A2O工艺处理焦化废水工程工艺控制冯致合

2011年第7期广东化工第38卷总第219期·125·A2/O工艺处理焦化废水工程工艺控制冯致合(广州市环境保护工程设计院有限公司，广东广州510115)[摘要]焦炭生产过程中产生大量的焦化废水，焦炭废水成分复杂，有害物质很多，如不加处理，任意排放，会对环境造成严重的污染。文章采用A2/O工艺处理焦化废水，通过对试运行期间各项参数的控制，该工艺运行稳定，处理效果好，处理后出水水质感观极好。[关键词]焦化废水；A2/O处理工艺；工艺控制[中图分类号]X5[文献标识码]A[文章编号]1007-1865(2011)07-0125-01ProcessControlofCokingWastewaterTreatmentbyA2/OFengZhihe(GuangzhouEPEnvironmentEngineeringCo.,Ltd.,Guangzhou510115,China)Abstract:CokingwastewaterproducedinCproduct,itscomponentiscomplex,containmanyharmmaterials.Ifnottreatment,dischargefreely,willcaseseriousenvironmentproblems.TheA2/Oprocesswasadoptedtotreatcokingwastewater,throughtheparameterscontrolintheoperation,theprocessranstably,thetreatmentefficiencywasgood.Keywords:cokingwastewater；A2/Otreatment；processcontrol随着焦炭价格的上涨，全国焦化企业生产规模日益扩大，虽然这对经济的发展带来一定的帮助，但付出代价也是巨大的，焦炭生产过程中产生的焦化废水对环境造成了严重的污染。焦化废水的有害物质主要有：氨氮、焦油、悬浮物、酚、氰化物、硫化物、苯胺、单环和多环芳香族化合物。其可生化性差，不能被微生物进行很好的降解。特别是水中NH3-N排入江河、湖泊后形成水体的富营养。故焦化废水脱氮在国内外已普遍引起重视[1]。1工程概况某焦化厂生产规模为250万t/a。水质情况见表1。表1水质情况Tab.1Waterindex项目pHCODNH3-N酚硫化物均值7.5~101500~2500400~600100~1201~1.5该废水COD浓度较大，可生化较好，因此采用生物处理方法处理该厂的焦化废水，由于废水中氨氮浓度较高，本工程采用A2/O生物脱氮工艺。2焦化废水处理工程的试运行与控制2.1种泥来源及投加方式该工程A2/O反应池投加菌种污泥来源于广州某大型污水处理厂的好氧剩余的脱水污泥。对菌种污泥采用直接投加方式，菌种污泥直接投入反应池。在反应池曝气搅动混合作用下使成团的污泥很快分解成悬浮混合液。2.2活性污泥培养驯化期间进水水质污水处理工程投加污泥完毕，开始了生物调试阶段。起初对投放的菌种污泥进行驯化，使其恢复污泥活性。经过一个月的调试，调节池混合水质见表2。表2调节池混合水样水质Tab.2Waterqualitymg·L-1项目pHCODNH3-N酚硫化物均值8.471631453.9106.21.33变化7.82~9.70633.6~3795.289.5~146650.8~1600.35~1.82从进水水质分析数据可知：(1)刚开始一个月，由于该厂的蒸氨塔刚刚投入运行，在实行操作中一些工艺控制条件没有掌握很好，致使蒸氨塔出水NH3-N浓度经常达不到设计进水要求，对生化系统的前期生物培养产生一定的难度，微生物被高浓度的NH3-N抑制，生化系统的污泥驯化、培养工作进行不是很好；(2)由于焦化废水中几乎没有磷的含量，通过系统加药及进水中C/N比值的调配，系统进水中的营养物质能够满足本系统中微生物的新陈代谢活动及微生物增殖需要。2.3活性污泥培养驯化的实施活性污泥的培养、驯化工作在A2/O反应池进行。按照活性污泥培养、驯化的先后阶段，整个过程分为三个阶段：(1)第一阶段：首先对投加完毕的污泥进行闷曝气使已经厌氧消化的污泥，逐步转向好氧状态，使污泥颜色由黑变黄，使污泥固有的活性逐步恢复，缓慢的适应焦化废水进水水质。(2)第二阶段：系统在低负荷状态下开始进水，为防止前期启动过程中受进水条件的负荷冲击，工艺系统采用设计的满负荷运行下的稀释水量、污泥回流比、混合液回流比均采用同等处理水量的最大回流比，加强来水中带有的易降解有机污染物质的充分混合，将在配水井的短时间的污泥吸附降解作用发挥的很好，为后续的缺氧—好氧微生物的降解创造很好的前提条件。(3)第三阶段：针对上一阶段出现的问题，积极的与蒸氨工段联系，同时化产车间采取措施调整工艺运行，对蒸氨控制条件进行调整后，蒸氨废水来水水质基本上达到设计进水要求。在此阶段：通过观察A2/O反应池运行情况逐步好转，出水各项指标基本上达到或接近二级排放标准。总体分析：本工程采用的预处理+A2/O+深度处理工艺对焦化废水具有很好的处理效果[2]：在预处理阶段来水中的焦油及焦油沉渣(重油)通过隔油沉淀池后很好的进行去除；在气浮处理装置对来水中的乳化油进行很好的去除；在A2/O反应池运行过程中，污水首先进入厌氧池与回流污泥混合，在兼性厌氧发酵菌的作用下部分易生物降解大分子有机物被转化为小分子的挥发性脂肪酸(VFA)，随后污水进入缺氧池，反硝化菌利用污水中的有机物和回流混合液中的硝酸盐进行反硝化，可同时去碳脱氮；在好氧池碳化菌和硝化菌能够合理的进行生长，进水中的COD、NH3-N很快进行降解，NH3-N去除率达到90%以上。因进水中有时来水碱度不高，曝气中反应池内的pH很快下降(因为每氧化1g的氨氮，将消耗7.15g碱度)，这将导致硝化结果不完全，表现为出水中氨氮暂时性升高。据资料说明，硝化菌所适宜的最佳生长pH范围为7.5~8.0。这一说明在很多工程中得到了验证。2.4活性污泥培养驯化的成熟过程：自该厂的污泥微生物的培养驯化开始，经过将近三个月时间的试运行调整，系统日趋完善，基本具备稳定运行条件。所表现为活性污泥培养成熟的条件如下：(1)出水水质大幅度提高。处理后出水COD均在70~140mg/L，NH3-N在5~10mg/L，酚在0.04~0.5mg/L，出水水质感观极好。(2)污泥量在保持平衡的基础上，逐步缓慢增长。MLSS浓度维持在2000mg/L。(3)污泥质量得到改。伴随系统生物培养的逐步进行，污泥外观由黑色逐渐转变为土黄色，生物镜检结果：菌胶团密实，豆形象、滴虫等游离生物基本上没有。原生生物数量由少迅速增多，并且活性极强。(下转第121页)[收稿日期]2011-03-13[作者简介]冯致合(1981-)，男，广东韶关人，本科，技术人员，设计助理，主要从事水处理设计和环境影响评价工作。2011年第7期广东化工第38卷总第219期·121·1:1:0.41:1:0.61:1:0.81:1:11:1:1.24550556065707580氨氮去除率/%N:Mg:P图2药剂摩尔比对氨氮去除效果的影响Fig.2Effectofchemicalsmoleratiototheammoniaremoval由图2可看出，随着磷盐投加量的增加，氨氮的去除效果不断增加，但随着投加的磷盐继续增加时，氨氮的去除率增加不明显，去除率保持不变。当N∶Mg∶P摩尔比为由1∶1∶0.4至1∶1∶0.8时，氨氮的去除率迅速上升，去除率由46%升至75%，当继续改变N∶Mg∶P摩尔比为1∶1∶1时，氨氮的去除率基本保持不变，因此在化学沉淀阶段中投药量存在一定的限度，而不能通过改变N∶Mg∶P比例而无限制的去除氨氮。因此，该工艺中控制化学沉淀阶段的N∶Mg∶P摩尔比为1∶1∶0.8。4.2化学沉淀-硝化反硝化对CODCr和NH3-N去除效果试验首先通过烧杯试验确定化学沉淀阶段的投药量后，然后对整套工艺进行了调试，投加了活性污泥进行接种，通过日常监测，待反应器对渗滤液处理效果一定时，认为调试成功。图3和4所示为半个月反应器正常运行时监测到整个反应器对CODCr和NH3-N去除效果。02468101214169596979899COD去除率/%天数/d图3反应器对CODCr去除率的变化Fig.3ThechangeofCODCrremovalbythereactor由图3可知：反应器通过调试后，对CODCr的去除率保持在一个稳定的水平，去除率均在95%以上。由于硝化段好氧停留时间长，该阶段对CODCr去除效果较好，另外，氨氮在反硝化过程，把有机碳源作为电子供体，从而消耗了一部分CODCr值，再曝气阶段，处理工艺对未去除CODCr进一步去除，因此，整个工艺保证了对CODCr保持较高的去除效果。由图4可知：反应器通过调试后，对NH3-N的去除率保持在一个稳定的水平，去除率均在90%以上。在化学沉淀阶段，通过投加镁盐和磷酸盐药剂生成沉淀使得氨氮去除75%左右，在反硝化阶段，通过反硝化菌的作用使得氨氮变成氮气得以去除，通过计算，在反硝化阶段，对氨氮的去除率在60%左右。整套工艺对氨氮进行双重去除，去除率90%以上，去除效果较明显。024681012141689909192939495969798氨氮去除率/%天数/d图4反应器对NH3-N去除率的变化Fig.4ThechangeofNH3-Nremovalbythereactor5结论(1)针对垃圾填埋场渗滤液氨氮浓度高的问题，提出了化学沉淀+硝化反硝化双重脱氮处理工艺，设计了相关反应器，对投药量和处理效果进行了试验，试验表明该反应器对CODCr、NH3-N去除率分别达到了95%和90%以上，对垃圾渗滤液处理效果较好。(2)该套工艺虽然对渗滤液氨氮有着较高的去除率，但是由于进水渗滤液浓度高，工艺对渗滤液处理后的出水仍为达到相关排放要求，因此，该套工艺还需增加深度处理工艺如反渗透等，才能保障达标排放要求。参考文献[1]彭思甲，周庆华．垃圾渗滤液处理技术研究进展[J]．广东化工，2010，37(9)：102-103．[2]李桂荣，潘文琛，宋同鹤，等．硝化反硝化/生物接触氧化工艺处理合成氨废水[J]．中国给水排水，2010，26(24)：77-79．[3]乔文燕，李军，金永祥，等．复合式A/O工艺处理晚期垃圾渗滤液的脱氮特性[J]．中国给水排水，2010，26(19)：28-31．[4]商平，刘涛利，刘彦博．苦卤-鸟粪石沉淀法预处理垃圾渗滤液[J]．环境化学，2010，29(6)：1111-1114．[5]陈启华，罗冬浦，梁江浩，等．磷酸铵镁法脱除废水中氨氮的技术现状[J]．工业水处理，2008，28(6)：5-6．[6]张自杰，张忠祥，龙腾锐，等．废水处理理论与设计[M]．北京：中国建筑工业出版社，2003：441-448．[7]国家环保局．水和废水监测分析方法(第四版)[M]．北京：中国环境科学出版社，2002．(本文文献格式：尹翠琴．化学沉淀-硝化反硝化处理垃圾渗滤液试验研究[J]．广东化工，2011，38(7)：120-121)(上接第125页)(4)污泥沉降性能良好。表现为曝气结束气，活性污泥能呈现似棉花状的絮体，絮凝、聚集，然后逐步分层沉降，此过程大约10~20min即可。(5)该工程选用的A2/O处理工艺对焦化废水中的有机污染物具有很好的降解作用，如果进水水质没有严重超出系统所承受的范围，通过系统运行方式的调整，可以完全稳定的运行。由于调试期间厂区的循环水排污、锅炉水热电厂污等通过无压管路进入生化系统，对系统内的COD、NH3-N、酚形成稀释作用，但同时形成了进水水质的波动很大。3总结(1)开工调试的焦化废水处理系统经100多天调试运行，出水达到国家污水排放二级指标。结果证明，焦化废水处理系统采用A2/O生物脱氮处理工艺，对CODCr和NH3-N的去除率分别可达96%和99%。(2)硝化和反硝化细菌对环境