一种焦化废水脱氮方法技术

本发明专利技术提供了一种焦化废水脱氮方法，其步骤为：在焦化废水中加入混凝剂与破乳剂，去除焦化废水中的硫化物和矿物油，然后将焦化废水依次通入到短程硝化池、厌氧氨氧化池、好氧脱碳池进行硝化反应、脱氮处理、脱碳，处理后的焦化废水经过二沉池沉淀分离成上清液和污泥，污泥回流到短程硝化池，再将上清液通入到混凝沉淀池沉淀，加入絮凝剂，去除混合液中的悬浮物，最后得到脱氮后的焦化废水，沉淀得到的剩余污泥从混凝沉淀池底部的排出口排出；本发明专利技术采用短程硝化‑反硝化工艺处理焦化废水方法，可有效缩短反应历程、减少碳源消耗、减少动力消耗、降低运行费用。

【技术实现步骤摘要】
一种焦化废水脱氮方法
本专利技术涉及环保领域，具体是一种焦化废水脱氮方法。
技术介绍
焦化废水组成复杂，水量大，对环境污染严重。水中除含有氨氮、硫化物、氰化物等无机化合物外，还含有酚、萘、吡啶、喹啉等单环或多环芳香族化合物以及含氮、硫、氧的杂环有机污染物，是最难处理的工业废水之一。目前，国内及国外对于焦化废水处理的传统技术主要是A/O或A2/O工艺，脱氮机理为全程硝化反硝化。该技术是通过细菌的生化作用，将污水中的氨氮经硝化及反硝化脱氮过程，使污水中的氨氮转化为氮气而从水体中去除的方法。硝化反应是在有氧环境中，由好氧自养型细菌完成，分两步进行，第一步是亚硝化细菌将氨氮氧化为亚硝酸盐氮，第二步是硝化细菌将亚硝酸盐氮进一步氧化为硝酸盐氮。其主要反应如下所示：NH4++2HCO3-+3/2O2→NO2-+H2O+2H2CO3NO2-+1/2O2→NO3-反硝化反应是在缺氧条件下，由异氧型细菌利用硝酸盐和亚硝酸盐中的氧作为电子受体，利用有机物作为电子供体，将硝酸盐氮和亚硝酸盐氮还原成氮气而从水体逸出，同时将污水中的部分有机物氧化为CO2和H2O。其主要反应过程如下所示：NO2-+3H(氢供体-有机物)→1/2N2+H2O+OH-NO3-+5H(氢供体-有机物)→1/2N2+2H2O+OH-A/O工艺和A2/O工艺在一段时期内对焦化废水处理起到了较好的作用，减少了废水中污染物的排放。但随着近年来环保要求的不断提高，基于传统全程硝化反硝化理论基础上建立的焦化废水处理工艺不能保证COD(化学需氧量)及氨氮的稳定达标。在工程运行中，上述工艺还存在以下几项弊端：(1)脱氮率受硝化液回流比、原水碳氮比的限制，需要大比例硝化液回流至反硝化池，从而造成动力消耗较大，运行费用较高；(2)工艺流程较长，构筑物较大，土建投资较高，占地面积较大；(3)由于焦化污水碳氮比低，需要外部投加碳源来维持反硝化反应。
技术实现思路
本专利技术为了解决目前焦化废水脱氮工艺中存在的动力消耗大、运行费用高、工艺流程长、投资高、需要投加碳源的问题，提供了一种短程硝化-反硝化工艺处理焦化废水的方法，可有效缩短反应历程、减少碳源消耗、减少动力消耗、降低运行费用。一种焦化废水脱氮方法，包括以下步骤：(1)在焦化废水中加入混凝剂与破乳剂，去除焦化废水中的硫化物和矿物油；(2)然后将焦化废水通入到短程硝化池进行硝化反应，在好氧微生物的作用下，去除大部分有机物，同时将硝化反应控制在亚硝化阶段；(3)将硝化反应后的焦化废水通入厌氧氨氧化池，对焦化废水进行脱氮处理；(4)将脱氮后的焦化废水通入好氧脱碳池进行脱碳，进一步去除焦化废水中的有机污染物；(5)将脱碳后的焦化废水通过到二沉池进行沉淀，焦废水被分离成上清液和污泥，污泥回流到短程硝化池；(6)将上清液通入到混凝沉淀池沉淀，加入絮凝剂，去除混合液中的悬浮物，得到脱氮后的焦化废水，沉淀得到的剩余污泥从混凝沉淀池底部的排出口排出。具体地，焦化废水在短程硝化池内，维持亚硝化阶段的溶解氧在0.8-1.0mg/L，并通过对温度、污泥龄、水力停留时间等条件的控制，氨氮转化率在40％左右，亚硝酸型硝化率超过70％，实现了亚硝酸盐氮的累积，同时COD的去除率在70％以上。具体地，厌氧氨氧化池中主要进行厌氧氨氧化脱氮反应，同时存在很少量的反硝化脱氮反应，脱氮率较高，亚硝酸盐氮基本被去除，水中氮元素污染物主要存在形式是氨氮，COD的去除率不高，但厌氧酸化水解反应可改善了污水的可生化性。具体地，经过短程硝化池、厌氧氨氧化池、好氧脱碳池三个生化单元的连续处理，生化反应系统出水CODcr(重铬酸盐指数)可降至90-100mg/L，脱氮过程不消耗碳源，脱氮率大幅提高，可达到75％-80％。具体地，絮凝剂为M180、硫酸铁、硫酸铝、聚硅酸、聚硅酸硫酸铁、聚磷氯化铁、聚磷氯化铝、聚硅酸铁、聚丙烯酰胺、甲基丙烯酸中的一种。具体地，混凝剂为M180、硫酸铁、硫酸铝、聚硅酸、聚硅酸硫酸铁、聚磷氯化铁、聚磷氯化铝、聚硅酸铁、聚丙烯酰胺、甲基丙烯酸中的一种。具体地，破乳剂为聚氧乙烯聚氧丙烯十八醇醚、聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚、氯化铝PAC中的一种。与传统的全程硝化-反硝化生物脱碳脱氮方法相比，本专利技术具有以下特点：1)脱氮过程中无需外加碳源，降低了运行成本；2)硝化过程控制在亚硝化阶段，没有硝化液回流，节省了动力消耗成本，缩小了二沉池、混凝沉淀池的容积，减少了占地面积；3)短程硝化过程减少了硝化中的产酸量，减少投碱量，减少氧气消耗量和动力消耗，因为采用氨氮作为电子供体，所以在短程硝化中只需将一半的氨氮氧化为亚硝酸盐氮，比全程硝化节约60％-70％需氧量和50％-60％耗碱量；4)厌氧氨氧化过程中，由于氨氮可以直接作为脱氮反应的电子供体，因此不需外部投加有机碳源作为电子供体，产碱量降至为零，节省了药剂费用；5)生化系统各单元采用生物接触氧化法，污水处理系统产生的剩余污泥量要远低于传统硝化过程，约为传统硝化过程的1/4-1/3；6)厌氧氨氧化脱氮过程不受废水中有机碳源限制，脱氮率大幅提高，总氮脱除率可达到75％-80％，比传统工艺提高了30％-40％；7)强化了脱碳过程，生化系统出水CODcr可降至90-100mg/L，为一步焦化废水的深度处理降低了处理负荷。具体实施方式为了进一步理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本专利技术的特征和优点，而不是对本专利技术权利要求的限制。焦化废水取自某大型焦化厂，其水质见表1，通过添加硫酸和磷酸来调整废水的pH值，按照C:N:P＝200:50:1添加磷元素以调整废水的营养组成，接种污泥取自焦化废水生化处理系统的曝气池，静沉30min以除去沉降性能差的污泥及悬浮杂质。控制温度为(35±1)℃、溶解氧为2.0-3.0mg/L，一级好氧连续流生物膜反应器在去除大部分有机物的同时实现了短程硝化。当氨氮容积负荷为0.13-0.22gNH4+-N/(L·d)时，连续流反应器能实现短程硝化并有效去除氨氮。在温度为34℃、pH值为7.5-8.5、生化停留总时长为33h的条件下，经过115d成功启动了厌氧氨氧化反应器。当进水氨氮、亚硝酸盐氮浓度分别为80mg/L和90mg/L、总氮负荷为160mg/(L·d)时，对氨氮和亚硝酸盐氮的去除率最高分别达到86％和98％，总氮去除率达到75％。同时，NO2--N浓度对厌氧氨氧化菌有抑制作用，其对NO2--N的最大耐受范围是87.5-110mg/L。之后，废水在二级好氧反应器中实现氨氮的全程硝化，进一步去除了废水中残留的氨氮、亚硝酸盐氮和有机污染物。本实施例可有效去除焦化废水中的氨氮和有机污染物，正常运行时出水氨氮＜15mg/L、亚硝酸盐氮＜1.0mg/L，COD降至124-186mg/L；出水水质优于A/O、A2/O生物脱氮工艺的出水水质。表1焦化废水水质成分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种焦化废水脱氮方法，包括以下步骤：(1)在焦化废水中加入混凝剂与破乳剂，去除焦化废水中的硫化物和矿物油；(2)然后将焦化废水通入到短程硝化池进行硝化反应，在好氧微生物的作用下，去除大部分有机物，同时将硝化反应控制在亚硝化阶段；(3)将硝化反应后的焦化废水通入厌氧氨氧化池，对焦化废水进行脱氮处理；(4)将脱氮后的焦化废水通入好氧脱碳池进行脱碳，进一步去除焦化废水中的有机污染物；(5)将脱碳后的焦化废水通过到二沉池进行沉淀，焦废水被分离成上清液和污泥，污泥回流到短程硝化池；(6)将上清液通入到混凝沉淀池沉淀，加入絮凝剂，去除混合液中的悬浮物，得到脱氮后的焦化废水，沉淀得到的剩余污泥从混凝沉淀池底部的排出口排出。

【技术特征摘要】
1.一种焦化废水脱氮方法，包括以下步骤：(1)在焦化废水中加入混凝剂与破乳剂，去除焦化废水中的硫化物和矿物油；(2)然后将焦化废水通入到短程硝化池进行硝化反应，在好氧微生物的作用下，去除大部分有机物，同时将硝化反应控制在亚硝化阶段；(3)将硝化反应后的焦化废水通入厌氧氨氧化池，对焦化废水进行脱氮处理；(4)将脱氮后的焦化废水通入好氧脱碳池进行脱碳，进一步去除焦化废水中的有机污染物；(5)将脱碳后的焦化废水通过到二沉池进行沉淀，焦废水被分离成上清液和污泥，污泥回流到短程硝化池；(6)将上清液通入到混凝沉淀池沉淀，加入絮凝剂，去除混合液中的悬浮物，得到脱氮后的焦化废水，沉淀得到的剩余污泥从混凝沉淀池底部的排出口排出。2.根据权利要求1所述的一种焦化废水脱氮方法，其特征在于，厌氧氨氧化池中主要...

【专利技术属性】
技术研发人员：宁平，王学谦，王郎郎，候建国，李波，李斌，
申请(专利权)人：萍乡市华星环保工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江西,36