焦化废水生物脱氮处理技术探讨与应用实例_邢洪亮

焦化废水生物脱氮处理技术探讨与应用实例邢洪亮,刘炳升(山西焦化股份有限公司,山西洪洞041606)[中图分类号]X784[文献标识码]B[文章编号]1004-9932(2005)05-0041-02[收稿日期]2005-03-24[作者简介]邢洪亮(1970-),男,山西洪洞人,工程师。我国现有不同规模的焦化厂700多家,各类焦炉1900多座,机焦年生产能力已达1.8×108t,在建装置能力81000kt/a。生产过程产生的大量焦化废水的处理一直是大家关注的问题。焦化废水含有大量有机物、高浓度氨、氰、SCN-等。除一些大型企业采用传统普通活性污泥法处理外,大多数企业没有废水处理系统。由于污水治理工艺落后或几乎未进行NH3-N处理,使排放的焦化废水COD不达标,氨氮严重超标,对环境造成很大的污染。《污水综合排放标准》(GB8978-1996)规定焦化废水二级排放标准为NH3-N含量≤25mg/L,一级排放标准NH3-N含量≤15mg/L,而一般焦化厂蒸氨废水NH3-N含量为280mg/L,因此,焦化废水氨氮处理势在必行。1焦化废水生物脱氮的主要工艺生物脱氮法是在活性污泥法的基础上发展起来的生物处理技术。活性污泥法对挥发酚、氰化物、硫化物等污染物的去除率达99%以上,但对氨氮的去除率仅为20%,COD的去除率为70%。生物脱氮法对氨氮、COD具有良好的去除效果,总氮去除率可达70%～90%,二次污染小且比较经济,因此在国内外运用最多,其缺点是占地面积大,低温时效率低。目前用于焦化废水生物脱氮的工艺主要有A/O工艺、A-A/O工艺和SBR工艺等。1.1A/O工艺A/O工艺开创于20世纪80年代初,它将缺氧反硝化反应池置于该工艺之首,所以又称为前置反硝化生物脱氮工艺。出水回流的内循环流程是比较典型的A/O处理工艺,该工艺的优点是A段与O段分别回流,故菌种单一,能提高污泥处理负荷,能承受很高的进水负荷,而且当进水浓度高时,A段不需投碳。但在O段仍要靠投加生长素来强化操作,以提高处理负荷和确保其进入硝化阶段。该法最主要的缺点是二次沉淀池的体积要比普通活性污泥法大4～5倍。为提高脱氮效率,A/O法处理焦化废水中的氨氮时需要控制较高的pH、较长的污泥龄及C/N大于2.86等。另外,温度和回流比也是重要的影响因素。鞍钢焦化厂和昆明焦化制气厂采用A/O工艺处理焦化污水后,已实现外排废水达标排放。1.2A-A/O工艺A-A/O工艺是在A/O法流程前加一个厌氧段,废水中难以降解的有机物在厌氧段开环变为链状化合物,链长化合物开链为链短化合物。由于焦化废水中含有大量的喹啉、吡啶和异喹啉等难降解的化合物,增加厌氧段能提高废水的处理效果。A-A/O法处理焦化废水,首先在好氧条件下,通过好氧硝化菌的作用,将废水中的氨氮氧化为亚硝酸盐或硝酸盐;然后在缺氧条件下,利用反硝化菌(脱氮菌)将亚硝酸盐和硝酸盐还原为氮气而从废水中逸出。因而,废水的生物脱氮包括硝化和反硝化两个阶段。硝化反应包括两个基本反应:由亚硝酸菌参与的将氨氮转化为亚硝酸盐的反应;由硝酸菌参与的将亚硝酸盐转化为硝酸盐的反应。硝化菌的适宜pH为8.0～8.4,最佳温度为35℃。反硝化反应是在缺氧条件下,由于兼性脱氮菌的作用,将硝化过程中产生的硝酸盐或亚硝酸盐还原成氮的过程。反硝化菌的适宜pH为6.5～8.0,最佳温度为30℃。第5期2005年9月中氮肥M-SizedNitrogenousFertilizerProgressNo.5Sep.2005DOI:10.16612/j.cnki.issn1004-9932.2005.05.017A-A/O生物脱氮法处理焦化废水是切实可行的,在A段采用软性填料具有长期不结泥球的优点。鞍钢焦化厂和山西焦化均采用此工艺,取得了较好的处理效果,不仅挥发酚、氰化物、硫化物等达标排放,而且COD、氨氮等污染物也达到相应的排放标准。1.3SBR工艺SBR活性污泥法是在单一的反应器内,按时间顺序进行进水、反应(曝气)、沉淀、出水、待机(闲置)等基本操作,从污水的流入开始到待机时间结束为一个周期,周而复始,达到污水处理的目的。SBR工艺是美国的Irvine等在20世纪70年代初开发的。焦化废水脱氮过程中,由于硝化阶段需氧,反硝化阶段厌氧,并且硝化与反硝化所需pH、停留时间不同,SBR工艺可满足这些要求,且采用其处理焦化废水后,COD、氨氮的去除率分别达到80%和70%以上。SBR生物脱氮工艺是一种不需要外加碳源,操作灵活,能适应多种处理要求的新脱氮工艺。2A-A/O法在我公司的应用2.1工艺简介我公司A-A/O法废水处理工艺包括三部分。第一部分是预处理。包括重力隔油池、气浮除油池和调节池。其主要作用是去除废水中的重油、乳化油以及部分悬浮物,为后续生化处理创造理想的水质条件。第二部分是