焦化废水生化处理研究新进展

焦化废水生化处理研究新进展卢永申世峰严莲荷周申范张建法(南京理工大学化工学院,南京210094)摘要:焦化废水是炼焦、煤气净化及焦化产品回收过程中产生的废水。总结了近几年焦化废水生化处理技术与工艺及其影响因素,并结合近年来环境生物技术的前沿,提出了焦化废水生化处理技术的发展方向。关键词:焦化废水;生化处理;影响因素;处理工艺NEWPROGRESSINRESEARCHONBIOLOGICALTREATMENTTECHNOLOGYOFCOKINGWASTEWATERLuYongShenShifengYanLianheZhouShenfanZhangJianfa(SchoolofChemicalEngineering,NanjingUniversityofScienceandTechnology,Nanjing210094,China)Abstract:Cokingwastewaterisakindofintractablewastewaterwhichisfromtheprocessofmakingcoke,purifyingcoalgasandrecoveringthecokeproducts.Thenewprogressintheresearchonbiologicaltreatmenttechnology,processesandinfluencingfactorsforcokingwastewateraresummarized.Andthemajordevelopmenttrendsareputforwardaccordingtothedevelopmentofenvironmentalbiotechnology.Keywords:cokingwastewater;biochemicaltreatment;influencingfactors;treatmentprocesses0引言焦化废水成分复杂,含有许多有机、无机污染物,如氨氮、氰化物、硫氰酸盐、酚类化合物、多环芳烃(PAHs)、含氮杂环化合物、含氧或含硫杂环化合物以及长链的脂肪族化合物等。其酚类化合物质量分数占总有机物的85%左右,对COD贡献达80%;无机物以氰化物、硫氰酸盐和氨氮为主[123]。这些污染物浓度高、毒性强、难降解[4]、具有致癌性,会对环境和生态系统造成持续性的破坏和影响。焦化废水COD高,可生化性差,其BΠC为0128～0132,NH+42N、TN含量高。焦化废水的处理一直是废水处理领域的一大难题。生化法一直是焦化废水处理研究的热点。本文综述了近年来焦化废水生化处理技术研究的新进展。1焦化废水生物脱氮焦化废水含有高浓度的有机氮和无机氮,有机氮包括含氮的单环及多环的芳香族化合物、含氮杂环化合物、含氮长链有机物等。无机氮主要有氰化物、硫氰酸盐、氨氮、和少量的硝酸盐氮和亚硝酸盐氮等。传统的好氧活性污泥法因缺少厌氧或缺氧的反硝化过程不能有效脱除总氮。MaranǒńE等[5]采用SBR工艺处理经吹脱预处理的焦化废水,HRT=115h时,最终出水NH+42N为8mgΠL。SBR工艺虽然可以有效去除氨氮,但是对有机氮,尤其是难降解的含氮杂环化合物去除效果不理想,而且水力停留时间太长,不利于工业化。目前,应用于焦化废水生物脱氮的工艺主要是以A-O为核心的A2ΠO、AΠO、AΠO2工艺。LiYM[6]等人研究发现A2ΠO与AΠO工艺对焦化废水COD和NH+42N具有几乎相同的处理效果。VázquezI[7]等人采用O2ΠA过程降解焦化废水。当温度为35℃,第1个好氧反应器HRT=98h,第2个好氧反应器HRT=86h,回流比为2时,运行效果最佳,氨氮去除率为9919%。在反硝化反应器中投加甲醇作碳源,硝酸盐氮去除率可达9912%。这些处理工艺对氨氮、有机氮都有较好的去除效果,因而被广泛应用于工业生产过程。但这些工艺都需要较大的回流比和水力停留时间,导致处理设施庞大,基建投资大。在运行过程中必须通过投加碳酸氢钠等药剂控制pH和碱度,运行管理复杂,运行费用较高。31环境工程2009年8月第27卷第4期RongQI[8]等人采用同步硝化反硝化(SND)生物膜处理焦化废水,COD、氨氮、总氮去除率分别为94%、95%、94%,适宜的DO浓度为315～410mgΠL,HRT为4013～5613h,pH为615～815。焦化废水中有毒物质对生物脱氮也具有抑制作用。对于生物脱氮过程而言,游离氨(NH3)浓度控制在011～013mgΠL比较适宜。游离氨高于1mgΠL时硝化作用被完全抑制[9]。NO-22N对硝化反应有抑制作用[10],NO-22N浓度达到50mgΠL时,对硝化反应的抑制率达40%[11]。pH和碱度是硝化反硝化反应过程中最重要的影响因素之一,要实现NH3的完全氧