本發(fā)明涉及一種焦化廢水處理方法，具體說是一種短程硝化-厭氧氨氧化高氨氮焦化廢水脫氮膜處理方法。

背景技術(shù)：

焦化廢水是一種典型的難降解的高濃度有機工業(yè)廢水。焦化廢水主要來源是煉焦過程中，煤經(jīng)過高溫干餾逸出冷凝的水分，在這逸出的水分中溶解有大量的、各種類型的有機物、生成成分相當復雜的剩余氨水，另外還包括在煤氣凈化過程、焦油加工以及粗苯精制中產(chǎn)生的廢水。焦化廢水中的污染物質(zhì)主要包括含有硫、氧、氮等的雜環(huán)化合物、多環(huán)芳烴類以及酚類等。酚類化合物是一種原型質(zhì)毒物，高濃度的酚中毒會引起劇烈的腹痛、嘔吐、腹瀉、以及血便等癥狀，重度者甚至會導致死亡；多環(huán)芳烴類不僅難以生物降解去除，而且會容易引起細胞癌變；另外，焦化廢水中含有的大量有機污染物排入到水體內(nèi)，會消耗水體當中大量的溶解氧，導致水體發(fā)臭、水質(zhì)惡化等狀況，同時焦化廢水中含的有毒物質(zhì)，會嚴重威脅到水中水生生物的生存。因此，大量焦化廢水的不達標排放，不但造成嚴重的環(huán)境污染問題，而且威脅到人類的健康。

傳統(tǒng)的焦化廢水處理工藝主要包括物理化學法和生物處理法。物理化學法，諸如萃取法、吸附法、催化濕式氧化技術(shù)、臭氧氧化法、光催化氧化法等，由于催化劑、絮凝劑等處理成本高，并且對設備要求嚴格，因此，工程應用并不十分廣泛。實際中最主要的處理工藝為生物處理工藝，諸如生物鐵法、sbr法、a/o法、a/o²法、a²/o法等，對焦化廢水中cod具有較好的去除作用，但是sbr法由于自身條件限制，不能長時間進行硝化反硝化，而以ao法為核心（包括a/o²法、a²/o法等）的生物處理工藝脫氮效率均受到回流比的影響，實際運行中脫氮效率均不十分理想，且存在占地面積較大、能源消耗較多，剩余污泥產(chǎn)量較大等弊端。

目前，如何縮短氮的轉(zhuǎn)化過程成為焦化廢水處理的研究熱點。根據(jù)新的氮轉(zhuǎn)化途徑研究開發(fā)的新工藝主要包括短程硝化-反硝化（sharon）、同步硝化-反硝化（snd）、厭氧氨氧化（(anammox）等，這些新工藝或能夠利用亞硝酸鹽作為電子受體進行反硝化，或能夠利用好氧反硝化菌和異養(yǎng)硝化菌將硝化和反硝化控制在一個反應器中實現(xiàn)，突破了常規(guī)的脫氮處理方式。與傳統(tǒng)工藝相比，這些新工藝大多具有反應時間短、反應器容積小、需氧量少、污泥產(chǎn)量低等優(yōu)點，具有良好的發(fā)展前景。

（1）短程硝化-反硝化（sharon）

sharon工藝的基本原理是在同一個反應器內(nèi)，先在有氧條件下利用亞硝化細菌將氨氧化成為亞硝酸鹽，然后在缺氧條件下，以有機物為電子供體，以亞硝酸鹽為電子受體進行反硝化反應，生成氮氣。與傳統(tǒng)工藝相比，sharon工藝具有工藝流程短、脫氮速率快、投資和運行費用低等優(yōu)點，但是在混合菌群連續(xù)運行的條件下尚難以對氧和污泥的ph值進行良好的控制。

（2）同步硝化-反硝化（snd）

傳統(tǒng)的生物脫氮理論認為硝化過程只能是自養(yǎng)菌完成，缺氧條件下才能發(fā)生反硝化過程。同時硝化—反硝化有別于傳統(tǒng)的硝化和反硝化過程，主要原因是存在著一些特殊的微生物群落，許多好氧反硝化菌同時也是異樣硝化菌，能夠在好氧條件下直接將氨氮轉(zhuǎn)化為氣態(tài)產(chǎn)物逸出，在完全缺氧的條件下也可以發(fā)生異養(yǎng)硝化反應，從而實現(xiàn)同步硝化-反硝化。但是同步硝化-反硝化工藝往往造成整體工藝維護困難、菌落復雜難以控制等缺點。

（3）厭氧氨氧化（(anammox）

厭氧氨氧化工藝是指在厭氧或缺氧條件下，微生物直接以氨氮為電子供體，以亞硝酸鹽為電子受體，將氨氮和亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化為氮氣的過程。在厭氧氨氧化中，氨氮的氧化無需分子態(tài)氧的參與，亞硝酸鹽的還原也無需有機物參與。厭氧氨氧化工藝對于處理焦化廢水等高氨氮的廢水具有良好的前景，并且由于節(jié)省了亞硝酸鹽的部分氧化，大大節(jié)省了能源，而如何保證亞硝酸鹽的積累則是厭氧氨氧化工藝有效進行的關鍵。

綜上所述，短程硝化-反硝化、同步硝化-反硝化以及厭氧氨氧化在處理高氨氮的焦化廢水方面具有顯著優(yōu)勢，發(fā)展?jié)摿薮?。單一反應器的短程硝?反硝化和同步硝化-反硝化工藝具有一定的脫氮效能，但是單一反應器內(nèi)不同微生物之間相互影響以及對do與營養(yǎng)需求的不同，導致脫氮效率難以大幅度提高。厭氧氨氧化工藝能夠以單一的厭氧氨氧化菌同時去除氨氮和亞硝酸鹽，但是如何穩(wěn)定提供亞硝酸鹽源是亟需解決的問題。另外，單一的短程硝化-反硝化、同步硝化-反硝化以及厭氧氨氧化工藝對焦化廢水中的cod、酚類以及其它污染物質(zhì)難以實現(xiàn)達標處理。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服已有技術(shù)中的不足之處，提出一種短程硝化-厭氧氨氧化高氨氮焦化廢水脫氮的膜處理方法。結(jié)合預好氧脫碳膜生物反應器、聯(lián)合短程硝化-厭氧氨氧化以及后置好氧膜生物反應器，實現(xiàn)穩(wěn)定高效脫氮。

基本思路是：在預好氧池內(nèi)設置膜組件，短時曝氣以去除部分cod，保證后續(xù)短時硝化階段的有效進行，為厭氧氨氧化階段提供充足的亞硝酸鹽，后置好氧池進一步處理焦化廢水中剩余氨氮、cod、酚氰等其他污染物質(zhì)，在后置好氧池內(nèi)設置膜組件，膜過濾使出水達標排放。

本發(fā)明短程硝化-厭氧氨氧化高氨氮焦化廢水脫氮的膜處理方法，依次串接設置調(diào)節(jié)池、隔油池、氣浮池、水解酸化池、預好氧膜生物反應器、短程硝化反應器、厭氧氨氧化反應器和后置好氧膜生物反應器，采用連續(xù)流的運行方式，各反應器同時進行，連續(xù)出水。

處理過程：進水/除油過程、水解酸化過程、預好氧膜處理過程、氨氮亞硝化過程、厭氧氨氧化過程、后置好氧膜過濾出水過程，各個過程依次同步進行，實現(xiàn)連續(xù)進水，連續(xù)出水。

所述進水/除油過程是通過進水泵將調(diào)節(jié)池內(nèi)的污水泵入隔油池去除油類污染物，隔油池出水流至氣浮池進一步去除乳化油等污染物。

所述水解酸化過程是氣浮池出水流至水解酸化池進行水解酸化，提高焦化廢水的可生化性。

所述預好氧膜處理過程是水解酸化池出水流至預好氧膜膜生物反應器，進行有機物的降解以及酚氰等物質(zhì)的去除。

所述氨氮亞硝化過程是將預好氧膜生物反應器的水通過膜組件泵入短程硝化反應器中，將部分氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽。

所述厭氧氨氧化過程是短程硝化反應器出水自流至厭氧氨氧化反應器，進行厭氧氨氧化反應。

所述后置好氧膜過濾出水過程是指出水泵通過膜組件將后置好氧膜生物反應器內(nèi)的混合液過濾出水。

另外，還進一步包括排泥過程，通過隔油池污泥泵、水解酸化池污泥泵、預好氧池污泥泵以及后置好氧池污泥泵排出隔油池的含油污泥與水解酸化池、預好氧膜生物反應器及后置好氧膜生物反應器內(nèi)的剩余污泥。

有益效果：本發(fā)明通過在水解酸化池后設置與好氧池，控制好氧時間以去除焦化廢水中大部分的有機物質(zhì)，保證后續(xù)氨氮亞硝化的高效運行，并且在與好氧池中設置膜組件，利用膜過濾實現(xiàn)了泥水幾乎完全分離的效果，不僅提高了預好氧池的污泥濃度，能夠保證好氧效果并降低運行時間，而且也有利于短程硝化反應器中亞硝化菌的富集，強化短程硝化效果，另外，膜過濾出水代替了沉淀池，縮短了工藝流程。短程硝化和厭氧氨氧化的聯(lián)合，短程硝化和厭氧氨氧化分別在兩個反應器中進行，一定程度上避免了不同微生物之間的相互影響，保障了不同微生物在各自的系統(tǒng)中良好生長環(huán)境，強化短程硝化效果和厭氧氨氧化效果，從而實現(xiàn)高效脫氮效能。通過后置好氧池，進一步去除水中剩余氨氮、cod、酚氰等污染物質(zhì)，并在后置好氧池內(nèi)設置膜組件，代替?zhèn)鹘y(tǒng)工藝中的砂濾池、沉淀池等，大大縮短工藝流程，膜過濾出水可使出水ss基本為0，保證出水達標排放。較傳統(tǒng)工藝，該工藝具有流程簡單、總的水力停留時間短、曝氣量少、能耗低、生物濃度高、占地面積小、出水水質(zhì)好、操作管理方便等優(yōu)點，對焦化廢水處理新工藝的開發(fā)和現(xiàn)有焦化廢水處理工藝的升級改造具有重要指導意義。

附圖說明

圖1是本發(fā)明短程硝化-厭氧氨氧化高氨氮焦化廢水脫氮的膜處理工藝流程圖。

圖中：1－調(diào)節(jié)池，2－隔油池，3－氣浮池，4－水解酸化池，5－預好氧膜生物反應器，6－預好氧池膜組件，7－短程硝化反應器，8－厭氧氨氧化反應器，9－后置好氧膜生物反應器，10－后置好氧池膜組件，11－進水泵，12－預好氧膜生物反應器出水泵，13－出水泵，14－隔油池污泥泵，15－水解酸化池污泥泵，16－預好氧膜生物反應器鼓風機，17－后置好氧膜生物反應器鼓風機。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明作進一步的描述。

如圖1所示，本發(fā)明短程硝化-厭氧氨氧化高氨氮焦化廢水脫氮膜處理方法，采用調(diào)節(jié)池1、隔油池2、氣浮池3、水解酸化池4、預好氧膜生物反應器5、短程硝化反應器7，厭氧氨氧化反應器8和后置好氧膜生物反應器9，依次串接形成處理系統(tǒng)。其中預好氧膜生物反應器5和后置好氧膜生物反應器9內(nèi)分別置有預好氧池膜組件6、后置好氧池膜組件10，用于預好氧出水和最終膜出水；在預好膜生物反應器5和后置好氧膜生物反應器9內(nèi)通過鼓風曝氣對微生物供氧，同時曝氣還起到對膜面沖洗的作用，以控制膜污染。

采用連續(xù)流的運行方式，焦化廢水從調(diào)節(jié)池1依次通過隔油池2、氣浮池3、水解酸化池4、預好氧膜生物反應器5、短程硝化反應器7、厭氧氨氧化反應器8后置好氧膜生物反應器9，并在預好氧膜生物反應器5和后置好氧膜生物反應器9內(nèi)分別置膜組件，實現(xiàn)膜出水。整個工藝流程包括進水/除油過程、水解酸化過程、預好氧膜處理過程、氨氮亞硝化過程、厭氧氨氧化過程、后置好氧膜過濾出水過程及排泥過程七個過程。

具體運行過程：

1、進水/除油過程：通過進水泵11將調(diào)節(jié)池1內(nèi)的污水泵入隔油池2去除油類污染物，隔油池2出水自流至氣浮池3進一步去除乳化油等污染物。

2、水解酸化過程是氣浮池/3出水自流至水解酸化池4進行水解酸化，將難生物降解有機物降解為易生物降解有機物，將大分子有機物降解為小分子有機物，提高焦化廢水的可生化性。

3、預好氧膜處理過程是水解酸化池4出水自流至預好氧膜膜生物反應器5，進行有機物的降解以及酚氰等物質(zhì)的去除，采用鼓風機16進行曝氣。

4、氨氮亞硝化過程是將預好氧膜生物反應器5的水通過膜組件6泵入12短程硝化反應器中7，將部分氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽。

5、厭氧氨氧化過程是短程硝化反應器7出水自流至厭氧氨氧化反應器8，進行厭氧氨氧化反應。

6、后置好氧膜過濾出水過程是指出水泵13通過膜組件10將后置好氧膜生物反應器內(nèi)9的混合液過濾出水，采用后置好氧膜生物反應器鼓風機17進行曝氣。

排泥過程：通過隔油池污泥泵14、水解酸化池污泥泵15、預好氧池污泥泵18以及后置好氧池污泥泵19排出隔油池的含油污泥與水解酸化池、預好氧膜生物反應器及后置好氧膜生物反應器內(nèi)的剩余污泥。

該工藝采用連續(xù)流的運行方式，焦化廢水首先進入隔油池去除油類污染物；隔油池出水進入氣浮池進一步去除乳化油等污染物；氣浮池出水進入水解酸化池進行水解酸化，提高焦化廢水的可生化性；水解酸化后，焦化廢水在預好氧膜生物反應器內(nèi)進行有機物的好氧降解，降低短程硝化階段的有機物量；將預好氧膜生物反應器出水泵入短程硝化反應器中進行短程硝化，將部分氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽；短程硝化反應器出水進入?yún)捬醢毖趸磻鲀?nèi)進行厭氧氨氧化，將氨氮和亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化為氮氣；最后，經(jīng)后置好氧膜生物反應器進一步去除水中氨氮、cod、酚氰等污染物，通過膜組件實現(xiàn)達標排放，各反應器定期排泥。整個運行周期約為18~22h，其中隔油池1.5~2h，氣浮池0.5~1h，水解酸化池2.5~4.5h，預好氧膜生物反應器1~2h，短程硝化反應器4~6h，厭氧氨氧化反應器4~6h，后置好氧膜生物反應器2~4h。