生物接觸氧化工藝工程應(yīng)用綜述

王煥舒, 沙桐

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生物接觸氧化工藝工程應(yīng)用綜述

王煥舒, 沙桐

（沈陽建筑大學(xué)，遼寧 沈陽 110168）

通過探討近幾年采用接觸氧化法改良的A/O工藝處理廢水的實(shí)際工程應(yīng)用案例與改良后的A/O工藝與BAF（曝氣生物濾池）聯(lián)用耦合工藝案例等，總結(jié)出接觸氧化工藝應(yīng)用于A/O與A/O-BAF工藝的工藝特點(diǎn)與實(shí)際工程匹配的適用性趨勢等。

生物接觸氧化；A/O工藝；耦合工藝；BAF工藝

污水生物處理自1888首次研究以來，受到廣泛的關(guān)注，基于其處理費(fèi)用低，利用微生物，被廣泛應(yīng)用在處理各種類型的污水中，包括食品污水，醫(yī)藥污水，工業(yè)污水，生活污水及垃圾滲濾液的處理中，可大幅度降低污水中的污染指標(biāo)。生物方法適合對污水預(yù)處理，中間處理及深度處理。若用于預(yù)處理與中間處理，可大幅度降低污水中的污染指標(biāo)，用于深度處理，可將污染指標(biāo)處理到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。

1 A/O生物接觸氧化工藝

1.1 簡述

A/O生物接觸氧化工藝為接觸氧化工藝的衍生工藝，是缺氧-好氧活性污泥法處理工藝（A/O法）與生物接觸氧化法處理工藝的組合工藝，該工藝集合了兩種工藝的優(yōu)點(diǎn)，規(guī)避掉各自工藝的不足，是現(xiàn)階段污水處理研究的熱點(diǎn)。A/O工藝，又名A/O法脫氮工藝，該工藝將脫單過程的反硝化進(jìn)程提前到系統(tǒng)的最前面，又稱前置反硝化生物脫氮系統(tǒng)，顧名思義，該工藝的主要功能是脫氮的，該工藝的優(yōu)點(diǎn)也是脫氮效果較好，同時(shí)節(jié)省基建費(fèi)用，運(yùn)行管理簡單。但A/O工藝的缺點(diǎn)是微生物在污水中是流動的，微生物存在剛剛適應(yīng)厭氧環(huán)境便進(jìn)入好氧環(huán)境， 如此反復(fù)會使微生物活性大打折扣，A/O接觸氧化工藝將A/O工藝的厭氧池與好氧池分別裝填了用于接觸氧化工藝的填料，增加了厭氧池與好氧池內(nèi)微生物種群的豐富性，增加微生物在反應(yīng)器內(nèi)的污泥齡，提高了微生物的活性。

1.2 A/O生物接觸氧化國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

上海交通大學(xué)費(fèi)翔等研究A/O生物接觸氧化工藝處理海水養(yǎng)殖廢水，試驗(yàn)采用固體填料，以礫石和沸石作為接觸氧化工藝的填料，分別填充在厭氧池與好氧池中，并進(jìn)一步探究了水力停留時(shí)間（HRT）與回流體積比（R）對處理效果的影響。海水養(yǎng)殖廢水的水質(zhì)中污染物主要為懸浮固體和氮磷污染物，營養(yǎng)鹽含量低，鹽度含量高，有機(jī)污染物雖然多，但基本無毒無害。研究發(fā)現(xiàn)，A/O接觸氧化工藝對COD去除率始終保持在非常好的水平下，基本達(dá)到90%以上，且COD的去除率不受HRT與R的影響，在反應(yīng)器HRT=24 h，R=100%時(shí)，此時(shí)反應(yīng)器運(yùn)行效果最好，此時(shí)氨氮與無機(jī)氮的去除率也可達(dá)到92.9%，71.9%等較高的水平。本身A/O工藝對氮的去處就具有優(yōu)勢，A/O接觸氧化工藝在去除污水中的COD表現(xiàn)出較為穩(wěn)定的處理效果且不受運(yùn)行參數(shù)影響，若用于處理污水中難降解有機(jī)物較多，且含有氮源污染物的煉化廢水，不失為一種較好的處理方法[1]。

梁冰等研究A/O-生物接觸氧化工藝處理焦化廢水，研究對象為閩光焦化有限責(zé)任公司生產(chǎn)廢水處理站，其設(shè)計(jì)處理規(guī)模1 200 m3/d。焦化廢水水質(zhì)與海水養(yǎng)殖廢水相比，成分復(fù)雜且含有較多毒性的成分，包含大量難降解有機(jī)物，如長鏈有機(jī)物，多環(huán)芳香烴等，用普通的生物法處理難度較大。通過水處理站實(shí)際運(yùn)行的研究發(fā)現(xiàn)，接觸氧化法適用于焦化廢水的處理，處理站選用具有一定吸附性能的活性炭填料，構(gòu)成了較為穩(wěn)定的生物膜系統(tǒng)，其COD去除率可達(dá)到70%以上，出水COD達(dá)100 mg/L，對廢水中的氨氮也具有較好的脫除作用，氨氮出水達(dá)1 mg/L，具有良好的硝化-反硝化作用。雖然本工藝不同于A/O接觸氧化工藝，而是將接觸氧化工藝與A/O工藝聯(lián)用，但從中可以看出，接觸氧化法較適用于處理類似焦化廢水等的工業(yè)廢水都具有較好的處理效果[2]。

歐紅香等聯(lián)合常州賽藍(lán)環(huán)?？萍加邢薰?，研究制出一體化A/O接觸氧化裝置，用于處理處理醫(yī)療器械生產(chǎn)廢水。一體化污水處理設(shè)備以其運(yùn)行管理簡單，基建設(shè)備占地不大的優(yōu)勢，被許多污水排放量不大，但污水急需處理的小型企業(yè)與村鎮(zhèn)所喜愛，A/O接觸氧化工藝由于其性能穩(wěn)定等優(yōu)勢也被一定程度上應(yīng)用到一體化處理設(shè)備中。處理水來源為某生產(chǎn)醫(yī)用一次性吻合器零部件加工廠及廠區(qū)生活污水等，通過考察裝置在穩(wěn)定運(yùn)行和進(jìn)水沖擊負(fù)荷影響下，裝置對COD,氨氮的處理效能，工程應(yīng)用結(jié)果表明，運(yùn)行穩(wěn)定后COD去除率可達(dá)88.8%，氨氮去除率可達(dá)84.5%，總氮去除率可達(dá)72.8%，總磷去除率可達(dá)73.6%。在沖擊負(fù)荷下也表現(xiàn)出抗沖擊負(fù)荷較強(qiáng)的能力，在低污染物含量下，COD去除率也可達(dá)到76.2%。且此種一體化裝置占地面積小，運(yùn)行維護(hù)簡單，處理成本低，是未來水處理設(shè)備的發(fā)展趨勢。[3]

上海市城市化生態(tài)過程與生態(tài)恢復(fù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室呂寶一等，考察上海某服裝印染水洗企業(yè)的污水處理廠運(yùn)行狀況。該污水處理廠采用“混凝沉淀-A/O接觸氧化工藝”，其中厭氧池水力停留時(shí)間6 h，好氧池水力停留時(shí)間12 h，微孔曝氣保證溶解氧濃度在2 mg/L。通過一年中對污水廠進(jìn)出水水質(zhì)的監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)夏秋季比冬春季容積負(fù)荷高，說明溫度對接觸氧化工藝有一定的影響。整體工藝對COD的去除率達(dá)到88%左右，對色度的去除率達(dá)到90%左右，出水基本達(dá)到國家一級A排放標(biāo)準(zhǔn)。因此，采用A/O接觸氧化工藝對印染廢水的處理也具有高效低耗，運(yùn)行穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，具有良好的環(huán)保效益。印染廢水同煉化廢水水質(zhì)很相似，污水中難降解有機(jī)物含量較多，水中卻缺少磷鹽成分等，水體中BOD/COD較小，污水可生化性較差，因此煉化廢水用A/O接觸氧化法進(jìn)行處理，理論上講也具有較好的處理效能，對處理煉化廢水的研究具有非常重要的借鑒意義[4]。

2 接觸氧化改良A/O-BAF耦合工藝

2.1 簡述

A/O-BAF組合生物處理方法是近2000年以來，比較新興的生物處理方法，利用微生物對特殊污染物的降解作用，將A/O工藝強(qiáng)化為A/O/O工藝，不僅充分發(fā)揮A/O工藝的脫氮效果，大幅度降低污染物指標(biāo)，利用BAF深度處理可一次將污染物指標(biāo)降低到國家排放標(biāo)準(zhǔn)之下，甚至達(dá)到國家回用水的標(biāo)準(zhǔn)，節(jié)能減排。并且該工藝可以因地制宜的改造老舊水廠，運(yùn)行成本底，經(jīng)濟(jì)效益高。因此，其工藝在實(shí)際工程中的應(yīng)用，一直是近年來研究的熱點(diǎn)與發(fā)展的趨勢。通過對近些年文獻(xiàn)的綜述發(fā)現(xiàn)，該組合工藝的研究主要集中在對工業(yè)與化工廢水的處理，其中也包括垃圾滲濾液，生活污水，印染廢水以及醫(yī)藥廢水的處理與處置。

2.2 A/O-BAF工藝國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

北京博天環(huán)境集團(tuán)股份有限公司的俞彬等考察了包頭煤化工項(xiàng)目，該項(xiàng)目采用A/O-BAF耦合工藝進(jìn)行污水處理。工程設(shè)計(jì)進(jìn)水為煤化工廢水，該廢水特點(diǎn)為高COD，高氨氮，高硬度，少量油，COD組成主要為甲酸，甲醇和二甲醚等，少量的氰化物和苯酚等。COD進(jìn)水基本在800~1 800 mg/L，BOD基本在500~900 mg/L，SS基本在200~300 mg/L，氨氮基本在150~250 mg/L。經(jīng)過A/O-BAF處理后，BAF出水基本達(dá)到COD＜60 mg/L，氨氮＜10 mg/L。去除率均達(dá)到95%左右。運(yùn)行費(fèi)用在1.79元/m3。經(jīng)過對該工程的實(shí)際運(yùn)行考察來看，采用A/O-BAF生化工藝處理煤化工廢水是合適的，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，處理成本低。同時(shí)也看出此種工藝對處理有機(jī)物濃度較高的，生化性能較差的廢水，具有比較好的效果，對煉化廢水的處理也是值得借鑒的[5]。

鄭州大學(xué)張鵬娟等探究“預(yù)處理-A/O-絮凝沉淀-BAF工藝”處理煤制甲醇生產(chǎn)廢水的實(shí)際工程應(yīng)用的研究。企業(yè)制甲醇廢水水質(zhì)COD基本在1 000~2 000 mg/L，BOD基本在500~900 mg/L，氨氮基本在150~250 mg/L，氰根離子基本在1.4 mg/L。經(jīng)過這一流程一系列的處理后，出水基本達(dá)到COD≤60 mg/L，BOD≤10 mg/L，氨氮≤5 mg/L，氰根離子≤0.2 mg/L，出水基本達(dá)到國家一級B排放標(biāo)準(zhǔn)。值得一提的是，本工程針對含氰廢水，設(shè)置了專門的破氰池，應(yīng)用堿性氯化法對污水中的氰進(jìn)行了提前預(yù)處理，保證了整體工藝穩(wěn)定的運(yùn)行。設(shè)立破氰池的這種方法對于處理特定的具有特異性污染物的廢水是值得借鑒的，特別是該污染成分對后續(xù)工藝的進(jìn)行有非常大的影響的情況[6]。

朱新元等某石油化工公司處理高硫重油污水處理工程，該工程應(yīng)用的兩級A/O工藝對污水進(jìn)行處理后，用BAF工藝作為末端處理裝置。該工程的污水水質(zhì)與本次論文探究的煉化廢水水質(zhì)最為接近，主要污染物包括石油類，有機(jī)物，氨氮硫化物及揮發(fā)酚。該工藝進(jìn)水COD在1 000 mg/L以內(nèi)，經(jīng)過處理后能夠達(dá)到60 mg/L以內(nèi)，氨氮進(jìn)水在50 mg/L左右，處理后達(dá)到15 mg/L以下，揮發(fā)酚進(jìn)水在50 mg/L左右，處理后出水在0.5 mg/L以下。兩級A/O對污水的的處理較一級A/O來講效果肯定是更好的，作為實(shí)際工程來講，在工程管理與經(jīng)濟(jì)等各方面都考慮后仍舊需要兩級A/O才能達(dá)到污水處理標(biāo)準(zhǔn)的污水廠，此種方法是值得借鑒的[7]。

3 結(jié) 論

A/O接觸氧化工藝不但傳承了A/O工藝的優(yōu)點(diǎn)-脫氮效果較好，而且增加了反應(yīng)器COD的去除率。從理論上講，對于污水中COD與氨氮含量都較高的煉化廢水來講，A/O接觸氧化工藝是比較適用的。

［1］費(fèi)翔,張曉一,周志明,何圣兵,周偉麗,黃榮振. A/O生物接觸氧化工藝處理海水養(yǎng)殖廢水[J]. 水處理技術(shù),2017,43(08):97-100.

［2］梁冰,邢奕,譙耕. A/O接觸氧化工藝處理焦化廢水[J]. 給水排水,2010,46(12):59-62.

［3］歐紅香,陳光浩,徐彥昭,楊克,王利平. 一體化A/O裝置處理醫(yī)療器械生產(chǎn)廢水應(yīng)用研究[J]. 水處理技術(shù),2017,43(09):84-88.

［4］呂寶一,唐媛,梁少博,謝冰. 混凝沉淀-A/O接觸氧化工藝處理染洗廢水[J]. 水處理技術(shù),2009,35(02):114-116.

［5］俞彬,陳廣升,王玉慧,遲娟. A/O+BAF工藝處理高氨氮煤化工廢水[J]. 中國給水排水,2013,29(06):81-83+88.

［6］張鵬娟,武彥巍,張瑩瑩,梁家偉. 預(yù)處理-A/O-絮凝沉淀-BAF工藝處理煤制甲醇生產(chǎn)廢水[J]. 水處理技術(shù),2013,39(01):84-88.

［7］朱新元,劉振華. 兩級A/O+BAF工藝處理高硫重油廢水[J]. 中國給水排水,2015,31(14):90-92.

Review on Engineering Application of Biological Contact Oxidation Process

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（Shenyang Jianzhu University, Liaoning Shenyang 110168,China）

Practical engineering application of A/O wastewater treatment process improved by the contact oxidation process in recent years were discussed and summarized as well as engineering application cases of the coupling process of improved A/O process and BAF ( biological aerated filter ). The process characteristics of the contact oxidation process applied to A/O and A/O- BAF processes and the applicability trend of the actual engineering matching were summarized.

biological contact oxidation, A/O process, coupling process, BAF process

2017-11-15

王煥舒（1992-），女，碩士，遼寧省本溪市人，研究方向：水污染防治與治理。

水體污染控制與治理國家科技重大專項(xiàng)（2012ZX07202-001）。

TQ 353.9

A

1004-0935（2017）12-1199-03