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焦化废水,成分复杂,污染物浓度高,除含有大量NH3-N外,还含有大量大分子有机物,若不加以处理,会严重污染受纳水体,导致生态系统被破坏。本课题来源于实际工程,针对性强,执行排水指标在国内最为严格(CODCr≤80mg/L,NH3-N≤25mg/L,F-≤3mg/L),对焦化废水的工程改造和其它含NH3-N废水的处理具有较高的参考价值和应用价值。
首钢焦化废水处理的难点在于去除水中高浓度的CODCr、NH3-N和氟化物等物质。现有资料表明,采用传统的好氧生物处理或A-O生物脱氮处理技术,都存在一定问题。为此,本文通过调研总结各种技术,提出以A/O-O短程硝化反硝化生物脱氮为核心的处理工艺。为减轻生化处理入水负荷,采用前置蒸氨废水化学沉淀脱氟、终冷废水气浮除油的预处理工艺。为进一步去除生化处理后难以降解的CODCr、悬浮物和色度,采用混凝沉淀、过滤与活性炭吸附(作为备用)的深度处理工艺。调试运行表明,短程硝化反硝化缺氧池、好氧池和后曝气池水力停留时间分别为16h、18h、10h,对CODCr和NH3-N去除率分别可达86%和95%以上。在进水CODCr/TKN介于3~5时,脱氮率为40~60%。采用微孔曝气充氧,动力消耗低,气水比为30。化学沉淀法脱氟效果明显,氟化物去除率90%以上。混凝沉淀采用DM301高效絮凝剂,投加量为500~600mg/L,CODCr去除率达40%以上,脱色效果好。陶粒滤料对CODCr去除率约10%。活性炭对CODCr去除率大于50%。因此,该工艺技术先进可行,具有应用价值。
本文研究了亚硝酸型硝化处理焦化废水的反应机理、控制因素及应用条件等,确定了温度、pH、C/N、溶解氧(DO)和游离氨(FA)对亚硝酸型硝化过程的影响程度并确定各因素的最佳控制范围,通过试验得出亚硝酸型硝化反应在pH为8.0~8.5、温度在25~30℃、C/N为2、溶解氧浓度小于0.4mg/L时达到最佳反应状态。
在调试过程中氟离子浓度不达标,通过试验采用前置两级化学沉淀法处理氟化物,再经终冷水稀释、活性污泥吸附,可达到排放标准。
活性炭用于污水的深度处理,其作用是非常显著的,但成本较高、操作复杂。该系统在稳定运行时,即使不采用活性炭,各项指标也能达到北京市排放标准,但受入水水质及池容影响,操作弹性非常小,所以要强化污染物源头的治理,完善化工生产工艺,控制生产工艺的全过程,稳定废水水质、水量。活性炭处理作为系统不正常时的保障手段。