河北省某炼焦制气有限公司为了满足市场需求，进行了技术改造，新建了2座43-98型焦炉（33孔），项目建成后形成年产焦炭40万t，为了满足焦化废水的达标排放，对焦化废水治理工程进行了重新设计。
废水量及水质
(相关资料图)
全厂总的废水量为2400m3/d，进水水质见下表。其中COD、NH3-N指标为10个月监测数据的平均值。
废水处理工艺
（1）工艺流程
焦化废水进入综合收集池进行均质均量，然后进入气浮装置去除油和悬浮物，再进入反应槽中进行化学反应脱除氰化物，然后进入脱氨氮催化装置中脱除氨氮，焦化废水经过前面化学反应后与易生物降解的生活污水进行混合进入后续的生化系统，经过水解、缺氧、好氧后进行混凝沉淀，出水大部分送往熄焦塔和熄焦台作补充水，以及地面除尘站用水及煤场洒水。污泥进污泥池用板框压滤后外运。本工艺运行稳定，处理效果优于钢铁工业水污染物排放标准（GB13456-92）二级标准。工艺流程如图所示。
（2）主要构筑物与设备
① 综合收集池：1座，地下式，钢砼结构；有效容积1000m3，水力停留时间10h。配置提升泵2台。
② 气浮装置：1座，钢塑制一体机结构；水力停留时间1h。
③ 焦油池：1座，地下式，钢砼结构；有效容积100m3，水力停留时间1h。
④ 反应槽：2套，钢砼结构；有效容积300m3，水力停留时间3h。反应槽配置加药系统2套。
⑤ 脱氨氮催化装置：6座，钢塑制一体机结构，水力停留时间1h。
⑥ 循环池：1座，地下式，钢砼结构；有效容积100m3，水力停留时间1h，循环池配置加药系统1套、循环泵1台。
⑦ 综合调节池：1座，半地下式，钢砼结构；有效容积2400m3，水力停留时间24h，配置提升泵2台。
⑧ 水解酸化池：1座，半地下式，钢砼结构；有效容积1000m3，水力停留时间10h，池内设置布水系统，弹性填料540m3。
⑨ 缺氧反应池：1座，半地上式，钢砼结构。有效容积1200m3；水力停留时间12h；弹性填料720m3；曝气器480只。
⑩ 好氧反应池：1座，半地上式，钢砼结构。有效容积2400m3，水力停留时间24h；生物驯化器1台。弹性填料1600m3；曝气器1070只。
二沉池：1座，半地上式，钢砼结构；有效容积400m3，水力停留时间4h；斜管填料体积为30m3，斜管直径为80mm。
深度处理池：1座，半地上式，钢砼结构；有效容积800m3，水力停留时间8h；深度处理池配置加药系统一套，投加混凝剂进行深度处理。
回用水池：1座，半地上式，钢砼结构；有效容积800m3，水力停留时间8h。
污泥池：1座，半地上式，钢砼结构；有效容积400m3，水力停留时间4h。
工艺分析
（1）综合收集池（含隔油装置）
由于生产废水排放不稳定，使废水的水质和水量不稳定，因此将废水引入综合收集池停留一定的时间，使废水在池内得到均衡。
（2）气浮装置和焦油池
废水经水下提升泵输送到气浮装置，经气浮去除油脂及悬浮物。气浮装置出水后，一部分水进入后续反应槽，另一部分废水进入焦油池，用于回收。
（3）反应槽
为了避免焦化废水中SCN和CN-对后续生化处理单元中微生物的影响，对原水进行氰化物的预处理，在反应槽内加入破氰剂，使水质达到满足后续处理要求。破氰剂为次氯酸钠和石灰，ORP控制在+300mV，pH控制在10左右。
（4）脱氨氮催化装置
原焦化厂生产工艺中配置有氨氮蒸馏装置，该装置由于设备老化造成氨氮去除率较低，因此，剩余氨水经过氨氮蒸馏装置出水后氨氮较高，不能直接进入生化系统，本工艺引入脱氨氮催化装置，氨氮催化吹脱设备采用逆流操作，使气液相互充分接触，使水中溶解的游离氨穿过气液界面，向气相转移，从而达到脱除氨氮的目的。塔内装有一定高度的填料，以增加气-液传质面积，从而有利于氨气从废水中解吸。废水被提升到填料塔的塔顶，并分布到填料的整个表面，通过填料往下流，与气体逆向流动。高效氨氮氧化吹脱工艺依靠Ammo-REV高效脱氨催化剂，在常规温度条件下实现对水体中的凯式氮（TKN）类负三价氨类物质进行催化氧化反应的工艺，其处理原理相当于对水体中的游离态及有机化合态的负三价氨进行氧化，令其从分子链上脱环断链。并进一步被分解成NO2-、NO3-，最终以NH3形态直接从水体吹脱，或者以[N2H2]形态过渡到N2，形成氮气直接排放。装置的技术优势为：①采用了添加液态氨氮吹脱促进剂，在较低的温度（大约35℃以下）和较低的pH条件下（约pH=9～10）实现氨氮的吹脱去除。②采用逆流操作，增加了气液传质面积，从而有利于氨气从废水中分离，处理效率高。③塔式设备，占地面积小。
（5）循环池
为了控制氨氮的量，设置循环池，用循环次数来控制氨氮的量。
（6）综合调节池
主要作用是引入厂区地面废水、生活污水，增加焦化废水的可生化性。然后进入后续生化系统。
（7）水解酸化池、缺氧反应池、好氧反应池
这一部分为A2/O工艺，是生物处理主体单元，也是目前最为成熟的焦化废水生物处理工艺。水解酸化池利用厌氧微生物先将废水中的苯酚、二甲酚以及喹啉、异喹啉、吲哚、吡啶等杂环化合物降解为小分子，提高焦化废水的可生物降解性，利于后续生化处理。从酸化段出来的废水进入缺氧段，同时好氧段的部分出水回流至缺氧段，为缺氧段提供硝态氮。虽然氨氮催化吹脱工艺大大降低了废水中的氨氮含量而且混入了易生化的生活污水，但是缺氧池在运行中需要补充少量的甲醇做为反硝化的碳源，提高生化系统的运行稳定性。好氧池内进行硝化反应，在好氧池中投加纯碱提供硝化反应需要的碱度，使pH控制在7.5～8.2。好氧池中氨氮基本可以全部转化为硝态盐氮，然后其混合液回流到缺氧池进行反硝化脱氮。同时好氧池也是有机物处理的主要场所。生物驯化器采用江苏沃奇环保工程有限公司设备，前期将种菌投入驯化器内，使菌种在驯化器内得以迅速繁殖；然后将成熟的活性菌种投入污水池内，并向驯化器内补充适当养料，令驯化器内剩余菌种继续繁殖，形成循环往复、生生不息的增殖驯化系统，为生化池菌体补充提供充足的高活性的菌源，并确保投入菌种的高活性，使生化池运行效率保持在较高水平。
（8）深度处理池
采用混凝法对二沉池出水进行深度处理，混凝法是向废水中投加混凝剂和絮凝剂，与废水中污染物形成大颗粒絮状体，经沉淀与水分离。混凝药剂采用PFS+PAM，PFS按照0.2kg/m3污水量进行投加，出水进入回用水池储存。
运行效果
废水处理设施建成后，其运行情况稳定，出水良好，出水污染物浓度达到GB13456-92二级标准，出水水质和排水标准见下表。
成本分析
工程总投资1453万元，其中土建工程投资428万元，设备和材料费用1005万元，其他20万元。运行成本为：人工费0.13元/t；电费2.37元/t；破氰剂2.8元/t；混凝剂0.8元/t；调pH：0.5元/t；脱氨剂0.8元/t；吨水运行费用0.13+2.37+2.8+0.8+0.5+0.8=7.4元/t。
结论
采用物化+生化工艺处理焦化废水，处理规模为2400m3/d，工程运行后，对COD的去除率可达97.4%，NH3-N的去除率可达96%，SS的去除率可达96.2%，酚的去除率达99.9%，硫的去除率达97.7%，氰的去除率达98%，油的去除率达98.7%，处理出水达到钢铁工业水污染物排放标准（GBl3456-92）二级标准，具有良好的环境效益和经济效益。该工艺处理效果好、运行非常稳定，具有较高的推广价值。
由于焦化厂剩余氨水通过氨氮蒸馏装置去除率不高，所以在污水治理流程中加入脱氨氮催化装置进行二次脱氮是非常必要的。实践表明，脱氨氮催化装置可以将NH3-N保持在100mg/L以下，可以大大减轻后续生化系统的负荷。
将生活污水与焦化废水混合进行生化处理能提高废水可生化性，减少对微生物的冲击。
