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某公司酚氰废水处理方案

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HNMH有限公司
酚氰废水处理方案

目 录
第1章 前 言 1
1.1 焦化废水的产生 1
1.2 焦化废水处理的意义 1
1.3 系统概况 3
第2章 系统物化处理方案 4
2.1 进水水质参数及水质分析 4
2.2 工艺流程及工艺说明 5
2.3 系统处理要点 7
2.3.1 油类物质的去除 8
2.3.2 硫化物质的去除 8
2.3.3 氨氮及有机污染物的去除 8
2.3.4 悬浮物的去除 9
2.3.5 酚、氰的去除 10
2.4 气浮工艺段物化处理 10
2.4.1 工艺原理 10
2.4.2 气浮法的特点 11
2.4.3 杂质含量的去除 12
2.4.4 实验论证 12
2.5 A/O生化处理 12
2.5.1 基本原理 12
2.5.2工艺特征 14
2.5.3 影响因素与控制条件 18
2.5.4 A/O生化处理生物相的判断 20
2.6 深度处理 20
2.6.1 基本原理及工艺特点 20
2.6.3 实验论证 21
2.7 污泥脱水 21
2.7.1 基本原理 21
2.7.2 药剂选择 22
第3章 系统运行处理效果评定 23
3.1 各单元处理效果控制 23
3.2 系统出水水质 23
第4章 应急预案 25
4.1 制定目的和制定依据 25
4.2 适用范围 25
4.3 应急工作原则 25
4.4 异常情况质量反馈控制体系 26
4.5 异常情况分析与解决 26
4.5.1 预处理段异常情况 26
4.5.2 生化处理段异常情况 27
4.5.3 深度处理段异常情况 31
4.6 应急预防及控制 32
4.7 应急保障 33
4.8 应急终止、终止后期处理 34
4.9 宣传、培训和奖惩 34
第5章 药剂年用量及计算 36
5.1 硫酸亚铁的投加量计算 36
5.2 气浮端絮凝剂的投加量计算 36
5.3 磷酸氢二钠的投加量计算 37
5.4 氢氧化钠的投加量计算 37
5.5 M180药剂的投加量计算 38
5.6 污泥脱水药剂（阳离子聚丙）的投加量计算 38
5.7 年加药量统计 39
第6章 运营费用 41
第7章 总包服务承诺 42

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第1章 前 言
1.1 焦化废水的产生
焦化废水主要来自炼焦、煤气净化及化工产品的精制等过程以及地坪冲洗水等，排放量大，水质成分复杂。从焦化废水产生的源头分，有炼焦带入的水分(表面水和化合水)、化学产品回收及精制时排出的水，其水质随原煤和炼焦工艺的不同而变化。剩余氨水及煤气净化和化学产品精制过程中的工艺介质分离水属于高浓度焦化废水，对于焦油蒸馏和酚精制蒸馏中，分离出来的某些高浓度有机污水，因其中含有大量不可再生和生物难降解的物质，一般要送焦油车间管式焚烧炉焚烧；煤气净化和产品精制过程中，从工艺介质中分离出来的其它高浓度污水要与剩余氨水混合，经蒸氨后以蒸氨废水的形式排出，送焦化厂污水处理站处理。
1.2 焦化废水处理的意义
我国焦化废水处理自20世纪50年代起是一个从无到有、逐步提高、逐步完善的发展过程。焦化废水是煤在高温干馏过程中以及煤气净化、化学产品精制过程中形成的废水，其中含有酚、氨氮、氰、苯、吡啶、吲哚和喹啉等几十种污染物，成分复杂，污染物浓度高，色度高，毒性大，性质非常稳定，是一种典型的难降解有机工业废水，其组成和性质因炼焦煤的性质、炼焦条件及化工产品的回收工艺、日常的操作不同而发生变化。
焦化废水中含有大量环链有机化合物、叠氮类无机化合物和氨氮等，这些物质无论是进入水体还是其中的一些物质释放进入大气，都会直接或间接的对动、植物产生严重的危害。如果人直接引用了一定浓度这类物质的水或长时间吸入含该类物质的空气，将会危害身体健康，严重者可以致癌；特别是有些物质可在动物或植物体内富集，使其浓度浓缩许多倍，最终通过食物链侵害到人类；焦化废水中的含碳类化合物多数是耗氧类物质，它们进入水体后会消耗水体中的溶解氧，导致水体腐化，降低水体观赏价值；焦化废水中的含氮类物质，能导致水体富营养化，使藻类大量滋生和繁殖；氨氮在水体中还能转化为硝态氮，婴幼儿饮用了含有一定浓度硝态氮的水，可导致白血病。另外，焦化废水还含有氨、氟化物、氰化物等无机污染物，这些污染物多是致癌、致畸、致突变的“三致”有毒物质，因此焦化废水是焦化行业生存发展所必须解决的重要污染问题之一。
焦化废水治理技术能否成功应用，主要受3个因素制约：处理效果、投资运行费用以及是否会造成二次污染。目前的各种治理技术还不能完全满足这三方面的要求。它们各有优缺点，这就需要因地制宜地选择适合自身特点的技术方法，以及对现有方法的有机结合来取得比较满意的效果。同时，还要进一步研究开发处理效果更好、投资运行费用更低、无二次污染、易于操作管理的新技术，这样才能更加适合国情，才会有更广阔的发展前景。
1.3 系统概况
HNMH有限公司酚氰废水处理工程采用的处理工艺流程为：气浮+A/O法+混凝沉淀，其中本工艺生化段糅合了最近几年来全球所关注的A/O法，将同步硝化-反硝化、短程硝化-反硝化以及短程硝化-厌氧氨氧化等脱氮工艺成功糅合运用于一个工艺，强化了生物脱氮的效率。整个工艺流程分为三条路线：水处理线、污泥处理线、药剂线。其中水处理线包括预处理段、生化处理段和深度处理段，出水重力自流排放，水处理线各工艺成熟，处理效果稳定，出水能达到国家一级排放标准。整个酚氰废水处理站产生污泥主要有气浮机浮渣、二沉池生化污泥、混凝沉淀化学污泥及脱水后的泥饼污泥，这些污泥处理脱水后会外运至配煤。
第2章 系统物化处理方案
2.1 进水水质参数及水质分析
表2.1 酚氰废水进水水质一览表
序号
项目
单位
参数
1
处理水量
m3/h
80
2
CODCr
mg/L
≤3800.00
3
NH3-N
mg/L
≤300.00
4
CN-
mg/L
≤20.00
5
酚
mg/L
≤700.00
6
油
mg/L
≤30.00
7
SS
mg/L
≤100.00
8
pH

7~8
焦化废水水质有以下特点：
1) 成分复杂
焦化废水成分复杂，其中所含的污染物可分为无机污染物和有机污染物。无机污染物一般以铵盐的形式存在，包括(NH4)2CO3、NH4HCO3、NH4HS、NH4CN、NH4(COO)NH4、(NH4)2S、(NH4)2SO4、NH4SCN、(NH4)2S2O3、NH4Fe(CN)3、NH4Cl等。有机物除酚类化合物以外，还包括脂肪族化合物、杂环类化合物和多环芳烃等。其中以酚类化合物为主，占总有机物的85%左右，主要成分有苯酚、邻甲酚、对甲酚、邻对甲酚、二甲酚、邻苯二甲酚及其同系物等；杂环类化合物包括二氮杂苯、氮杂联苯、氮杂苊、氮杂蒽、吡啶、咔唑、吲哚等；多环类化合物包括萘、蒽、菲、α-苯并芘等。
2) 水质变化幅度大
焦化废水中氨氮变化系数有些可高达2.7，COD变化系数可达2.3，酚、氰化物浓度变化系数达3.3和3.4。
3) 含有大量的难降解物，可生化性较差
焦化废水中有机物(以COD计)含量高，，且由于废水中所含有机物多为芳香族化合物和稠环化合物及吲哚、吡啶、喹啉等杂环化合物，其BOD5/COD值低，一般为0.3~0.4，有机物稳定，微生物难以利用，废水的可生化性差。
4) 废水毒性大
其中氰化物、芳环、稠环、杂环化合物都对微生物有毒害作用，有些甚至在废水中的浓度已超过微生物可耐受的极限。
2.2 工艺流程及工艺说明
系统工艺流程如图2.1所示。

图2.1 酚氰废水处理工艺流程图
整个酚氰废水处理线分为预处理段、生化处理段和深度处理段。
预处理段主要去除废水中的油、悬浮物、硫化物及部分CODCr。总进水通过管架送至调节池，进行水质水量调节，为后续生物处理创造良好的进水条件，降低污水高峰流量和浓度变化的影响。事故池主要是接收事故性废水的排放，避免高浓度废水对生化系统造成致命冲击，以保证其平稳安全运行。调节池内的污水经过干式安装的自吸泵送入气浮机，去除污水中的轻油及硫化物沉淀，气浮机的浮渣人工清理，定期外运至配煤。
生化处理段主要去除废水中的溶解性CODCr、BOD5、挥发酚、氰化物以及氨氮，由A/O池及二沉池组成。气浮机出水自流进入A/O池，在A/O池中，利用微生物的新陈代谢作用去除污水中大部分污染物，A/O池出水经二沉池泥水分离后，上清液自流进入混合反应池。二沉池剩余污泥用污泥螺杆泵送入污泥浓缩池，再经泵送至污泥脱水机脱水，脱水后的泥饼外运至配煤。
深度处理段主要是去除废水中残余的、不可生化降解的CODCr。二沉池出水在在混合反应池及后续的混凝沉淀池中与混凝剂混合、反应，利用混凝剂产生的矾花的絮体吸附、络合沉降作用与废水中残余的污染物反应，达到去除悬浮物及残余CODCr的效果，确保出水水质达标。混凝沉淀池剩余污泥用污泥螺杆泵送入污泥浓缩池，再经泵送至污泥脱水机脱水，脱水后的泥饼外运至配煤。
2.3 系统处理要点
根据系统水质特点，该酚氰废水处理应从以下几个方面着手考虑。
2.3.1 油类物质的去除
废水中油类污染物的种类按存在形式可划分为五种物理形态：游离态油、机械分散态油、乳化态油、溶解态油和固体附着油。绝大部分油类物质比水轻且不溶于水，一旦进入水体会漂浮于水面，并迅速扩散形成油膜，从而阻止大气中的氧进入水体，断绝水体氧的来源，从而影响水中生物的生长。油类物质进入污水处理系统后，如果得不到有效去除，会影响充氧效果、导致活性污泥中的微生物活性降低，出水水质难以保证。因此，进入到生物处理构筑物混合污水的含油浓度通常不能大于30mg/L，否则将影响活性污泥和生物膜中微生物的正常代谢过程。
本系统中采用气浮同时投加絮凝剂的方法除去废水中大部分的油类物质。气浮在除油的同时，也能去除一部分悬浮物和其它污染物质。
2.3.2 硫化物质的去除
当硫化物积累过多，对后续生化系统中的微生物活性有一定的抑制作用，因为硫化物的毒性主要由其产生非离解状态的硫化氢(溶解的H2S)，其能渗透过细胞膜，抑制微生物的活性，因此对硫化物的去除势在必行。设计用投加定量硫酸亚铁的方式利用沉淀反应和硫离子生成硫化亚铁沉淀然后通过混凝气浮去除。
2.3.3 氨氮及有机污染物的去除
过量的氮进入水体，引起水体富营养化，过量的含碳有机物在天然水体中分解时需要消耗大量的溶解氧，影响水体生物的生长繁殖，除了会给工农业生产带来巨大的损失，还会降低水体美学价值；另外，氨氮被氧化成的硝态氮和亚硝态氮也严重影响鱼类的生长并对人类产生“三致”作用，这些不仅严重制约国民经济的可持续发展，造成巨大经济损失的同时，也对人民生活和健康也造成了很大的威胁。
对这些污染物的去除采用缺氧/好氧(A/O)工艺。通过对生化系统的正确管理，利用微生物的新陈代谢去除氨氮及有机污染物。
2.3.4 悬浮物的去除
废水中的悬浮物包括无机悬浮物和有机悬浮物。无机悬浮物本身无毒，但其可以吸附有机毒物、重金属等形成危害更大的复合污染物，如果不加以处理，会随水流扩散迁移，扩大污染范围，污染整个水体，也可能沉淀于底泥中，形成长期污染。悬浮物含量较高的污水进入处理厂后，会加重沉淀池和沉砂池的负荷，甚至造成淤积，减少池体有效容积和影响处理效果。废水中的有机悬浮物主要指在污水中呈漂浮或悬浮状态的纤维、塑料制品、树枝木块等长条状和块状物质。这些杂物如果去除不及时，将会对污水处理系统的各种设备(如泵、表曝机、管道、流量计、吸刮泥机等)的正常运转产生不利影响。
本系统中分两阶段去除废水中的悬浮物。第一阶段，在气浮池利用气浮机和加药装置连续运行可以去除一部分悬浮物；第二阶段，生化处理后，采取在混凝反应池内投加絮凝剂强化沉淀的措施去除大部分悬浮物。
2.3.5 酚、氰的去除
焦化废水中酚类化合物是原型质毒物，可通过皮肤、黏膜的接触以及口服而侵入人体体内，高浓度的酚可以引起剧烈腹痛、呕吐和腹泻、血便等症状，而低浓度也可积累型慢性中毒等。长期引用被酚污染的水引起头晕、贫血以及各种神经性系统病症。
氰化物大多数是氢氰酸，毒性很大，当pH值在8.5以下时，氰化物的安全浓度为5mg/l，因此氰化物和酚类物质也必须加以去除。
2.4 气浮工艺段物化处理
2.4.1 工艺原理
气浮的原理是利用溶气设备使水中产生大量的微细气泡，从而形成水、气及被去除物质的三相混合体，在界面张力、气泡上升浮力和静水压力差等多种力的共同作用下，促使微细气泡黏附在被去除的杂质颗粒上后，因粘合体密度小于水而上浮到水面，从而使水中杂质被分离去除。
气浮过程包括气浮产生、气泡与固体或液体颗粒附着上浮分离等步骤组成，因此实现气浮分离的必要条件有两个：①必须向水中提供足够数量的微小气泡，气泡的直径越小越好，常用的理想气泡尺寸是15~30μm；②必须使杂质颗粒呈悬浮状态而且具有疏水性。图2.2为气浮絮粒分析条件图。

图2.2 气浮絮粒分析条件图
2.4.2 气浮法的特点
1) 气浮不仅对于难以用沉淀法处理的废水中的污染物可以有较好的去除效果，而且对于能用沉淀法处理的废水中的污染物往往也能取得较好的去除效果；
2) 浮渣含水率较低，一般在96%以下，比沉淀法产生同样干重污泥的体积减少2~10倍，简化了污泥处置过程、节省了污泥处置费用，而且气浮表面除渣比沉淀池底排泥更方便；
3) 气浮池除了具有去除悬浮物的作用外，还可以起到预曝气、脱色、降低CODCr等作用，出水和浮渣中都含有一定量的氧，有利于后续处理，泥渣不易腐败变质；
4) 气浮法所用药剂较少，使用絮凝剂为脱稳剂时，药剂的投加方法与混凝处理工艺基本相同，所不同的是气浮法不需要形成很大的矾花，因而所需要反应时间较短。但气浮法电耗较大。
5) 气浮法所用的释放器容易堵塞等等。
2.4.3 杂质含量的去除
1) 油类物质的去除：
2) COD的去除
3) SS的去除
4) 硫化物的去除
2.4.4 实验论证
详见附录一。
2.5 A/O生化处理
2.5.1 基本原理
本系统生化处理段采用缺氧/好氧(A/O)工艺，A/O工艺通常是在常规的好氧活性污泥法处理系统前，增加一段缺氧生物处理过程。在好氧段，好氧微生物氧化分解污水中的BOD5，同时进行硝化反应，有机氮和氨氮在好氧段转化为硝化氮并回流到缺氧段，其中的反硝化细菌利用氧化态氮和污水中的有机碳进行反硝化反应，使化合态氮变成分子态氮，同时获得同时去碳和脱氮的效果。这里着重介绍生物脱氮原理。
1) 生物脱氮的基本原理
传统的生物脱氮机理认为：脱氮过程一般包括氨化、硝化和反硝化三个过程。
①氨化(Ammonification)：废水中的含氮有机物，在生物处理过程中被好氧或厌氧异养型微生物氧化分解为氨氮的过程；
②硝化(Nitrification)：废水中的氨氮在硝化菌（好氧自养型微生物）的作用下被转化为NO2-和NO3-的过程；
③反硝化(Denitrification)：废水中的NO2-和NO3-在缺氧条件下以及反硝化菌(兼性异养型细菌)的作用下被还原为N2的过程。
其中硝化反应分为两步进行：亚硝化和硝化。硝化反应过程方程式如下所示：
①亚硝化反应：NH4++1.5O2→NO2-+H2O+2H+
②硝化反应：NO2-+0.5O2→NO3-
③总的硝化反应：NH4++2O2→NO3-+H2O+2H+
反硝化反应过程分三步进行，反应方程式如下所示(以甲醇为电子供体为例)：
第一步：3NO3-+CH3OH→3NO2-+2H2O+CO2
第二步：2H++2NO2-+CH3OH→N2+3H2O+CO2
第三步：6H++6NO3-+5CH3OH→3N2+13H2O+5CO2
2) 本系统脱氮原理
针对本系统生化工艺段而言，除了上述脱氮原理外，还糅合了短程硝化-反硝化，即氨氮在O池中未被完全硝化生成NO3-，而是生成了大量的NO2--N，但在A池NO2-同样被作为受氢体而进行脱氮（上述第二步可知）；再者在A池NO2-同样也可和NH4+进行脱氮，即短程硝化-厌氧氨氧化，其表示为：NH4++NO2-→N2+2H2O。
因此针对本系统而言，A/O工艺如在进水水质以及系统控制参数稳定的条件下也可达到理想的出水效果。
2.5.2工艺特征
A/O脱氮工艺主要特征是：将脱氮池设置在去碳硝化过程的前端，一方面使脱氮过程能直接利用进水中的有机碳源而可以省去外加碳源；另一方面，则通过消化池混合液的回流而使其中的NO3-在脱氮池中进行反硝化，且利用了短程硝化-反硝化以及短程硝化-厌氧氨氧化等工艺特点。因此工艺内回流比的控制是较为重要的，因为如内回流比过低，则将导致脱氮池中BOD5/NO3-过高，从而是反硝化菌无足够的NO3-或NO2-作电子受体而影响反硝化速率，如内回流比过高，则将导致BOD5/NO3- 或BOD5/NO3-等过低，同样将因反硝化菌得不到足够的碳源作电子供体而抑制反硝化菌的生长。
A/O工艺中因只有一个污泥回流系统，因而使好氧异养菌、反硝化菌和硝化菌都处于缺氧/好氧交替的环境中，这样构成的一种混合菌群系统，可使不同菌属在不同的条件下充分发挥它们的优势。将反硝化过程前置的另一个优点是可以借助于反硝化过程中产生的碱度来实现对硝化过程中对碱度消耗的内部补充作用。图2.3所示为A/O脱氮工艺的特性曲线。由图可见，在脱氮反应池(A段)中，进入脱氮池的废水中的COD、BOD5和氨氮的浓度在反硝化菌的作用下均有所下降(COD和BOD5的下降是由反硝化菌在反硝化反过程中对碳源的利用所致)，而氨氮的下降则是由反硝化菌的微生物细胞合成作用以及短程硝化-厌氧氨氧化所致)，NO3-的浓度则因反硝化作用而有大幅度下降；在硝化反应池(O段)中，随硝化作用的进行，NO3-的浓度快速上升，而通过内循环大比例的回流，反硝化段的NO3-N含量通过反硝化菌的作用明显下降，COD和BOD5则在异养菌的作用下不断下降。氨氮浓度的下降速率并不与NO3-浓度的上升相适应，这主要是由于异养菌对有机物的氨化而产生的补偿作用造成的。
图2.3 A/O脱氮工艺的特性曲线
与传统的生物脱氮工艺相比，A/O系统不必投加外碳源，可充分利用原污水中的有机物作碳源进行反硝化，同时达到降低BOD5和脱氮的目的；A/O系统中缺氧反硝化段设在好氧硝化段之前，因而当原水中碱度不足时，可利用反硝化过程中产生的碱度来补充硝化过程中对碱度的消耗。此外，A/O工艺中只有一个污泥回流系统，混合菌群交替处于缺氧和好氧状态及有机物浓度高和低的条件，有利于改善污泥的沉降性能及控制污泥的膨胀。生物脱氮反应过程各项生物反应特征见表2.2所示。
表2.2 生物脱氮反应过程中各项生物反应特征（参考值）
生化反应类型
去除有机物
硝化
反硝化
亚硝化
硝化
微生物
好氧菌及兼氧菌
亚硝化细菌
自养型菌
硝化细菌
自养型菌
兼性菌
异养型菌
能源
有机物
化能
化能
有机物
氧源(受氢体)
O2
O2
O2
NO3-、NO2-
溶解氧/mg·L-1
＞1~2
＞1～2
＞1～2
＞0~0.5
碱度
无变化
氧化1mgNH3-N需要7.14mg碱度
无变化
还原1mgNO3-N/NO2-N生成3.57mg碱度
耗氧
分解1mg有机物(BOD5)需氧2mg
氧化1mgNH3-N需氧3.43mg
氧化1mgNO2-N需氧1.14mg
分解1mg有机物(COD)需NO2-N 0.58mg，NO3-N 0.35mg所提供化合态氧
最适pH值
7~8.5
8 ~8.5
8~8.5
8.0~8.6
最适水温/℃
15~25
θ=1.0~1.04
30
θ=1.1
30
θ=1.1
34~37
θ=1.06~1.15
增殖速度/d-1
1.2~3.5
0.21~1.08
0.28~1.44
好氧分解的1/2~1/2.5
分解速度/mg
70~870BOD/(gMLSS·h)
7mgNH3-N/(gMLSS·h)

2~8mg NO3-N/(gMLSS·h)
根据废水的脱氮水质、处理目标、出水要求，选择A/O脱氮工艺时，其参数一般也有所不同。通常情况下，可以按照表2.3选用各参数。
表2.3 A/O法工艺参数（参考值）
工艺参数
变化范围
1. 回流比
污泥回流比(R)
硝化混合液回流比(r)

一般R控制在30%~100%
一般r控制在200%~400%，过高时动力消耗大
2. 泥龄(SRT)
一般情况下，SRT＞8~10d，有时甚至长达30d以上
3. 污泥质量浓度(MLSS)
一般A池控制在4000~5000mg/L；O池控制在3000~4000mg/L为宜
4. 水温
应在5~30℃范围内，低于15℃时硝化和反硝化效果明显降低
5. pH值
硝化过程pH值应控制在8.0~8.4，反硝化过程pH值应控制在8.0~8.6
6. 碳氮比(BOD/TN)
BOD5/TN一般应大于5，当小于3时需补加有机碳源，如甲醇、醋酸、丙酮等易于被生物降解的含碳有机物
7. 碳磷比(BOD/TP)
一般BOD/TP应大于1
8. 溶解氧(DO)
一般情况下，缺氧阶段DO＜0.5mg/L；好氧阶段DO＞1~2.0mg/L
9. BOD负荷
一般在0.15~0.70kgBOD/(kgMLSS·d)
10. 总氮负荷
一般在0.02~0.1kgTN/(kgMLSS·d)
2.5.3 影响因素与控制条件
1) 硝化反应主要影响因素与控制要求
①好氧条件，并保持一定的碱度。氧是硝化反应的电子受体，硝化池内溶解氧的高低，必将影响硝化反应的进程，溶解氧质量浓度一般维持在2~3mg/L，不得低于1mg/L，当溶解氧质量浓度低于0.5~0.7mg/L时，氨的硝态反应将受到抑制。
硝化菌对pH值的变化十分敏感，为保持适宜pH值，废水应保持足够的碱度以调节pH值的变化，对硝化菌的适宜pH值为8.0~8.4。
②混合液中有机物含量不宜过高，否则硝化菌难成为优势菌种。
③硝化反应的适宜温度是20~35℃。当温度在5~35℃之间由低向高逐渐升高时，硝化反应的速率将随温度的升高而加快，而当低至5℃时，硝化反应完全停止。对于去碳和硝化在同一个池子中完成的脱氮工艺而言，温度对硝化速率的影响更为明显。当温度低于15℃时即发现硝化速率迅速下降。低温状态对硝化细菌有很强的抑制作用，如温度为12~14℃时，反应器出水常会出现亚硝酸盐积累的现象。因此，温度的控制时相当重要的。
④硝化菌在消化池内的停留时间，即生物固体平均停留时间，必须大于最小的世代时间，否则硝化菌会从系统中流失殆尽。
⑤有害物质的控制。除重金属外，对硝化反应产生抑制作用的物质有高浓度NH4-N、高浓度有机基质以及络合阳离子等。
2) 反硝化反应主要影响因素与控制要求
①碳源(C/N)的控制。生物脱氮的反硝化过程中，需要一定数量的碳源以保证一定的碳氮比而使反硝化反应能顺利地进行。碳源的控制包括碳源种类的选择、碳源需求量及供给方式等。
反硝化菌碳源的供给可用外加碳源的方法(如传统脱氮工艺)、或利用原废水中的有机碳(如前置反硝化工艺等)的方法来实现。反硝化的碳源可分为三类：第一类为外加碳源，如甲醇、乙醇、葡萄糖、淀粉、蛋白质等，但以甲醇为主；第二类为原废水中的有机碳；第三类为细胞物质，细菌利用细胞成分进行内源反硝化，但反硝化速率最慢。
当原废水中的BOD5与TKN(总凯氏氮)之比在5~8时，BOD5与TK(总氮)之比大于3~5时，可认为碳源充足。如需外加碳源，多采用甲醇，因甲醇被分解后产物为CO2、H2O，不留任何难降解的产物。
②反硝化反应最适宜的pH值为8 ~8.6。pH值高于8.6或低于6，反硝化速率将大幅度下降。
③反硝化反应最适宜的温度是20~40℃。低于15℃反硝化反应速率降低，为了保持一定的反应速率，在冬季时采用降低处理负荷、提高生物固体平均停留时间以及水力停留时间等措施。
④反硝化菌属于异养兼性厌氧菌在无分子氧但存在硝酸和亚硝酸离子的条件下，一方面，它们能够利用这些离子中的氧进行呼吸，使硝酸盐还原；另一方面，因为反硝化菌体内的某些酶系统组分只有在有氧条件下才能合成，所以反硝化菌适宜在厌氧、好氧条件交替下进行，故溶解氧应控制在0.5mg/L以下。
2.5.4 A/O生化处理生物相的判断
生物相是指活性污泥微生物的种类、数量及其活性状态的变化。生物相观察可以作为一种辅助手段来达到控制工艺运行的目的。
表2.4 A/O法工艺一般生物相（参考）
优势生物种类
出水质量
鞭毛虫占优
很差
草履虫占优势
不好
钟虫占优势
很好
轮虫和线虫占优势
一般，需排泥。
表2.5 A/O法工艺异常生物相（参考）
镜检发现
形成因素
措施
钟虫头部端会突出一个空泡，俗称“头顶气泡”
DO过高或者DO过低
调整曝气量
钟虫体内将积累一些未消化的颗粒，俗称“生物泡”
进水中有难降解物质或有毒物质
停止进水
钟虫不活跃，纤毛停止摆动
进水pH发生突变超出6-9范围。
调整pH值，或停止进水
钟虫发育正常，但数量锐减
预示活性污泥将处于膨胀状态
采取污泥膨胀控制措施
轮虫数量剧增
指示污泥老化
及时排泥
需要强调的是：生物相观察只是一种定性方法，只能作为理化方法的一种补充手段。应在长期的运行中注意积累资料，总结出本系统的生物相变化规律。
2.6 深度处理
2.6.1 基本原理及工艺特点
本系统深度处理采用浙大玉泉专利产品M180进行处理，其具有铁、铝系絮凝剂产品的功效，且配方中含有对CODCr具有强降解能力的组分。
针对焦化废水而言，常规的深度处理主要是采用无机高分子絮凝剂和有机高分子絮凝剂复合处理，但对CODCr等指标的去除率不高，且易受二沉池出水CODCr等指标的影响，一般而言，常规的深度处理复合药剂对CODCr的去除率不到45%，因此当二沉池出水CODCr超过180mg/l时常规药剂基本上不能保证系统CODCr达标排放，而浙大玉泉专利产品通过实验，其最大的CODCr去除能力可达65%，
2.6.3 实验论证
深度处理混凝沉淀实验见附录二。
2.7 污泥脱水
2.7.1 基本原理
污水处理过程中产生的沉淀物质，包括污水中所含固体物质、悬浮物质、胶体物质以及从水中分离出来的沉渣，统称为污泥。
影响污泥浓缩和脱水性能的因素主要是颗粒的大小、表面电荷水合的程度以及颗粒间的相互作用。其中污泥颗粒大小是影响污泥脱水性能的只要因素，污泥颗粒越小，颗粒的比表面积越大，这意味着更高的水合程度和对过滤(脱水)的更大阻力及改变污泥脱水性能要更多的化学药剂。
污泥中颗粒大多数是相互排斥而不是相互吸引的，首先由于水合作用，有一层或几层水附于颗粒表面而阻碍了颗粒相互结合。其次，污泥颗粒一般都带负电荷，相互之间表现为排斥，造成了稳定的分散状态。
向污泥中投加混凝剂和助凝剂的目的是要克服水合作用和静电排斥作用，在污泥胶质微粒表面起化学反应，中和污泥胶质微粒的电荷，促使污泥微粒凝聚成大的颗粒絮体，同时使水从污泥颗粒中分离出来，从而提高污泥的脱水性能。
2.7.2 药剂选择
为提高污泥脱水性能可以向污泥中投加三氯化铁、三氯化铝、硫酸铝、聚合氯化铝、聚合硫酸铁、聚丙烯酰胺、石灰等。无机絮凝剂价廉易得，但渣量大，受pH值的影响大。经无机絮凝剂处理后污泥量增加，污泥中无机成分的比例提高，污泥燃烧值降低；而加有机絮凝剂则与之相反。
根据我公司在其它污水处理厂的经验，选择阳离子PAM投加污泥脱水效果最好。

第3章 系统运行处理效果评定
3.1 各单元处理效果控制
在第2章中，我们针对系统的工艺和水质特点提出了一套针对性和可操作性强的化学处理方案，为了保证系统运行的处理效果，做好水质检测必不可少。焦化废水生化处理单元是核心，预处理单元是前提，后处理单元是保障，整个水处理系统的各个处理单元环环相扣，紧密相连，一个环节的处理效果直接影响到下个环节的处理效果，最终将影响出水水质。因此，使在本焦化水处理系统的各处理单元的处理效果需层层把关，使其达到控制效果。表3.1表示了各单元处理效果控制。
表3.1 各单元处理效果控制表
水质项目
进水
气浮出口
生化出口
深度处理出口
COD mg/L
≤3800
≤2660
≤133
达标
氨氮 mg/L
≤300
≤294
≤12
达标
SS mg/L
≤100
≤40
≤20
达标
油类 mg/L
≤30
≤12
≤3.6
达标
挥发酚 mg/L
≤700
≤700
≤0.35
达标
氰化物 mg/L
≤20
≤20
≤0.1
达标
pH
7-9
7-9
7-9
6-9
3.2 系统出水水质
只有其中水质检测的主要意义体现在两个方面：保障出水水质达标；保证处理设施的正常运行。其具体内容如表3.2所示。系统正式运行后，我们将每天对进水水质和出水水质进行监测，根据水质分析结果及时调整药剂用量，保证出水水质达标。
表3.2 酚氰废水出水水质一览表
序号
项目
参数
分析方法
分析频率
1
CODCr
≤100.00 mg/L
GB/T 11914-1989
2次/天
2
NH3-N
≤15.00 mg/L
GB/T 11891-1989
2次/天
3
CN-
≤0.50 mg/L
GB/T 7486-1987
2次/天
4
酚
≤0.50 mg/L
GB/T 7491-1987
2次/天
5
油
≤8.00 mg/L
GB/T 16488-1996
2次/天
6
SS
≤70.00 mg/L
GB/T 11903-1989
2次/天
7
pH
6~9
GB/T 6920-1986
2次/天
注：分析频率视现场情况而定。
第4章 应急预案
4.1 制定目的和制定依据
为了确保废水处理系统的正常、稳定运行，保证系统出水达标，不影响后续用户端的正常生产，在各种可能的事故发生时，应迅速做出反应、正确处理事故，使系统尽快恢复正常运行。
依据《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国安全生产法》、《国家突发公共事件总体应急预案》和《国家突法环境事故应急预案》及相关的法律、行政法规，制定本预案。
4.2 适用范围
本应急预案适用于HNMH有限公司酚氰废水处理系统。
4.3 应急工作原则
1）坚持以人为本，预防为主。加强对事故发生源的监测、监控并实施监督管理，建立事故风险防范体系，积极预防、及时控制、消除隐患，提高突发性事故防范和处理能力，尽可能地避免或减少突发事故的发生，消除或减轻事故造成的中长期影响，最大程度地保障系统的正常运行。
2）坚持分工合作，分类管理。加强各部门人员之间协同与合作，提高快速反应能力。针对不同事故特点，实行分类管理，使采取的措施与事故造成的危害范围降到最低。
3）坚持未雨绸缪，专兼结合。积极做好应对突发性事故的思想准备、物资准备、技术准备、工作准备，加强培训演练，应急系统做到常备不懈，确保应急时快速有效。
4.4 异常情况质量反馈控制体系
在HNMH有限公司酚氰废水处理系统中，如出现异常情况，均按照图5.1所示工作步骤进行。
异常问题
经验总结
纳入标准化
制定巩固措施
Y
N
目标达到
分析原因
启动应急预案

图4.1 异常情况质量反馈控制图
4.5 异常情况分析与解决
4.5.1 预处理段异常情况
1) 气浮出水油含量突然大于30mg/L时，及时将部分污水排入事故池，并检查各加药设备有无故障，有故障时立刻启动备用设备并对故障设备进行抢修，无故障时调整气浮池加药量，确保气浮出水油含量不能大于30mg/L。
2) 进水水量及各水质指标突然超标时，及时分流部分污水进入事故调节池；同时，对缺氧池和好氧池，投加生物菌种强化生化处理能力；改变前气浮段和后混凝段药剂配比，保证气浮和混凝效果最佳；立即和焦化生产车间取得联系，积极查明原因，保证焦化废水进水水量正常。
4.5.2 生化处理段异常情况
1) 生物相不正常
正常的生物相镜检可见大量有柄纤毛虫，如钟虫属、累枝虫属、盖虫属和聚缩虫属。这类纤毛虫以体柄分泌的粘液固着成污泥絮体。如系统出现大量游泳型纤毛虫，如豆形虫属、肾形虫属、尾丝虫属、草履虫属等则可能是有机负荷太高或溶解氧偏低所致。如果是有机负荷太高所致，及时将一部分废水排入事故池，降低生化池进水量；如果是溶解氧偏低所致，增加曝气强度。
2) 污泥SVI值异常原因及对策 见表4.1
表4.1污泥SVI值异常原因及对策
异常现象
原因
具体原因
对策
SVI值异常高
原废水水质变化
1. 水温降低
降低污泥负荷
2. pH值下降
加碱调整
3. 低分子量溶解性有机物大量涌入
降低负荷
4. P不足
投加磷酸二氢钠
5. 腐败废水大量流入
降低负荷
6. 有害物质流入
去除抑制物
好氧池管理不善
6. 有机负荷过高或过低
相应采取措施
8. 溶解氧不足
增加供氧量，短时间闷曝气
二沉池管理不善
9. 活性污泥在二沉池停留时间过长
缩短停留时间，加大回流量
SVI值异常低
原废水水质变化
10. 水温上升
加自来水稀释
11. 土、沙石等流入

曝气池管理不善
12. 有机负荷过低
投加营养物质
3) 污泥膨胀及控制
正常活性污泥沉降性能良好，含水率在98％以上。当污泥变质时，污泥不易沉淀，SVI值较高，污泥结构松散和体积膨胀，颜色也有异变，这就是污泥膨胀。污泥膨胀主要是丝状菌大量繁殖所引起的。一般污水中碳水化合物较多，缺乏氮、磷、铁等养料，溶解氧不足，水温高或pH值较低都容易引起大量丝状菌繁殖，导致污泥膨胀，此外，超负荷、污泥龄过长或有机物浓度剃度过小等，也会引起污泥膨胀，排泥不畅则易引起结合水性污泥膨胀。
为防止污泥膨胀，首先应加强操作管理，经常监测污水水质、曝气池溶解氧、污泥沉降比、污泥指数和进行显微镜观察等，如发现不正常现象，就需要采取预防措施，一般可调整、加大曝气量，及时排泥，有可能采取分段进水，以减轻二沉池的负荷。发生污泥膨胀解决的办法是针对引起污泥膨胀的原因采取措施，当缺氧或水温高等可以加大曝气量或降低进水量以减轻污泥负荷，或适当降低污泥浓度，使需氧降低等，如污泥负荷过高可适当提高污泥浓度，以调整负荷，必要时还要停止进水，闷曝一段时间。如缺氮、磷、铁等养料，要投加硝化污泥或氮、磷、铁等，如pH过低，可投加石灰等调pH，若污泥流失量大，可投加氯化铁，帮助凝聚，刺激菌胶团生长，也可投加漂白粉或液氯，抑制丝状菌生长，特别能控制结合水性污泥膨胀。也可投加石棉粉末、硅藻土、粘土等惰性物质，降低污泥指数。
4) 污泥解体及控制
处理水质浑浊，污泥絮体微细化，处理效果变坏等则是污泥解体的现象。导致这种异常现象的原因有运行中的问题，也有可能是污水中混入了有毒物质。运行不当，如曝气过量，会使污泥生物营养的平衡遭破坏，使微生物量减少而失去活性，吸附能力下降，絮凝体缩小质密度，一部分则成为不易沉淀的羽毛状污泥，处理水质浑浊，SVI指数降低等。当污水中存在有毒物质时，微生物受到抑制或伤害，净化功能下降或完全停止，从而使污泥失去活性。一般可通过显微镜来观察并判别产生的原因，当鉴别是运行的原因时，应当对