国内焦化污水处理工艺及设备

国内焦化污水处理工艺及设备

前述焦化污水处理的困惑讲的是工作中遇到的问题，自己无能为力，积于胸中，今有空拿出来晒晒，想到啥就说啥，目的是希望后来人能把它解决。这篇所说，可能涉及有关设计单位部分知识产权，但都是公开场合获得的，我当尽量注意。其目的是为今后的设计做得更科学更合理，便于企业管理这类设施。

一、现状

国内焦化厂大块的污水处理工艺用得最多的是：进水—预处理—生化处理—混凝沉淀—出水，有的加过滤，宝钢一期再加活性炭吸附（已停运），只有单一生化处理的工艺已不多见，个别老厂小厂因条件所限还未改造的也有。每个大块工艺差别很大，千差万别，待以后漫漫道来。

运行控制大多数能在操作室实现远程操作，手段差的还用记录仪、电钮操作，好的用计算机画面操作，个别老厂只能机旁操作。

宝钢焦化厂有化产，一期焦化污水单位设计水量为0.54吨水/吨焦，现在没有化产的焦化厂也取0.5吨水/吨焦，取0.4吨水/吨焦就可以了，偏大20%左右，有些把整个焦化厂的生活污水也计算在内，此水非彼水，性质不同，不能相加，单位设计水量是最基础的数据一定要取准。偏大所带来的问题以后会讲，今天到此结束。

二、预处理

目前国内预处理工艺有三种类型：其一，进水—地坑—泵—中间贮槽—泵—调节槽—泵—气浮池—中和池—出水；其二，进水（泵）—（离线事故调节池）—除油池—气浮池—调整池—出水；其三，进水（泵）—调整槽—出水。 除油池

除油池借助重力除去重油和轻油，池体上方下锥，重油贮于锥仓，定期排出，轻油浮于池面，用撇油机撇除，占地大，投资高，不及水力旋流器好（见前述） 调整糟

第一类，调节糟大，能贮2~3 天的水量，因焦化污水水质变化范围很大，此调节容量属实必要，少了不行。用泵不断打回流均匀糟内水质。出水泵进口离糟底一米，采用直管平进，不吸渣，供水量可任意调节。糟底一角有凹坑，放入污泥泵定期排渣。现在呼吁一下，很多水处理平底糟（池）不设凹坑，年修时企业不

能用潜水泵抽干存水，年修时间紧，靠人工清池非常困难，费时费工，此设计害死人，希望设计单位能改进一下，举手之劳就能为企业带来极大便利何乐而不为哟。此工艺对水量和水质都能调整，出水水质很稳定。

第二类，调整池池侧装卧式搅拌机，用以均匀糟内水质，溢流出水，无水量调整功能，事故池离线布置，库容量只有8~10小时，进水直进事故池 ，事故过后再从事故池进调整池，此工艺对水量和水质的调整不及第一类方便及时，且出水水质波动较大。

第三类，老设施改造，利用老池稍作进作调整糟用，池容大的能贮5~6天，池面浮油用油毛毡人工清除，据介绍出水水质稳定。

气浮池

气浮有两种溶气水气浮和机械充气气浮。如前所述，都开得不好。

先说机械充气。机械充气气浮的电动机采用普通电动机根本不行，即使采用分级调速也不能适应焦化污水，因焦化污水气浮的恰当的气水比变化范围很小，级间差大了就适应不了，以后最好不用。要搞就搞无级调速的或许可行，但也要经过试验，再不要拿企业的生产装置当试验装置。

溶气水气浮有两种：泵后文氏管压缩空气充气，溶气罐汽水分离，溶气水和污水混合除油；泵前文氏管吸入大气充气，溶气罐汽水分离，溶气水和污水混合除油。溶气罐积气多时有用减压阀放空的，也有用液位电磁阀连锁回收积气的，后者省能，但很少见用。汽水比可任意调节，操作容易。

气浮浮渣流动性差，切忌用弯管远距离输送，用弯官输送时，浮渣积于弯管，流不动，时间一长，浮渣堆积在气浮池面，浮渣中的气泡破裂，粘附在气泡上的油又重新返回到水中，无法除油，应用有坡度的溜糟输送。

目前焦化污水的预处理选用的工艺和设备问题很多，急待改进。

三、生化处理（A）

目前国内焦化污水生化处理工艺有：OC，A/OC，AA/OC，A/OCOC，A/OC/A/OC，OC/A/OC/A，O/CA/OC等。O表示好氧池，A表示厌氧或缺氧池，C表示沉淀池。 早期生化处理只要求除碳，即除酚除氰，都采用单一活性污泥法。其工艺：进水—好氧池—沉淀池—出水。此工艺不但不能除氨脱氮，而且因污水中含有机（或无机）含氮化合物，在好氧池中有机（或无机）含氮化合物被氨化菌转化成氨氮，

造成氨氮浓度出水高于进水，普遍高于20%。A/O等脱氮系统开工初期也能看见这种现象，但随着反硝化过程进行，会自行消失，不必过虑。

1984 年上海市颁布氨氮排放标准（一级15mg/l）后，宝钢原来采用的蒸汽吹脱除氨的蒸氨办法，蒸氨后的污水氨氮只能达到400mg/l，以后又增加加碱分解固定氨的办法，蒸氨后的污水氨氮也只能达到200mg/l，经生化处理后氨氮浓度更高。1986年上海市高额收取宝钢的排污费，在此重压下，我们才搞生物脱氮的。我们请焦耐院和清华大学同时做小试中试生物脱氮试验，焦耐院做A（膜）/O（泥）C工艺，清华做A（膜）A（泥）/（O 泥）C工艺，工程上了焦耐院做的A（膜）/O（泥）C工艺。

A/O工艺有两种：全膜法，进水—缺氧池（膜）—好氧池（膜）—沉淀池—出水。一池两格，前格缺氧池后格好氧池，两池填料均采用半软性填料，都能挂上生物膜，好氧池出水大部分用泵直接回流缺氧池，因好氧池采用生物膜法，出水很清亮，只带点脱落的生物膜片，故出水沉淀池非常小。设施布置紧凑，占地小，但出水亚硝酸根高，COD 高，只看到过一家采用。膜泥法，进水—缺氧池（膜）—好氧池（泥）—沉淀池—出水。两池分设，缺氧池采用半软性填料挂生物膜，好氧池采用活性污泥，好氧池泥水混合液全部流经沉淀池，沉淀后，大部分清夜回流缺氧池。沉淀池非常大，其面积是单一活性污泥法5~6倍，占地大，出水亚硝酸根不高，COD 较低，多家采用。

三、生化处理(B)

两种A/OO工艺，纵向和侧向工艺。

纵向工艺：进水—缺氧池（泥+膜）—好氧池（泥）—泵—A沉淀池—接触氧化池（膜）—B沉淀池—出水。缺氧池和接触氧化池装半软性填料，好氧池采用活性污泥法，好氧池的泥水混合液不经分离，用泵将大部分的泥水混合液直接回流缺氧池，小部分泥水混合液进A沉淀池，经沉淀分离，污泥返回好氧池，清夜进接触氧化池，接触氧化池出水不含泥，B沉淀池只作过水设施。因采用泥水混合液回流A沉淀池小，缺氧池增设填料初期不影响池内污水与回流液的混合，随着填料上的生物膜增加，混合效果变坏，属实多余。接触氧化池挂膜时间长，开工后很长一段时间亚硝酸根不能转换成硝酸根，COD的去除率|

—A沉淀池—回流

侧向工艺：进水—缺氧池（膜）—|好氧池（泥）1、2||好氧池（泥）3|—B沉淀池—出水。此工艺是A/O工艺的变种改型。

原工艺两系列，共有2个一池三格的好氧池和4个直径22米、2个直径16米的沉淀池，原来从好氧池第三格流出泥水混合液分进A、B沉淀池，两池的污泥都回流好氧池进水端，A沉淀池的清夜全部回流缺氧池，B沉淀池清液不回流，作为系统的出水。现将A沉淀池进水地点从好氧池第三格移至第二格，B沉淀池进水地点不变，即好氧池第二格的大部分泥水混合液进A沉淀池，剩余的泥水混合液从池的底部继续向前走，从好氧池第二格流入好氧池第三格，再流向B沉淀池，污泥回流不变。优点是4~5倍进水流量的回流流量不再流经好氧池第三格，只有进水流量流经第三格，大大增加了进水在好氧池的总的停留时间，使COD和NH3-N得到更充分的降解。好氧池第二格出水COD较第三格高，亦即回流缺氧池的清夜有机碳源较多，对缺氧池的反硝化有利。

两段好氧（双O）的全泥工艺，有的书称AB法，因进水有机营养物（COD）波动很大，要在两段之间恰当分配，使两段的污泥都长得好，是很难控制的，不适用焦化污水处理。纵向工艺第二段用膜法代替泥法，变成单一泥法，可避免这一麻烦。侧向工艺虽是两段泥法，却因采用一池共泥，亦很好地避免这一麻烦。

三、生化处理（C）

O-O/A工艺：进水—好氧池（泥）1—好氧池（泥）2—A沉淀池—混凝糟—B沉淀池—缺氧池（膜）—氧化池—出水。它是上世纪九十年代从国外引进的，其工艺与前述A/O工艺不同，A/O是前反硝化而O/A是后反硝化，因 O段在前污水中的有机碳源在O段降解完了，需要在A段补加有机碳，该工艺加甲醇。采用双O，好氧池2常常过曝气，污泥细碎，很瘦，泥易流失。为此该工艺须定期加活性碳，污泥粘附在活性炭表面，沉降性能改善，可避免污泥流失。此工艺的最大的优点是只要加足甲醇，出水总氮很低，过剩的甲醇可在氧化池再曝气除去。因需加甲醇和活性炭增加运行费用，只见一家采用。

O/A|O/A和O/A-O工艺，O/A|O/A工艺全泥法，采用高效微生物，运行之后将第二个A 改成O，变成O/A-O。现在运行的O/A-O工艺：进水—好氧池1—A沉淀池—缺氧池—好氧池2—沉淀池—出水。

前年我去看过运转6年的O/A-O装置，据介绍初期出水氨氮能达标，COD不能 达

标，但我看到2006年10月的数据：其达标率酚100%，氰化物17%氨氮25%，COD3%。缺氧池看不见冒气泡，反硝化不好，需大量加碱。不好的原因可能是高效微生物失效了。

生化处理(D)

通过前述介绍，可以得到一个结论：不管缺氧（A）与好氧（O）工序如何组合，都能达到去碳脱氮的目的，但对i焦化污水来说，最经济的工艺是A/O类型的工艺。我认为最有前途工艺是：

进水—厌氧池（膜）—缺氧池（泥）—1#好氧池（泥）—混合液回流缺氧池— |— 2#好氧池（泥）—沉淀池—出水

对焦化污水来说，生物处理有其局限性，不稀释原水，现有工艺处理后出水COD、色度是不可能达标的，氟化物、总氰化物也是很难达标的。

焦化污水中含有一定数量的极难降解稠环、杂环和稠杂环芳香烃，出水中的COD和色度就是由此类芳烃产生的，有人作过色质联机分析，l此类芳烃单一成分量少而种类多，有近百种之多，由于单一菌种分解有机化合物的种类极其有限，有人想把单一菌种混在一起组成菌群，用组合菌群来完全降解此类芳烃，据我所知目前还没有人作到过，我认为几乎是不可能的。延长曝气时间也是有限度的，前述讲普通过活性污泥在好氧池中延长曝气时间会造成污泥流失，不可行，不过我也说过加活性炭能固定污泥，诸君会问加活性炭固定污泥后，延长曝气时间有用吗？答曰无用。实例A-A/O工艺，进水（蒸氨污水）COD月平均浓度2900mg/l，稀释比4：3，好氧池月平均停留时间230小时，沉淀池出水COD月平均浓度170mg/l，换算成不稀释的沉淀池出水COD月平均浓度400mg/l，好氧池延时曝气的停留时间国内普遍采用32~48小时，今延长了5~7倍仍无法达标，所以说不行。

要想达标须增加混凝沉淀和过滤，以后会介绍的。

四、混沉处理

混凝是化学法，沉淀是物理法，两法组合起来使用叫混沉处理法，有的还带过滤。焦化污水添加稀释水，经过生物处理出水COD和总氰化物（T-CN`）都不达标，出水COD在200~300mg/l，T-CN`1~3mg/l，须经混沉处理才能达标。

目前广泛使用聚合硫酸铁作为混凝剂，聚合硫酸铁中的铁离子和污水中的氰离子

生成稳定难溶的铁氰络合沉淀物，同时聚合硫酸铁中未与氰离子反应过剩的铁离子立即水解生成絮状物（俗称矾花），絮状物与铁氰络合沉淀物一起共沉，氰化物从水中除去，处理后出水T-CN`小于0.5mg/l，此过程亦称铁凝除氰。如果氰化物排放标准执行总氰化物的，混凝剂必须使用含铁离子的混凝剂，执行挥发氰化物标准的不含铁离子的混凝剂也可用。

新生成的絮状物还有一个重要的作用——除COD 。生物处理沉淀池出水中带有极细小的有机污泥粒子，还含有生物降解过程中形成不沉淀的类胶体有机中间产物（多时水色灰白），两者都是耗氧物质（COD），新生成的絮状物能够吸附网罗这两种物质一起共沉而除去，经过沉淀滤处理后出水COD小于150mg/l。

聚合硫酸铁加少了效果不好，加多了污水PH值下降，一般沉淀池出水PH值7.0~7.5，如果加到6.0~6.5时，处理后出水COD有可能小于100mg/l，但污水已会腐蚀管路了，新项目应考虑防腐。

宝钢焦化厂用新型混凝剂（M180），可除氰、除氟、除COD、脱色，经混凝沉淀过滤处理后出水能达到国家一级排放标准。

五、曝气

曝气是焦化污水处理耗电最大用户，其占总用电量高的60%左右，低的40%。 曝气系统：除尘器—风机—管路—曝气器。

早期采用多孔管和双螺旋曝气器，其在水中出气孔孔径很大，所以对风质没有要求，系统不设除尘器，管路采用普通的钢管也没问题。池旁主供风管路长的话，为保证支管均匀供风，主管应分段变径供风，一径到底，很难调匀风量，设计单位认为事小，常常忽视。

现在多采用微孔曝气器，其出气口是在微孔曝气器的橡胶膜片上用激光刻的线状孔，出气口极窄，为防止空气中的尘粒堵塞出气口，所以采用除尘器预先滤去空气中的尘粒，保证微孔曝气器能长期使用。管路不能采用普通钢管，普通钢管内壁氧化会产生氧化铁粉尘，也会堵塞微孔曝气器的出气口，为此，多采用玻璃钢管和工程塑料管，也有采用不锈钢管的，但贵些。

风机有两种罗茨风机和离心风机，采用微孔曝气器曝气器的A/O系统，蒸氨污水COD3000mg/l，NH3-N150mg/l，好氧池的气水比（供风流量/进池污水流量）5~6时，好氧池DO（溶解氧）能达到2~4mg/l。现在选的风机风量过大，不但浪费投

资，为了调小到需要的风量，进气阀门就要开得极小，此时风机发生喘振，为防喘振，只得开大阀门，将多余的风量放散，浪费能源。希望设计单位应在调查研究的基础上调整气水比的设计参数。

六、加药设备（A）

焦化污水处理的加药设施国内我看到的有7个系统：PH调整加石灰乳和硫酸系统，A/O 工艺加硷系统，A/O工艺加磷盐系统，混沉工艺加絮凝剂系统，混沉工艺加助凝剂系统，污泥脱水工艺加助凝剂系统，O-O工艺加活性炭系统。

目前国内焦化污水处理的加药设备与国外差距很大，设计不重视，设备制造水平低，自动化程度更低，维护不力，造成有些地方加药设备三天打鱼四天晒网，有的长期停运。

加药设备有两类：液体，粉体（粉末）。其系统如下：

粉体—溶解槽—储存槽—计量泵（1备1用）—反应槽。

液体—贮槽—泵（1备1用）—配药槽—泵（1备1用）—储存槽—计量泵（1备1用）—反应槽。

粉体—溶解槽（1备1用）—计量泵（1备1用）—反应槽。

液体—贮槽—泵（1备1用）—配药槽（1备1用）—计量泵（1备1用）—反应槽。

六、加药设备（B）

焦化污水处理使用的粉体药剂，我看到的有：无机物碳酸钠、磷盐、硫酸亚铁和复合混凝剂（M180），有机物阳离子助凝剂和阴离子助凝剂。采用袋包装，注意防潮。粉体贮存时间过长会结块，用量大的按月进货，用量小的进货期不要超过1年。

糟子防腐。不论溶解糟还是贮存糟都须做防腐，碳钢衬玻璃钢（或橡胶）的糟子，一定要注意出口管与糟体的连接方式、出口管与管路的连接方式，腐蚀常常出现在此处，修补困难，糟子其他地方完好无损却无法使用了，只得报废，实在可惜！ 搅拌机。搅拌机转速应采用低速，溶解糟采用50~100转/分，贮存糟采用5~20转/分。搅拌机切不可空糟使用，空转会损坏搅拌桨，严重的伤人。

助凝剂人工投料。有机助凝剂多为聚丙烯酰胺粉粒，遇水发粘，再吸水就成胨，在水中溶解慢，所以溶解时切不可大量投加，只能少量慢慢添加。大量投加必然

形成较大的胨块，进入计量泵，就会粘在泵阀上，使泵空打（泵运转却不出水），无奈只能着拆解计量泵，费时费力。如果在计量泵前加装斜插式管道过滤器，拆装方便，比拆解计量泵容易。宝钢进口的溶解糟带有自动切出均匀加料装置，无此一切问题，但贵。

计量泵供料。有计量要求的要一泵一用户，采用调行程的办法调流量。