高浓度焦化废水处理的中试_赵军

高浓度焦化废水处理的中试赵军1(1.大同市环境保护研究所,山西大同037006)[摘要]大同市煤气公司产生的焦化废水中COD、NH3-N等污染物浓度过高,外排水难以符合国家规定的一级排放标准要求,为此,废水在排放前必须进行生化处理。该公司建厂以来,使用一套常规的活性污泥装置处理高浓度焦化废水,但是处理后废水中COD、NH3-N的浓度值仍居高不下。2001年底在澳大利亚专家和大同市环境保护研究所的协助下该公司建成了处理高浓度焦化废水的中试装置,中试装置采用先厌氧反硝化,再好氧硝化的生物处理,并结合物理化学处理的方法,经过一年多的中试实验,结果表明,经中试处理后,COD、NH3-N等污染物浓度都能达国家一级排放标准的要求。[关键词]中试实验高浓度焦化废水A/O生物处理物理化学处理法1废水特性该公司产生的焦化废水中主要污染物浓度见表1。表1焦化废水中主要污染物平均浓度项目PHCOD挥发酚氰化物NH3-N浓度(mg/L)8.9～9.31500018001515002中试实验2.1脱除COD和凯式氮(TKN)的反应机理焦化废水中的酚是COD的主要来源,COD极易在好氧和厌氧条件下加以脱除,而TKN主要来自于水中的氨和氰化物,因此脱除TKN需通过硝化和反硝化两个步骤,即先在硝化细菌作用下将铵离子转化成硝酸根,因为进行硝化时细菌需要消耗氧气,故需在好氧区供氧,硝化过程的副反应产物会降低水的PH值,第二步是反硝化反应,在此过程中,反硝化细菌把硝酸根转化成氮气,从废水中逸出,反硝化细菌在缺氧和有碳源(COD)存在的条件下,废水中(COD)降解反应如下:硝化:NH4++3/2O2亚硝化菌NO2-+H2O+2H+(1)NO2-+1/2O2硝化菌NO3-(2)反硝化:NO3-+5H(氢供给体:有机物)1/2N2+2H2O+OH-(3)NO2-+3H(氢供给体:有机物)1/2N2+H2O+OH-(4)2.2存在的问题在脱除废水中TKN时,由于废水中有潜在的毒性物存在,对某些参数的毒性值极为敏感,为此必须做到以下几点:2.2.1废水PH值应保持在窄小的范围内。由于氨、铵与亚硝酸根的平衡是复杂的,废水中的游离氨或亚硝酸根浓度与铵盐含量,硝酸盐含量、PH值和温度密切相关。在硝化过程中,只有严格控制上述各因素,才能使废水生化处理装置稳定运行。2.2.2氰化物的毒性硫氰酸盐的毒性极其危险,但由于氰的络和物性质极为稳定,游离氰又极易生物降解,所以,在整个生化处理过程中氰化物并无任何危害。但是硫氰酸盐在缓慢的生物降解过程中会生成氨,这就是硫氰酸盐的毒性。3中间实验3.1中间实验的装置及流程为了获得工业设计装置可靠数据,澳大利亚专家与该公司环境管理部门联合进行了中间实验,中试装置的研究工作是在实验室实验的基础上进行的,并有两套类试的装置组成,图1为中试装置的流程图。该装置有如下特点:a.两套中试装置由一个给水池供给新废水,进水量相同,且A型和B型中同类池的尺寸大小相同。b.反硝化反应器由三个尺寸相同的厌氧池串联组成,每一个的容积为0.025m3,缺氧池容积为0.05m3,曝气池容积为0.13m3。b.反硝化反应器由三个尺寸相同的厌氧池串联组成,每一个的容积为0.025m3,缺氧池容积为0.05m3,曝气池容积为0.13m3。3.2试验条件A、B两套中试装置是在相同的条件下进行的,试验过程见表2,中试装置均使用电加热方式,其温度控制在厌氧(30～35)℃,PH=8.5～9.0,缺氧池温度30℃左右,溶解氧在(0～0.5)mg/L之间。曝气池中的PH=7左右,温度(25～35)℃,溶解氧在(3～5)mg/L。[收稿日期]2004-11-08[作者简介]赵军(1970—),男,天津市人,工程师,1992年大学毕业后被分配到大同市环境保护研究所工作至今,主要从事建设项目的环境影响评价和环境科研工作。66北方环境第30卷第2期NORTHENVIRONMENT2005年4月A型(厌氧池为三个串联且密闭)B型(厌氧池为三个串联且半密闭)图1中试装置的流程图表2试验过程试验阶段周数试验目的主要污染物去除率(%)第一套装置(A)第二套装置(B)11～6试验开始26～10稳定操作COD去除率96COD去除率95310～18观察两套装置运行情况,确定最佳反硝化装置COD去除率96COD去除率87418～24确定工业设计方案COD去除率96COD去除率80从表2可以看出以下特点:3.2.1第一和第二阶段A、B两中试装置设计有所不同,COD的脱除率基本相同,但从第三和第四阶段可以看出A、B两装置去除率有所不同;3.2.2A装置厌氧池受有害物的影响比B装置小,B装置运行不稳定;3.2.3为了增加消化细菌的数量,在第四阶段往曝气池中增加一定数量的填料环。3.3中试生物处理结果中试生物处理后出水污染