本實用新型屬于廢水處理領域，特別涉及一種焦化廢水處理系統。

背景技術：

焦化一廠是神華蒙西煤化股份有限公司以煉焦生產為主的分廠，位于內蒙古鄂爾多斯市蒙西工業園區，占地面積為30萬平方米。70萬噸/年搗固焦項目于2002年10月開始籌建，焦爐爐型TJL4350D型側裝煤搗固焦爐，一號焦爐2002年10月開工，2003年10月竣工投產；二號焦爐2003年8月開工，2004年10月投產，目前安全生產穩定正常。目前解決焦化污水污染問題有兩條基本途徑：一是革新生產工藝，加強運行管理，減少污水水量，重復循環用水，從根本上消除和減輕污染物排放；二是對焦化污水進行處理使其達到排放要求。就目前而言，靠焦化生產工藝改革完全消除污染物排放還不可能達到，而現有污水處理系統包括一級處理段、二級處理段和污泥處理段，一級處理段包括格柵及污水提升泵井、隔油池、調節池、事故池、氣浮池、集油集渣池，一級處理段作為預處理用于除去污水中的焦油等油性污染物，均衡水質水量；二級處理段包括AO生化池(即，前置反硝化池)和二沉池，用于除去污水中的COD有機污物質及NH₃-N污染物質(即，氨氮污染物質)，污泥處理段包括污泥濃縮池和脫水機，用于處理污水處理中產生的污泥。由于現有污水處理系統并不能有效處理其中的難降解有機物、且處理后水質往往色度高，因此隨著國家對焦化污水排放標準的不斷提高，現有污水處理系統處理后的污水不能達到國家排放標準。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于提供一種焦化廢水處理系統，該焦化廢水處理系統可對焦化廢水進行總體綜合治理，使處理后的出水達到國家排放標準。

本實用新型的技術方案如下：

一種焦化廢水處理系統，包括：

一級處理段：用于對焦化廢水進行預處理以除去其中的油性污染物；

二級處理段：用于對來自所述一級處理段的焦化廢水進行生化處理以除去其中的耗氧污染物；

三級處理段：用于對來自所述二級處理段的焦化廢水進行臭氧催化氧化和MBAF曝氣生化處理；

污泥處理段：用于對來自所述二級處理段和三級處理段的污泥進行處理；

所述三級處理段包括：

混凝反應池：用于接收來自所述二級處理段的焦化廢水并對其進行混凝反應；

混凝沉淀池：用于接收來自所述混凝反應池的焦化廢水并沉淀；

第一中間水池：用于接收來自所述混凝沉淀池的焦化廢水并對其進行均質均量調節；

臭氧催化反應池：用于接收臭氧和來自所述第一中間水池的焦化廢水，以對其進行催化氧化；

第二中間水池：用于接收來自所述臭氧催化反應池的焦化廢水并對其進行均質均量調節；

MBAF反應池：用于接收來自所述第二中間水池的焦化廢水并對其進行進一步處理；

出水池：用于接收來自所述MBAF反應池的焦化廢水并將其回用或排放。

優選地，自所述出水池至所述MBAF反應池設置有反洗管線，用于將來自所述出水池的焦化廢水輸出至所述MBAF反應池進行反洗。

優選地，所述三級處理段還包括反洗水調節池，所述反洗水調節池用于接收來自所述MBAF反應池的反洗廢水，并將其輸出至所述混凝反應池進行循環。

優選地，所述臭氧催化反應池內設有：

曝氣盤：用于對所述臭氧催化反應池進行臭氧曝氣；

尾氣破壞器：用于吸收處理剩余的臭氧。

優選地，所述MBAF反應池設置于深度處理間內，所述MBAF反應池內設有MBAF反應器。

優選地，所述MBAF反應器包括緩沖配水區、濾料層和出水區；

緩沖配水區：位于所述MBAF反應器的底層，用于接收來自所述第二中間水池的焦化廢水；

濾料層：位于所述MBAF反應器的中層，用于對來自所述緩沖配水區的焦化廢水進行凈化處理；

出水區：位于所述MBAF反應器的頂層，且設有出水槽，用于將來自所述濾料層的焦化廢水排出。

優選地，所述濾料層設有用于承托濾料的支撐板，所述支撐板上設置有用于通入氣體或清水的濾頭，以對所述MBAF反應器進行反沖洗。

優選地，所述污泥處理段包括：

污泥池：用于接收來自所述混凝沉淀池的污泥；

污泥濃縮池：用于接收來自所述二級處理段和所述污泥池的污泥；

脫水機：用于接收來自所述污泥濃縮池的污泥并對其進行脫水，并排出泥餅。

優選地，所述一級處理段包括：

格柵及污水提升泵井：用于對來自污水排放系統的焦化廢水進行處理以除去其中的懸浮物及漂浮物，并將其提升入后續處理設備；

事故池：用于接收其他處理設備的事故性排水；

隔油池：用于對來自污水排放系統的焦化廢水、來自所述格柵及污水提升泵井的焦化廢水和來自事故池的焦化廢水進行處理以除去其中的油性污染物；

調節池：用于對來自隔油池的焦化廢水進行均質均量調節；

氣浮池：用于接收來自所述調節池的焦化廢水并進一步除去其中的油性污染物和懸浮物；

集油集渣池：用于接收來自所述氣浮池的油性污染物和懸浮物。

優選地，所述二級處理段包：

AO生化池：用于接收來自所述氣浮池的焦化廢水并除去其中的COD有機污染物和NH₃-N污染物質；

二沉池：用于接收來自所述AO生化池的焦化廢水，并對其進行泥水分離。

本實用新型的有益效果在于：

(1)本實用新型的焦化廢水處理系統，不僅包括一級處理段、二級處理段和污泥處理段，還包括用于對來自二級處理段的焦化廢水進行臭氧催化氧化和MBAF曝氣生化處理的三級處理段，臭氧催化氧化處理脫色效果好、不存在二次污染，且可在常溫常壓下有效氧化難降解的有機物(例如硝基苯)，將大分子有機物分解為易降解的小分子有機物；而輔以隨后的MBAF曝氣生化處理，可有效除去焦化廢水中的有機污染物質，保證出水達到國家排放標準；同時也避免了單獨使用臭氧催化氧化處理時，藥劑投加量增加、運行費用高的問題，有利于降低經濟投入；

(2)三級處理段中各部分的設置，可保證在較小經濟投入的基礎上，對焦化廢水中的污染物進行有效處理，使出水達到國家排放標準；

(3)反洗管線的設置，可利用經處理后的出水對MBAF反應池進行反洗，避免了清水的使用，有利于水的重復利用，節約用水量和用水費用；

(4)反洗水調節池的設置，可接收MBAF反應池中的反洗廢水，并將其輸入混凝反應池進行循環；

(5)臭氧催化反應池中曝氣盤和尾氣破壞器的設置，可以保證臭氧對焦化廢水中的有機污染物進行充分氧化的同時，防止多余的臭氧擴散到工作環境中而對工作人員造成身體傷害；

(6)MBAF反應器中各個區域的設置，有利于對來自第二中間水池的焦化廢水進行有效處理，除去其中的剩余有機物和氨氮污染物；緩沖配水區可使污水均勻流入MBAF反應器中；

(7)污泥處理段中各部分的設置，可同時處理二級處理段和三級處理段的混凝沉淀池中的污泥，在焦化廢水進入三級處理段之前，就先處理掉一部分污泥，減輕三級處理段的壓力；

(8)一級處理段中各部分的設置，可除去焦化廢水中的懸浮物和油性污染物，使得對焦化廢水的預處理達到較好的效果，為后續處理提供方便；

(9)二級處理段中各部分的設置，可除去焦化廢水中的COD、NH₃-N等有毒有害物質，有利于后續的三級處理段的處理。

附圖說明

圖1為本實用新型的焦化廢水處理系統在一種實施方式中的流程圖；

圖2為本實用新型的焦化廢水處理系統在另一種實施方式中的流程圖。

具體實施方式

以下通過具體實施方式對本新型的技術方案及其效果做進一步說明。以下實施方式僅用于說明本新型的內容，并不用于限制本新型的保護范圍。應用本新型的構思對本新型進行的簡單改變都在本新型要求保護的范圍內。

本實用新型的焦化廢水處理系統，包括：

一級處理段：用于對焦化廢水進行預處理以除去其中的油性污染物，例如焦油；

二級處理段：用于對來自所述一級處理段的焦化廢水進行生化處理以除去其中的耗氧污染物，例如COD有機污染物、BOD有機污染物和NH₃-N污染物質等；

三級處理段：用于對來自所述二級處理段的焦化廢水進行臭氧催化氧化和MBAF曝氣生化處理；

污泥處理段：用于對來自所述二級處理段和三級處理段的污泥進行處理。

本實用新型的焦化廢水處理系統，在經濟投入較小的情況下，能對焦化廢水中的污染物質進行有效處理，保證出水達到國家排放標準。

在一種實施方式中，所述三級處理段包括：

混凝反應池：用于接收來自所述二級處理段的焦化廢水并對其進行混凝反應；

混凝沉淀池：用于接收來自所述混凝反應池的焦化廢水并沉淀；

第一中間水池：用于接收來自所述混凝沉淀池的焦化廢水并對其進行均質均量調節；

臭氧催化反應池：用于接收臭氧和來自所述第一中間水池的焦化廢水，以對其進行催化氧化，降解其中的有機物，比如揮發酚；所述臭氧催化反應池內設有活性炭催化劑；優選有2座臭氧催化反應池；

第二中間水池：用于接收來自所述臭氧催化反應池的焦化廢水并對其進行均質均量調節；

MBAF反應池：用于接收來自所述第二中間水池的焦化廢水并除去殘留的有機物和NH₃-N污染物質，并截留懸浮物；

出水池：用于接收來自所述MBAF反應池的焦化廢水并將其回用或排放。

對來自二級處理段的焦化廢水進行臭氧催化氧化和MBAF曝氣生化處理的三級處理段，臭氧催化氧化處理脫色效果好、不存在二次污染，且可在常溫常壓下有效氧化難降解的有機物(例如硝基苯)，將大分子有機物分解為易降解的小分子有機物；而輔以隨后的MBAF曝氣生化處理，可有效除去焦化廢水中的有機污染物質，保證出水達到國家排放標準；同時也避免了單獨使用臭氧催化氧化處理時，藥劑投加量增加、運行費用高的問題，有利于降低經濟投入。

MBAF反應池，即改良型曝氣生物濾池，結構與傳統曝氣生物濾池(BAF)沒有區別，只是其中濾料的粒度變小，由傳統的15-20mm變為10mm，使得濾料的吸附能力增強；MBAF反應池主要是通過曝氣系統及濾料的優化組合，提高系統的曝氣效果及處理效果，濾料粒度變小后，對廢水的處理能力提高，處理效果變好。

在一種優選實施方式中，所述MBAF反應池有4座，4座MBAF反應池并列設置。

在現有的處理系統中，傳統曝氣生物濾池(BAF)有3座，本申請的處理系統中，MBAF反應池有4座，處理級數由3提升為4后，對廢水的處理量增大，處理效果也更好。

在一種實施方式中，所述MBAF反應池設置于深度處理間內，所述MBAF反應池內設有MBAF反應器。

深度處理間即房間，考慮到冬季溫度較低且MBAF反應器濾速較低，為保證生化處理效果及防止池面結冰，將MBAF反應池設于深度處理間內。

在一種實施方式中，所述MBAF反應器包括緩沖配水區、濾料層和出水區；

緩沖配水區：位于所述MBAF反應器的底層，用于接收來自所述第二中間水池的焦化廢水；

濾料層：位于所述MBAF反應器的中層，用于對來自所述緩沖配水區的焦化廢水進行凈化處理；

出水區：位于所述MBAF反應器的頂層，且設有出水槽，用于將來自所述濾料層的焦化廢水排出。

濾料層填充高效陶粒濾料，高效陶粒濾料具有比表面大，孔隙率高，截污能力強，濾速高，使用壽命長，反沖洗耗水量少，不易板結，不易風化等優點，且不含有對人體有害物質。

緩沖配水區可使來自第二中間水池的焦化廢水均勻流過過濾層，且在焦化廢水進入過濾層時，同時由鼓風機進行鼓風曝氣并通過曝氣器向池內供給微生物膜代謝所需的空氣(氧源)，生長在濾料上的微生物膜從焦化廢水中吸取可溶性有機污染物作為其生理活動所需的營養物質，在代謝過程中將有機污染物分解，使焦化廢水得到凈化。

MBAF反應器中各個區域的設置，有利于對來自第二中間水池的焦化廢水進行有效處理，除去其中的剩余有機物和氨氮污染物；緩沖配水區可使污水均勻流入MBAF反應器中。

在一種實施方式中，自所述出水池至所述MBAF反應池設置有反洗管線，用于將來自所述出水池的焦化廢水輸出至所述MBAF反應池進行反洗。

當MBAF反應器運行一定時間后，由于濾料上增厚微生物膜的脫落，出水中會帶有部分脫落的微生物膜，使出水水質變差，此時須關閉MBAF反應池的進水管閥門，啟動反沖洗水泵并打開反洗管線，利用儲備在出水池中的出水對MBAF反應器的濾料層進行反沖洗。

反洗管線的設置，可利用經處理后的出水對MBAF反應池進行反洗，避免了清水的使用，有利于水的重復利用，節約用水量和用水費用。

MBAF反應器為周期運行，從開始過濾到反沖洗完畢為一個完整的周期。經預處理的污水從濾池底部進入，在濾池底部進行曝氣。在反應器中，有機物被微生物氧化分解，NH₃-N被氧化成NO^3--N，另外由于在生物膜的內部存在厭氧/兼氧環境，在硝化的同時實現部分反硝化。

隨著過濾的進行，由于填料表面新產生的生物量越來越多，截留的SS不斷增加，在開始階段水頭損失增加緩慢，當固體物質積累達到一定程度，堵塞濾層，并且阻止氣泡的釋放,將會導致水頭損失很快達到極限，此時進入反沖洗再生，以去除濾床內過量的生物膜及SS，恢復處理能力。其中，水頭損失是指單位重量的水或其他液體在流動過程中因克服水流阻力作功而損失的機械能。

在一種實施方式中，所述濾料層設有用于承托濾料的支撐板，所述支撐板上設置有用于通入氣體或清水的濾頭，以對所述MBAF反應器進行反沖洗。

反沖洗采用氣-水聯合反沖洗。為保證布水、布氣均勻，在濾料支撐板上均勻布置有MBAF反應器專用的配水或配氣的濾頭。MBAF反應器反洗周期24h，可根據水質及MBAF反應池情況進行調節。MBAF反應器反沖洗時，MBAF反應池停止進水，打開反沖洗管閥門，最后開啟反沖洗泵；反沖洗采用先氣沖，然后氣水混沖，最后水沖的順序，氣洗強度約為10-15L/m²·s，水洗強度為4-6L/m²·s，整個反沖洗過程中水洗強度保持不變。氣沖、氣水混沖和水沖時間應根據進水水質，在保證出水水質的前提下尋找最經濟的組合。反沖洗結束后，先關閉反沖洗泵，然后關閉反沖洗閥門，MBAF反應池重新進水。反洗廢水的瞬時排水量很大，自流排放至反洗水調節池，經提升以穩定的小流量排入混凝反應池循環。

在一種實施方式中，所述三級處理段還包括反洗水調節池，所述反洗水調節池用于接收來自所述MBAF反應池的反洗廢水，并將其輸出至所述混凝反應池進行循環。

由于MBAF反應池的瞬時反洗廢水量較大，反洗水調節池的設置，可減小對排水管道及構筑物的沖擊。

在一種實施方式中，所述臭氧催化反應池內設有：

曝氣盤：用于對所述臭氧催化反應池進行臭氧曝氣；優選曝氣盤為微孔純鈦曝氣盤。

尾氣破壞器：用于吸收處理剩余的臭氧。

臭氧催化反應池的具體設置，可以保證臭氧對焦化廢水中的有機污染物進行充分氧化的同時，防止多余的臭氧擴散到工作環境中而對工作人員造成身體傷害。

在一種實施方式中，所述污泥處理段包括：

污泥池：用于接收來自所述混凝沉淀池的污泥；

污泥濃縮池：用于接收來自所述二級處理段和所述污泥池的污泥；

脫水機：用于接收來自所述污泥濃縮池的污泥并對其進行脫水，并排出泥餅。

污泥處理段的具體設置，可同時處理二級處理段和三級處理段的混凝沉淀池中的污泥，在焦化廢水進入三級處理段之前，就先處理掉一部分污泥，減輕三級處理段的壓力。

在一種實施方式中，所述一級處理段包括：

格柵及污水提升泵井：用于對輸入的焦化廢水(無壓污水)進行處理以除去其中的懸浮物及漂浮物，并將其提升入后續處理設備；其中，無壓污水是指靠重力輸入的焦化廢水；

事故池：用于接收其他處理設備的事故性排水；

隔油池：用于對輸入的焦化廢水(有壓污水)、來自所述格柵及污水提升泵井的焦化廢水和來自事故池的焦化廢水進行處理以除去其中的焦油等油性污染物；其中，有壓污水是指通過提升泵提升輸入的焦化廢水；

調節池：用于對來自隔油池的焦化廢水進行均質均量調節；

氣浮池：用于接收來自所述調節池的焦化廢水并進一步除去其中的浮油和懸浮物；氣浮過程中可加入藥劑加快處理；

集油集渣池：用于接收來自所述氣浮池的浮油和懸浮物。

一級處理段作為預處理用于除去污水中的焦油等油性污染物及懸浮物。

在一種實施方式中，所述二級處理段包括AO生化池和二沉池；

AO生化池：用于接收來自所述氣浮池的焦化廢水并除去其中的COD有機污染物和NH₃-N污染物質，其中，NH₃-N污染物質是利用硝化和反消化反應除去的；

二沉池：用于接收來自所述AO生化池的焦化廢水，并對其進行泥水分離。

焦化廢水中COD、NH₃-N等有毒有害物質含量較高，對微生物有毒害作用，嚴重影響微生物的生長，導致生化系統不能正常運行，因此須控制進入生化池污水中的有毒有害物質的濃度。

AO生化池中，A段為缺氧段，位于O段之前，主要利用池內的反硝化菌，將回流的混合液中的NO₃^-及NO₂^-轉變成N₂，同時水解酸化并去除進水中的部分含碳有機物；O段為好氧段，采用微孔曝氣器作為充氧手段，主要進行硝化反應和含碳有機物的降解。

本實用新型的焦化廢水處理系統在一種實施方式中的工作過程如圖1所示：

焦化廢水輸入一級處理段進行預處理以除去其中的焦油等油性污染物；來自一級處理段的焦化廢水輸入二級處理段進行生化處理以除去其中的COD有機污染物、BOD有機污染物等耗氧污染物；來自二級處理段的焦化廢水輸入混凝反應池中進行沉淀，期間加入混凝藥劑，以除去焦化廢水中的有機物及懸浮物；來自混凝反應池的焦化廢水輸入混凝沉淀池中進行沉淀；來自混凝沉淀池的焦化廢水輸入第一中間水池進行均質均量調節；來自第一中間水池的焦化廢水輸入臭氧催化反應池進行臭氧催化氧化反應，以除去其中的COD有機污染物質，并將其中的大分子難降解有機物分解為小分子易降解有機物；來自臭氧催化反應池的焦化廢水輸入第二中間水池進行均質均量調節；來自第二中間水池的焦化廢水輸入MBAF反應池進行生化反應以除去其中殘余的小分子有機物；來自MBAF反應池的焦化廢水輸入出水池存儲，用于回用或排放；來自混凝沉淀池的污泥輸入污泥池；來自二級處理段和污泥池的污泥輸入污泥濃縮池進行濃縮，并輸入脫水機進行脫水，可加入藥劑加速脫水(藥劑可將污泥絮團，有助于泥水分離)，泥餅外運；當系統運行時間較長時，啟動反沖洗對MBAF反應池進行反沖洗，反沖洗水輸入反洗水調節池，并循環輸出至混凝反應池中。

本實用新型的焦化廢水處理系統在另一種實施方式中的工作過程如圖2所示：

焦化廢水輸入一級處理段中進行預處理，首先焦化廢水(無壓污水)輸入后經格柵處理以除去其中的懸浮物，之后經污水提升泵井提升輸入隔油池中除去其中的油性污染物，同時，焦化廢水(有壓污水)輸入也隔油池中除去其中的油性污染物；事故池用于接收其他處理設備的事故性排水，并將其輸入隔油池進行處理；來自隔油池的焦化廢水輸入調節池進行均質均量調節；來自調節池的焦化廢水輸入氣浮池以進一步除去其中的浮油和懸浮物；來自氣浮池的浮油和懸浮物輸入集油集渣池進行收集和外運；來自氣浮池的焦化廢水輸入二級處理段的AO生化池進行處理以除去其中的COD有機污染物和NH₃-N污染物質；來自所述AO生化池的焦化廢水輸入二沉池中進行泥水分離；來自二沉池的污泥輸入污泥處理段的污泥濃縮池進行處理，來自二沉池的焦化廢水輸入三級處理段的混凝反應池進行處理；后續過程與圖1所示系統的工作過程一樣。

利用原設計的焦化廢水處理系統與本實用新型的焦化廢水處理系統對焦化廢水的處理結果比較如下：

利用原設計的焦化廢水處理系統對焦化廢水進行處理時，進出口的焦化廢水測試結果如表1所示；

表1利用原設計的焦化廢水處理系統進出口的焦化廢水測試結果

利用本實用新型的焦化廢水處理系統對焦化廢水進行處理時，進口及各部分出水的焦化廢水測試結果如表2所示；

表2利用本實用新型的焦化廢水處理系統進出口的焦化廢水測試結果

由表1和表2的比較可知，本實用新型的焦化廢水處理系統，相對于原設計，可有效處理焦化廢水，降低焦化廢水出水的pH、化學需氧量、懸浮物、揮發酚和氨氮，使出水的各項指標達到甚至優于國家的排放標準。