炼油污水处理工艺模板.docx

炼油生产中通常产生三种污水：含盐污水、含硫污水、含油污水。另外还有碱渣污水。
3 Y7 A% S5 ?; s- V1 f  q* q5 Y* l  m; Q含硫污水通常先经过污水汽提装置进行汽提，将硫化氢，氨从污水中气体出来后能够在常减压、催化吸收稳定等地方回用，剩下部分排至污水处理场。( H( Y1 e5 O  h% D+ D  K! S
含油污水要优异行隔油处理，然后再进入下一道工序。除油后污水和污水汽提净化水、含盐污水汇合，进入浮选隔油，然后再进入生化（这就是通常所说污水处理老三套，隔油、浮选、生化），现在有愈加好方法，隔油有斜板、浮选有溶气法、涡凹浮选、生化有A/O法、MBR法等。现在提倡再生水回用，MBR法步骤较短，比较适合。. q! ~& F* }- d$ X0 k$ ^' _1 K; g
碱渣污水处理难度较大，中国抚顺石化研究院发明了一个称为湿式氧化很好处理方法，能大幅度去除恶臭和COD，然后再掺到老三套中一同处理。

污水处理
; a  \. A4 B; J5 M! B9.1 污水起源及特征
( \4 ]7 {; G8 f/ K9.1.1 化学产品回收系统8 k  v& Q5 G* x
1) 蒸氨废水0 q; ], o: H4 y5 n) l4 k( h
蒸氨废水是剩下氨水经蒸氨塔蒸出氨后，从塔底排出废水。剩下氨水来自从焦炉炭化室逸出煤气冷凝液。剩下氨水产量等于装炉煤带入表面水(约占干煤量10%)和炼焦产生化合水(约占干煤量2%)之和扣除初冷器后煤气带走水量后数值。焦化污水关键起源于剩下氨水。蒸氨废水关键污染物参考含量（mg/L）：酚- 400~1500；T-CN~20；T-NH3-＜3000；油-50~100。/ r. l; r: q, W- V" A& h: X
2) 粗苯分离水
: n, I2 Y  O* i- r/ I5 n9 U# q 粗苯分离水关键污染物参考含量(mg/L)：
6 L) v0 L5 V: r( j/ ?' dCOD- 11230；酚- 400；T-CN-600；T-NH3-4500；油-140。7 b+ W3 T# P; e6 K6 P2 t( S+ W
3) 煤气终冷排污水
# K% H7 Z. H/ f( a1 I# H终冷排污水是指煤气经最终冷却冷凝水，通常占冷却煤气水量15%。关键污染物参考含量(mg/L)：COD- 560；酚- 33.2；T-CN-19.5；T-NH3-395；油-2.9。1 W( p4 q! I! p& s1 `  i3 L
4) 硫铵结晶抽气冷凝水. C0 i8 g$ g* Z+ ^  @5 h8 g% F
   关键污染物参考含量(mg/L)：, t; _, E1 `2 `  C- L9 z1 W
  COD-1710；酚- 100；T-CN-20；T-NH3-300；油-100。
, E6 w4 j4 {) q% e  m5) 脱硫吸收塔排水+ z9 B8 Z0 `. G4 P9 i6 w
   关键污染物参考含量(mg/L)：
1 {: h& f6 ?* |4 X3 z   COD-1700；T-NH3-670；油-100。! |! e$ A; v4 A  u' A4 T
9.1.2化产精制系统
+ g5 h% n0 r6 N: f4 c, W$ }# \1)  焦油蒸馏水0 z! _4 Z$ D/ d
关键污染物参考含量（mg/L）：+ V" m- @; ~/ @. J$ k/ q/ h
COD－29550； 酚－3600；CN－－300；SCN－－145；T-NH3－5500；油－110。
  G, G* E1 R/ X3 ~% d! R苯酸洗精制分离水
# q, |/ |" i3 O0 Y/ n关键污染物参考含量（mg/L）：) Z! z+ a  ?% ]4 i8 _" n/ l
COD－1000； 酚－100；CN－－70；NH3－100；酚－100。
7 q) s2 `/ l: C& Q& w1 N苯加氢精制分离水: N4 J) X/ D# k4 Z& l1 P
关键污染物参考含量（mg/L）：; V4 W2 N, r/ P) k
COD－5950； 酚－30；CN－－20；SCN－－20；T-NH3－2500。% A/ S; f: _, F" X
酚盐分解分离水
# k0 X" f) X2 H$ D$ R关键污染物参考含量（mg/L）：
- T" p6 F8 i$ P: _  b+ ]9 f8 N: XCOD－41300； 酚－2600；油－85。
( \) d- t) T) @$ `, z: U吡啶精制分离水
: P" h$ ~* t1 P关键污染物参考含量（mg/L）：COD－1150；CN－－300。. G; A7 e. w/ k
沥青焦分离水* r/ A7 F" f) |' [6 b+ a
关键污染物参考含量（mg/L）：COD－37800；酚－7040；T-CN－－1623；     ' i. I3 t; ]8 c3 q
SCN－－1095；T-NH3－11695；油－350。
- z* \$ _: q0 q$ @5 {* A沥青池排水+ S& _: L" ]3 x" c4 a: T5 j' ?
关键污染物参考含量（mg/L）：
9 e) [( W! T) z' yCOD－410； 酚－70；SCN－－120；T-NH3－30；油－30。
! S$ N- M, Z8 Z1 ], e- o' F5 C3 @9.1.3 其它
0 m7 _7 j+ v4 W- p, o' b4 \; W5 n煤气水封排水；地坪清扫水；扫汽冷凝水；化验室排水；清洗油品槽排水等。2 O* @  g" l1 C
综上可见，焦化污水污染物种类多，成份复杂，含量最多是酚类化合物，氰化合物和氮化合物。5 \( y) x6 y; l9 a: t
9.2 焦化污水危害
7 g9 [+ X$ S7 \焦化污水是一个污染范围广、危害性大工业污水。其危害性关键表现在以下几方面：8 q: N( Y" ]+ z2 T
9.2.1 对人体毒害作用
& ^$ v4 D. M) S5 ~焦化污水中含有酚类化合物是原型质毒物，可经过皮肤、粘膜接触吸入和经口服而侵入人体内部。它和细胞原浆中蛋白质接触时，可发生化学反应，形成不溶性蛋白质，而使细胞失去活力。酚还能向深部渗透，引发深部组织损伤或坏死。低级酚还能引发皮肤过敏，长久饮用含酚污水会引发头晕、贫血和多种神经系统病症。在多环芳烃中，有被证实含有致癌、致突变和致畸特征，已经引发大家关注。
0 E- |0 J3 i( e" N/ D. p6 L  V2 W9.2.2 对水体和水生物危害, ~7 q8 f* X, S/ [3 p
焦化污水关键含有有机物。绝大多数有机物含有生物可降解性，所以能消耗水中溶解氧。当氧浓度低于某一限值，会造成鱼群大量死亡。当氧消耗殆尽时，将造成水质**，严重地影响环境卫生。水中含酚0.1~0.2mg/L时鱼肉有酚味，浓度高时引发鱼类大量死亡，甚至绝迹。酚毒性还能够大大抑制水体其它生物(如细菌、海藻、软体动物等)自然生长速度，有时甚至会停止生长。焦化污水中其它物质如油、悬浮物、氰化物等对水体和鱼类也全部有危害，含氮化合物能造成水体富营养化。( o& ]6 [, h$ C
9.2.3对农业危害/ Z# d2 t& A3 b% O8 t& _6 b' G6 N; ^
用未经处理焦化污水直接浇灌农田，将使农作物减产和枯死，尤其是在播种期和幼苗发育期，幼苗因抵御力弱，含酚水使其霉烂。用未达成排放标准污水浇灌，收获粮食和果菜有异味。污水中油类物质堵塞土壤孔隙，含盐量高使土壤盐碱化。
# ^) K) A: L  h: [/ _9.3 焦化污水治理 , R( _* A4 I! e' K1 L+ p7 v
从各工序排出污水，水质不一样。按含污染物浓度及生物可降解性，通常将污水分为三部分，分别进行处理：一些高浓度有机污水，如焦油蒸馏和酚精制分离水，含有生物不能降解物质，通常见焚烧分解方法处理；其它这类污水和剩下氨水混合后一同送蒸氨工序，最终以蒸氨废水形式排出，再进行生化处理；低浓度污水，通常看成蒸氨废水生化处理稀释水。多年来，蒸氨废水几乎成为化产工艺排出唯一一个高浓度焦化污水，它也是焦化废水关键起源。因为煤气终冷由开放式变为密闭式循环，蒸氨废水量已由原来占工艺外排废水30%~50%提升到60%~90%。经处理后外排污水水质（mg/L）：酚≤0.5；氰≤300；CODc r≤150； 氨氮≤15；油≤5；悬浮物≤30；PH－6.5～**。3 {/ @* m2 P, g
9.4 污染物浓度表示法
, Y) C) }- q: J6 O4 r污水中污染物通常是有机和无机化合物复杂混合物，要进行全分析是很困难。常采取综合指标间接表示其含量。这些综合指标有生化需氧量(BOD)、化学需氧量(COD)等。
! Q- R# c, x3 ]3 K: k" K. H1 Q9.4.1生化需氧量(BOD)+ R) M' F- K; R
系指在好气条件下，细菌分解可生物降解有机物质所需氧量，单位mg/l。BOD试验可看作是湿式氧化过程。氧化过程进行很慢，而且含有显著阶段性。在第一阶段，关键是有机物被转化为无机CO2、H2O和NH3，故也称无机化阶段。在第二阶段，关键是氨依次被转化为亚硝酸盐和硝酸盐，故也称硝化阶段。通常有机物在20℃环境中，需要20天左右才能基础完成第一阶段氧化分解过程，这在实际应用上是有困难。所以，以5天作为测定生化需氧量标按时间，以BOD5表示。
7 |0 N- H9 R* n. v, u; H+ g9.4.2 化学需氧量（COD）
. n  _) R7 I7 P! B0 x$ F系指污水在酸性溶液中被化学氧化剂高锰酸钾或重铬酸钾氧化有机物所需要氧量，分别用CODMn和CODCr表示，单位mg/l。化学需氧量几乎能够表示有机物被全部氧化所需氧量。测定不受水质影响，2~3h即可完成。现在多数国家采取CODCr法
; r) I* U" \9 A2 M5 ]6 i" |0 E9.5 生物处理工艺相关名词解释
& P! u' i1 e% E1）水力停留时间
1 D% J# N8 K, w& D5 O水力停留时间是指进入生物处理装置污水在装置内停留时间，以tHRT表示。假如反应器有效容积为V (m3)，进水流量为Q (m3/h)，则tHRT=。9 D! H# y3 d% R
2）混合液悬浮固体(MLSS)浓度3 g0 \. s  I& g/ p8 G
混合液悬浮固体浓度系指曝气池中1升混合液所含悬 浮固体(活性污泥)量，以mg/l或g/l表示。 亦即污泥浓度。它关键包含活性微生物、微生物本身氧化残留物、吸附在活性污泥上不能被微生物降解有机物和无机物。工程上以MLSS作为间接计量活性污泥微生物指标。在混合液悬浮固体中有机物量，常被称为混合液挥发性悬浮固体(MLVSS)MLVSS表示活性污泥微生物量比用MLSS表示更切合实际。就污水处理而言，污泥浓度高，运转较安全，泡沫少，曝气池容积也能够缩小，但污泥浓度过高，混合液黏滞度变大，氧吸收率下降，污泥和水分离困难。常规方法，浓度控制在2～4g/l。3）生化处理负荷& Q# ^# {9 `6 D: R" ]1 K
生化处理负荷有两种表示法9 b$ S+ S9 p( A
（1）污泥负荷(SLR或Ls)  单位质量活性污泥，在单位时间内所能承受污染物量。% ~8 }+ z; u1 b5 [9 c& W
比如：# t! W5 k* o3 V( o8 ]8 c4 C, A
BOD5污泥负荷，单位是kg BOD5/kg MLSS﹒d  o% J; r& p' o) v4 v
COD污泥负荷，单位是kg COD5/kg MLSS﹒d
' {3 ^3 \2 S2 E7 G1 m2 u! X# SNH3-N污泥负荷，单位是kg NH3-N/kg MLSS﹒d) a. a8 M) |/ {
（2）容积负荷(VLR或Lv)   单位处理装置有效容积在单位时间内所能承受污染物量。
+ E9 o1 ?( |; H5 c比如：
0 N7 a0 x% O4 ?5 y" v& M( A  X$ pBOD5容积负荷，单位是kg BOD5/m3﹒d
& {/ C4 H0 E# i4 @" r6 JCOD容积负荷，单位是kg COD5/ m3﹒d
6 }; v6 L; S7 c; J2 a1 T; Z2 y8 B+ dNH3-N容积负荷，单位是kg NH3-N/ m3﹒d. P, x+ E+ g* |
4）污泥容积指数(SVL或Iv)
+ Y( y* E! w% A/ n( |7 s: C污泥容积指数是表示污泥沉降性能参数。其定义是生化装置中污泥悬浮液在静置30min情况下，1克活性污泥所占体积(ml)，单位是ml/g。污泥容积指数能反应活性污泥松散程度和凝聚沉降性能。污泥指数过低，说明泥粒细小紧密，含无机物多，缺乏活性和吸附能力；污泥指数过高，说明污泥太松散，沉降性能差，有可能发生或已经发生膨胀。
( k4 d( U+ o7 D6 f  D) M5）污泥沉降比(SV). v9 B! |) B! `0 x
污泥沉降比系指曝气池混合液在100ml量筒中，静置30min后，沉降污泥和混合液之体积比(%)。正常污泥在静置30min后，通常可达成它最大密度。污泥沉降比关键反应混合液中污泥数量多少，能够用来控制污泥排放时间和排放数量。性能良好活性污泥，沉降比在15%~40%。4 _- v" j: O% O7 r* m. [
6）溶解氧（DO）2 W2 p% X' i2 ^3 i% s' I9 n3 H
溶解于水中分子状态氧为溶解氧，单位是mg/l。淡水在1个大气压下，20℃时溶解氧极限值为9.2mg/l，污水则远远低于此值。
" g+ F  N  I; f& D! L1 t; |2 R7）活性污泥回流比) y7 V7 ^( f7 I4 R$ N3 D1 y- \
活性污泥回流比是活性污泥回流量和曝气池处理水量比。污泥回流作用是确保有足够微生物和进水混合，维持合理污泥负荷。回流污泥是二次沉淀池沉淀污泥，通常回流到曝气池起端。2 [4 \$ C  I4 B3 s, G: U
8）污泥龄(ts)
4 N6 V( F+ ^. k; B7 q( G1 ?污泥龄是指活性污泥在曝气池中平均停留时间，可用下式表示：: B. r' Q0 G5 C" H( O, m0 i0 Z
污泥龄=污泥龄和增殖有亲密关系，可用污泥龄控制剩下污泥量。污泥龄还能够反应微生物组成，世代时间比污泥龄长微生物在系统中将被逐步淘汰。7 S: u/ h% \2 \5 C- h
对污泥龄改变最敏感是活性污泥沉淀性能。当污泥龄很小时，微生物多呈游离状，能够产生凝聚作用微生物不能在系统中存活，活性污泥沉淀性能将恶化。反之，污泥龄过长时，活性污泥在二次沉淀池内长久缺氧，污泥絮凝体将遭到解体破坏。活性污泥活性一样也和污泥龄相关，污泥龄增高，其中关键由衰死细菌细胞残骸组成惰性物质越积越多。即使在系统中活性污泥浓度很高，不过在污泥中存活含有降解底物功效活体数却较少。
5 g5 K6 a( P8 n5 q  K9）表面负荷& x' K8 E8 t! C. g5 z, Q4 T( g
表面负荷是指单位沉淀池面积在单位时间内所能处理污水量，单位为m3/m2﹒h.。
" J( _5 B0 R5 i" I/ `" x; \9.6 影响微生物生长原因2 h1 ^: D/ [4 U/ o1 z; n
9.6.1营养
( q. L0 d. V; V经过对细菌细胞化学组成分析，能够概括地了解细菌在其生命活动中所需要营养物关键有水、碳源、氮源和无机盐类等。- u& z- w% P* N3 K$ y. I
1) 水   水是组成微生物细胞关键成份，细胞一切生物化学反应全部是在水中进行。活性污泥法中细菌，因为生活在水中，不存在缺水问题。不过，用生物滤池或生物转盘处理污水时，一旦停止进水或转盘停止转动，生物膜中微生物就会停止生长，时间过长还会死亡。3 ~7 k9 x% f- V: A
2) 碳源  碳是组成微生物体关键元素。含碳有机物是细菌生长、发育关键能源。细菌对于不一样碳素营养同化能力是不一样。据此，细菌分为有机营养型(异养型)和无机营养型(自养型)两类。有机营养型细菌以含碳有机物为营养，如淀粉、纤维素、糖类、有机酸、蛋白质、醇类、烃类等。较复杂有机物则需先分解为简单有机物才能被细菌利用。无机营养型细菌以无机碳为碳源，如二氧化碳、碳酸盐。通常在污水中全部含有细菌所能利用碳源。
' s) Z) N7 ]2 M! n, Y3) 氮源  氮是组成微生物细胞基础物质－蛋白质关键元素，在微生物蛋白质、核酸等分子中全部含有氮元素。细菌比较轻易利用氨态氮，这是因为氨轻易和细菌体内有机酸结合生成细菌所需要氨基酸。细菌按需要氮源情况不一样，可分为氨基酸自养型和氨基酸异养型两类。氨基酸自养型细菌只需要无机氮化合物，如铵盐、硝酸盐等，但也能利用简单有机含氮化合物如氨基酸、尿素等。细菌对氮源和碳源需要量有一定百分比。假如污水中碳源过多，氮源不足将引发球衣细菌大量繁殖，轻易造成污泥膨胀，而碳源不足，氮源过多，将造成污泥松散，黏性不足。
7 y& S* N5 ]. J# F) O4 d# T4) 无机盐类  无机盐类也是细菌活动所不可缺乏营养物质。其关键作用是：组成细菌细胞组成成份；酶组成成份并维持酶作用；调整细胞渗透压、氢离子浓度和氧化还原电位等。应该尤其指出，磷在微生物细胞元素组成中占全部矿物质元素50%左右，在能量转换中磷又起着关键作用。通常在生化处理后污水中含磷量以不少于0.5~1mg/L为宜。如缺磷，可投加磷酸钾盐或钠盐，以补不足。依据大量试验分析和生产实践经验总结，普遍认为，对于好气性生物处理，碳、氮、磷需要量应满足BOD5 ：N ：P=100 ：5 ：1关系。
9 _) ?: Q% p0 ]! ^, b/ t9.6.2水质
; \  F$ b. R. H  y' m6 f进行生化处理时，污水水质条件是很关键。0 W# B7 L$ s* I& b; T' a
1) PH值  污水PH值关键影响细菌细胞质膜上电荷性质。细胞质膜上正常电荷，有利于细菌对一些物质吸收，假如电荷性质发生改变，将影响细菌细胞正常物质代谢。高浓度氢离子可引发菌体表面蛋白质和核酸水解。对好气性生物处理，PH值通常保持在6~9，对厌气性生物处理，PH值应保持在6.5~8之间。在运行过程中，PH值不能忽然改变太大，以预防微生物生长繁殖受到抑制或死亡，影响处理效果。生物脱氮法硝化菌关键降解NH3，产生NO3-和H+，使污水PH值下降，若不立即补给碱液，硝化反应就会停止。( C1 d$ J4 \7 M# J
2) 有毒物质  凡对微生物含有抑制生长繁殖或扼杀作用化学物质全部是有毒物质。毒物包含重金属盐、氰化物、硫化物、砷化物、一些有机物和油脂等。不一样类型毒物化学性质不一样，对微生物毒害作用也不一样。比如，很多重金属离子能和微生物蛋白质结合，使蛋白质沉淀或变性，使酶失去活性；酚、氰等在浓度高时将破坏细菌细胞质膜和细菌体内酶；油脂可能以油膜包围微生物有机体，使之和氧隔绝，妨碍对营养物质吸附和吸收。毒物毒性强弱伴随污水PH值、溶解氧含量和同时存在多个有毒物质等原因不一样，能够有较大差异。不一样种类微生物对毒物毒性承耐力不一样，经驯化后微生物对毒物毒性承受力能够大大提升。
& M- k$ ~6 ?) Y2 s9.6.3 氧气
. V& Z6 K' h- `5 l6 d( A1 }供给充足氧是好氧性生物处理顺利进行决定性原因之一。供氧不足将使处理效果显著下降，甚至造成局部厌气分解，使曝气池污泥上浮，生物滤池滤料上和生物转盘上生物膜大量脱落。供氧过多除造成浪费外，还会在营养缺乏时引发污泥和生物膜本身氧化，影响处理效果。在应用活性污泥法处理工业污水时，曝气区混合液溶解氧维持在2~4mg/L为宜，出水溶解氧不低于1mg/L，能够认为氧气已经够用。
1 i7 @1 I: w9 w$ S# e1 s9.6.4温度
# G$ A/ T  i- y( w4 L0 r适宜温度能够加速微生物生长繁殖。通常好气性生物处理水温在20~40℃，可取得满意处理效果。温度过低时，微生物代谢作用减慢，活动受到抑制，当温度降低10℃，生化过程速度降低1~2倍。温度过高时，微生物细胞原生质胶体凝固，使酶作用停止，造成微生物死亡。所以需要调整到适宜温度，再进行生化处理。
8 \) F  H8 c( a! v/ s9.7 污水生化处理基础原理7 ]! X. y# Z# t5 V0 Y
依据在处理过程中起作用微生物对氧气要求不一样，生化处理法可分为好气性生物处理、厌氧性生物处理和二者结合生物处理。
5 z& U) T9 l5 i) Z6 C. x" t8 h9.7.1 好氧生物处理! {' m9 g+ t) r
好氧生物处理是在有氧情况下，借助好氧微生物作用来进行。在处理过程中，污水中溶解性有机物透过细菌细胞壁为细菌所吸收，固体和胶体有机物先附着在细菌体外，由细菌所分泌外酶分解为溶解性物质，再渗透细菌细胞。细菌经过本身生命活动——氧化、还原、合成等过程，把一部分被吸收有机物氧化成简单无机物(如有机物中C被氧化成CO2，H和O化合成水，N被氧化成NH3，P被氧化成PO43-，S被氧化成SO42-等)，并放出细菌生长、活动所需要能量，而把另一部分有机物转化为生物体所必需营养质，组成新原生质，于是细菌逐步长大、分裂，产生更多细菌。 焦化污水生物脱酚就是利用这一原理。
) Z! z3 i) R# l2 {( J9.7.2 厌氧生物处理
$ |( I, w& D% O( O  z$ V  Z厌氧生物处理是在无氧条件下，借厌氧微生物作用来进行。图9-2简单地说明了有机物厌氧分解处理过程。分解早期，微生物活动中分解产物是有机酸、醇、二氧化碳、氨、硫化氢及其它部分硫化物等。在这一阶段，有机酸大量积累，PH值伴随下降，所以也叫酸性发酵阶段，参与细菌统称产酸细菌。在分解后期，关键是甲烷菌作用，有机酸快速分解，PH值快速上升，所以这一阶段分解也叫碱性发酵阶段。
8 f4 ?  u, D0 d: a1 @9.7.3好氧—厌氧结合生物处理
+ z6 |6 d  |; n; w, G5 H焦化污水脱氮是好氧和厌氧生物处理综合过程，在适宜条件下，将污水中NH3—N、COD等污染物降解。焦化污水中氮，关键以氨氮形态存在。脱除氨氮要经过硝化反应过程和反硝化反应过程。
3 f/ w/ ^( u) [: {4 i1 J6 i/ }硝化反应过程 % D' ?$ T7 J- M, N& }7 M
氨氮转化第一个过程是硝化。硝化菌把氨氮转化成硝酸盐过程称为硝化。硝化是一个两步过程，分别利用两类微生物，即亚硝酸盐菌和硝酸盐菌。这些细菌所利用碳源是无机碳(如二氧化碳，碳酸盐等)。第一步亚碳酸盐菌将氨氮转化成亚硝酸盐。第二步硝酸盐菌将亚硝酸盐转化成硝酸盐。亚硝酸盐菌和硝酸盐菌统称为硝化菌。硝化菌是好氧菌，对环境很敏感。
7 c$ v+ `/ K% x9 J$ F2 W: w反应过程以下：
: W  ?( |6 ~! l+ S! P' a第一步反应：NH4+  + 3/2 O2→NO2-  +2H+  + H2O$ x- |# W2 v( S
第二步反应：NO2-  +1/2 O2→NO3-/ H% q' V( _) M- K$ b0 e+ L8 Q
上述两式合并能够写成：NH4+  + 2 O2 →NO3- +2H+  + H2O
9 U6 o: e* F& O: y; A硝化菌利用反应产生能量来合成新细菌体和维持正常生命活动。亚硝化菌生长速度较快，世代期较短，较易适应水质、水量改变和其它不利环境，而硝化菌在水质水量和环境改变时较易影响其生长。在受到抑制时，易在硝化过程中发生NO2-积累。7 Y6 K  n, d4 ?9 |' v, h
反硝化反应过程# A8 V* ?( @" o2 s4 B
反硝化过程是在反硝化菌作用下，将硝酸盐转化成氮气，从水中逸出。反硝化过程要在缺氧状态下进行，溶解氧浓度不能超出0.2mg/L,不然反硝化过程就会停止。( L; F5 w2 N. b9 R" c6 q( Y
反硝化过程由以下步骤完成：1 {) m0 Z# r# |# D, r; c
NO3- NO2-NO→N2ON2: _4 H2 r: m; J1 M$ {1 }: d7 V
反硝化菌利用碳源是有机碳。2 t/ R: d# z6 n/ T! n
9.8 污水预处理 ! w; w. j! }9 R0 Y! [( }  g' L
预处理目标是去除污水中油,为生化处理发明适宜进水条件。预处理包含重力除油、浮选除油及水质水量调整等设施。
( x9 |& r" [3 ~# |) s9.8.1 重力除油4 [2 y* ?  H' B: G% x
重力除油是依据油和水密度差从水中分离重质油和轻质油。重力除油多使用矩形平流除油池或圆形竖流除油池。重质油沉在池底部，用泵送至贮罐深入脱水后外运。轻质油浮在池表面，由除油池撇油机搜集到油槽中。' _' c0 l6 u# g4 Q
9.8.2 气浮除油' H* q4 g- m& l5 S: ^& H
气浮除油关键是除去污水中和水密度相近乳化油。气浮法是利用高度分散微小气泡作为载体去粘附污水中细小油滴，使其密度小于水而上浮到水面，实现和水分离过程。6 f, f8 @( P  c! u
9.8.3水质均和8 @/ D9 x, a0 {/ w) \! b
水质均和关键包含污水所含污染物浓度均和，污水水温调整及污水PH值调整等。
: l& X# d; E6 I$ y$ Y" O9.9污水生物脱氮+ m# }+ }' u9 K6 ~$ |
9.9.1 污水生物脱氮工艺步骤 " k) J; l+ U2 ^* N0 z: a$ ~
前两个步骤兼氧段关键是借助曝气池回流混合液提供硝酸盐，使兼氧细菌在其中进行厌氧呼吸反硝化，同时也能脱除废水中所含大多数有机物和部分无机好氧物质。好氧段关键是利用硝化类细菌进行氨氮好氧硝化。这两种工艺回流污泥均回到反硝化段，故被称作“外循环”。A/A/0步骤比A/0步骤多一个纯厌氧段，没有任何一个氧参与属于厌氧发酵过程。增加此段目标是借用厌氧生物对多环芳香族化合物解链作用和对氰化物及硫氰化物水解作用，把好气(或兼气)生物难降解物质变成易降解物质。该段易采取生物膜法。图9-5步骤中兼氧反硝化段采取生物膜法，靠回流二沉池上清液进行兼氧反硝化，好氧段采取活性污泥法进行氨氮好氧硝化。该工艺回流污泥直接回到硝化段，不经过厌氧段，故被称作“内循环”。4 j: h3 T' H" D8 R& S
9.9.2 关键设备作用及其运行参数
' G" d6 y. @1 K9 q7 ~' ~0 x厌氧池
" a7 F: ^4 O! q厌氧池为矩形钢筋混凝土水池。为了预防短流现象，池底设旋转布水器，池面上均匀设集水槽。池内设有半软性填料，用于挂生物膜。生物膜形成极大地提升了生物体和污水接触面积。污水中一部分有害物质被生物膜上厌氧菌降解，提升 污水可生化性，给下段处理发明了条件。
$ B: |, {, c7 a缺氧池% f4 y- N2 J9 t& v; B* T8 d
缺氧池结构和厌氧池相同。缺氧池作用是以进水中有机物作为反硝化碳源和能源，以回流水中硝态氮作为氧源，在生物膜上兼性菌团作用下进行反硝化脱氮反应，同时又可去除部分有机物及使难降解大分子有机物水解变为易降解有机物，从而提升全系统去除有机物能力。缺氧池运行参数：
& u5 _( X6 a) X/ ~3 L2 B; E好氧池: R8 h7 k2 D! U; j
好氧池作用是去除污水中生物可降解有机物和将NH3-N氧化成NO2-、NO3-。通常认为硝化过程是好氧生化反应，它在有机物被降解十分枯竭情况下才开始对氨氮硝化，所以需要较长曝气时间。
9 u7 U4 ^/ k; c1 m7 M# s好氧池曝气设施分为鼓风曝气和表面机械曝气两类。
. Z% H- x* d1 G3 K" T/ k' S鼓风曝气系统装置是鼓风机吸入经空气过滤器净化后空气，经过管道和曝气设备（常见双螺旋曝气器、微孔曝气器或软管曝气器）向好氧池充氧，以增加池内污水中溶解氧和对混合液进行搅拌。
, d. l4 l% `1 m/ p: h# {表面机械曝气系统装置是靠安装在池上伞型叶轮或泵型叶轮旋转，形成水跃，上下循环，使污水和空气大面积接触，以此方法向污水中充氧。其充氧能力和叶轮安装浸没深度和叶轮旋转速度相关。好氧池上设有消泡设施。当池中泡沫多时，打开消泡水管道阀门进行消泡。/ ^6 {% G, O+ C) i9 g; O
二次沉淀池
$ j1 f; i) n( V二次沉淀池为圆形钢筋混凝土结构。二次沉淀池是分离好氧池来混合液，排除剩下污泥，完成污泥回流和上清液回流工艺要求。为此，须预防污泥在二次沉淀池中停留时间过长和污泥在池中积累。不然，将发生污泥厌氧发酵造成污泥上浮或膨胀，恶化出水水质。二沉池中设有传动刮泥机。沉降到底部活性污泥由刮泥机排到集泥槽，经中心排泥管流入回流污泥池，经污泥回流泵压送至好氧池。
: F# G3 |7 C/ P2 H0 V9.9.3影响生物脱氮原因' @7 u: t- f6 c/ x9 v/ U" t
1）碱度和PH值7 J7 K. ^& E4 C( t1 P
对于缺氧池，反硝化反应适宜PH值为7.0~8.0。PH值影响反硝化最终产物，当PH超出7.3时，最终产物为氮气（N2），PH低于7.0时最终产物为N2O，PH高于8.0时最终产物将出现NO2-积累。对于好氧池，硝化反应方程式深入表明，硝化反应生成氢离子，这会影响系统PH值，氢离子和HCO3-反应产生CO2。
7 G" G1 [2 @5 m) t& }2）温度
% z# z* _& Q* e7 P* r' M6 Y6 F9 Q, L. |温度对反硝化速率影响似乎比一般污水生物处理影啊更大。反硝化最适宜温度为15~35℃，温度低于10℃反硝化速率显著降低。这是因为低温能使反硝化细菌繁殖速率降低，也会使菌体代谢速率降低，焦化污水反硝化最好温度为30℃。半工业试验及大生产证实，硝化最好温度为30℃，控制温度25~35℃是比较适宜，温度高时，硝化速度快，30℃时硝化速度是17℃时一倍。4 l% G' u  `* R2 K9 \
3）溶解氧（DO）
$ m( L! U  m- N$ h反硝化段硝酸盐还原受溶解氧限制，通常认为缺氧段溶解氧应控制在0.5mg/L以下。即使氧存在对反硝化有抑制作用，但氧存在对能进行反硝化作用反硝化菌却是有利。这类菌为兼性厌氧菌。菌体内一些酶系统组分只有在有氧时才能合成，所以在工艺要求上使缺氧段还留有部分分子或原子态氧，这部分氧关键来自硝酸盐和回流水中，被利用在悬浮污泥反硝化系统中。在膜法反硝化系统中，菌周围微环境氧分压和大气环境氧分压是不一样，即使池内有一定DO，但膜内层应呈缺氧状态。为此，膜法缺氧段溶解氧控制在0.5mg/L以下时，不影响反硝化进行，所以回流上清液携带溶解氧在膜法脱氮池内并不影响反硝化反应。
) m5 V" b% _$ h, y: }4）营养源; V) u1 i6 h2 V
在活性污泥系统中，因为微生物细胞是由多个化学成份所组成，所以其生长繁殖需要有一定百分比营养物质，污水中除以BOD所代表含C有机物外还需要一定百分比N、P及其它微量元素。对于焦化酚氰污水，缺乏P元素，而N元素过量，所以要补充一定P使其平衡，不然会影响微生物代谢活动，降低处理效果或诱发污泥膨胀异常情况发生。通常认为，生物对 N、P需求百分比为BOD : N : P=100 : 5 : 1。3 T7 p, _, z8 [, V4 {7 u/ p
5）有毒物质
9 d, E! z9 S& _9 O凡在污水处理中存在对活性污泥细菌含有抑制和杀害作用物质全部称有毒物质。
" E6 M1 Y1 I, F. ?" {0 ?/ H6）污水中有机物
8 S) F: I5 \- s% ]污水中有机物按其浓度不一样，对活性污泥细菌影响可能发生以下作用：8 a2 E$ [% t4 I- ^
①充当营养物质；②成为抑制剂；③成为杀菌剂。2 u$ C8 L4 G9 @; o) L
（1）酚在低浓度时能够作为活性污泥中一些细菌营养物质，当其浓度忽然增高时，会使微生物处于抑制状态。
" O4 k& n& T( k/ |; W/ }（2）氰对细菌毒害机理是它强烈地抑制细菌体内细胞色素类呼吸酶。经过驯化后活性污泥，会大大提升一些有毒化学成份适应能力，如一些细菌对氰适应能力可达30~50mg/L。
& P! v4 r, [1 {' x$ ^3 _9 ?* Q（3）对含有重金属离子污水，依靠生物处理不能够去除，而且还会在污泥中积累使毒物浓度提升，需采取合适物理法或化学法进行处理。3 [& ]  ?0 v2 T  `' n( w( W; n
（4）细菌体内蛋白质和酶中，还含有少许无机盐类S、P和K、Mn、Mg、Ca、Fe、Zn、Cu等微量元素作为营养，但需求量甚少，通常污水均能满足要求。
) w9 T, m! a8 N. J7）悬浮油
5 R' p! {% Z, D. K- u污水中油，除重油能够靠重力法去除外，其它种类油可分为浮油，乳化油，溶解油等几类。& r) j) U0 b8 q
9.10 污水后处理 ! H/ n1 p# p! z# |  A# F% ^
污水后处理是当二次沉淀池出水不能满足外排水质要求时采取。二次沉淀池出水中悬浮物形成COD能占其总COD30%~65%，为了降低出水COD浓度，通常要用混凝沉降和过滤方法。; F0 b$ D2 K3 q7 l- l+ ^+ y1 a
9.10.1 混凝沉降
, o# v4 B7 n& h3 @为了加紧污水中细小微粒(<1mm悬浮物和胶体)沉降速度，向水中投加无机电解质(如硫酸铁、硫酸亚铁和聚合硫酸铁等)经过电性中和作用使胶粒接触聚集在一起而沉降。有时还要加入有机高分子聚合物(如聚丙烯酰胺等)，经过水解反应产生高聚物粘结架桥、吸附卷带和网捕作用，使微粒形成絮团而沉降。上述过程综合称为混凝沉降。混凝沉降过程主体设备有混合反应池和混凝沉淀池。混凝沉淀池作用是使混合反应后水进行泥水分离。在池内，澄清水上升从池周围溢水堰溢流出经管道进入处理后水池；污泥沉降到池底，经过刮泥机刮至污泥斗，然后用排泥泵送至污泥浓缩池。+ Y5 ]% m7 Y2 C# a; H
9.10.2 过滤
% @8 g; ?8 E. H0 ?# ?& Z2 ?9 C' p对处理后水中悬浮物含量有特殊要求时，方考虑在絮凝沉淀后再进行过滤处理。通常采取双层滤料过滤器，上层滤料为无烟煤，下层为石英砂。出水悬浮物浓度可达5mg/l。常见过滤装置是压力式过滤器。污水流经滤料时，滤料呈压实状态，利用滤料之间缝隙较小特点，截留污水中悬浮物。当截留悬浮物达成一定量后，需对滤料进行反过滤方向冲洗。1 T0 [9 K9 G! _! B0 d
9.11 污泥处理: t5 R6 M( F# ?* |9 j  D4 j
焦化污水处理过程产生污泥有生化处理过程产生剩下污泥和混凝沉降过程产生絮凝污泥。二次沉淀池排出剩下污泥通常占曝气池处理水量1%左右，含水率为99%~99.5%，混凝沉淀排泥通常为处理水量1%~2%，含水率为99.5%左右。这两种污泥通常要先经过污泥浓缩池进行浓缩脱水，脱水后污泥含水率在96.5%~97%。这种污泥再采取机械压滤方法深入脱水，变为含水率为70%~80