[发明专利]焦化废水复合生物脱氮及回用方法

说明书

技术领域

本发明涉及高有机浓度、高氨氮的废水处理方法，尤其是一种节能型焦化废水复合生物脱氮及回用方法。

背景技术

焦化污水是在煤的高温干馏、煤气净化以及化工产品精制过程中产生的大量生产废水，其组成十分复杂，浓度高，毒性大。核磁共振-色谱分析显示，焦化污水中含有数十种无机和上百种有机化合物。其中无机化合物主要为氨氮、硫氰化物、硫化物、氰化物等，有机化合物主要为单环或多环芳香族化合物及含氮、硫、氧的杂环化合物，如高浓度的酚、萘、苯胺、吡啶、喹啉、苯并(a)芘等。通常蒸氨后的焦化废水COD_Cr浓度高达2500～4500mg/L，氨氮浓度为200～500mg/L，酚浓度为500～900mg/L，氰化物浓度为30～50mg/L。由此可见，焦化污水属于高氨氮、高有机污染物、可生化性差的工业污水，是目前世界上难处理的行业废水之一。焦化废水的水质因各厂工艺流程和生产操作方式差异很大而不同，一般焦化厂的蒸氨后废水水质如表1所示。

表1焦化污水水质

我国废水生物脱氮技术是从八十年代末开始研究的，九十年代中期取得了A/O全程硝化生物脱氮技术成果。而A-O-O亚硝化节能生物脱氮技术是在原来A/O全程硝化生物脱氮工艺基础上开发的，是将好氧池中微生物培养驯化成亚硝化菌，再进行反硝化脱氮。目前，国内外广泛采用上述工艺。但上述工艺存在许多弊端，例如，能耗高，反硝化过程中是以可生物降解的有机碳作为电子供体，对难生物降解的废水需外加碳源；氨氮硝化必须外加大量酸碱中和来维持系统的正常运行；动力消耗大等。另外，该上述工艺不能达到稳定的脱碳效果，COD_Cr不能稳定达标，处理成本较高，大致在7～8元/m³。

国内外对于焦化污水处理的技术主要采用A/O或A²/O工艺，脱氮机理为全程硝化反硝化，但上述工艺存在着许多弊端：

(1)脱氮率受硝化液回流比、原水C/N比限制，因此，需要大比例硝化液回流至反硝化池脱氮，实际的污水水力停留时间短，脱氮效率低，只有40％～50％；

(2)由于焦化污水C/N比低，需外加碳源来维持反硝化脱氮，导致运行成本高，COD浓度升高；

(3)工艺流程长，构筑物体积庞大，占地面积大，基建投资高；

(4)处理过程中需要外加碱调节污水的pH值，消耗大量的药剂，并且由于硝化液回流比很大，导致管路长，电耗大，动力和药剂消耗量大，处理费用高。

(5)色度去除率低。用传统工艺处理后的污水，尤其是焦化污水，仍有较大的色度，外观呈较深的黄褐色，透明度低。

发明内容

本发明的目的是提供一种节能型焦化废水复合生物脱氮及回用方法，该方法是控制一部分废水中的氨氮硝化到亚硝酸盐氮阶段，再与另一部分原废水进行厌氧氨氧化脱氮，取消硝化液回流，不需外加有机碳源。该工艺可大大降低废水处理的基建投资和运行成本，提高脱氮率，并通过增设炭吸附环节，去除生物处理后出水中少量剩余的污染物，使最终出水达到焦化厂循环冷却水补充水标准。

本发明包括下述各方面：

1.焦化废水复合生物脱氮及回用方法，该方法包括：

(A)生化处理阶段，该生化处理阶段包括：

(1)一段生化池，其中控制废水中的氨氮硝化到亚硝酸盐氮阶段，

(2)二段生化池，其中利用厌氧氨氧化菌和反硝化菌进行复合脱氮，

(3)三段生化池，其中将二段生化池剩余的氨氮和NO₂^--N氧化成NO₃^--N，并去除至少部分COD。

2.上述第1方面所述的方法，其中在一段生化池内，将温度控制为20至50℃，优选25至45℃，或30至40℃。

3.上述第1或2方面所述的的方法，其中在一段生化池内，pH值为8.0至8.5，例如8.1至8.4，或8.1至8.3。

4.上述第1至3任一方面所述的所述的方法，其中在一段生化池内，污泥龄为40至70天，或50至60天。

5.上述第1至4任一方面所述的方法，其中在一段生化池内，DO控制在0.2至2mg/l，或0.5至1.5mg/l。

6.上述第1至5任一方面所述的方法，其中在二段生化池内，将温度控制在30至50℃，优选35至45℃。

7.上述第1至6任一方面所述的方法，其中不存在硝化液回流。

8.上述第1至7任一方面所述的方法，其中不外加有机碳源。