焦化废水处理技术及其发展趋势_王春敏

焦化废水处理技术及其发展趋势王春敏,步启军⒇(唐山学院土木工程系,河北唐山063000)摘要:本文综述了焦化废水的处理技术,包括生化法、高级氧化法、物理化学法等。并探讨了焦化废水处理技术的发展趋势。关键词:焦化废水;处理技术;发展焦化厂生产过程中排放出大量含有毒、有害物质的废水,该废水所含污染物包括酚类、多环芳香族化合物及含氮、氧、硫的杂环化合物等,是一种典型的含有高污染、难降解有机物的高浓度工业废水。因此焦化废水的处理,一直是国内外废水处理领域的一大难题,几十年来尚未出现突破性的研究成果。目前焦化废水的处理技术主要有生化法、高级氧化法和物理化学法等三大类。1生化法1.1普通活性污泥法普通活性污泥法是一种较好的焦化处理方法,该法能将焦化废水中的酚、氰有效地去除,两项指标均能达到国家排放标准。但是,传统活性污泥法的占地面积大,处理效率特别是对焦化废水中的氨氮、有毒有害有机物的去除率低,而且活性污泥系统普遍存在污泥结构细碎、絮凝性能低、污泥活性弱、抗冲击能力差、进水污染物浓度的变化对曝气池微生物的影响较大、操作运行很不稳定等缺点。为了解决上述问题,近年来出现了一些新的生化处理方法。1.2PACT法PACT法是在活性污泥曝气池中投加活性炭粉末,利用活性炭粉末对有机物和溶解氧的吸附作用,为微生物的生长提供食物,从而加速对有机物的氧化分解能力,活性炭用湿空气氧化法再生。研究表明〔1〕,该法去除效果好,投资费和运行费较低。1.3投加生长素投加生长素的强化法是在现有焦化厂生化处理曝气池容积偏小,酚氰化物和COD降解效率较差的情况下,用投加生长素的方法来提高活性污泥的活性和污泥浓度(MLSS),从而提高现有装置的处理能力。已在多家小型焦化厂使用。处理效果较为理想。该法运行成本较低,工艺简单、操作容易,多使用在焦化厂污水现有处理装置设备潜力的发掘,提高处理效果进行的污水处理强化和改造〔2〕。1.4生物铁法生物铁法是在曝气池中投加铁盐,以提高曝气池中活性污泥的浓度,充分发挥生物氧化和生物絮凝作用的强化生物处理方法。由于铁离子不仅是微生物生长必须的微量元素,而且对生物的粘液分泌也有刺激作用,铁盐再生成氢氧化物与活性污泥形成絮凝物共同作用,使吸附和絮凝作用更有效的进行,从而有利于有机物汇集在菌胶团的周围,加速生物降解作用。20世纪80年代我国冶金建筑研究总院与马鞍山钢铁厂等单位采用生物铁法的强化处理技术,在曝气池中加入一定量的生物铁絮凝物后,改变了污泥状态缩短了曝气时间,改善了出水水质,同时试验还表明了该法对氰具有很强的去除能力〔3〕。1.5固定化细胞技术固定化细胞技术是指通过化学或物理手段,将筛选分离出的适宜于降解特定废水的高效菌种,或通过基因工程技术克隆的特异性菌种进行固定化,使其保持活性并反复利用。在工业废水处理技术中,采用固定化细胞技术有利于提高生物反应器内原微生物细胞浓度和纯度,并保持高效菌种,其污泥量少,利于反应器的固液分离,也利于除氨和除去高浓度有机物或某些难降解物质。孙艳〔3〕从北京焦化厂排放的含酚废水中分离纯化一种降解苯酚的细菌,经驯化其苯酚耐受力达9.5mg/L大大高于活性污泥中微生物的苯酚耐受极限。黄霞〔4〕等的研究表明,经过驯化的优势菌种对喹啉、异喹啉、吡啶的降解能力比普通污泥高2～5倍,而且优势菌种的降解效率较高,经其处理8h,可将喹啉、异喹啉、吡啶降解90%以上。1.6生物流化床生物流化床是以砂、焦炭、活性炭这类颗粒材料为载体,水流自下向上流动,使载体处于流化状态,在载体表面生长、附着生物膜,载体粒径一般为1.0～2.0mm。生物流化床兼有完全混合式活性污泥法接触所形成的高效率,以及生物膜法能够承受负荷变化冲击的双重优点,具有良好的处理效果。杨平等采用生物流化床厌氧—缺氧—好氧(A2/O)工艺处理焦化废水,进行了中试规模研究。在进水NH3-N质量浓度为470mg/L条件下,出水质量浓度为10.33mg/L,去除率>91.5%;进水COD775～2986mg/L的情况下,出水质量浓度为120～290mg/L,去除率为66～93%〔5〕。1.7A/O与A2/O工艺A/O(缺氧-好氧)工艺中,废水首先进入缺氧池,然后进入好氧池,好氧池出水进入沉淀池,沉淀池上层清液部分回流至缺氧池,污泥则回流至好氧池。在好氧池中,发生硝化反应,氨氮被氧化为亚硝酸盐氮和硝酸盐氮。在缺氧池中,回水中的硝态氮与原水中的有机碳发生反硝化反应,硝态氮被还原为氮气。在实际工程中,好氧池多设计为活性污泥工艺,而缺氧池则为生物膜系统,好氧和缺氧两段微生物互不相混,各自在最佳的环境条件下生长。我国80年代开始研究A/O工艺,1993年上海宝山钢铁公司872006年第5期内蒙古石油化工⒇收稿日期:2006-04-06焦化废水A/O装置投入运行,废水中的NH3-N得到