AOO生物处理工艺在韶钢焦化废水处理中的应用_江承付

收稿日期：２０１０－１０－０９作者简介：江承付（１９７３—），男，湖南嘉禾人，助工，研究生．第４卷第４期材料研究与应用Ｖｏ１．４，Ｎｏ．４２０１０年１２月ＭＡＴＥＲＩＡＬＳＲＥＳＥＡＲＣＨＡＮＤＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮＤｅｃ．２０１０文章编号：１６７３－９９８１（２０１０）０４－０３７９－０４ＡＯＯ生物处理工艺在韶钢焦化废水处理中的应用江承付，刘礼，李国保（韶关钢铁集团有限公司，广东曲江５１２１２３）摘要：韶钢焦化厂４．３ｍ焦炉配套的焦化废水处理系统，采用ＡＯＯ生物处理工艺，自２００４年１１月建成运行以来，整个系统运行日趋稳定，对焦化废水中的ＣＯＤ、挥发酚、氨氮和油的去除率分别达到了９１．４％，９９．９％，８９．５％和８７．８％，为后续的混凝沉淀和焦化废水外排达标提供了良好的条件．关键词：焦化废水；ＡＯＯ工艺；生物处理；去除率中图分类号：Ｘ７５７文献标识码：Ａ焦化废水主要是煤在高温干馏过程及煤气冷却净化和化产品回收过程中形成的废水，其成分非常复杂，含有酚、氰、氨氮、苯、吡啶、吲哚和喹啉等污染物，浓度和色度均高，毒性大且难以降解，是有机废水中极难处理的一种．国内焦化行业对焦化废水的处理一般采用ＡＯ，ＡＡＯ等生物处理工艺，但这些处理系统对焦化废水中的各污染物的去除均未达到非常好的效果．韶钢焦化厂现有２×５５孔４．３ｍ焦炉，年产７０万吨焦炭，焦化废水产生量平均约为４５ｍ３／ｈ，配套的焦化废水处理系统采用ＡＯＯ生物处理工艺，整个系统的设计处理能力为８０ｍ３／ｈ．焦化废水原水的主要水质指标及水量列于表１．表１焦化废水原水的主要水质指标及水量情况／（ｍｇ·Ｌ－１）ｐＨＣＯＤ挥发酚氨氮硫化物总氰油水量７～１２５００～４５００６５０～９５０１７５～３８５２３～７３１６～３６１７０～３７０４５ｍ３／ｈ１ＡＯＯ生物处理工艺在传统的硝化－反硝化脱氮过程中，焦化废水中的氮由亚硝态氮（ＮＯ－２）转化为硝态氮（ＮＯ－３）时需要消耗一定的溶解氧，由ＮＯ－３再转化为ＮＯ－２时则会消耗更多的有机碳源．如果能使ＮＯ－２直接反硝化，即ＮＯ－２不转化成ＮＯ－３，就形成了所谓的短程硝化－反硝化工艺（亦称为节能型生物脱氮工艺），简称ＡＯＯ工艺．其中，Ａ段为缺氧反硝化段，第一个Ｏ段为亚硝化段，第二个Ｏ段为硝化段．ＡＯＯ工艺与ＡＯ工艺相比，碳源节省了４０％左右，在碳氮比一定的情况下，氨氮的去除率得到了提高，需氧量减少了２５％左右，碱耗减少了２０％左右，停留时间有所缩短，污泥的产生量也大大减少［１］．该工艺的耐氨氮负荷冲击能力也比ＡＯ工艺强．１．１ＡＯＯ生物处理工艺流程韶钢的４．３ｍ焦炉配套焦化废水处理是由预处理、生物处理及后混凝沉淀处理三部分组成的．整个生物处理工艺流程如图１所示．混凝沉淀池原水预处理系统集水调节池2号反应池缺氧生物段(北)缺氧生物段(南)一级好氧生物段(北)一级好氧生物段(南)二级好氧生物段(北)二级好氧生物段(南)生物滤池3号反应池后混凝沉淀处理外排AOO生物处理工艺回流至调节池进口图１ＡＯＯ生物处理工艺流程简图１．２生物处理系统进水水质水量焦化废水原水在经过现有的预处理系统处理后与整个水处理系统外排回流水混合均匀后形成生物处理系统的进水，生物处理系统进水的各项水质指标列于表２．表２生物处理系统进水水质的主要指标１）／（ｍｇ·Ｌ－１）ｐＨＣＯＤ挥发酚氨氮硫化物总氰油８．８６１６３５２９８３８．５１５．７６．５２１．３注１）：数据为２００８年全年的平均值为保证生物处理系统进水水量的连续和稳定，经实际运行试验确定生物处理系统进水的水量为７０ｍ３／ｈ，外排回流水的流量约为２５ｍ３／ｈ．为使ＡＯＯ生物处理工艺能够连续运行，采用了南北两组系统并联，这样当其中一组系统在检修维护时，另一组系统仍能够继续运行．生物处理系统７０ｍ３／ｈ的进水在进入缺氧段时平均分为两股水进入并联的两组处理系统．１．３脱氮过程ＡＯＯ生物处理工艺去除焦化废水中的氨氮效果明显．缺氧段进水的氨氮平均浓度为３８．５ｍｇ／Ｌ，经ＡＯＯ系统处理后，出水的氨氮平均浓度为４．０４ｍｇ／Ｌ，整个生物处理系统的氨氮去除率达到了８９．５％．１．４ＣＯＤ和挥发酚的去除１．４．１缺氧段焦化废水经缺氧段处理后的出水ＣＯＤ和挥发酚的浓度分别为１００８．７ｍｇ／Ｌ和１６３．７ｍｇ／Ｌ．由此可见，缺氧段对ＣＯＤ和挥发酚的去除是有限的．这主要是由于焦化废水的成分异常复杂，有机物种类繁多，且生物毒性强，氨氮含量又高，这些都对缺氧段微生物的驯化不利，因此使得缺氧段出水ＣＯＤ和挥发酚的浓度仍然较高．这一阶段主要是为了提高焦化废水的可生化性，为后续的一级、二级好氧段生物处理创造有利条件，同时也为有机污染物的充分降解做好准备．１．４．２一级好氧段一级好氧段主要是对焦化废水中的ＣＯＤ和挥发酚进行高效的去除，处理负荷远高于通常使用的普通活性污