焦化廢水短程硝化反硝化處理工藝的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及焦化廢水處理領域，具體的說是一種焦化廢水短程硝化反硝化處理工 -H- 〇
【背景技術】
[0002] 焦化廢水作為最難處理的工業廢水之一，隨著國家環保要求的提高，對其生物處 理由最初的一級簡易活性污泥處理工藝發展到現在的多級好氧一缺氧/厭氧處理工藝。隨 著焦化廢水生物處理工藝路線的延長，焦化廢水停留時間由當初簡易活性污泥法的20多個 小時，延長到目前處理工藝的80個小時以上，有的甚至近200小時。這些處理技術多集中在 對焦化廢水中的COD及氨氮的去除。
[0003] 隨著水體中富營養化問題的突出暴露，總氮、總磷的排放已經引起世界各國的廣 泛關注，相繼制定了一系列非常嚴格的氮、磷排放標準，這些標準促使各個污水廠在原有處 理工藝基礎上增加脫氮除磷環節，相繼開發了多級活性污泥法、缺氧/好氧脫氮工藝、序批 式活性污泥法等工藝技術。除了以上介紹的三種脫氮工藝外，近些年科技工作者對生物脫 氮工藝進行了深入研究，開發出了同步硝化反硝化、厭氧氨氧化、短程硝化反硝化等脫氮處 理工藝。
[0004] 同步硝化反硝化是在同一反應器同一處理條件下進行硝化和反硝化過程。同步硝 化反硝化與傳統生物脫氮工藝相比，在硝化過程節約堿度，反硝化過程節約碳源，這兩方面 好處使得它具有脫氮流程簡單，占地面積小，基建投資省等優點。但其反應機理目前還處在 探討之中，其推廣應用還有待進一步的研究。
[0005] 厭氧氨氧化是指在厭氧或缺氧條件下，微生物直接以NO2 為電子受體，以 NHl為電子供體，將兩種氮素同時轉化為％的生物反應過程。該技術可以直接將NH4+和 NO3轉化為N2,大大簡化了傳統的生物脫氮流程，能耗低，效率高，費用省，可以說是最為經 濟的生物脫氮技術。目前，已有部分工程研究采用該技術，取得了很好的處理效果。
[0006] 短程硝化反硝化是省去傳統的硝化反硝化過程中的亞硝態氮氧化成硝態氮以及 硝態氮還原成亞硝態氮的過程，比全程硝化反硝化減少兩步，不僅提高了脫氮速率和效率， 還節約了一部分基建投資，具有能耗低、產泥少、節約碳源和占地面積少等優點。
[0007] 焦化廢水可以采用短程硝化反硝化工藝進行處理，但是仍然存在以下問題：
[0008] ⑴現有焦化廢水一般采用多級A-O生物處理技術，工藝流程長、設施占地面積大、 投資大；
[0009]⑵現有焦化廢水生物處理系統對總氮去除效果差，在反硝化單元需補充碳源，運 行成本高；
[0010]⑶針對低C0D、低C/N的焦化區域焦化廢水，現有處理技術受碳源不足的制約，無法 正常啟動運行；
[0011]⑷現有焦化廢水生物處理系統污泥量大、堿源消耗大；
[0012] (5)現有焦化廢水生物處理設施封閉性差，暴露于大氣環境下的水面面積大，水體 的VOC揮發量大，對大氣污染程度高；
[0013] (6)現有焦化廢水生物處理技術工藝路線長、焦化廢水停留時間長，不便操作、控制 及管理；
[0014] ⑵現有焦化廢水生物處理設施維護工作量大，維護成本高；
[0015] (8)現有焦化廢水生物處理設施管線長、接點多，跑、冒、滴、漏現象嚴重。
【發明內容】
[0016] 本發明的目的是為了解決上述技術問題，提供一種工藝簡單，運行可靠、設備緊 湊、投資和運行成本低、污泥消耗量少、工藝周期短、對環境友好的焦化廢水短程硝化反硝 化處理工藝。
[0017] 技術方案包括將焦化廢水與污泥混合形成混合液后依次經過高溶解氧曝氣處理、 低溶解氧反應、缺氧反應的至少一次循環后，再經高溶解氧曝氣處理后排出，其中，所述焦 化廢水在高溶解氧曝氣處理階段停留時間為8_12h，控制該步驟中混合液的溶解氧濃度DO >4mg/L;所述焦化廢水在的低溶解氧反應階段停留時間為2_3h，控制該步驟中混合液的溶 解氧濃度DO < 2mg/L;所述焦化廢水在缺氧反應階段停留時間為7-9h。
[0018] 所述將焦化廢水與污泥混合后經高溶解氧曝氣處理、低溶解氧反應、缺氧反應的 兩次循環后，再經高溶解氧曝氣處理后排出。
[0019] 所述工藝在自循環生物處理反應器中進行，所述自循環生物處理反應器包括頂面 開口的內筒和外筒，所述外筒被徑向設置的多塊溢流隔板均勻分隔成多個交錯布置的外好 氧區和外缺氧區，所述外好氧區底部的外筒筒壁上設外曝氣頭、污泥入口和進水口，所述外 缺氧區底部的內筒筒壁上設有內筒進水孔，所述外好氧區和外缺氧區的底部相通;所述內 筒經環形溢流板分隔成內筒內層的內好氧區和內筒外層的內缺氧區，所述內好氧區底部設 有內曝氣頭，所述內缺氧區上段內筒筒壁上設有與外界相通的出水管，所述內好氧區和內 缺氧區底部相通;所述焦化廢水進入外筒的外好氧區內與污泥混合后在外曝氣頭噴出的氣 流作用下進行高溶解氧曝氣處理，在密度差的作用下，氣-液-固形成的混合液上升，混合液 中的大部分氣體由外好氧氣區頂部排出，含少量氣體的混合液經溢流隔板進入相鄰的外缺 氧區上段進行低溶解氧反應，然后繼續下行在外缺氧區下段進行缺氧反應，反應后的混合 液在密度差的作用下部分經外好氧區底部重新進入外好氧區再次循環處理，其余部分經內 筒進水孔進入內好氧區底部，在內曝氣頭噴出的含氧的氣流作用下進行高溶解氧曝氣處 理，在密度差的作用下，混合液上升，混合液中的大部分氣體由內層好氧區頂部排出，含少 量氣體的混合液經環形溢流板溢流進入內筒外層的內缺氧區，部分混合液由出水管引出至 外界，其余部分混合液則進入內筒外層的內缺氧區上段進行低溶解氧反應，然后繼續下行 在內缺氧區下段進行缺氧反應，反應后的混合液在密度差作用下再次進入內好氧區進行高 溶解氧曝氣處理，上述循環過程重復進行。
[0020] 所述出水管的入口處設有環形的出水槽，所述環形的出水槽的進水口處設有齒型 溢流堰，部分混合液經齒型溢流堰進入出水槽，再經出水管引入到外界。
[0021] 所述內筒進水孔的上方設有折流板，所述混合液經折流板初步沉降分離后經內筒 進水孔進入內筒。
[0022] 所述外好氧區底部的外筒筒壁設有多層外曝氣頭，所述外曝氣頭上方設污泥入 口，所述污泥入口的上方設進水口。
[0023] 所述外筒底面的污泥排出口排出的污泥部分通過污泥入口回流送入外好氧區下 段，回流比控制在150-200%。
[0024] 所述內曝氣頭與輸氣管連接，所述輸氣管經螺栓吊裝在外筒頂部，通過螺桿調整 內曝氣頭在內筒液面中的深度，以控制內好氧區與內缺氧區之間的混合液的循環量，控制 回流比100 -150%。
[0025] 所述環形溢流板經螺桿吊裝在外筒頂部，通過螺桿調整環形溢流板在內筒液面中 的深度，以控制內筒內混合液中的污泥濃度為3 - 6g/L。
[0026] 所述出水管的入口處高度比外筒的最高水位低0.5 -1.5米。
[0027] 針對【背景技術】中存在的問題，發明人對現有的短程硝化反硝化工藝進行改進:短 程硝化反硝化的核心是如何將硝化過程控制在亞硝酸階段，本發明根據亞硝酸菌具有類似 碳氧化菌的飽食一饑餓的特性，即能適應溶解氧周期性的波動，而硝酸菌不能適應此波動 的原理，提出通過控制曝氣量以調控焦化廢水中的溶解氧(DO)，利用亞硝酸菌和硝酸菌對 DO的親和力不同這一特性，將硝酸菌淘洗出系統，從而實現短程硝化反硝化過程。因而對焦 化廢水采用高溶解氧曝氣處理、低溶解氧反應、缺氧反應的過程能夠實現上述過程，通過上 述至少一次反應周期的循環，從而實現亞硝酸菌和異養型反硝化菌等優勢菌群