厭氧—缺氧/好氧新工藝

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

內 容 導 讀

焦化廢水是焦化廠在焦炭煉制、煤氣凈化及化工產品回收過程中產生的，其水質復雜，組分種類繁多且污染物濃度高，除含有氨、氰化物、硫化物等無機污染物外，還含有酚類化合物、脂肪族化合物、雜環(huán)化合物和多環(huán)芳香烴等有機物。一般COD質量濃度高達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#焦爐投產前，焦化廠使用的普通生物處理多為二級活性污泥法，基本上由除油池、調節(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。普通生化處理設施能將焦化廢水中的酚氰有效地去除，但由于該技術的局限性，其處理出口排 水 的 COD、BOD5、NH3-N等污染物指標均難于達標，特別是NH3-N污染物幾乎沒有降解作用。生化處理設施出口排水中NH3-N在200 mg/L左右、CODcr在300 mg/L左右，這與污水綜合排放標準中所要求的CODcr＜150 mg/L、NH3-N＜15 mg/L相去甚遠。

A—A/O法

近幾年來，焦化廠污水處理的工藝發(fā)展越來越先進，不再僅限于好氧生物處理，同時隨著生物學、生物化學等學科的發(fā)展和工程實踐經驗的積累，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)了好氧技術和厭氧技術聯(lián)合運用的方法，在處理高濃度有機廢水方面取得了良好的效果，大大推進了生物處理技術的研究和應用。邯鋼焦化廠在20世紀90年代初新建5#、6#焦爐時，針對原有工藝存在的缺點，采用厭氧-缺氧-好氧聯(lián)合技術處理廢水，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，池中設有經過培養(yǎng)馴化的厭氧生物膜的填料，在此進行酸化處理，改變廢水的有機物組成，提高廢水的可生化處理性。出水進入缺氧池，同時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，在此池中進行脫氮處理。缺氧池中也設有培養(yǎng)馴化的厭氧生物膜，為了提高其污泥濃度，池底設有污泥攪拌裝置。利用懸浮污泥層與厭氧菌充分接觸進行反硝化反應，達到脫氮目的。厭氧池中的廢水為缺氧反應提供C源，同時COD得到一定程度的降解。缺氧池廢水進入好氧池，在好氧菌的作用下發(fā)生硝化反應，廢水中NH4+-N和COD得到了氧化。同時在此池中加入Na2CO3為氧化NH4+-N提供堿和無機碳源。好氧池出水進入二沉池，二沉池出水大部分回流至缺氧池再進行反硝化處理。

結束語

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

采用厭氧預處理，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)境導致效應. 中國給水排水，1997（3）：13

[3] 顧夏聲. 水處理工程. 北京：清華大學出版社, 1985

文章針對現(xiàn)有焦化廢水NH3-N和COD嚴重超標問題，焦化廠在原廢水處理工藝基礎上進行了改造，采用厭氧—缺氧/好氧工藝（簡稱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配合來改變廢水中有機物的組成和可生化性處理，大大提高了氨氮和COD的去除率。

邯鄲鋼集團邯寶公司設備動力部，河北 邯鄲 056015

A—A/O法特點

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

硝化與反硝化反應

硝化反應是廢水進入好氧池后在好氧菌群作用下進行的反應。硝化反應是系統(tǒng)運行控制的關鍵。硝化效果不好會造成出水NH3-N超標，而且因為硝化不徹底導致出水COD升高。

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

反硝化反應是反硝化細菌在厭氧條件下利用有機物進行的還原硝酸根釋放出分子態(tài)氮的反應。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，必須使反硝化反應進行徹底。反硝化反應徹底與否與原水中的C/N比例有重要關系。理論上C/N達到3左右即可滿足反硝化對碳源的要求，實際生產中的C/N 在5～7左右，因而關鍵在于如何有效利用碳源來提高反硝化率。焦化廢水中有機物生物降解性能差，碳源不宜被利用；加入厭氧預處理，可以改變有機物結構和性質，提高碳源質量，這樣可使反硝化菌充分發(fā)揮其活性，從而達到較好的總氮去除效果。

厭氧預處理作用

厭氧預處理是本工藝的主要特點，起著對大分子有機物進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物較易降解，從而被缺氧段反硝化細菌所利用。同時，減輕了好氧段的負擔，提高了系統(tǒng)去除有機物的能力。A/O系統(tǒng)由于缺氧段的補充，使系統(tǒng)對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密切相關。完成硝化反應的亞硝酸和硝酸細菌為專性化能自養(yǎng)菌，對有機物十分敏感，有機物濃度超過一定數量即可對硝化菌生長產生抑制作用。焦化廢水中存在大量的雜環(huán)和多環(huán)化合物，對硝化反應的抑制作用更為明顯。除了有機物，高濃度的NH3-N也會對硝化反應產生抑制，在厭氧段不僅去除了大部分COD減輕了其對硝化細菌的抑制作用，而且也取得了高達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)設備部，環(huán)境工程工程師，學士學位，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)設備部, E-mail： lishaoying2030@163.com。