节能型焦化污水生物脱氮新工艺影响因素的生产性试验研究

焦化污水的来源主要有三个：一是剩余氨水，它是在煤干馏及煤气冷却过程中产生的污水；二是在煤气净化过程中产生的污水；三是在焦油、粗苯等精制过程及其它场合产生的污水。其组成十分复杂，而且浓度高、毒性大，对环境造成极大的污染。据统计，绝大多数焦化企业对焦化污水的处理效果不理想，生化处理出水的COD含量均很高，大部分企业不达标，去除率一般在80%以下，其中最为突出的是氨氮去除率均低于30%。而现有的能实现COD、氨氮达标排放的生物处理方法的初期工程投资大，占地面积大，进水水质要求苛刻，吨水处理运行费用高，使得大多数企业难以接受。节能型生物脱氮新工艺打破了传统硝化反硝化生物脱氮技术的模式，将污水中的氨氮进行部分亚硝化，利用未硝化的污染物质-氨氮作为电子供体与电子受体-亚硝酸盐氮在厌氧氨氧化菌的作用下直接脱氮，无需硝化液回流和外加碳源，具有耗能低、占地少、碱投加量少、污泥产量低、建设资金少、运行费用低、处理效率高等优点。1试验部分1.1试验现场及污水水质本生产性试验研究是在黑龙江某焦化厂污水处理站完成的，主要进行现场污水处理工艺设计、运行与调试。该厂主要以生产焦炭为主，副产品主要有煤焦油和粗苯等。在生产过程中，产生大约65m3·h-1的污水，其组成十分复杂，有机污染物、氨氮浓度高，毒性大。处理后污水各项指标须达到国家污水综合排放标准（GB8978-1996一级）。其水质情况及排放标准见表1。1.2脱氮原理节能型生物脱氮新工艺的脱氮原理是将氨氮硝化控制在部分亚硝化反应阶段，而剩余氨氮在厌氧条件下，由氨氧化菌以氨氮作为电子供体，以亚硝酸盐氮节能型焦化污水生物脱氮新工艺影响因素的生产性试验研究白扬，单明军，孙娟，周亚男，彭婷婷（辽宁科技大学，辽宁鞍山114051）摘要：焦化污水是焦化厂炼焦、煤气净化和化产回收过程中产生的，其氨氮含量高，有机物可生化性差，是难处理的工业污水。采用节能型生物脱氮新工艺处理黑龙江某焦化厂污水处理站的焦化污水，对其影响因素进行了生产性试验研究，确定了主要单元的操作参数。采用该工艺处理后的出水达到了国家污水综合排放标准（GB8978-1996一级），并可回用于熄焦。关键词：节能型工艺；焦化污水；生物脱氮；影响因素；生产性试验中图分类号：X703.1文献标识码：A文章编号：1000-3700(2009)02-100-03收稿日期：2008-06-12基金项目：辽宁省教育厅科技研究项目（20060436）；鞍山市科技计划项目（2007SF16）作者简介：白扬（1981-），男，硕士研究生，研究方向为污水处理；联系电话：13898032618；E-mail：baiyang1227@163.com联系作者：单明军，教授；联系电话：13314120036。指标pHCOD/mg·L-1NH4＋-N/mg·L-1氰化物/mg·L-1酚/mg·L-1石油类/mg·L-1色度/倍污水水质排放标准8～96～91300～2800100150～320≤1532～47≤0.5450～580≤0.530～50≤10500～1000≤50表1该厂污水水质及排放标准Table1Charactersofwastewaterandwastewaterdischargestandard第35卷第2期2009年2月水处理技术TECHNOLOGYOFWATERTREATMENTVol.35No.2Feb.,2009100白扬等，节能型焦化污水生物脱氮新工艺影响因素的生产性试验研究作为电子受体，直接转化为氮气。1.3工艺流程节能型生物脱氮新工艺流程如图1。该工艺是将一段好氧控制在部分亚硝化阶段，含有氨氮和亚硝酸盐氮的焦化污水进入到厌氧池由氨氧化菌直接脱氮，二段好氧控制在硝化阶段，进一步去除COD，并使厌氧段未反应的少量氨氮和亚硝酸盐氮转化为硝酸盐氮，保证处理后的出水稳定达标。2系统的影响因素2.1一段好氧单元一段好氧单元的功能主要是将氨氮转化为亚硝酸盐氮，也是该工艺的关键处理阶段。其主要影响因素为温度、pH、溶解氧、污泥龄等，现场主要对温度、pH两个重要影响因素进行了研究。2.1.1温度的影响该工艺对反应池内的水温要求较高，由于该地区冬季气候寒冷，最低气温在-30℃左右，因此，系统中污水的水温较低，会对一段好氧池内亚硝化细菌的正常代谢活动造成影响，不利于系统稳定运行。表2为不同温度条件下一段好氧池亚硝酸盐出水指标。由表2可以看出，水温过低不易于亚硝酸盐氮的积累，亚硝化率较低，氨氮的去除效果不佳。当水温在26～30℃，亚硝酸盐氮浓度逐渐增加，亚硝化率逐渐升高，亚硝化率可达到54.7%，表明在该温度范围内有利于一段好氧单元的亚硝化正常运行。由于系统中污水冬季热量散失较大，为保持一段好氧单元内的水温，采用在池壁外部铺设保温板、向调节池和曝气管道内通入蒸汽等措施来维持系统水