供稿|李韶英/LI Shao-ying

厭氧—缺氧/好氧新工藝

New Process of Anaerobic-Anoxic/ Aerobic

供稿|李韶英/LI Shao-ying

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焦化廢水是焦化廠在焦炭煉制、煤氣凈化及化工產(chǎn)品回收過(guò)程中產(chǎn)生的，其水質(zhì)復(fù)雜，組分種類繁多且污染物濃度高，除含有氨、氰化物、硫化物等無(wú)機(jī)污染物外，還含有酚類化合物、脂肪族化合物、雜環(huán)化合物和多環(huán)芳香烴等有機(jī)物。一般COD質(zhì)量濃度高達(dá)2000～4000 mg/L，NH3-N則在300 mg/L左右。焦化廠每天排出大量的廢水，不僅有毒有害，而且難降解，對(duì)環(huán)境危害極大。

焦化廠原廢水處理工藝

在邯鋼焦化廠5#、6#焦?fàn)t投產(chǎn)前，焦化廠使用的普通生物處理多為二級(jí)活性污泥法，基本上由除油池、調(diào)節(jié)池、浮選池、曝氣池、污泥沉淀池、混凝沉淀池等組成。由于氨氮濃度太高，故在進(jìn)入生化處理前，廢水先混合送蒸氨裝置脫去大部分氨氮污染物。普通生化處理設(shè)施能將焦化廢水中的酚氰有效地去除，但由于該技術(shù)的局限性，其處理出口排 水 的 COD、BOD5、NH3-N等污染物指標(biāo)均難于達(dá)標(biāo)，特別是NH3-N污染物幾乎沒有降解作用。生化處理設(shè)施出口排水中NH3-N在200 mg/L左右、CODcr在300 mg/L左右，這與污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)中所要求的CODcr＜150 mg/L、NH3-N＜15 mg/L相去甚遠(yuǎn)。

A—A/O法

近幾年來(lái)，焦化廠污水處理的工藝發(fā)展越來(lái)越先進(jìn)，不再僅限于好氧生物處理，同時(shí)隨著生物學(xué)、生物化學(xué)等學(xué)科的發(fā)展和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累，已開發(fā)出新的厭氧處理工藝。近年，研究人員打破了好氧處理和厭氧處理決然分立的傳統(tǒng)觀念，開發(fā)了好氧技術(shù)和厭氧技術(shù)聯(lián)合運(yùn)用的方法，在處理高濃度有機(jī)廢水方面取得了良好的效果，大大推進(jìn)了生物處理技術(shù)的研究和應(yīng)用。邯鋼焦化廠在20世紀(jì)90年代初新建5#、6#焦?fàn)t時(shí)，針對(duì)原有工藝存在的缺點(diǎn)，采用厭氧-缺氧-好氧聯(lián)合技術(shù)處理廢水，即A—A/O法，工藝流程如圖1所示。

基本生化原理

浮選池出水流至生化處理原水池，由泵提升至厭氧池，池中設(shè)有經(jīng)過(guò)培養(yǎng)馴化的厭氧生物膜的填料，在此進(jìn)行酸化處理，改變廢水的有機(jī)物組成，提高廢水的可生化處理性。出水進(jìn)入缺氧池，同時(shí)由二沉池分離的好氧池出水流至回流池，再由泵加壓至缺氧池，在此池中進(jìn)行脫氮處理。缺氧池中也設(shè)有培養(yǎng)馴化的厭氧生物膜，為了提高其污泥濃度，池底設(shè)有污泥攪拌裝置。利用懸浮污泥層與厭氧菌充分接觸進(jìn)行反硝化反應(yīng)，達(dá)到脫氮目的。厭氧池中的廢水為缺氧反應(yīng)提供C源，同時(shí)COD得到一定程度的降解。缺氧池廢水進(jìn)入好氧池，在好氧菌的作用下發(fā)生硝化反應(yīng)，廢水中NH4+-N和COD得到了氧化。同時(shí)在此池中加入Na2CO3為氧化NH4+-N提供堿和無(wú)機(jī)碳源。好氧池出水進(jìn)入二沉池，二沉池出水大部分回流至缺氧池再進(jìn)行反硝化處理。

結(jié)束語(yǔ)

厭氧—缺氧/好氧（A—A/O）生物處理工藝對(duì)焦化廢水具有明顯的處理效果。系統(tǒng)處理出水所有指標(biāo)均達(dá)到排放要求，達(dá)到了治理焦化廢水的目的。

采用厭氧預(yù)處理，可以改變廢水的理化性能，提高廢水可生化性，為反硝化提供易利用C源，提高系統(tǒng)對(duì)COD、TN的去除能力。

[1] 方建章. 生化法處理含酚廢水. 環(huán)境污染與防治，1999，8（4）： 10-12

[2] 張波，高廷耀. 生物脫氮脫磷工藝厭氧/缺氧環(huán)境導(dǎo)致效應(yīng). 中國(guó)給水排水，1997（3）：13

[3] 顧夏聲. 水處理工程. 北京：清華大學(xué)出版社, 1985

文章針對(duì)現(xiàn)有焦化廢水NH3-N和COD嚴(yán)重超標(biāo)問(wèn)題，焦化廠在原廢水處理工藝基礎(chǔ)上進(jìn)行了改造，采用厭氧—缺氧/好氧工藝（簡(jiǎn)稱A—A/O工藝），利用厭氧、缺氧、好氧三種不同的環(huán)境條件和不同種類微生物的有機(jī)配合來(lái)改變廢水中有機(jī)物的組成和可生化性處理，大大提高了氨氮和COD的去除率。

邯鄲鋼集團(tuán)邯寶公司設(shè)備動(dòng)力部，河北 邯鄲 056015

A—A/O法特點(diǎn)

與普通生化技術(shù)相比，A—A/O生物脫氮處理技術(shù)最大的特點(diǎn)是引進(jìn)了厭氧預(yù)處理，利用厭氧酸化改變焦化廢水中有機(jī)物的組成和可生化處理性，以提高整個(gè)系統(tǒng)的處理能力和效率，達(dá)到同時(shí)控制多種污染物的目的。處理后出水達(dá)到排放的要求（CODcr＜150 mg/L，NH3-N＜15 mg/L）。

硝化與反硝化反應(yīng)

硝化反應(yīng)是廢水進(jìn)入好氧池后在好氧菌群作用下進(jìn)行的反應(yīng)。硝化反應(yīng)是系統(tǒng)運(yùn)行控制的關(guān)鍵。硝化效果不好會(huì)造成出水NH3-N超標(biāo)，而且因?yàn)橄趸粡氐讓?dǎo)致出水COD升高。

硝化菌的馴化是硝化反應(yīng)穩(wěn)定進(jìn)行的前提，硝化菌有強(qiáng)烈的好氧性，適宜于中性或堿性環(huán)境，不能在強(qiáng)酸性條件下生長(zhǎng)，為了使硝化菌適應(yīng)高濃度焦化廢水環(huán)境，所以硝化菌生長(zhǎng)環(huán)境pH值控制在8.5左右，DO在2～5 mg/L為宜。

反硝化反應(yīng)是反硝化細(xì)菌在厭氧條件下利用有機(jī)物進(jìn)行的還原硝酸根釋放出分子態(tài)氮的反應(yīng)。在反硝化段pH控制在7～7.5,DO＜0.5 mg/L為宜。另外，為了取得總氮去除效果，必須使反硝化反應(yīng)進(jìn)行徹底。反硝化反應(yīng)徹底與否與原水中的C/N比例有重要關(guān)系。理論上C/N達(dá)到3左右即可滿足反硝化對(duì)碳源的要求，實(shí)際生產(chǎn)中的C/N 在5～7左右，因而關(guān)鍵在于如何有效利用碳源來(lái)提高反硝化率。焦化廢水中有機(jī)物生物降解性能差，碳源不宜被利用；加入?yún)捬躅A(yù)處理，可以改變有機(jī)物結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，提高碳源質(zhì)量，這樣可使反硝化菌充分發(fā)揮其活性，從而達(dá)到較好的總氮去除效果。

厭氧預(yù)處理作用

厭氧預(yù)處理是本工藝的主要特點(diǎn)，起著對(duì)大分子有機(jī)物進(jìn)行酸化和部分降解的作用，使原難于被好氧微生物所分解的有機(jī)物較易降解，從而被缺氧段反硝化細(xì)菌所利用。同時(shí)，減輕了好氧段的負(fù)擔(dān)，提高了系統(tǒng)去除有機(jī)物的能力。A/O系統(tǒng)由于缺氧段的補(bǔ)充，使系統(tǒng)對(duì)COD的去除能力有了很大提高，但出水COD仍難滿足排放要求。A—A/O系統(tǒng)中，萘類物質(zhì)在厭氧段有很高的去除率，因此全系統(tǒng)不但COD去除效果好，而且對(duì)芳香族和雜環(huán)化合物也取得很好的去除效果。

圖1 A—A/O工藝流程

除氨脫氮效果

NH3-N的去除效果與硝化反應(yīng)密切相關(guān)。完成硝化反應(yīng)的亞硝酸和硝酸細(xì)菌為專性化能自養(yǎng)菌，對(duì)有機(jī)物十分敏感，有機(jī)物濃度超過(guò)一定數(shù)量即可對(duì)硝化菌生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制作用。焦化廢水中存在大量的雜環(huán)和多環(huán)化合物，對(duì)硝化反應(yīng)的抑制作用更為明顯。除了有機(jī)物，高濃度的NH3-N也會(huì)對(duì)硝化反應(yīng)產(chǎn)生抑制，在厭氧段不僅去除了大部分COD減輕了其對(duì)硝化細(xì)菌的抑制作用，而且也取得了高達(dá)95%的除氨效果。

李韶英（1971—），女，漢族，河北邯鄲人，現(xiàn)就職于邯鄲鋼鐵有限公司西區(qū)設(shè)備部，環(huán)境工程工程師，學(xué)士學(xué)位，主要從事于冶金系統(tǒng)的廢水、粉塵的處理工作。聯(lián)系地址：056015河北邯鄲邯鄲鋼鐵有限公司西區(qū)設(shè)備部, E-mail： lishaoying2030@163.com。