A2/O工藝+MBR膜生物反應器處理焦化廢水

【摘 要】利用 “A2/O”工藝和MBR膜生物反應器工藝處理焦化廢水。單獨使用“A2/O”工藝對我廠焦化廢水進行處理后，出水氨氮、懸浮物、COD都無法達到國家排放標準。通過改造將“A2/O”工藝出水通過MBR膜生物反應器深度處理后，出水各指標改善明顯，達到國家排放標準。

【關鍵詞】A2/O工藝；MBR膜生物反應器；焦化廢水；氨氮

在焦炭生產過程中，產生的廢水如剩余氨水、終冷水、粗苯分離水等含有大量酚、氰、苯、氨氮、硫化物、油類等有毒有害物質。傳統(tǒng)活性污泥法對廢水中酚氰脫除效果明顯，可以達到國家排放標準，但對COD、氨氮和懸浮物去除效果較差。我廠對2#生化系統(tǒng)工藝進行改造，采用“A2/O”工藝+MBR膜生物反應器處理焦化廢水。

1 工藝原理

我廠現(xiàn)有三套廢水處理系統(tǒng)，其中1#和2#系統(tǒng)采用A2/O工藝，3#系統(tǒng)采用A-O-O工藝。后因干熄焦全部投產，廢水外排被限制，因此將2#系統(tǒng)改為A2/O+MBR膜生物反應器工藝。改造后工藝流程圖如圖1：

1.1 厭氧段

厭氧過程主要是將廢水中難降解的大分子有機物水解酸化，來提高廢水B/C比。研究表明焦化廢水中一些難生物降解有機物，如喹啉、萘、二聯(lián)苯等經厭氧酸化處理后減少較多。

1.2 缺氧段

在缺氧條件下，將硝化過程中產生的亞硝酸和硝酸鹽在反硝化細菌作用下，利用有機物作為碳源及電子供體還原成氮氣達到脫氮目的，其反應式如下：

NO3-+3H+→1/2N2+H2O+OH-

NO2-+3H+→1/2N2+H2O+OH-

1.3 好氧段

將氨氮轉化為硝酸鹽氮的過程，包括兩個基本步驟，第一階段是由亞硝酸菌將氨氮轉化為亞硝酸鹽（NO2-） 稱為亞硝化反應：

NH4++3/2O2→NO2-+2H++H2O

第二階段是由硝酸菌將亞硝酸鹽進一步氧化為硝酸鹽稱硝化反應：

NO2-+1/2O2→NO3-

1.4 MBR膜生物反應器

將浸入式膜組件放入由二沉池改造的膜池內，通過負壓膜泵抽吸，將泥水分離。膜絲采用進口三菱PE中空纖維膜，膜絲表面孔徑0.4μm，性質穩(wěn)定。

該系統(tǒng)泥齡和水力停留時間可以完全獨立控制，耐沖擊負荷，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的活性污泥法中的二沉池，解決了活性污泥濃度高、出水水質差等問題。

同時膜生物反應器污泥停留時間長，也有利于硝化細菌增殖，強化了系統(tǒng)對氨氮去除能力。

改造后的工藝集合了A2/O工藝穩(wěn)定、運行方便的優(yōu)點。出水指標氨氮、COD和懸浮物去除效果明顯提高。改造后系統(tǒng)出水指標前后變化如表1。

2 控制指標

2.1 溶解氧

根據對A2/O系統(tǒng)好氧段、厭氧段、缺氧段溶解氧的長期監(jiān)測，結果表明：好氧池溶解氧長期徘徊在3.0～5.0mg/L，而厭氧段的溶解氧介于0.5～1.0 mg/L之間，缺氧段的DO始終低于 0.5mg/L。

近年國外一些處理廠采用氧化還原電位計ORP作為A2/O系統(tǒng)的一個控制參數，收到了良好效果。[1]我廠3#系統(tǒng)也在A-O-O系統(tǒng)缺氧段安裝了ORP在線測定儀表。要保證良好的脫氮除磷效果，缺氧段ORP值應控制在-100 mV左右。

2.2 pH值

硝化細菌對pH值適應范圍是7.0～8.5。由于硝化過程本身釋放H+，廢水本身堿度逐漸消耗，硝化過程需要一直補充堿度，維持硝化反應正常進行。反硝化反應最適宜的pH值是6.5～8.0，反硝化反應產生堿度，可以為后續(xù)的硝化反應補充一部分堿度。

2.3 膜絲污染

生物反應器所采用的PE膜使用壽命為3～4年，膜絲老化及污染主要表現(xiàn)就是膜通量下降[2]。膜污染一般來源于濾餅層、溶解性有機物質和微生物污染三個方面[3]。在運行過程中，如果膜通量降低，膜泵負壓升高（>0.03MPa），就需要對膜組件進行清洗。

3 結論

我廠2#生化自改造完成，系統(tǒng)運行較穩(wěn)定，出水指標如COD、SS和氨氮等都有了較明顯的改善。但仍有像膜通量下降快、膜絲清洗周期短、好氧池泡沫較大等問題需要改善。從近幾年國家環(huán)保政策看，廢水排放指標日趨嚴格，改良現(xiàn)有水處理工藝和開發(fā)新工藝勢在必行。

【參考文獻】

[1]王紹文.提高焦化廢水生化處理效率的途徑和對策[J].中冶集團冶建總院環(huán)保研究設計院，2002.

[2]顧國維，何義亮.膜生物反應器在污水處理中的研究和應用[M].北京：化學工業(yè)出版社，2002.

[3]葛元新，朱志良.MBR膜的污染及其清洗技術研究進展[J].清洗世界，2005.

[4]劉銳，黃霞.一體式膜生物反應器運行中膜污染的控制[J].環(huán)境科學，2000，21（2）：58-61.

[5]王紹文，錢雷，等.焦化廢水無害化處理與回用技術[M].冶金工業(yè)出版社，2005.

[責任編輯：丁艷]