高效生物强化工艺处理焦化废水的试验研究.pdf

高效生物强化工艺处理焦化废水的试验研究 金旭东王虹珏王旭冯卫强 中环辽宁工程技术股份有限公司， 辽宁 鞍山 114044 摘要 采用高效生物强化工艺对山东某焦化企业的废水处理站进行生产性试验研究， 经过 4 个月的调试和稳定运行， 处理后出水达 GB 89781996 一级标准污水综合排放标准 ， 其中 COD 和氨氮去除率分别达 95. 6 ～ 97. 9 、 98 ～ 100 ， 证明该工艺适用于焦化等相关行业的污水处理。 关键词 高效生物强化工艺; 焦化废水; 生物脱氮 THE EXPERIMENTAL STUDY ON TREATING COKING WASTEWATER BY EFFICIENT BIOAUGMENTATION PROCESS Jin XudongWang HongjueWang XuFeng Weiqiang Zhonghuan Engineering Technology Co． ，Ltd，Anshan 114044， China AbstractThe efficient bioaugmentation process was used for treating wastewater from the sewage treatment station of a coking company in Shandong，after 4 months of debugging and stable operation，the water quality of the effluent could meet the first grade of“Intergrate Wastewater Discharge Standard” GB 89781996 ，COD removal efficiency varied from 95. 6 to 97. 9 ，NH3-N removal efficiency varied from 98 to 100 ， which shows that the process is suitable for coking wastewater treatment and other related industries． Keywordsefficient bioaugmentation process; coking wastewater;biologcial denitrification 焦化废水主要来自炼焦、 煤气净化及化工产品的 精制等过程， 排放量大， 水质成分复杂、 水质变化幅度 大、 可生化性差、 废水毒性大， 含有数十种有机和无机 污染物， 其中包括铵盐、 氰、 酚、 吡啶、 喹啉、 萘、 蒽、 α- 苯并芘等脂肪族化合物、 杂环类化合物和多环芳烃。 焦化废水中的污染物质具有致癌、 致畸和致突变的特 性， 直接排放自然水体中对饮用水源、 水产业和旅游 业都将造成极大的危害， 当废水直接灌溉农田时， 将 使农作物减产和枯死 ［1］。 1试验概况 1. 1试验现场情况及水质 山东某焦化企业是一家以生产焦炭、 煤气为主， 焦油、 硫胺、 硫磺等化学产品为辅的大型焦化企业， 年 产焦炭 130 万 t， 煤气 5. 5 亿 m3， 处理废水分别来自 蒸氨废水、 生产冷凝水、 煤气水封水、 地坪冲洗水等， 其废水水质指标见表 1。 该厂废水处理采用中环辽宁工程技术有限公司 的“高效生物强化工艺” 为主体的工艺设计， 经废水 处理站处理后废水符合 GB 89781996污水综合排 放标准 中规定的一级标准， 处理后废水部分用于熄 焦， 其余外排至自然水体。 表 1废水水质 mg/L pH 除外 pHρ CODρ NH3-Nρ 挥发酚 ρ 总氰化物ρ 石油类 7 ～ 9 2 400 ～ 3 800100 ～ 200＜ 850＜ 20＜ 80 1. 2工艺流程 蒸氨废水首先去除大量油类物质后进入调节池 均匀水质水量， 然后进入生化反应系统， 降解废水中 的有机物污染物和氨氮等无机污染物， 生化反应系统 的出水进入二沉池， 将污水中的悬浮物沉淀后进入加 药反应池， 在加药反应池中加入混凝药剂与废水中的 污染物质反应形成较大絮状体， 经混凝沉淀池进一步 沉淀后的出水进入清水池进行回用。二沉池底部的 污泥一部分回流至生化反应系统补充系统的微生物 量， 另一部分和混凝沉淀池的污泥一同进入污泥浓缩 池中进行浓缩， 浓缩后污泥压滤外运。其工艺流程如 图 1 所示。 91 环境工程 2012 年 12 月第 30 卷第 6 期 图 1工艺流程 2生化系统调试及运行 2. 1系统污泥启动 高效生物强化工艺生化反应池内全部采用生物 膜法， 以增加污泥的抗冲击能力， 填料采用组合式填 料， 使微生物挂膜更容易， 生物膜表面积更大。 高效生物强化工艺 1 号反应池是培养短程硝化 好氧污泥 ［3］。接种污泥按污泥浓度为 2 计， 共需干 污泥 120 t， 但实际接种污泥采用其他焦化厂污泥浓 缩池的含水量为 95 的泥水混合液， 共计 300 t。 蒸氨废水来水后， 与配水在调节池内混合均匀后进 入生化系统， 使污泥启动初期池内 ρ COD300 ～500 mg/L， ρ NH3-N100 mg/L， 并向池内投加葡萄糖作为 微生物的生长素， 以刺激微生物快速恢复活性， 并提高 微生物数量。控制池内污染物含量后开始生化系统闷 曝， 闷曝采取间歇进水， 闷曝后测定池内 COD 和 NH3-N 的变化情况， 闷曝初期池内出现大量的豆形虫和肾型 虫， 经过 10 d 左右的闷曝， 池内出现了固着型原生动 物 钟虫、 累枝虫和大量游泳型原生动物 楯纤 虫、 游仆虫等。继续闷曝至 15 d 左右， 池内原生动物钟 虫和累枝虫数量明显增加， 且池内 pH 值开始下降， 并且 氨氮逐渐下降， 池内亚硝酸盐和硝酸盐含量上升， 尤其 是亚硝酸盐出现明显的累积现象， 此时该反应池污泥启 动完成， 池内微生物见图 2。 高效生物强化工艺 2 号反应池是培养厌氧氨氧 化菌 ［3］为 主的 厌 氧 污 泥， 启 动 期 投 加 泥 水 混 合 液 50 t， 1 号 ENRT 反应池闷曝期间的含有氨氮和亚硝 酸盐的排水直接进入厌氧池内， 为该池提供氮、 磷等 营养物质， 经过约 40 d 的厌氧驯化， 池内水面产生大 量的氮气泡， 测定该反应池的出水氨氮和亚硝酸盐， 其含量明显降低， 说明该反应池污泥启动完成， 起到 脱氮的作用。 图 2污泥启动完成后微生物状态 高效生物强化工艺 3 号反应池内培养的微生物 和 1 号反应池种类和作用相近， 可以同时启动， 控制 条件和 1 号反应池相近。 2. 2系统稳定运行 污泥启动完成后， 经过配水后的废水开始小流量 连续进入高效生物强化工艺生化反应池， 并且逐步提 升进水负荷， 经过 4 个月的调试运行， 生化系统进入 稳定运行期， 其处理效果稳定。连续监测 20 d 处理 后出水 COD、 氨氮及去除率见图 3， 其中混凝加药系 统对 COD 去除率见表 2。 图 3 COD 和氨氮去除率 表 2投加混凝药剂后 COD 去除率 时间 /d 加药前 COD / mgL － 1 加药后 COD / mgL－ 1 去除率 / 1132. 596. 427. 2 2120. 588. 426. 6 3124. 584. 332. 3 4144. 3100. 230. 6 5112. 288. 221. 4 6131. 6103. 721. 2 7135. 699. 726. 5 2. 3调试期间工艺参数控制 2. 3. 1温度 高效生物强化工艺 1 号反应池和 3 号反应池的 温度控制在 30 ～ 35℃ ， 高效生物强化工艺 2 号反应 池的温度控制在 30 ～ 40℃ 。高效生物强化工艺 2 号 反应池的温度通过控制 1 号反应池出水集水井内的 温度来实现， 加热介质为蒸汽。 2. 3. 2溶解氧 控制高效生物强化工艺 1 号和 3 号反应池的溶 解氧在 2 ～ 4 mg/L， 高生物强化工艺 2 号反应池的溶 解氧为 0. 5 mg/L 以下。 02 环境工程 2012 年 12 月第 30 卷第 6 期 2. 3. 3pH 值 pH 值的变化对亚硝化菌和硝化菌影响较大， 在高 效生物强化工艺 1 号反应池中发生短程硝化过程会消 耗碱度， 为了系统正常运行， 需要在生化系统内投加碱 源 粉末 Na2CO3 来补充池内碱度。高效生物强化工艺 1 号、 2 号、 3 号反应池的 pH 值均控制在 7. 5 ～8. 0。 2. 3. 4营养盐的投加 微生物启动期和负荷提升期投加少量葡萄糖作 为微生物的生长素， 以增加微生物数量和活性。磷是 微生物生长所必须的元素， 而焦化废水中几乎不含磷 素， 故需外加磷盐， 使好氧池内 C∶ N∶ P 100∶ 5∶ 1， 厌 氧池内 C∶ N∶ P 200 ～ 300 ∶ 5∶ 1。本工艺在 1 号和 3 号高效生物强化工艺反应池内投加硫酸亚铁， 以增 加污泥的絮凝性和吸附性， 提高污泥性能。 3焦化废水调试及运行中常见问题 1 废水含油量过大。由于机械化氨水澄清槽油水 分离效果差或蒸氨塔清排焦油渣不及时， 常造成废水含 油量过大， 试验现场废水含油量最大值为 215 mg/L， 如 果废水处理站除油系统运行不当， 极易造成油类物质进 入生化系统， 从而影响污泥活性， 降低生化系统的去除 率， 甚至当油类进入系统过大时， 将使生化系统瘫痪。 2 污泥活性变差。在保证温度和营养比满足生 化系统要求的条件下， 及时监测废水中的有毒物质， 防止含有高浓度氰化物或硫化物的废水进入系统， 使 污泥中毒， 活性变差。 4结语 1 采用高效生物强化工艺处理焦化废水， 出水 水质稳定， 其中 COD、 氨氮去除率分别达 95. 6 ～ 97. 9 、 98 ～ 100 。 2 后处理中投加混凝药剂， COD 去除率可达 20 ～ 30 。 3 处理后废水可直接用于熄焦， 减小废水中氨 氮对熄焦设备的腐蚀以及生成的氮氧化物对空气的 二次污染。 参考文献 ［1］单明军， 吕艳丽， 丛蕾． 焦化废水处理技术［M］． 北京 化学工 业出版社， 2007． ［2］周喜先． 硫酸亚铁预处理焦化污水对活性污泥法的影响［J］． 东北师大学报自然科学版， 1992 2 78- 81． ［3］聂麦莤， 温晓玫， 张志杰， 等． 优良菌对焦化废对酒当歌的降解 性能研究［J］． 环境工程，2002， 20 5 9- 11． ［4］张龙， 肖文德． 亚硝化厌氧氨氧化生物脱氮技术［J］． 化工环 保， 2004， 24 2 103- 106． ［5］单明军， 吕艳丽， 张海灵． 生物脱氮新技术在焦化废水处理中 的应用［J］． 冶金能源，2005，24 4 52- 54． ［6］Strous M，van Gerven E，Zheng Ping． Ammonium removal from concentrated waste streams with the anaerobic ammonium oxidation ANAMMOXprocess in different configurations［J］． Wats Res， 1997， 31 1955- 1962． 作者通信处金旭东114044辽宁省鞍山市高新技术开发区千山 路 189 号科大科技园 4 楼中环辽宁工程技术股份有限公司 E- mailrodney_jin 126． com 2012 － 03 － 14 櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅 收稿 上接第 115 页 参考文献 ［1］段宁． 循环经济理论与生态工业技术［M］． 北京 中国环境科学 出版社， 2009． ［2］Chen Bo， Yang Jianxin， 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