦化廠生化二級出水的深度處理工藝，處理后的出水COD和NH3-N可達(dá)GB8987—1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》。目前BAF技術(shù)在焦化廢水深度處理中已有工程應(yīng)用。將混凝氣浮增加至BAF前可有效去除污水中的懸浮物，同時(shí)具有有機(jī)負(fù)荷高、占地面積小、投資少、不會產(chǎn)生污泥膨脹、氧傳輸效率高、出水水質(zhì)好等優(yōu)點(diǎn)，但其對進(jìn)水懸浮物(SS)濃度要求較嚴(yán)，一般要求ρ(SS)≤100mg/L，最好ρ(SS)≤60mg/L，因此需要對進(jìn)水進(jìn)行預(yù)處理，盡可能減少黏性物質(zhì)對膜面的污堵。

5.2 高級氧化技術(shù)

在實(shí)際工程應(yīng)用中，F(xiàn)enton氧化處理工藝的過氧化氫(H2O2)、Fe鹽投加量不易控制，難以滿足焦化廢水水質(zhì)的波動影響，同時(shí)反應(yīng)體系中引入鹽類會使廢水中總?cè)芙夤腆w(TDS)含量增加30%～40%，且產(chǎn)生大量危廢污泥，增加末端污泥的處理處置費(fèi)用。此外，F(xiàn)enton催化氧化過程活性組分流失，液體酸消耗量大會造成設(shè)備腐蝕。該方法在焦化廢水深度處理達(dá)標(biāo)排放過程中存在藥劑消耗大、成本高，在回用過程中存在TDS、Cl－濃度高的缺點(diǎn)而不具競爭優(yōu)勢[5]。

6 結(jié)束語

由于河水的水質(zhì)受到氣象因素及補(bǔ)給類型的影響，在預(yù)處理過程中應(yīng)對河水水質(zhì)進(jìn)行實(shí)施檢測，并根據(jù)水質(zhì)的變化及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，使其滿足用水要求。