高含酚焦化废水处理工艺的实验研究_单明军

收稿日期:2006-06-05作者简介:单明军(1962-),男,硕士研究生导师,博士在读,主要研究方向工业污水处理。文章编号:1673-1212(2006)06-0072-03高含酚焦化废水处理工艺的实验研究单明军1,冯卫强2,杨建芳3,姜锐4(1.东北大学,辽宁沈阳110004;2.4辽宁科技大学环境工程系,辽宁鞍山114044;3.哈尔滨工业大学市政与工程学院,黑龙江哈尔滨150090)摘要:试验采用改型二段好氧活性污泥法,对鞍钢焦化厂产生的高含酚废水进行了脱酚处理研究。试验中发现:采用“生物-铁”法进行培养驯化后,脱酚污泥活性高、耐酚负荷能力强;在微生物“饥饿态”下,脱酚速率进一步加快,工艺运行时间缩短。工艺运行过程稳定,酚去除率高,大部分被降解。处理后废水酚浓度小于0.5mgl,COD浓度小于100mgL,达到了国家《污水综合排放标准》(GB8978-96一级)。本研究为高含酚焦化废水等工业废水的生物脱酚处理提供了有效途径。关键词:生物—铁;饥饿态;焦化废水中图分类号:X703.1文献标识码:A前言钢铁企业化工厂焦化废水中酚类化合物含量很高,苯酚及其衍生物是焦化废水中常见的高毒性有机污染物。焦炭、煤气生产排放的污水含酚可高达1600mgL以上,累积的高浓度酚对普通活性污泥法微生物产生抑制作用,是处理过程中的一大难题。李琳[1]报道了目前国内焦化厂对含酚废水的处理采用的几种方法:1、利用晾水塔将酚等污染物转移到空气中;2、采用化学破坏法将有毒物转变成无毒物质;3、利用微生物将有毒物质降解。但是,废水经晾水塔等物化法处理后易造成二次污染;化学法因需外加化学药剂运行费用较高;生化法是较为安全和去除污染物的方法,越来越受到普遍关注。本文将微生物的“饥饿态”特性应用于高含酚焦化废水处理研究中,探索出简洁、有效的工艺,具有针对性强的应用意义和推广价值。1实验材料与方法图1实验装置图1.1实验装置实验中选用2L好氧生物反应器,底部鼓风曝气(实验装置图见图1)。实验过程中温度采用水浴控制。1.2实验流程本实验采用二段活性污泥法对高含酚焦化污水进行处理研究,具体工艺流程见图2。各个生物反应器的控制参数见表1:图2工艺流程图表1生物反应器的控制参数表控制参数HRT(h)T(℃)pHSV(%)DO(mgl)R一段反应器634±16～935～+402～30.5二段反应器434±16～915～251.5～2-再生池434±16～9-2～3-·72·第31卷第6期2006年9月环境科学与管理ENVIRONMENTALSCIENCEANDMANAGEMENTVol.31No.6Sep.20061.3实验材料和分析方法实验所用污水取自鞍钢化工厂化产回收车间的排放污水,水质指标见表2。表2污水水质指标酚(mgl)COD(mgl)油(mgl)氰化物(mgl)1600～23004200～480050～1005～15实验中水质分析方法均采用国家环境保护局发布的标准方法,见表3。实验所用污泥取自鞍钢化工总厂废水生物处理段的回流污泥,经过鞍山科技大学环境工程水处理动态实验室培养驯化而成。表3水质分析方法分析项目分析方法酚4-氨基安替比林直接光度法CODCr重铬酸钾法矿物油重量法氰化物吡啶-巴比妥酸光度法2实验过程及结果讨论2.1强化污泥的培养“生物-铁”法是20世纪80年代兴起的一种强化生物处理技术。从生物学角度看,铁是生物氧化酶系中细胞色素的重要组成部分。同时,由于铁对生物絮凝作用的促进和氧化铁粉的生物载体作用,可将普通污泥逐步驯化成铁絮体活性污泥[2]。污泥驯化过程中,每隔两天在反应器中微量投加氧化铁粉进行强化。在生物酶的作用下,氧化铁被还原分解形成游离Fe2+和Fe3+离子。游离的铁离子具有电子传递和辅酶激活剂的作用,能提高污泥的氧化能力[2]。40d后,污泥培养驯化完毕。经过观察,加入氧化铁粉后的强化污泥成团粒状,沉降性能大大加强,SVI指数达到175～200;镜检污泥成深褐色,污泥颗粒分布均匀。实验中我们采用了“生物-铁”法对污泥进行强化培养,用该污泥对高含酚焦化废水进行处理。2.2实验结果与讨论在生物处理过程中,有机污染物的降解是通过微生物的新陈代谢完成的。在微生物生长繁殖过程中,有以下几个阶段:延迟期,对数增殖期,衰减增殖期和内源呼吸期。微生物在对数增殖期末期,活菌数达到最高水平。在衰减增殖期,活性污泥的凝聚性提高,絮体逐渐形成,沉降性能有所提高,处理后出水水质好。从上面分析可知,微生物在生长繁殖的对数末期和衰减增殖的前期,由于营养物质的减少,竞争力强的、生命活力强的微生物通过分解为数不多的污染物质而继续进行分裂,竞争力弱的和幼体的微生物因缺乏生长所需的营养物质休眠或死亡。即微生物处于“饥饿态”。如果在这个阶段继续补充适量的营养物质,污泥就会很快