AAO法生物脱氮工艺在焦化废水处理中的应用徐红

中国环境保护优秀论文集（2005）·1138·A-A-O法生物脱氮工艺在焦化废水处理中的应用徐红陈秀忠（山东莱芜钢铁股份有限公司焦化厂）摘要本文主要介绍了莱钢焦化厂A-A-O法生物脱氮工艺的原理、流程、控制参数和处理效果，并指出了存在问题及改进方向。关键词生物脱氮焦化废水氨氮一、前言焦化废水中含有酚、氰、氨氮等多种有毒有害物质，处理难度比较大，我厂原来采用活性污泥法进行处理，这种工艺对废水中的酚、氰等污染物有较高的去除能力，去除率可达99%以上，但对COD去除率仅为70%左右，处理后废水COD的含量在200～400mg/L左右，对氨氮去除率更低，约为40%～50%，处理后废水氨氮含量在200mg/L～300mg/L左右。在莱钢“十五”技改工程中，我厂采用了国内先进的A-A-O法生物脱氮工艺来处理焦化废水，经过近两个月的精心调试，现已运行正常，处理后废水氨氮含量降至15mg/L以下，出水水质明显改善。二、生物脱氮的原理生物脱氮是利用微生物的生物化学作用，将废水中的氨氮经硝化和反硝化反应，转变成无害的氮气而去除。在废水处理过程中，首先进行的是硝化反应，即在好氧条件下，利用细菌将氨氮氧化成硝态氮。硝化反应方程式如下：其次进行的是反硝化反应，即利用兼性菌将硝化过程产生的硝态氮还原为氮气直接逸出，反硝化反应方程式如下：三、工艺流程我厂新建生物脱氮装置为山东省省内第一套生物脱氮装置，共有东、西两组，每组设计处理能力为70m3/h，由生化处理、混凝处理和污泥处理三大部分组成。（一）流程说明具体工艺流程见图1：第五章环境污染防治技术研究与开发·1139·图1生物脱氮工艺流程图蒸氨废水首先入厌氧池，通过厌氧菌酸化水解废水中难降解的有机污染物，其出水和二次沉淀池的回流水由泵送入缺氧池，在缺氧池内微生物将废水中硝态氮还原为氮气，从而达到脱氮的目的。缺氧池出水自流入好氧池，在好氧池中投加碱源和稀释水，通过好氧菌降解酚、氰等污染物，并通过硝化反应使废水中的氨氮转化为硝态氮。好氧池出水入二次沉淀池，在二次沉淀池内进行泥水分离，其出水进入回流水井，一部分回流至缺氧池，其余入混凝沉淀池。二次沉淀池内分离出的部分污泥回流至好氧池，剩余污泥进入污泥浓缩池，进行污泥浓缩处理。在混凝沉淀池投加混凝药聚合硫酸铁和助凝剂聚丙烯酰胺，进一步降低出水中的悬浮物和COD，昀后出水送炼焦车间熄焦用。（二）工艺特点1．我厂A-A-O法生物脱氮工艺属于内循环式前置反硝化工艺，即反硝化在前，硝化在后，污水与污泥分开回流，回流污水回到缺氧池，回流污泥回到好氧池，此工艺以蒸氨废水中COD为碳源，不需另外投加甲醇等碳源，运行费用低。2．此工艺在A-O工艺基础上，增加了厌氧单元，通过厌氧菌打开焦化废水中难降解的多环芳烃链，提高了废水的可生化性。3．此套装置在设备选型上与传统的生物脱酚相比较为先进，如：增设了射流式浮选除油机，将蒸氨废水含油量降至20mg/lL以下；风机由罗茨风机改为离心风机，噪音低；曝气喷头由碟式改为膜片式，不易堵；设有溶解氧分析仪，可实现在线自动监测；厌氧池、缺氧池设有旋转布水装置，有助于水质均匀化，且不会造成系统充氧。四、运行中的控制参数在实际运行中，影响处理效果的因素很多，我们主要从稳定进水水质入手，对进水指标、溶解氧、pH值等因素进行动态控制，根据化验结果及时调节，确保在工艺要求范围内。（一）废水中污染物的含量废水中污染物含量过高会引起细菌中毒，影响出水水质。我厂进水水质化验的取样口设在好氧池，好氧池进水水质按如下指标控制：酚150mg/L以下，氨氮150mg/L，COD1300mg/L。（二）溶解氧因微生物种类不同，在缺氧池、好氧池两个池子内进行的生化反应各不相同，故对溶解氧的要求也不同。对缺氧池而言，氧的存在会抑制反硝化细菌对硝态氮的还原，从而影响脱氮是否彻中国环境保护优秀论文集（2005）·1140·底,溶解氧等于0时，反硝化速率昀高，我厂将缺氧池的溶解氧控制在0.2mg/L以下，氨氮去除率达95%以上。好氧池内进行的生化反应需在有氧环境下进行，工艺要求控制在2mg/L～5mg/L范围内，但我厂蒸氨废水中各污染物含量远远高于设计要求，微生物分解、吸附污染物需大量溶解氧，故将溶解氧控制范围提升至6mg/L～9mg/L。（三）pH值好氧池PH值主要靠投加Na2CO3来控制，一般在7左右。pH值偏高有两种不利影响：一是蒸氨废水中含有油类及芳香族化合物，PH值偏高将有大量泡沫产生，不利于系统充氧；二是要消耗大量的Na2CO3，不经济。五、处理效果从出水水质来看，我厂生物脱氮工艺不论是对酚、氰等污染物还是氨氮都有较高的去除率，远远好于设计要求。具体情况见表1：表1莱钢焦化厂生物脱氮系统进出水水质表单位：mg/L项目指标挥发酚氰化物COD油氨氮系统进水120026800030400系统出水0.2080.0861904.334.09出水设计要求0.50.5150515六、存在问题及改进措施（一）蒸氨废水水质不好由于工程建设原因，溶剂脱酚工序与蒸氨工序不配套，有部分剩余氨水未经溶剂脱酚处理直接去蒸氨，造成蒸氨废水含酚高，需用清水稀释5～6倍后才能满足进水工艺要求，导致废水处理成本增加，待溶剂脱酚工序全部投产后，预计情况会根本好转。（二）出水COD偏高主要是由以下原因造成：①我厂焦油加工产生的废水需入剩余氨水系统参与蒸氨，送水方式为间歇式，故蒸氨废水COD含量在6000～9000mg/L，偏高且波动大；②混凝装置由于设备原因未投加助凝剂聚丙烯酰胺，混凝效果不理想。今后拟将焦油车间送水方式由间歇式改为连续式，保证水质均匀化，同时改进设备保证聚丙烯酰胺正常投加，使出水COD降低至150mg/L以下。七、结束语A-A-O法生物脱氮工艺将污水二级处理中的缺氧、好氧两大类方法有机结合在一起，对焦化废水中的酚、氰、COD、氨氮等多种污染物均有较高的去除率，处理后废水氨氮含量远远低于国家一级排放标准(15mg/L)。在实际运行中，要重点把好源头关，控制好系统进水水质，可成倍降低运行费用。