工業(yè)廢水解決方案應(yīng)用場景
一、焦化行業(yè)
煉焦化學工業(yè)是煤炭化學工業(yè)的一個重要部分，煤炭主要加工方法包括高溫煉焦（ 950---1050攝氏度 ）、中溫 煉焦、低溫煉焦等三種方法 。冶金行業(yè)一般采用高溫煉焦來獲得焦炭和回收化學產(chǎn)品。產(chǎn)品焦炭可作高爐冶煉的燃料，也可用于鑄造、有色金屬冶煉、制造水煤氣；可用于制造生產(chǎn)合成氨的發(fā)生爐煤氣，也可用來制造電石，以獲得有機合成工業(yè)的原料。在煉焦過程中產(chǎn)生的化學產(chǎn)品經(jīng)過回收、加工提取焦油、氨、萘、硫化氫 、粗苯等產(chǎn)品，并獲得凈焦爐煤氣、煤焦油，粗苯精制加工和深度加工后，可以制取苯、甲苯、二甲苯、二硫化碳等，這些產(chǎn)品廣泛用于化學工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)、耐火材料工業(yè)。凈焦爐煤氣可供民用和作為工業(yè)燃料。煤氣中的氨可用來制造硫酸銨、濃氨水、無水氨等。煉焦化學工業(yè)的產(chǎn)品已達數(shù)百種，中國煉焦化學工業(yè)已能從焦爐煤氣、焦油和粗苯中制取一百多種化學產(chǎn)品 ，這對中國的國民經(jīng)濟發(fā)展具有十分重要的意義。
1、焦化廢水水質(zhì)特點
焦化廢水是焦爐煤氣初冷和焦化生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水 ，其成分復(fù)雜，含有大量的酚類 、聯(lián)苯、吡啶、吲哚和喹啉等有機污染物，還含有氰、無機氟離子和氨氮等有毒有害物質(zhì)，污染物色度高，對環(huán)境危害大 。
煤焦化廢水主要成分有揮發(fā)酚、礦物油、氰化物、苯酚及苯系化合物、氨氮等，屬于污染物濃度高，污染物成分復(fù)雜，難于治理的工業(yè)廢水之一。其處理的關(guān)鍵之處在于：
（1）酚含量高
焦化廢水中酚的平均含量為1500～2000mg/L，直接體現(xiàn)在污水的COD值上，不經(jīng)脫酚的煤焦化廢水，COD含量高達3000～5500mg/L。酚的可生化性差，在進生化處理系統(tǒng)之前，焦化廢水應(yīng)經(jīng)蒸氨脫酚系統(tǒng)。經(jīng)蒸氨脫酚后，廢水中酚含量一般在450～850 mg/L 。這樣的酚含量是完全可以經(jīng)生物法降解的，且用于生物處理也是比較經(jīng)濟適用的 。
（2）氨氮含量高
蒸氨廢水中氨含量高，平均含量為4500mg/L。這樣高濃度的氨不能用生化法去除，而且其對生化處理單元有嚴重的毒害作用，可以殺死活性污泥，破壞整個生物處理系統(tǒng)。因此，該高含氨氮廢水在進入污水處理站之前，要設(shè)脫氨預(yù)處理過程。
經(jīng)過脫氨預(yù)處理的廢水氨氮濃度在80～200mg/L左右，平均濃度一般小于200mg/L，經(jīng)本工藝處理后，完全能達到處理到小于10mg/L以下的標準。氨氮的去除是該類污水處理工藝選擇時首先要考慮的問題。
（3）難降解有機物含量高
煤焦化廢水中含有大量苯系 、萘系及雜環(huán)類難降解有機物 ，通常的好氧活性污泥法難以直接處理達標。因此，在好氧法前，需改善其可生化性，提高BOD：COD值。
2、焦化廢水生化處理工藝
A2/O工藝
A2/O工藝是在傳統(tǒng)的A/O工藝前加一厭氧段 ，目的是進一步提高有機物的去除率、提高廢水的可生化性。
厭氧段
污水首先流入?yún)捬醭?，在兼性厭氧菌和專性厭氧菌的作用下，廢水中的有機物被分解成沼氣和被吸收轉(zhuǎn)變成微生物的軀體，以污泥的形式得以去除。另外，NH3-N因細胞的合成而被去除一部分，使污水中的NH3-N濃度下降，但NO3-N含量沒有變化。而且，厭氧過程還能大大地改善廢水中難以直接用好氧生化法降解的苯、蒽醌類有機物的可生化性，提高后續(xù)生物氧化法的處理效率，減少后續(xù)生化過程的能耗。該厭氧段的主要目的是改善廢水的可生化性及去除部分有機物。
缺氧段
經(jīng)過厭氧反應(yīng)的廢水進入缺氧池中，同時還有一部分通過好氧處理的硝化液（上清液）回流到缺氧池，在缺氧池內(nèi)進行反硝化。反硝化菌奪取回流硝化液中亞硝酸根和硝酸根中的氧氧化有機物的同時，將亞硝態(tài)氮和硝態(tài)氮還原為氮氣而除去。
反硝化過程是在缺氧條件下，異養(yǎng)型反硝化細菌將廢水中NO3－N還原為N2之過程 ，其生物化學反應(yīng)式為:
6NO3-+2CH3OH → 6NO2-+2CO2+4H2O
6NO2-+3CH3OH → 3N2↑+3CO2+3H2O+60H-
N2難溶于水 ，經(jīng)鼓氣 ，得以吹脫。
好氧段
在好氧池中，有機物被微生物生化降解，去除率較高 。同時，廢水中的氨氮被硝化菌氧化為亞硝酸鹽和硝酸鹽 。通過硝化的混合液經(jīng)沉淀池進行固液分離，分離的大部分硝化液回流至缺氧池進行反硝化脫氮，另有單倍處理水量經(jīng)進一步處理后排放，污泥全部回流到好氧池。
廢水中的NH3，在好氧條件下，自養(yǎng)型亞硝化菌與硝化菌將NH3氧化為NO3-N的過程，是生物脫氮的第一步,其生物化學反應(yīng)式為:
亞硝化單胞菌
2NH4+ + 3O -------------?2NO2- + 4H2O + 4H+
硝化桿菌
2NO2+ + O2 -------------?NO3-
AO工藝
AO工藝將前段缺氧段和后段好氧段串聯(lián)在一起，A段DO不大于0.2mg/L，O段DO=2～4mg/L。在缺氧段異養(yǎng)菌將污水中的淀粉、纖維、碳水化合物等懸浮污染物和可溶性有機物水解為有機酸，使大分子有機物分解為小分子有機物，不溶性的有機物轉(zhuǎn)化成可溶性有機物，當這些經(jīng)缺氧水解的產(chǎn)物進入好氧池進行好氧處理時，可提高污水的可生化性及氧的效率；在缺氧段，異養(yǎng)菌將蛋白質(zhì)、脂肪等污染物進行氨化（有機鏈上的N或氨基酸中的氨基）游離出氨（NH3、NH4+），在充足供氧條件下，自養(yǎng)菌的硝化作用將NH3-N（NH4+）氧化為NO3-，通過回流控制返回至A池，在缺氧條件下，異氧菌的反硝化作用將NO3-還原為分子態(tài)氮（N2）完成C、N、O在生態(tài)中的循環(huán)，實現(xiàn)污水無害化處理。
3、生化處理的優(yōu)勢
（1）效率高。該工藝對廢水中的有機物，氨氮等均有較高的去除效果。當總停留時間大于54h，經(jīng)生物脫氮后的出水再經(jīng)過混凝沉淀，可將COD值降至100mg/L以下，其他指標也達到排放標準，總氮去除率在70%以上。
（2）流程簡單，投資省 ，操作費用低。該工藝是以廢水中的有機物作為反硝化的碳源，故不需要再另加甲醇等昂貴的碳源。尤其，在蒸氨塔設(shè)置有脫固定氨的裝置后，碳氮比有所提高，在反硝化過程中產(chǎn)生的堿度相應(yīng)地降低了硝化過程需要的堿耗。
（3）缺氧反硝化過程對污染物具有較高的降解效率。如COD、BOD5和SCN-在缺氧段中去除率在67%、38%、59%，酚和有機物的去除率分別為62%和36%，故反硝化反應(yīng)是最為經(jīng)濟的節(jié)能型降解過程。
（4）容積負荷高。由于硝化階段采用了強化生化，反硝化階段又采用了高濃度污泥的膜技術(shù)，有效地提高了硝化及反硝化的污泥濃度，與國外同類工藝相比，具有較高的容積負荷。
（5）缺氧/好氧工藝的耐負荷沖擊能力強 。當進水水質(zhì)波動較大或污染物濃度較高時，本工藝均能維持正常運行，故操作管理也很簡單。通過以上流程的比較，不難看出，生物脫氮工藝本身就是脫氮的同時，也降解酚、氰、COD等有機物。結(jié)合水量、水質(zhì)特點，我們推薦采用缺氧/好氧(A/O)的生物脫氮(內(nèi)循環(huán)) 工藝流程，使污水處理裝置不但能達到脫氮的要求，而且其它指標也達到排放標準。
4、典型應(yīng)用案例
案例一
鄒平福明焦化有限公司，60T/h廢水處理工程
項目介紹：福明二期設(shè)計處理工藝是A2O工藝 ，進水水質(zhì)復(fù)雜，經(jīng)過預(yù)處理、生化處理和深度處理，出水水質(zhì)達到熄焦水標準，設(shè)計池容滿足生產(chǎn)工藝要求，處理能力達到行業(yè)標準。
案例二
河北省石家莊市某焦化廠污水處理項目
該是山東章鼓在工業(yè)水處理行業(yè)的重點項目之一，山東章鼓于2017年對該廠的污水生化處理系統(tǒng)進行了一系列改造，并以專業(yè)的技術(shù)贏得了對方的認可，因此又承擔了該廠污水深度處理系統(tǒng)的建設(shè)，通過對該廠“量體裁衣”式的設(shè)計，配備了電化學、吸附電再生、浸沒式超濾等一系列專利設(shè)備，系統(tǒng)建成后，將生化出水進一步處理，處理率達90%。
出于對山東章鼓的信任和“讓專業(yè)的人，來做專業(yè)的事”的理念，該廠已將生化處理和深度處理的運營工作都交于山東章鼓，目前，運營穩(wěn)定，出水正常，山東章鼓“生化改造+深度處理+第三方托管運營的”一站式服務(wù)得到了客戶的充分肯定！
二、造紙廢水主要工藝、設(shè)備介紹
造紙工業(yè)是用水大戶，同時也是水環(huán)境的主要污染源之一。據(jù)近年統(tǒng)計資料顯示，造紙行業(yè)廢水排放量占全國工業(yè)廢水排放量的15%，COD排放量占全國工業(yè)廢水COD排放量的近1/3。
造紙廢水主要包括：
1.制漿廢水2.造紙廢水
造紙廢水主要處理工藝:
圖1 制漿中段水典型處理工藝流程圖
圖2 廢紙制漿造紙廢水典型處理工藝流程圖
核心技術(shù)及設(shè)備：
1、IC厭氧技術(shù) IC厭氧反應(yīng)器是一種采用顆粒污泥的高效厭氧反應(yīng)設(shè)備，反應(yīng)器內(nèi)設(shè)兩層三相分離器、內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)和布水系統(tǒng)，頂部有氣液分離裝置，反應(yīng)器外設(shè)置外循環(huán)系統(tǒng)、污泥取樣裝置、顆粒污泥排泥和儲存設(shè)施、沼氣處置系統(tǒng)。具有容積負荷高、占地省、能耗低、化學藥品消耗少、污泥量少、運行穩(wěn)定等優(yōu)點。
2、改良型芬頓氧化技術(shù)
經(jīng)過生化處理的廢水有難降解、可生化性差的有機物，廢水無法達到排放標準。鑒于此，可有效降低運行費用且確保廢水達標的深度處理工藝是必不可少的。我公司研發(fā)的改良型芬頓氧化技術(shù)除具有去除難降解有機污染物的高能力，同時具備運行費用低、產(chǎn)泥量小等優(yōu)點。因此該工藝在造紙廢水、印染廢水、焦化廢水、含硝基苯廢水等廢水處理中體現(xiàn)了很廣泛的應(yīng)用。
3、膜處理技術(shù)
膜過濾技術(shù)是一種高效、低能和易操作的液體分離技術(shù)，在廢水處理中有著廣闊的應(yīng)用前景。膜過濾是一種與膜孔徑大小相關(guān)的篩分過程，以膜兩側(cè)的壓力差為驅(qū)動力，以膜為過濾介質(zhì)，在一定的壓力下，當原液流過膜表面時，膜表面密布的許多細小的微孔只允許水及小分子物質(zhì)通過而成為透過液，而原液中體積大于膜表面微孔徑的物質(zhì)則被截留在膜的進液側(cè)，成為濃縮液，因而實現(xiàn)對原液的分離和濃縮的目的。 超濾 超濾是通過膜表面的微孔結(jié)構(gòu)對物質(zhì)進行選擇性分離。當液體混合物在一定壓力下流經(jīng)膜表面時，小分子溶質(zhì)透過膜，而大分子物質(zhì)則被截留，從而實現(xiàn)大、小分子的分離、濃縮凈化的目的。超濾系統(tǒng)適用于處理各類地下水、微污染地表水、市政污水/工業(yè)廢水回用處理、海水脫鹽預(yù)處理等場合，可以有效去除水中濁度、懸浮物、膠體、微生物等指標物質(zhì)。
反滲透是通過一定壓力將溶液中溶劑通過反滲透膜分離出來，因為這個過程和自然滲透方向相反，因此稱為反滲透。經(jīng)過反滲透處理，降低水中的鹽含量，提高水的純度，并能去除水中絕大部分的細菌、膠體、大分子有機物。
4、MBR工藝技術(shù)：MBR技術(shù)是把傳統(tǒng)生物處理技術(shù)和膜過濾生物反應(yīng)液相結(jié)合的污水處理方法。其技術(shù)的優(yōu)勢表現(xiàn)在：其出水經(jīng)過了膜過濾，因此水質(zhì)更好，懸浮物更低；膜過濾將所有的微生物體截留在生物反應(yīng)器中，增加了反應(yīng)器的污泥濃度，使得生物反應(yīng)器的效率大大提高，進而使一些難降解物得到降解，同時降低了污水處理占地面積。
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