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一种焦化废水处理装置及其方法,属于废水处理技术领域。本发明解决了焦化废水处理过程中化学需氧量(COD)和总氮(TN)去除难度大,生化出水COD和硬度高造成反渗透膜法废水回收率低和膜污堵严重的问题。焦化废水处理装置中废水依次进入预处理系统隔油池、气浮装置、调节池;再进入生化系统预曝气沉淀池、1#回流泵房吸水井、缺氧池、曝气池、一级沉淀池、1#回流泵房吸水井、后缺氧池、后曝气池、二次沉淀池;二次沉淀池出水再进入混凝反应池、混凝沉淀池和高密沉淀池深度处理工艺,系统污泥进入泥处理系统,除臭系统完成工艺系统臭气的收集和处理。本发明有效提高了生化系统的抗冲击负荷和生化效率,提高系统处理出水水质,有效降低深度处理工艺负荷。