生物脱氮新技术在焦化废水处理中的应用_单明军

＊辽宁省教育厅B类攻关项目(2004004)收稿日期:2005-01-24单明军(1962～),教授;114044辽宁省鞍山市。生物脱氮新技术在焦化废水处理中的应用＊单明军吕艳丽张海灵(鞍山科技大学环境工程系)摘要阐述了几种焦化废水生物脱氮技术,重点介绍了厌氧氨氧化、SHARON-ANAMMOX组合工艺及其处理焦化废水的实验室研究。关键词焦化废水厌氧氨氧化生物脱氮ApplyofthenewbiologicalremovalofnitrogentechnologyinthetreatmentofcokingwastewaterShanMingjunLuYanliZhangHailing(AnshanUniversityofScienceandTechnology)AbstractSeveralbiologicaldenitrogentechnologyofcokingwastewaterwereindicatedinthispaper.ANAMMOXandSHARON-ANAMMOXwereintroducedonemphases.Andtheexperimentalre-searchesofthecombinedtechnologytotreatcokingwastewaterwerealsodiscussed.Keywordscokingwastewateranaerobicammoniumoxidationthebiologicalremovalofnitrogen焦化污水是在煤的高温干馏、煤气净化以及化工产品精制过程中所产生的废水。该废水污染成分复杂、毒性大,含有大量的氨氮、酚、氰、硫氰化物、焦油及多环芳烃等污染物。通常废水中的CODcr浓度在3000～5000mg/L,氨氮浓度在200～500mg/L,BOD5/CODcr在0.3～0.4之间,是含高氨氮、高有机污染物、难处理的工业废水。1焦化废水生物脱氮技术及应用现状1.1全程硝化—反硝化生物脱氮全程硝化—反硝化生物脱氮一般包括硝化和反硝化两个阶段。硝化反应是在供氧充足的条件下,水中的氨氮在亚硝化细菌的作用下被氧化成亚硝酸盐,再在硝化细菌的作用下进一步氧化成硝酸盐;反硝化反应是在缺氧或厌氧条件下,反硝化细菌在有碳源的情况下将硝酸根离子还原为氮气。在该理论基础上构建了一系列生物脱氮技术,如A/O、A2/O等。目前,国内外已有成功采用这种工艺处理焦化废水运行的实例。但这些技术本身存在许多弊端,如能耗高,硝化反应为好氧过程,需要耗能;反硝化过程必须有碳源作为电子供体,而焦化废水中C/N不足,需外加碳源(如甲醇等)提高脱氮率;硝化反应为产酸过程,反硝化反应为产碱过程,必须外加大量的酸碱进行中和,维持系统正常运行。1.2短程硝化—反硝化(SHARON)短程硝化反硝化(Singlereactorforhigham-moniumremovalovernitrite,简称SHARON)是把硝化反应过程控制在氨氧化产生NO-2-N的阶段,阻止NO-2-N进一步硝化,直接以NO-2-N作为氢受体进行反硝化。此过程减少了硝化过程中的需氧量、反硝化过程中有机碳的投入量,降低了能耗和运行费用。目前,该流程在国内极少数焦化厂进行了设计改造和应用。但是,此过程还需要投加一定量的碳源及酸碱,消耗药剂。另51Vol.24No.4July.2005冶金能源ENERGYFORMETALLURGICALINDUSTRY外,如果反硝化过程不完全,则存在剩余的NO-2-N,而NO-2-N本身是致畸、致癌、致突变物质,对人群有严重危害。2生物脱氮新技术介绍2.1厌氧氨氧化(ANAMMOX)ANAMMOX生物脱氮技术是荷兰Delft技术大学提出的一种新型生物脱氮技术〔1〕。该技术的基本原理是:在厌氧条件下,直接利用NH+4作为电子供体,亚硝酸盐作为电子受体,将氨氮直接氧化生成氮气。其生化反应式如下:NH+4+NO-2※N2+2H2O。如果说上述的SHARON技术只是将传统的硝化反硝化工艺通过运行控制缩短了生物脱氮的途径,而ANAM-MOX生物脱氮技术作为一种全新的生物脱氮技术,完全突破了传统生物脱氮技术中的基本概念。ANAMMOX反应无需供氧、无需外加有机碳源来维持反硝化,适用于可生化性差的废水(焦化、化肥及垃圾渗滤液等行业废水),无需外加酸碱调节废水的pH值,故可降低能耗,节省药剂,减少运行费用。同时,还可避免因外加药剂造成的二次污染问题。因此,ANAMMOX生物脱氮技术具有很好的研究与应用前景。2.2SHARON-ANAMMOX组合工艺SHARON-ANAMMOX生物脱氮组合技术具有耗氧量少、不需外加碳源、污泥产量少等优点,是迄今为止最简捷的生物脱氮技术,成为当前生物脱氮领域的一个研究重点〔2～3〕。SHARO