八鋼焦化廢水處理A/O/O工藝中生物選擇器的改進(jìn)

王 瑞

（新疆維吾爾自治區(qū)烏魯木齊頭屯河區(qū)寶鋼集團(tuán)八鋼公司，新疆烏魯木齊 830022）

八鋼焦化分廠(chǎng)新區(qū)設(shè)計(jì)產(chǎn)能2.2Mt/a噸焦炭，現(xiàn)有4座55孔6m頂裝焦?fàn)t，煤氣處理量118 000m3/h，于2008年投產(chǎn)。工程配套建設(shè)采用A/O/O工藝的焦化廢水處理裝置，裝置處理能力150m3/h。

1 A/O/O工藝的特點(diǎn)

我廠(chǎng)采用的是前置反硝化的A/O/O工藝，它的優(yōu)點(diǎn)是將反硝化池放置在硝化反應(yīng)池之前，解決了反硝化反應(yīng)的碳源，同時(shí)反硝化反應(yīng)產(chǎn)生的堿度又補(bǔ)充了硝化反應(yīng)所消耗的堿度，降低了運(yùn)行費(fèi)用。在建設(shè)成本上，因工藝更合理，減少了工程占地和建設(shè)成本，是目前國(guó)內(nèi)采用較多的氨氮處理工藝。如圖1所示。

圖1 焦化廢水處理工藝流程

2 A池前設(shè)計(jì)生物選擇器的優(yōu)缺點(diǎn)

我廠(chǎng)兩套獨(dú)立運(yùn)行的A/O/O工藝，每套又由兩組并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)的A/O/O池組成，每套的一個(gè)生物選擇器為它并聯(lián)的兩組池子提供進(jìn)水、內(nèi)回流硝態(tài)液、外回流污泥和投加的磷酸鹽。如圖2所示。

圖2 A/O/O工藝流程

2.1 生物選擇器的優(yōu)點(diǎn)

2.1.1 滿(mǎn)足了活性污泥的生長(zhǎng)特性

活性污泥有三個(gè)特性：自身的絮凝沉降性、對(duì)有機(jī)物的吸附性和對(duì)底物的氧化分解性。當(dāng)回流污泥蒸氨廢水、內(nèi)回流硝態(tài)液同時(shí)匯集在生物選擇器中時(shí)，活性污泥會(huì)在很短的時(shí)間將有機(jī)物大量吸附下來(lái)，反硝化菌也會(huì)將內(nèi)回流中的亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮吸附下來(lái)，在后續(xù)進(jìn)行氧化、硝化、反硝化反應(yīng)。

2.1.2 實(shí)現(xiàn)了活性污泥流程的最長(zhǎng)

在活性污泥處理廢水的A/O工藝，活性污泥和廢水是混合在一起的，在外加氧源時(shí)在O池進(jìn)行氧化反應(yīng)COD，酚，油等，將有害物轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水，使有機(jī)物無(wú)害化；在硝化反應(yīng)時(shí)將氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮，在A池進(jìn)行反硝化反應(yīng)時(shí)，反硝化菌以廢水中COD為碳源將亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮還原成氮?dú)?，從而使氨氮被去除，污泥和水一起流進(jìn)污泥沉淀池進(jìn)行泥水分離。由于污泥不停流失，必須將活性污泥重新補(bǔ)充到系統(tǒng)中，在將活性污泥補(bǔ)充到A/O系統(tǒng)中有兩種設(shè)計(jì)，一種將外回流污泥補(bǔ)充到O池，這樣雖然能更好地進(jìn)行氧化反應(yīng)和硝化反應(yīng)，但反硝化菌卻不能補(bǔ)充到A池，反硝化菌是兼氧菌，在有氧時(shí)處理有機(jī)物，在缺氧時(shí)處理硝態(tài)氮。所以反硝化菌的作用沒(méi)有被完全發(fā)揮出來(lái)，我廠(chǎng)采用的是將外回流污泥補(bǔ)充到A池的生物選擇器里，這樣使污泥的流程加長(zhǎng)效果最大化。

2.1.3 磷酸鹽的投加滿(mǎn)足了微生物的營(yíng)養(yǎng)

微生物和其他生物一樣都由碳、氫、氮、氧、磷、硫、鉀、鎂，鐵等大量元素組成，其中碳、氫、氮、氧、磷、硫六種元素占細(xì)胞干重的97%。碳、氫、氮、氧四種元素又占全部細(xì)胞干重的90%～97%，主要構(gòu)成細(xì)胞的各種有機(jī)物質(zhì)，剩下的部分占細(xì)胞干重的3%～10%，稱(chēng)為礦質(zhì)元素，也稱(chēng)無(wú)機(jī)元素，無(wú)機(jī)元素又以磷元素含量最高，約占全部無(wú)機(jī)元素含量的50%。由于焦化廢水缺少磷元素，所以為滿(mǎn)足微生物的生長(zhǎng)必需投加磷酸鹽。在生物選擇器中加磷鹽更有利于微生物對(duì)磷元素吸收，保證系統(tǒng)的碳、氮、磷比在100∶5∶1的合理范圍內(nèi)。

2.2 生物選擇器存在的缺點(diǎn)

2.2.1 沒(méi)有設(shè)計(jì)攪拌混合裝置

生物選擇器對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行是不可或缺的，但它必須將進(jìn)入系統(tǒng)的蒸氨廢水、內(nèi)回流硝態(tài)液、外回流污泥和投加的磷酸鹽在生物選擇器中充分均合后再經(jīng)過(guò)堰門(mén)流到并聯(lián)的兩組A池中，才能實(shí)現(xiàn)它設(shè)計(jì)的目的，但實(shí)際缺少攪拌裝置，四路水在生物選擇器中自由流動(dòng)，沒(méi)有很好混合，實(shí)際效果大大降低。

2.2.2 污泥的負(fù)荷不平衡

從圖2可以看出，進(jìn)生物選擇器的廢水靠A1池一側(cè)，外回流污泥在A2池一側(cè)，內(nèi)回流硝態(tài)液在生物選擇器的中間，這樣會(huì)造成A1池進(jìn)的廢水比較多，A2池進(jìn)的污泥比較多，通過(guò)取樣做污泥30min沉降比，A1池的污泥比A2池的污泥少4～6mg/L，這樣A1池的F/M較A2池的F/M高，當(dāng)活性污泥一定時(shí)，基質(zhì)過(guò)多微生物生化繁殖速率加快，絮凝狀的菌膠團(tuán)細(xì)菌趨于游離生長(zhǎng)，導(dǎo)致活性絮體解絮；相反如果污泥負(fù)荷小時(shí)微生物營(yíng)養(yǎng)不良，絮體瘦弱，結(jié)構(gòu)松散。

2.2.3 污泥營(yíng)養(yǎng)不平衡

從圖2可以看出，加的營(yíng)養(yǎng)元素磷酸鹽在A2池一側(cè)，造成A2池的磷含量高于A1池，導(dǎo)致A2池水體富營(yíng)養(yǎng)化，在富營(yíng)養(yǎng)水體中藍(lán)藻，綠藻大量繁殖，在水面形成一層綠色浮渣，使水質(zhì)變渾濁，影響水質(zhì)。加磷是滿(mǎn)足微生物的生長(zhǎng)需要，過(guò)量不但造成藥劑浪費(fèi)，還造成水體的二次污染。從圖3可以看到A2池和污泥沉淀池中大量繁殖的綠藻。

3 改進(jìn)的措施

經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題原因，但在生物選擇器上加攪拌器從成型工藝上不現(xiàn)實(shí)，為改變現(xiàn)狀，采用強(qiáng)制的方法讓四路水匯集到一起，靠水力混合均勻。方法是將廢水管、外回流污泥管和加磷管匯集到內(nèi)回流硝態(tài)液管上，在直徑300mm的內(nèi)回流硝態(tài)液管上方開(kāi)一個(gè)圓洞，讓幾路水從圓洞泉水般涌出，分別流入并聯(lián)的兩個(gè)A池，運(yùn)行效果很好，A1池和A2池污泥負(fù)荷平衡了，營(yíng)養(yǎng)均衡了，綠藻現(xiàn)象消失了。如圖4所示。

圖3 改造前

圖4 改造后

4 結(jié)語(yǔ)

在生物選擇器一托二的工藝中，一定要考慮到有害物和污泥的混合均勻問(wèn)題，進(jìn)水平衡問(wèn)題，如果生物選擇器只對(duì)應(yīng)一個(gè)系統(tǒng)，就不存在平衡問(wèn)題。比如八鋼公司生活污水處理廠(chǎng)采用的CASS工藝，四組獨(dú)立的CASS系統(tǒng)有四組生物選擇器。微生物在處理廢水的過(guò)程不光是對(duì)進(jìn)水指標(biāo)、控制指標(biāo)有很高的要求，同時(shí)在微環(huán)境下，對(duì)工藝走向、泥水平衡、營(yíng)養(yǎng)平衡等都有要求，只有最大限度地滿(mǎn)足微生物的需要，才能得到最好的結(jié)果。