焦化廢水處理A-A-O工藝優(yōu)化

本溪北營鋼鐵(集團)股份有限公司焦化廠三區(qū)污水站目前需要接納一區(qū)、二區(qū)焦化廢水集中處理，水量增大為140m3/h，超出原設(shè)計處理能力;同時因三區(qū)污水站建設(shè)較早，部分設(shè)備和管道出現(xiàn)老化損壞現(xiàn)象，故需進行較大規(guī)模的改造。且北營焦化廠蒸氨廢水產(chǎn)生量約140m3/h，如回用于工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)和高爐沖渣，每天可節(jié)省約3000m3的水量。中水回用于工業(yè)循環(huán)水時對水質(zhì)要求較高，須在原有污水處理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加深度處理系統(tǒng)才可滿足工業(yè)循環(huán)水的需要。綜合評估現(xiàn)有的污水系統(tǒng)，要想實現(xiàn)污水系統(tǒng)穩(wěn)定達標，需對污水系統(tǒng)進行優(yōu)化改造。

A-A-O活性污泥處理工藝具有運行費用低、操作簡單等優(yōu)點，廣泛地應(yīng)用于焦化廢水處理行業(yè)中。同時也具有抗沖擊能力差，運行效果不穩(wěn)定且受沖擊后恢復時間長等缺點，成為制約保證焦化廢水處理效果長期穩(wěn)定合格的主要因素，具體體現(xiàn)在以下3個方面。

(1)進入焦化廢水處理系統(tǒng)的原水水質(zhì)和水量波動較大，原水pH值控制較高且不精確。

(2)生化系統(tǒng)曝氣效果不理想，曝氣頭檢修難度大，好氧消泡系統(tǒng)噴頭易堵塞，對菌膠團的影響較大，堿度穩(wěn)定控制困難。

(3)后混加藥量不精確，噸水處理成本高，出水指標波動大，濁度超標影響中水系統(tǒng)超濾膜、反滲透膜的穩(wěn)定運行。

為了解決上述問題，本鋼集團北營焦化廠的研究人員分別對預處理系統(tǒng)、生化系統(tǒng)、后混系統(tǒng)進行優(yōu)化改造，取得了顯著的成效。

為了實現(xiàn)廢水長期穩(wěn)定達標并將廢水綜合利用，需要采用零稀釋、零排放的運營模式，以確保水處理系統(tǒng)在零稀釋條件下能連續(xù)穩(wěn)定運行，各項工藝參數(shù)和出水指標均達到設(shè)計標準要求，該單位運營技術(shù)人員在改造過程中結(jié)合以前的運營經(jīng)驗對A-A-O工藝進行了一系列的優(yōu)化與改進，具體包括預處理工藝的優(yōu)化與改進、生化系統(tǒng)的優(yōu)化與改進和后混系統(tǒng)的優(yōu)化與改進3個方面。

1、預處理工藝的優(yōu)化與改進

對預處理系統(tǒng)的優(yōu)化和改進，包括以下4個方面。

(1)新安裝多相混容納米氣浮設(shè)備。多相混溶氣浮作為一種新型氣浮設(shè)備，能夠更方便、高效地的去除焦化廢水中的油脂類、膠狀物和懸浮固體，同時，結(jié)合針對浮渣設(shè)置的螺旋輸送起和噴灑消泡裝置，使得進入生化系統(tǒng)的水質(zhì)得到良好的保障。

(2)氣浮出水進厭氧吸水井加電動調(diào)節(jié)閥，并將厭氧吸水井液位與電動調(diào)節(jié)閥實現(xiàn)連鎖，這樣不僅可以讓厭氧吸水井液位保持穩(wěn)定，避免因液位波動造成進入系統(tǒng)的流量波動進而影響系統(tǒng)負荷變化，同時還大大減輕了員工反復調(diào)節(jié)厭氧井液位的工作量，可以讓員工將更多的精力投入到其他生產(chǎn)參數(shù)的調(diào)節(jié)與控制中。

(3)在調(diào)節(jié)池內(nèi)安裝推流器，這樣就保證了進入系統(tǒng)的水量、水質(zhì)、水溫、pH始終處于相對穩(wěn)定的狀態(tài)，對于系統(tǒng)的穩(wěn)定運行提供了有力的保證。

(4)對3個區(qū)來水安裝在線監(jiān)測裝置以及時掌握原水水質(zhì)變化情況。3區(qū)廢水處理系統(tǒng)承擔的是北營焦化廠3個區(qū)的蒸氨廢水處理工作，而每個區(qū)的剩余氨水發(fā)生量、生產(chǎn)工況、蒸氨塔形式等都不相同，因此導致每個區(qū)的蒸氨效果都不相同，為了達到該項目設(shè)計的進水指標要求，及時發(fā)現(xiàn)和掌握每個區(qū)的實時來水水質(zhì)，該項目在每個區(qū)的來水管道上都分別安裝了一套在線氨氮檢測裝置和COD檢測裝置，可根據(jù)來水情況每1~24h之間任意設(shè)定時間對來水指標進行自動采樣檢測，并將數(shù)據(jù)發(fā)送到中控室，中控室電腦上設(shè)定水質(zhì)報警范圍，一旦某個區(qū)指標超標，崗位工會第一時間將信息發(fā)布到廢水預警群中，相關(guān)作業(yè)區(qū)會根據(jù)應(yīng)急處置預案進行減水或停水操作，待指標恢復正常后再恢復送水量，從而保證了進入三區(qū)廢水系統(tǒng)的原水都是合格的原水。從在線檢測設(shè)備投入使用至今已先后數(shù)十次發(fā)現(xiàn)三個區(qū)的原水異常情況，并及時對異常廢水進行處理，避免了對系統(tǒng)的沖擊和影響，其作用不言而喻。

2、生化系統(tǒng)的優(yōu)化與改進

(1)好氧池更換為旋插式可提升曝氣器。好氧池采用推缺氧池流出的廢水自流入推流式活性污泥曝氣池，在此完成的硝化過程。由于好氧池中的硝化菌為嚴格的好氧菌，需要混合液中維持一定的溶解氧濃度才能進行增殖，而溶解氧的提供需要借助鼓風機和曝氣器。三區(qū)原有系統(tǒng)的微孔曝氣器出現(xiàn)大量脫落，檢修更換需將系統(tǒng)徹底放空，嚴重影響曝氣效果。鑒于原有系統(tǒng)的弊端，該項目將好氧池曝氣器更換為旋插式可提升曝氣器，在滿足系統(tǒng)溶氧供給的同時，還大大方便了今后出現(xiàn)故障時的檢修，解決了長期困擾曝氣池運行過程中因曝氣器脫落無法停產(chǎn)檢修更換而導致系統(tǒng)處理能力下降的問題。好氧池在更換旋插式可提升曝氣器后，由于充氧效率提升，使得生化風機由原來的兩運轉(zhuǎn)一備用變成一運轉(zhuǎn)兩備用，每臺生化風機的功率為二百千瓦，不說每年的材料消耗費用和維修工時費，單電費一項每年就可節(jié)省約80萬元。與此同時，為了預防生化系統(tǒng)或預曝氣系統(tǒng)風機突然停電或是遇到其他緊急情況，現(xiàn)場負責人員提出將預曝氣風機出口管路與好氧池生化風機出口管路相連通，這樣就可以實現(xiàn)供氧系統(tǒng)的備用切換，為系統(tǒng)的穩(wěn)定運行增添了一道保障。

(2)好氧池消泡方式由用末端混合液消泡改為用缺氧池出水消泡。原工程初步設(shè)計采用好氧池末端混合液對好氧池進行消泡，投產(chǎn)后在運行的過程中發(fā)現(xiàn)這一設(shè)計存在下列弊端：一是混合液經(jīng)過潛水泵提升輸送由噴頭噴出的過程中污泥絮體被打散，好氧池出水沉降比居高不下，且處理效果不理想，有時會超過設(shè)計的生化出水指標;二是采用混合液消泡會出現(xiàn)噴出的水霧隨風四處飄散，腐蝕池上曝氣管道及護欄，且嚴重影響環(huán)境的目視效果;三是混合液消泡過程中并不能取得很好的消泡效果，需輔助消泡劑進行消泡，如果噴灑消泡劑不及時，就會造成好氧池中泡沫溢出廊道的問題，既污染環(huán)境又增加人力進行清掃的勞動成本。北營焦化廠相關(guān)技術(shù)人員在經(jīng)過多次研究論證后，提出用缺氧池出水替代好氧池混合液進行消泡，同時對好氧池的消泡噴頭進行整體壓低，使其不高于池面走道。該項優(yōu)化改造相比于用好氧池混合液消泡具有如下優(yōu)勢：一是缺氧池出水消泡不會增加好氧池負荷，也不會縮短廢水在好氧池和二沉池中的停留時間;二是缺氧池出水相對于好氧池混合液懸浮物要少很多，不會堵塞噴頭和影響目視效果;三是這樣避免了好氧池混合液中的污泥絮體被打散，有利于提高處理效果;四是噴頭被壓低后就解決了泡沫溢出廊道的問題等優(yōu)勢。

好氧池消泡系統(tǒng)經(jīng)改造后，系統(tǒng)的出水COD和氨氮指標有了明顯的下降，沉降比也呈下降趨勢，污泥濃度升高，池上泡沫不再溢出，目視效果大大提升，另外消泡劑不再使用，水中的硅離子含量減少，減輕了中水系統(tǒng)膜污染的風險。

(3)好氧池加藥方式的改進。此項改進同樣是北營焦化廠技術(shù)人員在運行過程中提出并實施的。眾所周知，好氧池中的的硝化菌為自養(yǎng)好氧菌，在好氧條件下，將廢水中NH3-N氧化為NO3-N，此過程消耗廢水中碳酸鹽堿度計)，一方面需中和過程產(chǎn)生的H+，另一方面，硝化菌細胞生長需要消耗一定量堿度。每硝化1g氨氮，需消耗7.14g堿度(以CaCO3計)。因此需要在此投加適量Na2CO3，以補充堿度。同時，投加碳酸鈉的另一個作用是對好氧池的pH進行調(diào)整，給微生物創(chuàng)造一個最佳的生存環(huán)境，進而進行污染物的降解代謝。而碳酸鈉作為緩蝕劑，要想快速調(diào)整系統(tǒng)pH，其效果沒有液堿好。在權(quán)衡藥劑投加成本和系統(tǒng)運行穩(wěn)定后，北營焦化廠技術(shù)人員提出通過降低蒸氨塔液堿投加量以適當提高進水氨氮，同時將節(jié)省下來的液堿投加的好氧池中以穩(wěn)定系統(tǒng)的PH和堿度，此項建議實施后，在保證系統(tǒng)堿度不低于300mg/L的情況下，每天可節(jié)省1.4t的純堿投加量，每年可節(jié)省10.8萬元的藥劑費用。

總結(jié)：經(jīng)過生化系統(tǒng)一系列的優(yōu)化與完善，使系統(tǒng)的出水標準滿足COD<400mg/L(基本在300mg/L左右)，達到了預期的目標要求，為后混系統(tǒng)創(chuàng)造了良好的進水條件。

3、后混系統(tǒng)的優(yōu)化與改進

混凝過程是工業(yè)廢水處理中最基本也是極為重要的處理過程，通過向廢水中投加一些藥劑及深度處理藥劑，使水中難以沉淀的顆粒能互相聚合而形成膠體，然后與水體中的雜質(zhì)結(jié)合形成更大的絮凝體，沉降到沉淀池底部，從而使水質(zhì)得到凈化。北營焦化廠的項目運行人員對后混系統(tǒng)的優(yōu)化和改進上主要有以下2點。

(1)在后混運行過程中，需要投加凈水劑、聚鐵、液堿、陰離子聚丙烯酰胺等藥劑，在這些藥劑中又以凈水劑的投加成本為最高，如何在保證后混設(shè)定出水指標的前提下減少凈水劑的投加量就成了重大的攻關(guān)課題。北營焦化廠的項目運行人員在實踐中與藥劑供應(yīng)方發(fā)現(xiàn)投加在廢水中的凈水劑尚有可循環(huán)利用的價值，于是提出將混凝沉淀池的污泥進行部分回流的方案，以減少凈水劑的投加量。這一方案在實施后每天可節(jié)省約0.5t的凈水劑，每年可節(jié)省約160萬元的藥劑成本，另外，混凝沉淀池污泥回流后也增加了池內(nèi)的污泥凝聚沉降性能，保證了中水運行的關(guān)鍵指標濁度有了進一步的降低。

(2)在后混出水進入中水之前安裝纖維轉(zhuǎn)盤過濾器。后混加藥系統(tǒng)在運行的過程中一旦出現(xiàn)加藥設(shè)備故障或是加藥調(diào)節(jié)不及時，就可能造成出水濁度快速升高，不符合中水的進水要求，導致中水系統(tǒng)停運。為了避免出現(xiàn)這種情況，該項目在后混出水進入中水前安裝了纖維轉(zhuǎn)盤過濾器，一旦出水濁度升高，超過設(shè)定標準，纖維轉(zhuǎn)盤過濾器自動啟動，通過轉(zhuǎn)盤上的纖維濾布將懸浮物過濾下去，為中水系統(tǒng)的穩(wěn)定運行做好鋪墊。

4、結(jié)語

北營焦化水處理的運營人員通過對A-A-O系統(tǒng)一系列的優(yōu)化與改進措施，實現(xiàn)了生化系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行，焦化廢水處理系統(tǒng)是一系列處理工序的整體組合，每一道工序都為下一道工序做鋪墊，只有將各道工序的處理能力發(fā)揮到最大，才能保證整個系統(tǒng)的處理效果最佳。（來源：本鋼集團北營焦化廠）