一種焦化廢水處理系統(tǒng)及處理方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種焦化廢水處理系統(tǒng)，它包括上流式厭氧污泥床反應(yīng)器、缺氧反硝化生物濾池和好氧硝化生物濾池、多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器、好氧硝化生物濾池和缺氧反硝化生物濾池。一種焦化廢水處理方法，焦化廢水由焦化廢水原水進(jìn)水管自下而上進(jìn)入上流式厭氧污泥床反應(yīng)器、缺氧反硝化生物濾池、好氧硝化生物濾池、多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器、好氧硝化生物濾池、缺氧反硝化生物濾池而排出。本發(fā)明占地面積小、耗能低，并具有高效的廢水處理效能，降低廢水處理的運(yùn)行成本，具有處理負(fù)荷高、能耗低、產(chǎn)泥量少的特點(diǎn)。
【專利說明】一種焦化廢水處理系統(tǒng)及處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于水處理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種焦化廢水處理的系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]焦化廢水是煤焦化過程中產(chǎn)生的一種含大量油、酚、氨氮等有害、有毒物質(zhì)的難降解廢水。該類廢水具有成分復(fù)雜、污染物濃度高等特點(diǎn)，其有機(jī)組分除85 %的酚類化合物以外，還包括脂肪族化合物、多環(huán)芳烴(PAHs)和含氧、氮、硫元素的雜環(huán)化合物等。有機(jī)污染物的排入水體會消耗水中溶解氧，最終會導(dǎo)致水體缺氧進(jìn)而引起水中的水生動物的無法呼吸而死亡，其尸體會在水中厭氧分解產(chǎn)生甲烷、硫化氫等惡臭氣體，同時使水體發(fā)黑變臭，使水體流域環(huán)境發(fā)生惡化。氮等營養(yǎng)元素的排入水體會導(dǎo)致水體的富營養(yǎng)化，使大量藻類和微生物繁殖進(jìn)而影響水源水質(zhì)。同時因廢水中含有酚類化合物，其可通過皮膚、黏膜的接觸和經(jīng)口服侵入人體內(nèi)部，使人體細(xì)胞失去活力，還可進(jìn)一步向深部滲透，引起深部組織損傷或壞死，長期飲用含酚水會引起頭暈、貧血以及各種神經(jīng)系統(tǒng)病癥。另外，未經(jīng)達(dá)標(biāo)排放的廢水直接灌溉農(nóng)田，會使農(nóng)作物減產(chǎn)和枯死，廢水中的油類物質(zhì)會堵塞土壤孔隙，使土壤鹽堿化。水污染已經(jīng)成為我國水源性缺水及環(huán)境污染的主要問題，同時按照人均水資源量我國也是嚴(yán)重貧水國，水體不斷受到污染導(dǎo)致了我國很多城市和地方出現(xiàn)了水源性缺水，大量廢水的排放不僅導(dǎo)致水體污染嚴(yán)重加劇也導(dǎo)致了水資源的浪費(fèi)。隨著我國鋼鐵產(chǎn)能的過剩發(fā)展，焦化廢水的數(shù)量也在與日俱增，再加上焦化行業(yè)新標(biāo)準(zhǔn)和綜合排放標(biāo)準(zhǔn)對污染物排放指標(biāo)的要求日趨嚴(yán)格，焦化廢水的達(dá)標(biāo)排放問題嚴(yán)重制約了焦化行業(yè)和鋼鐵行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。整個行業(yè)對經(jīng)濟(jì)合理、新型高效的焦化廢水處理技術(shù)的需求非常迫切。因此，如何采用經(jīng)濟(jì)、高效和穩(wěn)定的處理方法，使處理后的焦化廢水能夠達(dá)到最新《鋼鐵工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，對于鋼鐵行業(yè)和焦化行業(yè)的發(fā)展顯得十分必要，符合我國可持續(xù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求。
[0003]長期以來，國內(nèi)焦化廠普遍采用生化法對焦化廢水進(jìn)行處理，且80%以上采用普通生化法，但是現(xiàn)有工藝雖能將焦化廢水中的酚、氰等有機(jī)物有效去除，但仍存在COD很難達(dá)標(biāo)，氨氮超標(biāo)嚴(yán)重，處理后的水色度和氣味較重等問題。為此，生化后出水需要進(jìn)行深度處理，但是深度處理費(fèi)用昂貴，成本壓力大。因此，尋求和研究新的焦化廢水處理工藝是提高廢水處理效能的關(guān)鍵所在。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種焦化廢水處理系統(tǒng)及處理方法，解決傳統(tǒng)焦化廢水處理工藝對難 降解復(fù)雜有機(jī)污染物去除效果不理想而導(dǎo)致出水中C0D、氨氮、總氮及色度不達(dá)標(biāo)等問題，與傳統(tǒng)工藝相比，占地面積小、耗能低，并具有高效的廢水處理效能，降低廢水處理的運(yùn)行成本，具有處理負(fù)荷高、能耗低、產(chǎn)泥量少的特點(diǎn)。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種焦化廢水處理系統(tǒng)，它包括上流式厭氧污泥床反應(yīng)器、缺氧反硝化生物濾池和好氧硝化生物濾池，所述的缺氧反硝化生物濾池和好氧硝化生物濾池組成缺氧反硝化生物濾池/好氧硝化生物濾池系統(tǒng)，上流式厭氧污泥床反應(yīng)器包括焦化廢水原水進(jìn)水管、上流式厭氧污泥床反應(yīng)器本體、厭氧顆粒污泥床區(qū)、厭氧懸浮污泥層區(qū)、三相分離器、甲烷集氣室、過流縫、上循環(huán)口、回流管、回流泵、甲烷氣輸送管、固液沉降分離區(qū)、出水渠、出水管道和中間水池，所述的焦化廢水原水進(jìn)水管與上流式厭氧污泥床反應(yīng)器本體相連通，厭氧顆粒污泥床區(qū)設(shè)置在上流式厭氧污泥床反應(yīng)器本體下部，厭氧懸浮污泥層區(qū)設(shè)置在厭氧顆粒污泥床區(qū)上部，上流式厭氧污泥床反應(yīng)器本體池壁間設(shè)置過流縫，三相分離器設(shè)置在上流式厭氧污泥床反應(yīng)器本體內(nèi)、厭氧懸浮污泥層區(qū)上部，三相分離器上部為固液沉降分離區(qū)，上循環(huán)口設(shè)置在厭氧污泥床反應(yīng)器本體上側(cè)，回流管一端連通上循環(huán)口，回流管另一端通過回流泵與厭氧污泥床反應(yīng)器本體下部連通；三相分離器一端連接甲烷集氣室，甲烷集氣室連接甲烷氣輸送管，在上循環(huán)口上部設(shè)置出水渠，出水渠通過出水管道與中間水池連接；缺氧反硝化生物濾池包括提升泵、進(jìn)水管道、缺氧反硝化生物濾池本體、反硝化生物濾料層、缺氧反硝化生物濾池布水系統(tǒng)、清水區(qū)、出水渠、出水管和缺氧反硝化生物濾池配水室，進(jìn)水管道一端與上流式厭氧污泥床反應(yīng)器中間水池連接，另一端通過提升泵后與缺氧反硝化生物濾池本體下部連通，缺氧反硝化生物濾池配水室設(shè)置在缺氧反硝化生物濾池本體下部，缺氧反硝化生物濾池布水系統(tǒng)設(shè)置在缺氧反硝化生物濾池配水室內(nèi)，反硝化生物濾料層設(shè)置在缺氧反硝化生物濾池布水系統(tǒng)上部，清水區(qū)在反硝化生物濾料層的上部，在清水區(qū)開有出水渠，出水渠通過出水管連接好氧硝化生物濾池本體下部；好氧硝化生物濾池包括好氧硝化生物濾池配水室、好氧硝化生物濾池布水系統(tǒng)、好氧硝化生物濾池本體、硝化生物濾料層、清水區(qū)、出水渠、出水管和中間水池，好氧硝化生物濾池配水室設(shè)置在好氧硝化生物濾池本體下部，好氧硝化生物濾池布水系統(tǒng)設(shè)置在好氧硝化生物濾池配水室內(nèi)，硝化生物濾料層設(shè)置在好氧硝化生物濾池配水室上部，硝化生物濾料層上部是清水區(qū)，清水區(qū)與出水渠連通，出水渠通過出水管連接中間水池。[0006]所述的一種焦化廢水處理系統(tǒng)還包括多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器和沉淀池，多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器包括提升水泵、進(jìn)水管道、過氧化氫投加裝置、進(jìn)水管道混合器、配水室、多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器本體、取換料口、單質(zhì)鐵和顆粒活性碳混合物層、出水澄清區(qū)、篩板布水系統(tǒng)、排泥口、反應(yīng)器出水渠和出水管，沉淀池包括沉淀池本體、出水管道和排泥管道，所述的進(jìn)水管道一端與好氧硝化生物濾池中間水池相連接，另一端通過提升水泵后連通多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器本體下部，在提升水泵與多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器本體之間的一段進(jìn)水管道上設(shè)置過氧化氫投加裝置和進(jìn)水管道混合器，配水室設(shè)置在多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器本體下部，在配水室下部設(shè)置排泥口，單質(zhì)鐵和顆?；钚蕴蓟旌衔飳釉O(shè)置在多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器本體內(nèi)、配水室上部，在單質(zhì)鐵和顆粒活性碳混合物層下部設(shè)置篩板布水系統(tǒng)，在單質(zhì)鐵和顆?；钚蕴蓟旌衔飳幼髠?cè)設(shè)置取換料口，單質(zhì)鐵和顆?；钚蕴蓟旌衔飳由喜繛槌鏊吻鍏^(qū)，出水澄清區(qū)連通反應(yīng)器出水渠，反應(yīng)器出水渠通過出水管與沉淀池相連，沉淀池本體中上部連接出水管道，底部連接排泥管道。
[0007]所述的單質(zhì)鐵和顆粒活性碳混合物層、篩板布水系統(tǒng)、取換料口設(shè)置多組。
[0008]所述的多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器還包括上循環(huán)口、回流管道、循環(huán)泵和下循環(huán)口，上循環(huán)口設(shè)置在反應(yīng)器出水渠底部，下循環(huán)口設(shè)置在配水室上部，回流管道一端連接上循環(huán)口，另一端穿過循環(huán)泵后連接下循環(huán)口。[0009]所述的多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器還包括pH在線監(jiān)測儀、堿液自動投加系統(tǒng)和出水管道混合器，PH在線監(jiān)測儀、堿液自動投加系統(tǒng)和出水管道混合器設(shè)置在反應(yīng)器出水渠與沉淀池之間的出水管上。
[0010]所述的一種焦化廢水處理系統(tǒng)還包括好氧硝化生物濾池和缺氧反硝化生物濾池，好氧硝化生物濾池和缺氧反硝化生物濾池組成了好氧硝化生物濾池/缺氧反硝化生物濾池系統(tǒng)，好氧硝化生物濾池包括進(jìn)水管道、配水室、布水系統(tǒng)、球形輕質(zhì)多孔生物濾料層、好氧硝化生物濾池本體、出水區(qū)、出水渠和連接管道，進(jìn)水管道一端與沉淀池出水管道相連接，另一端連通好氧硝化生物濾池本體，配水室設(shè)置在好氧硝化生物濾池本體下部，布水系統(tǒng)設(shè)置在配水室內(nèi)，在布水系統(tǒng)上部設(shè)置球形輕質(zhì)多孔生物濾料層，球形輕質(zhì)多孔生物濾料層上部為出水區(qū)，出水區(qū)開有出水渠，出水渠通過連接管道與缺氧反硝化生物濾池連接；缺氧反硝化生物濾池包括配水區(qū)、布水系統(tǒng)、反硝化生物濾料層、缺氧反硝化生物濾池本體、清水區(qū)、出水渠和排放管道，配水區(qū)設(shè)置在缺氧反硝化生物濾池本體下部，布水系統(tǒng)設(shè)置在配水區(qū)上部，在布水系統(tǒng)上部設(shè)置反硝化生物濾料層，反硝化生物濾料層上部為清水區(qū)，清水區(qū)上部開有出水渠，出水渠底部連通排放管道；缺氧反硝化生物濾池還包括碳源儲罐和碳源投放泵，碳源儲罐和碳源投放泵設(shè)置在好氧硝化生物濾池和缺氧反硝化生物濾池之間的連接管道上。
[0011]所述的好氧硝化生物濾池還包括高效空氣擴(kuò)散器系統(tǒng)、在線溶解氧測定儀和PLC計(jì)算機(jī)工作系統(tǒng)，高效空氣擴(kuò)散器系統(tǒng)包括控制線纜、變頻器、鼓風(fēng)機(jī)和空氣管道，空氣管道一端伸入好氧硝化生物濾池本體、硝化生物濾料層下部，另一端連接鼓風(fēng)機(jī)，鼓風(fēng)機(jī)通過控制線纜與變頻器相連接，變頻器通過控制線纜與PLC計(jì)算機(jī)工作系統(tǒng)相連接，所述的在線溶解氧測定儀連接在出水渠的出水管上，其輸出信號與PLC計(jì)算機(jī)工作系統(tǒng)相連接。
[0012]在所述的缺氧反硝化生物濾池和好氧硝化生物濾池之間還設(shè)置有硝化液回流管道和硝化液回流泵，硝化液回流管道一端連通好氧硝化生物濾池中間水池，另一端連接缺氧反硝化生物濾池進(jìn)水管道，在硝化液回流管道中端設(shè)置硝化液回流泵。
[0013]一種焦化廢水處理系統(tǒng)及方法，其具體技術(shù)方案為:
1、焦化廢水由焦化廢水原水進(jìn)水管自下而上進(jìn)入上流式厭氧污泥床反應(yīng)器，上流式厭氧污泥床反應(yīng)器內(nèi)有預(yù)先接種并馴化好的適應(yīng)焦化廢水水質(zhì)的厭氧顆粒污泥床區(qū)及厭氧懸浮污泥層區(qū)，厭氧顆粒污泥床區(qū)和厭氧懸浮污泥層區(qū)中分別生長有以顆粒和絮狀污泥狀態(tài)存在的水解酸化菌和產(chǎn)甲烷菌等多種微生物，在厭氧條件下水解酸化菌首先將廢水中的大部分復(fù)雜大分子有機(jī)物進(jìn)行分解并轉(zhuǎn)化為如有機(jī)酸等小分子物質(zhì)，同時厭氧氨氧化菌和反硝化細(xì)菌利用廢水中的碳源可對廢水中的氨氮和硝態(tài)氮進(jìn)行部分厭氧氨氧化和反硝化作用而完成脫除部分氮，然后產(chǎn)甲烷菌可將有機(jī)酸等小分子物質(zhì)進(jìn)一步分解為以甲烷為主的生物氣，最終使水中的有機(jī)物和氮的含量得以降低。隨著廢水水流不斷上升流動，導(dǎo)致甲烷氣、水、污泥進(jìn)入三 相分離器中，甲烷氣首先被集氣罩收集分離，并通過甲烷集氣室和甲烷氣輸送管排出上流式厭氧污泥床反應(yīng)器，而污泥和廢水則通過三相分離器與反應(yīng)器池壁間的過流縫進(jìn)入固液沉降分離區(qū)進(jìn)行固液分離，部分廢水經(jīng)上循環(huán)口和回流管再由回流泵回流至反應(yīng)器底部下與原水混合一起進(jìn)入上流式厭氧污泥床反應(yīng)器，通過過流縫進(jìn)入固液沉降分離區(qū)的廢水和污泥靠重力作用進(jìn)行分離，密度較水重的污泥則沉降分離并通過過流縫重新回落至反應(yīng)器中，而澄清的出水則溢流進(jìn)入出水渠并通過出水管道進(jìn)入中間水池。[0014]2、經(jīng)過上流式厭氧污泥床反應(yīng)器處理后進(jìn)入中間水池的廢水，首先由提升泵并經(jīng)進(jìn)水管道送入缺氧反硝化生物濾池，缺氧反硝化生物濾池內(nèi)設(shè)有缺氧反硝化生物濾池布水系統(tǒng)和填裝其上的反硝化生物濾料層，該生物濾料上面附著生長有高密度的專性反硝化菌，經(jīng)過上流式厭氧污泥床反應(yīng)器處理后仍含有大量有機(jī)物和氨氮的焦化廢水與經(jīng)好氧硝化生物濾池處理后通過硝化液回流泵和硝化液回流管道回流到進(jìn)水端來的富含硝酸鹽氮的硝化液混合，然后共同進(jìn)入缺氧反硝化生物濾池，并經(jīng)缺氧反硝化生物濾池配水室、缺氧反硝化生物濾池布水系統(tǒng)將廢水送入反硝化生物濾料層，反硝化生物濾料層上的專性反硝化菌利用廢水中的有機(jī)物作為碳源，將來自于好氧硝化生物濾池回流硝化液中的硝酸鹽氮還原為氮?dú)?，從而?shí)現(xiàn)脫氮和去除有機(jī)物的功能，同時生物濾料具有過濾截留懸浮物的作用，一方面使專性反硝化菌不易流失，同時使廢水得到澄清；缺氧反硝化生物濾池的出水流經(jīng)清水區(qū)、出水渠并通過出水管流入好氧硝化生物濾池，并經(jīng)好氧硝化生物濾池配水室、好氧硝化生物濾池布水系統(tǒng)將廢水送入硝化生物濾料層；生長在硝化生物濾料層上的少量除碳菌和大量專性硝化菌，在鼓風(fēng)機(jī)、空氣管道和安裝在池內(nèi)硝化生物濾料層下部的高效空氣擴(kuò)散器系統(tǒng)向水中供氧的條件下，除碳菌將廢水中剩余的易降解有機(jī)物通過微生物的新陳代謝氧化為二氧化碳和水，專性硝化菌將廢水中的氨氮氧化為硝酸鹽氮，其出水經(jīng)清水區(qū)、出水渠并通過出水管進(jìn)入中間水池，該出水一部分根據(jù)計(jì)算的回流比由硝化液回流泵和硝化液回流管道回流到缺氧反硝化生物濾池的進(jìn)水端進(jìn)入缺氧反硝化生物濾池進(jìn)行反硝化脫氮，剩余的出水進(jìn)入多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器進(jìn)行再處理；鼓風(fēng)機(jī)的供氣量由在線溶解氧測定儀所測數(shù)據(jù)反饋給PLC計(jì)算機(jī)工作系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算，再通過控制線纜將控制信號傳輸給變頻器來調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，使鼓風(fēng)機(jī)提供合適的供氣量。[0015]3、中間水池中的好氧硝化生物濾池出水，經(jīng)調(diào)節(jié)pH至3.0-5.0，然后由提升水泵、進(jìn)水管道并經(jīng)管道混合器送入多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器進(jìn)行氧化處理；過氧化氫投加裝置投加的過氧化氫經(jīng)管道混合器與由進(jìn)水管道輸送來的廢水混合后進(jìn)入多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器配水室，在多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器內(nèi)的篩板布水系統(tǒng)上部分級填裝有混合均勻的單質(zhì)鐵和顆粒活性碳混合物層，該反應(yīng)器出水渠中設(shè)置有上循環(huán)口，上循環(huán)口通過回流管道、循環(huán)泵和配水室側(cè)壁的下循環(huán)口相連接，廢水經(jīng)由篩板布水系統(tǒng)向上流經(jīng)多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床，通過鐵碳微電解產(chǎn)生的羥基的氧化還原作用去除廢水中的部分雜環(huán)類有機(jī)物和色度，同時利用微電解產(chǎn)生的Fe2+與廢水中投加的過氧化氫構(gòu)成芬頓(Fenton)試劑的強(qiáng)氧化性，在鐵碳微電解-Fenton耦合氧化體系內(nèi)使廢水中的難降解多環(huán)、雜環(huán)類有機(jī)物和有毒有害物質(zhì)開環(huán)、斷鏈降解為易被微生物吸收降解的小分子物質(zhì)、氨氮、水和二氧化碳，由于鐵碳微電解耦合芬頓氧化床設(shè)計(jì)為多級疊加，水流為上向流柱推形式，所以每一級的氧化對象和產(chǎn)生的氧化后物質(zhì)均不同，一般來講從下至上所氧化對象由難變易，確保了反應(yīng)器最終的氧化效果。由于通過該反應(yīng)器處理后的溢流出水具有強(qiáng)酸性，需進(jìn)行中和處理，所以反應(yīng)器出水渠的溢流出水經(jīng)過設(shè)置在出水管上的PH在線監(jiān)測儀，將監(jiān)控信號反饋到堿液自動投加系統(tǒng)，并由堿液自動投加系統(tǒng)的PLC系統(tǒng)根據(jù)流量和監(jiān)測的pH值向管道混合器進(jìn)行堿液自動精確投加混合，以實(shí)現(xiàn)程序調(diào)節(jié)PH值至6~9，經(jīng)過堿液投加中和以后的處理出水排入沉淀池，以促進(jìn)酸堿中和過程生成的Fe (OH)2和Fe (OH) 3等膠體通過沉淀池進(jìn)行絮凝沉淀，中和后的澄清液由出水管道排入下一個處理單元，而沉淀污泥則由排泥管道排出進(jìn)行脫水處置。[0016]所述的一種焦化廢水處理方法，經(jīng)過多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器處理后的廢水由出水管道送入后置反硝化脫氮生物濾池處理系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步的脫氮除碳，該系統(tǒng)的功能是將前段工序在對難降解多環(huán)、雜環(huán)類有機(jī)物和有毒有害物質(zhì)開環(huán)、斷鏈降解為易被微生物吸收降解的小分子有機(jī)物、氨氮進(jìn)行進(jìn)一步處理。出水管道送來的廢水首先由進(jìn)水管道進(jìn)入好氧硝化生物濾池的配水區(qū)并經(jīng)布水系統(tǒng)進(jìn)入球形輕質(zhì)多孔生物濾料層進(jìn)行生物好氧氧化處理，球形輕質(zhì)多孔生物濾料層填裝于布水系統(tǒng)上部，通過鼓風(fēng)機(jī)、供氣管道和安裝在池內(nèi)的高效空氣擴(kuò)散器系統(tǒng)向池內(nèi)水中供氧，附著生長在球形輕質(zhì)多孔生物濾料層上的專性好氧微生物在有氧呼吸的條件下，通過其新陳代謝作用將廢水中剩余的小分子有機(jī)污染物直接分解為二氧化碳和水，將氨氮氧化為硝酸鹽氮，好氧凈化后的廢水由出水區(qū)進(jìn)入出水渠；并由連接管道送入缺氧反硝化生物濾池的配水區(qū)并經(jīng)布水系統(tǒng)進(jìn)入反硝化生物濾料層進(jìn)行反硝化脫氮處理，反硝化生物濾料層上附著生長的專性反硝化菌在外加碳源的條件下將廢水中的硝酸鹽氮還原為氮?dú)舛瓿擅摰^程，同時使廢水中的大部分懸浮物被截留在反硝化生物濾料層的濾料間空隙中，使廢水得到澄清，最終處理出水由清水區(qū)并經(jīng)出水渠通過排放管道排出，最終所排出的焦化尾水中的C0D、氨氮、總氮和色度等指標(biāo)能穩(wěn)定達(dá)到國家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)和《鋼鐵工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB123456-2012)—級排放標(biāo)準(zhǔn)，反硝化過程中所需的外加碳源可以選用甲醇、乙酸、乙酸鈉或葡萄糖等物質(zhì)的溶液，由碳源儲罐儲存并經(jīng)碳源投加泵根據(jù)計(jì)算需要精確投加于缺氧反硝化生物濾池的進(jìn)水端管道中。
[0017]本發(fā)明所提出的一種焦化廢水處理系統(tǒng)及處理方法，解決了傳統(tǒng)焦化廢水處理工藝對難降解復(fù)雜有機(jī)污染物去除效果不理想而導(dǎo)致出水中C0D、氨氮、總氮及色度不達(dá)標(biāo)等問題，與傳統(tǒng)工藝相比，占地面積小、耗能低，并具有高效的廢水處理效能，降低廢水處理的運(yùn)行成本，具有處理負(fù)荷高、能耗低、產(chǎn)泥量少的特點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明各處理單元工藝流程示意圖。
[0019]圖2是上流式厭氧污泥床反應(yīng)器結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)示意圖。
[0020]圖3是缺氧反硝化生物濾池/好氧硝化生物濾池結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、控制示意圖。
[0021]圖4是多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器及沉淀池的結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、控制示意圖。
[0022]圖5是好氧硝化生物濾池/缺氧反硝化生物濾池的結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、控制示意圖。
[0023]圖中:A、上流式厭氧污泥床反應(yīng)器，B、缺氧反硝化生物濾池，C、好氧硝化生物濾池，H1, B和C組成的缺氧反硝化生物濾池/好氧硝化生物濾池系統(tǒng)，D、多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器，E、沉淀池；F、好氧硝化生物濾池，G、缺氧反硝化生物濾池，H2、好氧硝化生物濾池/缺氧反硝化生物濾池系統(tǒng)；
1、焦化廢水原水進(jìn)水管，2、上流式厭氧污泥床反應(yīng)器本體，3、厭氧顆粒污泥床區(qū)，4、厭氧懸浮污泥層區(qū)，5、三相分離器，6、澄清的出水，7、甲烷集氣室，8、過流縫，9、上循環(huán)口，
10、回流管，11、回流泵，12、甲烷氣輸送管，13、固液沉降分離區(qū)，14、出水渠，15、出水管道，16、中間水池；17、提升泵，18、進(jìn)水管道，19、缺氧反硝化生物濾池，20、反硝化生物濾料層，21、缺氧反硝化生物濾池布水系統(tǒng)，22、清水區(qū)，23、出水渠，24、出水管，25、缺氧反硝化生物濾池配水室,26、好氧硝化生物濾池配水室，27、好氧硝化生物濾池布水系統(tǒng)，28、高效空氣擴(kuò)散器系統(tǒng)，29、好氧硝化生物濾池，30、硝化生物濾料層，31、清水區(qū)，32、出水渠，33、硝化液回流管道，34、硝化液回流泵，35、在線溶解氧測定儀，36、PLC計(jì)算機(jī)工作系統(tǒng)，37、控制線纜，38、變頻器，39、鼓風(fēng)機(jī)，40、空氣管道，41、出水管，42、中間水池，43、提升水泵，44、進(jìn)水管道，45、過氧化氫投加裝置，46、管道混合器，47、配水室，48、碳源儲罐，49、多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器，50、取換料口，51、單質(zhì)鐵和顆粒活性碳混合物層，52、出水澄清區(qū)，53、篩板布水系統(tǒng)，54、上循環(huán)口，55、回流管道，56、循環(huán)泵，57、下循環(huán)口，58、排泥口，59、反應(yīng)器出水渠，60、pH在線監(jiān)測儀，61、出水管，62、堿液自動投加系統(tǒng)，63、管道混合器，64、沉淀池，65、出水管道，66、排泥管道，67、進(jìn)水管道，68、配水室，69、布水系統(tǒng)，70、球形輕質(zhì)多孔生物濾料層，71、好氧硝化生物濾池，72、出水區(qū)，73、出水渠，74、連接管道，75、配水區(qū)，76、布水系統(tǒng)，77、反硝化生物濾料層，78、缺氧反硝化生物濾池，79、清水區(qū)，80、出水渠，81、排放管道，82、碳源投加泵。
【具體實(shí)施方式】
[0024]本發(fā)明【具體實(shí)施方式】結(jié)合附圖，進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0025]一種焦化廢水處理系統(tǒng)，它包括上流式厭氧污泥床反應(yīng)器A、缺氧反硝化生物濾池B和好氧硝化生物濾池C，所述的缺氧反硝化生物濾池和好氧硝化生物濾池組成缺氧反硝化生物濾池/好氧硝化生物濾池系統(tǒng)H1，上流式厭氧污泥床反應(yīng)器包括焦化廢水原水進(jìn)水管1、上流式厭氧污泥床反應(yīng)器本體2、厭氧顆粒污泥床區(qū)3、厭氧懸浮污泥層區(qū)4、三相分離器5、甲烷集氣室7、過流縫8、上循環(huán)口 9、回流管10、回流泵11、甲烷氣輸送管12、固液沉降分離區(qū)13、出水渠14、出水管道15和中間水池16，所述的焦化廢水原水進(jìn)水管與上流式厭氧污泥床反應(yīng)器本體相連通，厭氧顆粒污泥床區(qū)設(shè)置在上流式厭氧污泥床反應(yīng)器本體下部，厭氧懸浮污泥層區(qū)設(shè)置在厭氧顆粒污泥床區(qū)上部，上流式厭氧污泥床反應(yīng)器本體池壁間設(shè)置過流縫，三相分離器設(shè)置在上流式厭氧污泥床反應(yīng)器本體內(nèi)、厭氧懸浮污泥層區(qū)上部，三相分離器上部為固液沉降分離區(qū)，上循環(huán)口設(shè)置在厭氧污泥床反應(yīng)器本體上側(cè)，回流管一端連通上循環(huán)口，回流管另一端通過回流泵與厭氧污泥床反應(yīng)器本體下部連通；三相分離器一端連接甲烷集氣室，甲烷集氣室連接甲烷氣輸送管，在上循環(huán)口上部設(shè)置出水渠，出水渠通過出水管道與中間水池連接；缺氧反硝化生物濾池包括提升泵17、進(jìn)水管道18、缺氧反硝化生物濾池本體19、反硝化生物濾料層20、缺氧反硝化生物濾池布水系統(tǒng)21、清水區(qū)22、出水渠23、出水管24和缺氧反硝化生物濾池配水室25，進(jìn)水管道一端與上流式厭氧污泥床反應(yīng)器中間水池連接，另一端通過提升泵后與缺氧反硝化生物濾池本體下部連通，缺氧反硝化生物濾池配水室設(shè)置在缺氧反硝化生物濾池本體下部，缺氧反硝化生物濾池布水系統(tǒng)設(shè)置在缺氧反硝化生物濾池配水室內(nèi)，反硝化生物濾料層設(shè)置在缺氧反硝化生物濾池布水系統(tǒng)上部，清水區(qū)在反硝化生物濾料層的上部，在清水區(qū)開有出水渠，出水渠通過出水管連接好氧硝化生物濾池本體下部；好氧硝化生物濾池包括好氧硝化生物濾池配水室26、好氧硝化生物濾池布水系統(tǒng)27、好氧硝化生物濾池本體29、硝化生物濾料層30、清水區(qū)31、出水渠32、出水管41和中間水池42，好氧硝化生物濾池配水室設(shè)置在好氧硝化生物濾池本體下部，好 氧硝化生物濾池布水系統(tǒng)設(shè)置在好氧硝化生物濾池配水室內(nèi)，硝化生物濾料層設(shè)置在好氧硝化生物濾池配水室上部，硝化生物濾料層上部是清水區(qū)，清水區(qū)與出水渠連通，出水渠通過出水管連接中間水池。
[0026]所述的好氧硝化生物濾池還包括高效空氣擴(kuò)散器系統(tǒng)、在線溶解氧測定儀和PLC計(jì)算機(jī)工作系統(tǒng)，高效空氣擴(kuò)散器系統(tǒng)包括控制線纜、變頻器、鼓風(fēng)機(jī)和空氣管道，空氣管道一端伸入好氧硝化生物濾池本體、硝化生物濾料層下部，另一端連接鼓風(fēng)機(jī)，鼓風(fēng)機(jī)通過控制線纜與變頻器相連接，變頻器通過控制線纜與PLC計(jì)算機(jī)工作系統(tǒng)相連接，所述的在線溶解氧測定儀一端連接在出水渠的出水管上，其輸出信號與PLC計(jì)算機(jī)工作系統(tǒng)相連接。
[0027]在所述的缺氧反硝化生物濾池和好氧硝化生物濾池之間還設(shè)置有硝化液回流管道和硝化液回流泵，硝化液回流管道一端連通好氧硝化生物濾池中間水池，另一端連接缺氧反硝化生物濾池進(jìn)水管道，在硝化液回流管道中端設(shè)置硝化液回流泵。
[0028]所述的一種焦化廢水處理系統(tǒng)還包括多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器D和沉淀池E，多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器包括提升水泵43、進(jìn)水管道44、過氧化氫投加裝置45、進(jìn)水管道混合器46、配水室47、多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器本體49、取換料口 50、單質(zhì)鐵和顆?；钚蕴蓟旌衔飳?1、出水澄清區(qū)52、篩板布水系統(tǒng)53、排泥口 58、反應(yīng)器出水渠59和出水管61，沉淀池包括沉淀池本體64、出水管道65和排泥管道66，所述的進(jìn)水管道一端與好氧硝化生物濾池中間水池相連接，另一端通過提升水泵后連通多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器本體下部，在提升水泵與多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器本體之間的一段進(jìn)水管道上設(shè)置過氧化氫投加裝置和進(jìn)水管道混合器，配水室設(shè)置在多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器本體下部，在配水室下部設(shè)置排泥口，單質(zhì)鐵和顆粒活性碳混合物層設(shè)置在多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器本體內(nèi)、配水室上部，在單質(zhì)鐵和顆?；钚蕴蓟旌衔飳酉虏吭O(shè)置篩板布水系統(tǒng)，在單質(zhì)鐵和顆?；钚蕴蓟旌衔飳幼髠?cè)設(shè)置取換料口，單質(zhì)鐵和顆?；钚蕴蓟旌衔飳由喜繛槌鏊吻鍏^(qū)，出水澄清區(qū)連通反應(yīng)器出水渠，反應(yīng)器出水渠通過出水管與沉淀池相連，沉淀池本體中上部連接出水管道，底部連接排泥管道。
[0029]所述的單質(zhì)鐵和顆?；钚蕴蓟旌衔飳印⒑Y板布水系統(tǒng)、取換料口設(shè)置多組。
[0030]所述的多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器還包括上循環(huán)口 54、回流管道55、循環(huán)泵56和下循環(huán)口 57，上循環(huán)口設(shè)置在反應(yīng)器出水渠底部，下循環(huán)口設(shè)置在配水室上部，回流管道一端連接上循環(huán)口，另一端穿過循環(huán)泵后連接下循環(huán)口。
[0031]所述的多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器還包括pH在線監(jiān)測儀60、堿液自動投加系統(tǒng)62和出水管道混合器63，pH在線監(jiān)測儀、堿液自動投加系統(tǒng)和出水管道混合器設(shè)置在反應(yīng)器出水渠與沉淀池之間的出水管上。
[0032]所述的一種焦化 廢水處理系統(tǒng)還包括好氧硝化生物濾池F和缺氧反硝化生物濾池G，好氧硝化生物濾池和缺氧反硝化生物濾池組成了好氧硝化生物濾池/缺氧反硝化生物濾池系統(tǒng)H2，好氧硝化生物濾池包括進(jìn)水管道67、配水室68、布水系統(tǒng)69、球形輕質(zhì)多孔生物濾料層70、好氧硝化生物濾池本體71、出水區(qū)72、出水渠73和連接管道74，進(jìn)水管道一端與沉淀池出水管道相連接，另一端連通好氧硝化生物濾池本體，配水室設(shè)置在好氧硝化生物濾池本體下部，布水系統(tǒng)設(shè)置在配水室內(nèi)，在布水系統(tǒng)上部設(shè)置球形輕質(zhì)多孔生物濾料層，球形輕質(zhì)多孔生物濾料層上部為出水區(qū)，出水區(qū)開有出水渠，出水渠通過連接管道與缺氧反硝化生物濾池連接；好氧硝化生物濾池還包括高效空氣擴(kuò)散器系統(tǒng)28、在線溶解氧測定儀35和PLC計(jì)算機(jī)工作系統(tǒng)36，高效空氣擴(kuò)散器系統(tǒng)包括控制線纜37、變頻器38、鼓風(fēng)機(jī)39和空氣管道40，空氣管道一端伸入好氧硝化生物濾池本體、球形輕質(zhì)多孔生物濾料層下部，另一端連接鼓風(fēng)機(jī)，鼓風(fēng)機(jī)通過控制線纜與變頻器相連接，變頻器通過控制線纜與PLC計(jì)算機(jī)工作系統(tǒng)相連接，所述的在線溶解氧測定儀一端連接在出水渠的出水管上，其輸出信號與PLC計(jì)算機(jī)工作系統(tǒng)相連接；缺氧反硝化生物濾池包括配水區(qū)75、布水系統(tǒng)76、反硝化生物濾料層77、缺氧反硝化生物濾池本體78、清水區(qū)79、出水渠80和排放管道81，配水區(qū)設(shè)置在缺氧反硝化生物濾池本體下部，布水系統(tǒng)設(shè)置在配水區(qū)上部，在布水系統(tǒng)上設(shè)置反硝化生物濾料層，反硝化生物濾料層上部為清水區(qū)，清水區(qū)上部開有出水渠，出水渠底部連通排放管道；缺氧反硝化生物濾池還包括碳源儲罐48和碳源投放泵82，碳源投放點(diǎn)設(shè)置在好氧硝化生物濾池和缺氧反硝化生物濾池之間的連接管道上。
[0033]一種焦化廢水處理方法，其具體技術(shù)方案為: 1、焦化廢水由焦化廢水原水進(jìn)水管I自下而上進(jìn)入上流式厭氧污泥床反應(yīng)器2，上流式厭氧污泥床反應(yīng)器2內(nèi)有預(yù)先接種并馴化好的適應(yīng)焦化廢水水質(zhì)的厭氧顆粒污泥床區(qū)3及厭氧懸浮污泥層區(qū)4，3和4中分別生長有以顆粒和絮狀污泥狀態(tài)存在的水解酸化菌和產(chǎn)甲烷菌等多種微生物，在厭氧條件下水解酸化菌首先將廢水中的大部分復(fù)雜大分子有機(jī)物進(jìn)行分解并轉(zhuǎn)化為如有機(jī)酸等小分子物質(zhì)，同時厭氧氨氧化菌和反硝化細(xì)菌利用廢水中的碳源可對廢水中的氨氮和硝態(tài)氮進(jìn)行部分厭氧氨氧化和反硝化作用而完成脫除部分氮，然后產(chǎn)甲烷菌可將有機(jī)酸等小分子物質(zhì)進(jìn)一步分解為以甲烷為主的生物氣，最終使水中的有機(jī)物和氮的含量得以降低。隨著廢水水流不斷上升流動，導(dǎo)致甲烷氣、水、污泥進(jìn)入三相分離器5中，甲烷氣首先被集氣罩收集分離，并通過甲烷集氣室7和甲烷氣輸送管12排出上流式厭氧污泥床反應(yīng)器2，而污泥和廢水則通過三相分離器5與反應(yīng)器池壁間的過流縫8進(jìn)入固液沉降分離區(qū)13進(jìn)行固液分離，部分廢水經(jīng)上循環(huán)口 9和回流管10再由回流泵11回流至反應(yīng)器底部與原水混合一起進(jìn)入上流式厭氧污泥床反應(yīng)器2，通過過流縫8進(jìn)入固液沉降分離區(qū)13的廢水和污泥靠重力作用進(jìn)行分離，密度較水重的污泥則沉降分離并通過過流縫8重新回落至反應(yīng)器中，而澄清的出水6則溢流進(jìn)入出水渠14并通過出水管道15進(jìn)入中間水池16。
[0034]2、經(jīng)過上流式厭氧污泥床反應(yīng)器2處理后進(jìn)入中間水池16的廢水，首先由提升泵17并經(jīng)進(jìn)水管道18送入缺氧反硝化生物濾池19，缺氧反硝化生物濾池19內(nèi)設(shè)有缺氧反硝化生物濾池布水系統(tǒng)21和填裝其上的反硝化生物濾料層20，該生物濾料上面附著生長有高密度的專性反硝化菌，經(jīng)過上流式厭氧污泥床反應(yīng)器2處理后仍含有大量有機(jī)物和氨氮的焦化廢水與經(jīng)好氧硝化生物濾池29處理后通過硝化液回流泵34和硝化液回流管道33回流到進(jìn)水端來的富含硝酸鹽氮的硝化液混合，然后共同進(jìn)入缺氧反硝化生物濾池19，并經(jīng)缺氧反硝化生物濾池配水室25、缺氧反硝化生物濾池布水系統(tǒng)21將廢水送入反硝化生物濾料層20，反硝化生物濾料層20上的專性反硝化菌利用廢水中的有機(jī)物作為碳源，將來自于好氧硝化生物濾池29回流硝化液中的硝酸鹽氮還原為氮?dú)?，從而?shí)現(xiàn)脫氮和去除有機(jī)物的功能，同時生物濾料具有過濾截留懸浮物的作用，一方面使專性反硝化菌不易流失，同時使廢水得到澄清；缺氧反硝化生物濾池19的出水流經(jīng)清水區(qū)22、出水渠23并通過出水管24流入好氧硝化生物濾池29，并經(jīng)好氧硝化生物濾池配水室26、好氧硝化生物濾池布水系統(tǒng)27將廢水送入硝化生物濾料層30 ;生長在硝化生物濾料層30上的少量除碳菌和大量專性硝化菌，在鼓風(fēng)機(jī)39、空氣管道40和安裝在池內(nèi)硝化生物濾料層30下部的高效空氣擴(kuò)散器系統(tǒng)28向水中供氧的條件下，除碳菌將廢水中剩余的易降解有機(jī)物通過微生物的新陳代謝氧化為二氧化碳和水，專性硝化菌將廢水中的氨氮氧化為硝酸鹽氮，其出水經(jīng)清水區(qū)31、出水渠32并通過出水管41進(jìn)入中間水池42，該出水一部分根據(jù)計(jì)算的回流比由硝化液回流泵34和硝化液回流管道33回流到缺氧反硝化生物濾池19的進(jìn)水端進(jìn)入缺氧反硝化生物濾池19進(jìn)行反硝化脫氮，剩余的出水進(jìn)入多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器49進(jìn)行再處理；鼓風(fēng)機(jī)39的供氣量由在線溶解氧測定儀35所測數(shù)據(jù)反饋給PLC計(jì)算機(jī)工作系統(tǒng)36進(jìn)行計(jì)算，再通過控制線纜37將控制信號傳輸給變頻器38來調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，使鼓風(fēng)機(jī)提供合適的供氣量。
[0035]3、中間水池42中的好氧硝化生物濾池出水，經(jīng)調(diào)節(jié)pH至3.0-5.0，然后由提升水泵43、進(jìn)水管道44并經(jīng)管道混合器46送入多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器49進(jìn)行氧化處理；過氧化氫投加裝置45投加的過氧化氫經(jīng)管道混合器46與由進(jìn)水管道44輸送來的廢水混合后進(jìn)入鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器配水室47，在多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器49內(nèi)的篩板布水系統(tǒng)53上部分級填裝有混合均勻的單質(zhì)鐵和顆粒活性碳混合物層51，該反應(yīng)器出水渠59中設(shè)置有上循環(huán)口 54，上循環(huán)口 54通過回流管道55、循環(huán)泵56和配水室47側(cè)壁的下循環(huán)口 57相連接，廢水經(jīng)由篩板布水系統(tǒng)53向上流經(jīng)多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床，通過鐵碳微電解產(chǎn)生的羥基的氧化還原作用去除廢水中的部分雜環(huán)類有機(jī)物和色度，同時利用微電解產(chǎn)生的Fe2+與廢水中投加的過氧化氫構(gòu)成芬頓(Fenton)試劑的強(qiáng)氧化性,在鐵碳微電解-Fenton稱合氧化體系內(nèi)使廢水中的難降解多環(huán)、雜環(huán)類有機(jī)物和有毒有害物質(zhì)開環(huán)、斷鏈降解為易被微生物吸收降解的小分子物質(zhì)、氨氮、水和二氧化碳，由于鐵碳微電解耦合芬頓氧化床設(shè)計(jì)為多級疊加，水流為上向流柱推形式，所以每一級的氧化對象和產(chǎn)生的氧化后物質(zhì)均不同，一般來講從下至上所氧化對象由難變易，確保了反應(yīng)器最終的氧化效果。由于通過該反應(yīng)器處理后的溢流出水具有強(qiáng)酸性，需進(jìn)行中和處理，所以反應(yīng)器出水渠59的溢流出水經(jīng)過設(shè)置在出水管61上的pH在線監(jiān)測儀60，將監(jiān)控信號反饋到堿液自動投加系統(tǒng)62，并由堿液自動投加系統(tǒng)62的PLC系統(tǒng)根據(jù)流量和監(jiān)測的PH值向管道混合器63進(jìn)行堿液自動精確投加混合，以實(shí)現(xiàn)程序調(diào)節(jié)pH值至6~9，經(jīng)過堿液投加中和以后的處理出水排入沉淀池64，以促進(jìn)酸堿中和過程生成的Fe (OH)2和Fe (OH) 3等膠體通過沉淀池64進(jìn)行絮凝沉淀，中和后的澄清液由出水管道65排入下一個處理單元，而沉淀污泥則由排泥管道66排出進(jìn)行脫水處置。
[0036]4、經(jīng)過多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器49處理后的廢水由出水管道65送入后置反硝化脫氮生物濾池處理系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步的脫氮除碳，該系統(tǒng)的功能是將前段工序在對難降解多環(huán)、雜環(huán)類有機(jī)物和有毒有害物質(zhì)開環(huán)、斷鏈降解為易被微生物吸收降解的小分子有機(jī)物、氨氮進(jìn)行進(jìn)一步處理。出水管道65送來的廢水首先由進(jìn)水管道67進(jìn)入好氧硝化生物濾池71的配水區(qū)68并經(jīng)布水系統(tǒng)69進(jìn)入球形輕質(zhì)多孔生物濾料層70進(jìn)行生物好氧氧化處理，球形輕質(zhì)多孔生物濾料層70填裝于布水系統(tǒng)69上部，通過鼓風(fēng)機(jī)75、供氣管道76和安裝在池內(nèi)的高效空氣擴(kuò)散器系統(tǒng)77向池內(nèi)水中供氧，附著生長在球形輕質(zhì)多孔生物濾料層70上的專性好氧微生物在有氧呼吸的條件下，通過其新陳代謝作用將廢水中剩余的小分子有機(jī)污染物直接分解為二氧化碳和水，將氨氮氧化為硝酸鹽氮，好氧凈化后的廢水由出水區(qū)72進(jìn)入出水渠73 ;并由連接管道74送入缺氧反硝化生物濾池78的配水區(qū)75并經(jīng)布水系統(tǒng)76進(jìn)入反硝化生物濾料層77進(jìn)行反硝化脫氮處理，反硝化生物濾料層77上附著生長的專性反硝化菌在外加碳源的條件下將廢水中的硝酸鹽氮還原為氮?dú)舛瓿擅摰^程，同時使廢水中的大部分懸浮物被截留在反硝化生物濾料層的濾料間空隙中，使廢水得到澄清，最終處理出水由清水區(qū)79并經(jīng)出水渠80通過排放管道81排出，最終處理后由排放管道81排出的焦化廢水中的COD、氨氮、總氮和色度等指標(biāo)能穩(wěn)定達(dá)到國家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)和《鋼鐵工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB123456-2012)一級排放標(biāo)準(zhǔn)，反硝化過程中所需的外加碳源可以選用甲醇、乙酸、乙酸鈉或葡萄糖等物質(zhì)的溶液，由碳源儲罐48儲存并經(jīng)碳源投加泵82根據(jù)計(jì)算需要精確投加于缺氧反硝化生物濾池78的進(jìn)水端管道中。
[0037]實(shí)施例:一座新建的焦化廢水處理廠，處理量為200噸/日，采用本發(fā)明處理系統(tǒng)和處理方法，廢水經(jīng)過水質(zhì)調(diào)節(jié)后，采用潛污泵將焦化廢水泵入上流式厭氧污泥床反應(yīng)器，并經(jīng)后續(xù)的缺氧反硝化生物濾池/好氧硝化生物濾池系統(tǒng)、多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器、好氧硝化生物濾池/缺氧反硝化生物濾池系統(tǒng)進(jìn)行處理，其主要設(shè)計(jì)參數(shù)如下:進(jìn)水 ρΗ=6.8~8.0, C0Dcr=1700"2300mg/L, B0D5=250~630 mg/L,總氮=400~500mg/L，氨氮=280~350 mg/L, SS=220mg/L，色度 725 倍。[0038]上流式厭氧污泥床:該廢水經(jīng)水質(zhì)調(diào)節(jié)后首先進(jìn)入上流式厭氧污泥床反應(yīng)器，水力停留時間HRT=24h，進(jìn)水溫度3(T35°C，上升流速0.5m/h，進(jìn)水容積負(fù)荷2.5Kg/m3.d，經(jīng)過該上流式厭氧污泥床反應(yīng)器處理后的出水指標(biāo)為:C0Dcr=70(T1000mg/L，B0D5=28(T450mg/L，總氮=34(T420mg/L，氨氮=240~380，SS=120mg/L，色度400倍；該反應(yīng)器為圓筒形，直徑4.6m，有效高度12m。
[0039]缺氧反硝化生物濾池/好氧硝化生物濾池系統(tǒng):系統(tǒng)總水力停留時間HRT=8h，回流比600%，其中缺氧反硝化生物濾池池體為長方體結(jié)構(gòu)，內(nèi)分兩格，總尺寸為6X3X7m，單池最大上升流速6.5m/h;好氧硝化生物濾池池體為長方體結(jié)構(gòu)，內(nèi)分四格，總尺寸為12X3X7m，單池最大上升流速 2m/h，出水指標(biāo):C0Dcr=18(T200mg/L，B0D5=40~80 mg/L，總氮=140~160mg/L,氨氮=10~20 mg/L, SS=10mg/L,色度 250 倍。
[0040]多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器:共設(shè)兩座，一用一備，采用圓形池結(jié)構(gòu)，單座尺寸為Φ2.7X6m,水力停留時間HRT=3h，上升流速1.5m/h,出水指標(biāo):C0Dcr=80~120mg/L，B0D5=25~48 mg/L，總氮=150~180mg/L，氨氮=25~40 mg/L, SS=20mg/L,色度10倍。
[0041]好氧硝化生物濾池/缺氧反硝化生物濾池系統(tǒng):好氧硝化生物濾池水力停留時間HRT=4h，池體為長方體結(jié)構(gòu)，內(nèi)分三格，兩用一備，總尺寸為6X2X7m，單池最高上升流速lm/h ;缺氧反硝化生物濾池池體為長方體結(jié)構(gòu)，內(nèi)分兩格，總尺寸為3X2X6.5m，單池最大上升流速2.7m/h，最終出水指標(biāo):C0Dcr ( 40mg/L, BOD5 ( 10 mg/L，總氮≤20 mg/L，氨氮≤5 mg/L, SS≤10mg/L，色度5倍，達(dá)到了《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-)和《鋼鐵工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13456-2012) —級排放標(biāo)準(zhǔn)。
[0042]本發(fā)明所提出的一種焦化廢水處理系統(tǒng)及處理方法，解決了傳統(tǒng)焦化廢水處理工藝對難降解復(fù)雜有機(jī)污染物去除效果不理想而導(dǎo)致出水中C0D、氨氮、總氮及色度不達(dá)標(biāo)等問題，與傳統(tǒng)工藝相比，占地面積小、耗能低，并具有高效的廢水處理效能，降低廢水處理的運(yùn)行成本，具有處理負(fù)荷高、能耗低、產(chǎn)泥量少的特點(diǎn)。
【權(quán)利要求】
1.一種焦化廢水處理系統(tǒng)，其特征在于它包括上流式厭氧污泥床反應(yīng)器、缺氧反硝化生物濾池和好氧硝化生物濾池，所述的缺氧反硝化生物濾池和好氧硝化生物濾池組成缺氧反硝化生物濾池/好氧硝化生物濾池系統(tǒng)，上流式厭氧污泥床反應(yīng)器包括焦化廢水原水進(jìn)水管、上流式厭氧污泥床反應(yīng)器本體、厭氧顆粒污泥床區(qū)、厭氧懸浮污泥層區(qū)、三相分離器、甲烷集氣室、過流縫、上循環(huán)口、回流管、回流泵、甲烷氣輸送管、固液沉降分離區(qū)、出水渠、出水管道和中間水池，所述的焦化廢水原水進(jìn)水管與上流式厭氧污泥床反應(yīng)器本體相連通，厭氧顆粒污泥床區(qū)設(shè)置在上流式厭氧污泥床反應(yīng)器本體下部，厭氧懸浮污泥層區(qū)設(shè)置在厭氧顆粒污泥床區(qū)上部，上流式厭氧污泥床反應(yīng)器本體池壁間設(shè)置過流縫，三相分離器設(shè)置在上流式厭氧污泥床反應(yīng)器本體內(nèi)、厭氧懸浮污泥層區(qū)上部，三相分離器上部為固液沉降分離區(qū)，上循環(huán)口設(shè)置在厭氧污泥床反應(yīng)器本體上側(cè)，回流管一端連通上循環(huán)口，回流管另一端通過回流泵與厭氧污泥床反應(yīng)器本體下部連通；三相分離器一端連接甲烷集氣室，甲烷集氣室連接甲烷氣輸送管，在上循環(huán)口上部設(shè)置出水渠，出水渠通過出水管道與中間水池連接；缺氧反硝化生物濾池包括提升泵、進(jìn)水管道、缺氧反硝化生物濾池本體、反硝化生物濾料層、缺氧反硝化生物濾池布水系統(tǒng)、清水區(qū)、出水渠、出水管和缺氧反硝化生物濾池配水室，進(jìn)水管道一端與上流式厭氧污泥床反應(yīng)器中間水池連接，另一端通過提升泵后與缺氧反硝化生物濾池本體下部連通，缺氧反硝化生物濾池配水室設(shè)置在缺氧反硝化生物濾池本體下部，缺氧反硝化生物濾池布水系統(tǒng)設(shè)置在缺氧反硝化生物濾池配水室內(nèi)，反硝化生物濾料層設(shè)置在缺氧反硝化生物濾池布水系統(tǒng)上部，清水區(qū)在反硝化生物濾料層的上部，在清水區(qū)開有出水渠，出水渠通過出水管連接好氧硝化生物濾池本體下部；好氧硝化生物濾池包括好氧硝化生物濾池配水室、好氧硝化生物濾池布水系統(tǒng)、好氧硝化生物濾池本體、硝化生物濾料層、清水區(qū)、出水渠、出水管和中間水池，好氧硝化生物濾池配水室設(shè)置在好氧硝化生物濾池本體下部，好氧硝化生物濾池布水系統(tǒng)設(shè)置在好氧硝化生物濾池配水室內(nèi)，硝化生物濾料層設(shè)置在好氧硝化生物濾池配水室上部，硝化生物濾料層上部是清水區(qū)，清水區(qū)與出水渠連通，出水渠通過出水管連接中間水池。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種焦化廢水處理系統(tǒng)，其特征在于它還包括多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器和沉淀池，多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器包括提升水泵、進(jìn)水管道、過氧化氫投加裝置、進(jìn)水管道混合器、配水室、多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器本體、取換料口、單質(zhì)鐵和顆?；钚蕴蓟旌衔飳印⒊鏊吻鍏^(qū)、篩板布水系統(tǒng)、排泥口、反應(yīng)器出水渠和出水管，沉淀池包括沉淀池本體、出水管道和排泥管道，所述的進(jìn)水管道一端與好氧硝化生物濾池中間水池相`連接，另一端通過提升水泵后連通多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器本體下部，在提升水泵與多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器本體之間的一段進(jìn)水管道上設(shè)置過氧化氫投加裝置和進(jìn)水管道混合器，配水室設(shè)置在多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器本體下部，在配水室下部設(shè)置排泥口，單質(zhì)鐵和顆?；钚蕴蓟旌衔飳釉O(shè)置在多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器本體內(nèi)、配水室上部，在單質(zhì)鐵和顆?；钚蕴蓟旌衔飳酉虏吭O(shè)置篩板布水系統(tǒng)，在單質(zhì)鐵和顆?；钚蕴蓟旌衔飳幼髠?cè)設(shè)置取換料口，單質(zhì)鐵和顆粒活性碳混合物層上部為出水澄清區(qū)，出水澄清區(qū)連通反應(yīng)器出水渠，反應(yīng)器出水渠通過出水管與沉淀池相連，沉淀池本體中上部連接出水管道，底部連接排泥管道。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種焦化廢水處理系統(tǒng)，其特征在于單質(zhì)鐵和顆?；钚蕴蓟旌衔飳?、篩板布水系統(tǒng)、取換料口設(shè)置多組。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種焦化廢水處理系統(tǒng)，其特征在于所述的多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器還包括上循環(huán)口、回流管道、循環(huán)泵和下循環(huán)口，上循環(huán)口設(shè)置在反應(yīng)器出水渠底部，下循環(huán)口設(shè)置在配水室上部，回流管道一端連接上循環(huán)口，另一端穿過循環(huán)泵后連接下循環(huán)口。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種焦化廢水處理系統(tǒng)，其特征在于所述的多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器還包括PH在線監(jiān)測儀、堿液自動投加系統(tǒng)和出水管道混合器，pH在線監(jiān)測儀、堿液自動投加系統(tǒng)和出水管道混合器設(shè)置在反應(yīng)器出水渠與沉淀池之間的出水管上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種焦化廢水處理系統(tǒng)，其特征在于所述的一種焦化廢水處理系統(tǒng)還包括好氧硝化生物濾池和缺氧反硝化生物濾池，好氧硝化生物濾池和缺氧反硝化生物濾池組成了好氧硝化生物濾池/缺氧反硝化生物濾池系統(tǒng)，好氧硝化生物濾池包括進(jìn)水管道、配水室、布水系統(tǒng)、球形輕質(zhì)多孔生物濾料層、好氧硝化生物濾池本體、出水區(qū)、出水渠和連接管道，進(jìn)水管道一端與沉淀池出水管道相連接，另一端連通好氧硝化生物濾池本體，配水室設(shè)置在好氧硝化生物濾池本體下部，布水系統(tǒng)設(shè)置在配水室內(nèi)，在布水系統(tǒng)上部設(shè)置球形輕質(zhì)多孔生物濾料層，球形輕質(zhì)多孔生物濾料層上部為出水區(qū)，出水區(qū)開有出水渠，出水渠通過連接管道與缺氧反硝化生物濾池連接；好氧硝化生物濾池還包括高效空氣擴(kuò)散器系統(tǒng)、在線溶解氧測定儀和PLC計(jì)算機(jī)工作系統(tǒng)，高效空氣擴(kuò)散器系統(tǒng)包括控制線纜、變頻器、鼓風(fēng)機(jī)和空氣管道，空氣管道一端伸入好氧硝化生物濾池本體、球形輕質(zhì)多孔生物濾料層下部，另一端連接鼓風(fēng)機(jī)，鼓風(fēng)機(jī)通過控制線纜與變頻器相連接，變頻器通過控制線纜與PLC計(jì)算機(jī)工作系統(tǒng)相連接，所述的在線溶解氧測定儀一端連接出水渠上的出水管上，其輸出信號與PLC計(jì)算機(jī)工作系統(tǒng)相連接；缺氧反硝化生物濾池包括配水區(qū)、布水系統(tǒng)、反硝化生物濾料層、缺氧反硝化生物濾池本體、清水區(qū)、出水渠和排放管道，配水區(qū)設(shè)置在缺氧反硝化生物濾池本體下部，布水系統(tǒng)設(shè)置在配水區(qū)上部，在布水系統(tǒng)上設(shè)置反硝化生物濾料層，反硝化生物濾料層上部為清水區(qū)，清水區(qū)上部開有出水渠，出水渠底部連通排放管道；缺氧反硝化生物濾池還包括碳源儲罐和碳源投放泵，碳源儲罐和碳源投放泵將碳源投放于好氧硝化生物濾池和缺氧反硝化生物濾池之間的連接管道上。`
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種焦化廢水處理系統(tǒng)，其特征在于所述的好氧硝化生物濾池還包括高效空氣擴(kuò)散器系統(tǒng)、在線溶解氧測定儀和PLC計(jì)算機(jī)工作系統(tǒng)，高效空氣擴(kuò)散器系統(tǒng)包括控制線纜、變頻器、鼓風(fēng)機(jī)和空氣管道，空氣管道一端伸入好氧硝化生物濾池本體、硝化生物濾料層下部，另一端連接鼓風(fēng)機(jī)，鼓風(fēng)機(jī)通過控制線纜與變頻器相連接，變頻器通過控制線纜與PLC計(jì)算機(jī)工作系統(tǒng)相連接，所述的在線溶解氧測定儀一端連接出水渠上的出水管上，其輸出信號與PLC計(jì)算機(jī)工作系統(tǒng)相連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種焦化廢水處理系統(tǒng)，其特征在于在所述的缺氧反硝化生物濾池和好氧硝化生物濾池之間還設(shè)置有硝化液回流管道和硝化液回流泵，硝化液回流管道一端連通好氧硝化生物濾池中間水池，另一端連接缺氧反硝化生物濾池進(jìn)水管道，在硝化液回流管道中端設(shè)置硝化液回流泵。
9.一種焦化廢水處理方法，其具體技術(shù)方案為: I)焦化廢水由焦化廢水原水進(jìn)水管自下而上進(jìn)入上流式厭氧污泥床反應(yīng)器，上流式厭氧污泥床反應(yīng)器內(nèi)有預(yù)先接種并馴化好的適應(yīng)焦化廢水水質(zhì)的厭氧顆粒污泥床區(qū)及厭氧懸浮污泥層區(qū)，隨著廢水水流不斷上升流動，甲烷氣、水、污泥進(jìn)入三相分離器中，甲烷氣首先被集氣罩收集分離，并通過甲烷集氣室和甲烷氣輸送管排出上流式厭氧污泥床反應(yīng)器，而污泥和廢水則通過三相分離器與反應(yīng)器池壁間的過流縫進(jìn)入固液沉降分離區(qū)進(jìn)行固液分離，部分廢水經(jīng)上循環(huán)口和回流管再由回流泵回流至反應(yīng)器底部下與原水混合一起進(jìn)入上流式厭氧污泥床反應(yīng)器，通過過流縫進(jìn)入固液沉降分離區(qū)的廢水和污泥靠重力作用進(jìn)行分離，密度較水重的污泥則沉降分離并通過過流縫重新回落至反應(yīng)器中，而澄清的出水則溢流進(jìn)入出水渠并通過出水管道進(jìn)入中間水池； 2)經(jīng)過上流式厭氧污泥床反應(yīng)器處理后進(jìn)入中間水池的廢水，首先由提升泵并經(jīng)進(jìn)水管道送入缺氧反硝化生物濾池，缺氧反硝化生物濾池內(nèi)設(shè)有缺氧反硝化生物濾池布水系統(tǒng)和填裝其上的反硝化生物濾料層，該生物濾料上面附著生長有高密度的專性反硝化菌，經(jīng)過上流式厭氧污泥床反應(yīng)器處理后仍含有大量有機(jī)物和氨氮的焦化廢水與經(jīng)好氧硝化生物濾池處理后通過硝化液回流泵和硝化液回流管道回流到進(jìn)水端來的富含硝酸鹽氮的硝化液混合，然后共同進(jìn)入缺氧反硝化生物濾池，并經(jīng)缺氧反硝化生物濾池配水室、缺氧反硝化生物濾池布水系統(tǒng)將廢水送入反硝化生物濾料層；缺氧反硝化生物濾池的出水流經(jīng)清水區(qū)、出水渠并通過出水管流入好氧硝化生物濾池，并經(jīng)好氧硝化生物濾池配水室、好氧硝化生物濾池布水系統(tǒng)將廢水送入硝化生物濾料層；其出水經(jīng)清水區(qū)、出水渠并通過出水管進(jìn)入中間水池，該出水一部分根據(jù)計(jì)算的回流比由硝化液回流泵和硝化液回流管道回流到缺氧反硝化生物濾池的進(jìn)水端進(jìn)入缺氧反硝化生物濾池進(jìn)行反硝化脫氮，剩余的出水進(jìn)入多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器進(jìn)行再處理；鼓風(fēng)機(jī)的供氣量由在線溶解氧測定儀所測數(shù)據(jù)反饋給PLC計(jì)算機(jī)工作系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算，再通過控制線纜將控制信號傳輸給變頻器來調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，使鼓風(fēng)機(jī)提供合適的供氣量； 3)中間水池中的好氧硝化生物濾池出水，經(jīng)預(yù)先調(diào)節(jié)pH至3.0-5.0，然后由提升水泵、進(jìn)水管道并經(jīng)管道混合器送入多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器進(jìn)行氧化處理；過氧化氫投加裝置投加的過氧化氫經(jīng)管道混合器與由進(jìn)水管道輸送來的廢水混合后進(jìn)入鐵碳微電解耦合芬頓 氧化床反應(yīng)器配水室，在多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器內(nèi)的篩板布水系統(tǒng)上部分級填裝有混合均勻的單質(zhì)鐵和顆粒活性碳混合物層，該反應(yīng)器出水渠中設(shè)置有上循環(huán)口，上循環(huán)口通過回流管道、循環(huán)泵和配水室側(cè)壁的下循環(huán)口相連接，廢水經(jīng)由篩板布水系統(tǒng)向上流經(jīng)多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床，鐵碳微電解耦合芬頓氧化床設(shè)計(jì)為多級疊加，水流為上向流柱推形式，反應(yīng)器出水渠的溢流出水經(jīng)過設(shè)置在出水管上的PH在線監(jiān)測儀，將監(jiān)控信號反饋到堿液自動投加系統(tǒng)，并由堿液自動投加系統(tǒng)的PLC系統(tǒng)根據(jù)流量和監(jiān)測的pH值向管道混合器進(jìn)行堿液自動精確投加混合，以實(shí)現(xiàn)程序調(diào)節(jié)pH值至6~9，經(jīng)過堿液投加中和以后的處理出水排入沉淀池，中和后的澄清液由出水管道排入下一個處理單元，而沉淀污泥則由排泥管道排出進(jìn)行脫水處置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種焦化廢水處理方法，其特征在于經(jīng)過多級鐵碳微電解耦合芬頓氧化床反應(yīng)器處理后的廢水由出水管道送入后置反硝化脫氮生物濾池處理系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步的脫氮除碳，出水管道送來的廢水首先由進(jìn)水管道進(jìn)入好氧硝化生物濾池的配水區(qū)并經(jīng)布水系統(tǒng)進(jìn)入球形輕質(zhì)多孔生物濾料層進(jìn)行生物好氧氧化處理，球形輕質(zhì)多孔生物濾料層填裝于布水系統(tǒng)上部，通過鼓風(fēng)機(jī)、供氣管道和安裝在池內(nèi)的高效空氣擴(kuò)散器系統(tǒng)向池內(nèi)水中供氧，好氧凈化后的廢水由出水區(qū)進(jìn)入出水渠；并由連接管道送入缺氧反硝化生物濾池的配水區(qū)并經(jīng)布水系統(tǒng)進(jìn)入反硝化生物濾料層進(jìn)行反硝化脫氮處理，反硝化生物濾料層上附著生長的專性反硝化菌在外加碳源的條件下將廢水中的硝酸鹽氮還原為氮?dú)舛瓿擅摰^程，同時使廢水中的大部分懸浮物被截留在反硝化生物濾料層的濾料間空隙中，最終處理出水由清水區(qū)并經(jīng)出水渠通過排放管道排出，反硝化過程中所需的外加碳源選用甲醇、乙酸、乙酸鈉或葡萄糖等物質(zhì)的溶液，由碳源儲罐儲存并經(jīng)碳源投加泵根據(jù)計(jì)算需要精確投加于缺氧反硝化生物`濾池的進(jìn)水端管道中。
【文檔編號】C02F9/14GK103880248SQ201410106108
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年3月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月21日
【發(fā)明者】鄭俊, 張德偉 申請人:安徽華騏環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?br>