AO工艺处理焦化废水的实践研究杨国义1

EngineeringapplicationofA/OprocessincokingwastewatertreatmentGuoyiYang,TingWang(TaiyuanUniversityofScienceandTechnology,Taiyuan030024,China)Abstract:AnAnoxic-Oxicsystemwasusedtotreatcokeplantwastewater.Westudiedtofindthelawofthegrowthoficroorganisms,whichwasfosteredandtamedintheaerobicreactor,anddiscussedthecontrolconditionofcokingwastewaterdisposingsystem.Thenthedebuggingandoperationofthecokingwastewatertreatmentandthecontrolofthemaintechnologicalparameterwerepresented.TheeffluentqualityoftheA/OsystemcanmeettheclasscriteriaspecifiedofIntegratedWastewaterDischargeStandard(GB8978Ⅰ-1996)andtheNH3-Nevolutionofthetreatedwaterremainbelow5mg/L.Keyword:A/Oprocess;Cokeplantwastewater;debuggingandoperationA/O工艺处理焦化废水的实践研究杨国义1，王婷2（太原科技大学，太原，中国，030024）(E-mail1:[e-mail],E-mail2:[e-mail])摘要摘要摘要摘要：：：：采用A/O工艺进行焦化废水处理工程试验，主要研究污泥驯化规律及系统运行控制条件，并对系统调试过程中所遇到的问题进行了探讨与解决。系统正常运行后，该焦化厂处理后的焦化废水出水水质各项指标均达到了国家《废水综合排放标准》（GB8978-1996）中规定的一级标准，其中出水NH3-N平均在5mg/L以下。关键词关键词关键词关键词：：：：A/O工艺；焦化废水；调试运行1引言目前，针对焦化废水处理出现了许多处理方法，主要为生化方法，能运用于工程实践的主要有A/O和A2/O工艺等；单一物化法工程应用很少，有焚烧法、吸附法、Fenton试剂法、粉末活性炭(PACT)法、催化湿式氧化法等。在设备和技术发展方面，首先是反应器有很大发展，生物三相流化床、膜生物反应器、厌氧折流反应器等新型反应器被广泛讨论和研究；其次在生物强化方面，高效菌种法、固定化膜技术、投加生长素强化法都有一定发展[1-4]。目前，成功运用于工程实践的主要有A/O和A2/O工艺。因此通过对A/O工艺方法可靠性和稳定性的研究和工艺改进，将有助于焦化废水工业化处理工艺的成熟和推广。为此，我们于山西某焦化厂进行了试验，在具体工程实践中采用了A/O工艺，研究污泥驯化规律及系统运行控制条件，经过调试运行，取得了理想效果。2.基本情况山西某焦化厂年产焦炭100万吨。焦化废水处理站预处理部分的处理水量为35m3/h，生化处理水量可达60m3/h。其设计要求剩余氨水、终冷水、化产分离水等均进蒸氨塔处理，蒸氨后的废水进入废水处理站。工艺流程如图1所示。废水处理站进水平均水质如表1所示。2010FirstInternationalConferenceonCellular,MolecularBiology,BiophysicsandBioengineering(CMBB)978-1-4244-9158-2/10/$26.00©2010IEEECMBB2010185好氧池二沉池出水送熄焦、洗煤硝化液回流回流污泥预处理缺氧池混凝处理污泥处理图1工艺流程Fig.1Technologicalprocess3.工程调试3.13.13.13.1污泥培养污泥培养污泥培养污泥培养、、、、菌种驯化菌种驯化菌种驯化菌种驯化活性污泥接种活性污泥接种活性污泥接种活性污泥接种：种源活性污泥来源于其它焦化厂二沉池污泥，用焦油运输车运来，投放到好氧池中。焦油运输车内油应放净，且用蒸汽吹洗干净，否则运来的泥中含油太多不能使用。好氧池内注入按一定比例配好的清水和焦化废水混合液，水温保持在20℃以上（冬季气温下降需要在好氧池铺设蒸汽管道，以保证水温达到运行要求）。经反复试验，污泥培养、驯化运行方式确定为为集中进水、间断曝气、集中排水。同时投加葡萄糖和磷酸盐等营养物质。好氧池中NO2-出现后，好氧池中pH值开始下降，开始向好氧池加纯碱调节pH值。当二沉池出水NH3-N浓度降到1mg/L以下，NO2-达到峰值后，亚硝化菌培养完毕。在NO2-存在的情况下NO3-逐渐增加，当NO3-浓度达到极限，NO2-浓度降到接近0mg/L时，硝化菌培养完毕。图2为驯化期氨氮和好氧池氨氮浓度变化图，图3为NO2--N和NO3--N变化图。污泥驯化过程中，NO2--N和NO3--N的浓度变化是非常重要的指标，需定时监测，以便对具体情况做出相应对策。表1污水处理站进水水质（mg/L）Table1Theinfluentvalueofcokingwastewatertreatmentplant废水CODCrNH3-N酚总氰SCN-SS油pH进站废水设计进水设计出水2000-5000≤3500≤10090-450≤300≤15450-1000≤750≤0.510-35≤20≤0.5150-450≤350≤0.570-120≤100≤7030-80≤50≤57-97.0-8.5≈702004006008000306090时间(d)浓度(mg/L)蒸氨氨氮好氧池氨氮050100150020406080时间(d)浓度（mg/L）亚硝酸盐氮硝酸盐氮图2进水氨氮和好氧池氨氮浓度（mg/L）Fig.2TheevolutioncurveoftheNH3-Ninammoniastillandinoxiczone图3NO2--N和NO3--N变化图Fig.3TheevolutioncurveoftheNO2--NandNO3--N1863.2系统启动系统启动系统启动系统启动1.缺氧池挂菌污泥培养驯化好之后，开始对缺氧池进行挂菌。将含有硝化液的二沉池出水和原废水按一定比例混合，保持水温在20℃以上，pH值7.0左右。由好氧池抽取泥水混合液为缺氧池填料上接种兼氧微生物。生物着床时间约为15天左右时，液面有大量气泡产生，挂菌完毕。2.后混凝处理启动主要包括混凝反应池和混凝沉淀池。二沉池出水与絮凝药剂PAC（聚合氯化铝）在絮凝反应池中充分混合后，生成大量絮状体，出水（pH在7.0左右）进入混凝沉淀池进行沉淀，继续去除废水中的COD和SS。3.3运行运行运行运行参数参数参数参数的的的的控制控制控制控制和存在的问题和存在的问题和存在的问题和存在的问题1.主要控制参数1）蒸氨废水的工艺参数对于蒸氨工段来说，我们要求废水水质要稳定，NH3-N≤300mg/L，水温在冬季≮75℃，夏季≯60℃，油≯50mg/L，pH7.0~8.5即可。pH值不可太高，否则严重影响系统稳定。2）缺氧池的工艺参数缺氧段对有机物的去除贡献很大，废水中的有机物有很大部分是在缺氧段去除的。缺氧挂摸式处理有相当大的抗冲击负荷,稳定性强。缺氧池控制参数：DO0.2mg/L，磷酸盐≥0.5mg/L，pH7.0～7.5，水温不小于20℃。一般认为回流比控制在2～3左右时效果最好[5]，本次实践中根据实际情况进行了多次试验，最终根据实际情况确定回流比为3～6时，降解效果十分理想。3）好氧池的工艺参数通过微孔曝气器来增加废水中的溶解氧，为微生物提供氧和对混合液进行搅拌。水温一般要求25℃～35℃[6]，在实际运行中，水温只要不小于20℃就可以满足系统降解要求。DO≥2mg/L，磷酸盐≥0.5mg/L，pH6.5~7.5。2.调试和运行过程中的问题1.本工程在设计工作中充分考虑开工驯化阶段对外排水指标的影响，采用临时管道、移动水泵、强化处理等措施，边施工边运行，保证生物脱氮装置正常运转前的外排水指标不高于现有生物脱氮装置外排水指标。由于硝化细菌和反硝化细菌难于普通的活性污泥法细菌的培养和驯化，因此，生物脱氮装置从开工调试到正常运转，一般在3～6个月。生产过程中也会产生少量生产污水，如污泥等分离出的污水以及浓缩污泥上清液等，此外还有少量生活污水，设计将这些污水用专门污水管道收集后，输送到污水提升泵房，同焦化废水一起进行处理。2.实际工况条件下，由于蒸氨检修或失常原因，存在进水的不稳定性（进水量不够、进水浓度高）问题。需要通过系统调整，保证运行的稳定性。例如当进水量太小时，应当立即改变回流量或使污水处理站系统单系运行；当进水浓度过高时，应该停止系统运行并间歇曝气以待进水正常稳定后方可启动。3.污泥上浮现象。首先要考虑是否由于消泡水不足或消泡水安排不当，不能及时消掉泡沫而引起。其次，进水浓度的变化程度也至关重要，进水浓度过高，污泥负荷骤然变大，污泥也容易大量死亡。生物处理法的关键是微生物。废水处理系统的氨氮进水浓度波动太大对微生物会产生强烈的影响，导致处理效果发生很大的改变。系统长时间不稳定情况下运行，会出现污泥性状差、污泥沉降效果不好甚至污泥不能沉降大量上浮现象。严重的危害整个系统的正常运行。3.4运行结果运行结果运行结果运行结果经过半年多的连续调试和运行，数据显示，焦化废水处理出水水质中挥发酚、总氰、SCN-的出水浓度很低，均达到了国家标准（≤0.5mg/L）；氨氮出水效果尤其理想≤5mg/L；其它污染物如COD、油、悬浮物等也均达到出水标准。各项指标如表2所示。表表表表2水处理系统出水水质水处理系统出水水质水处理系统出水水质水处理系统出水水质（（（（mg/L））））Table2heeffluentvalueofcokingwastewatertreatmentplantCODcrNH3-N酚总氰SCN-SS油pH≤100≤5≤0.5≤0.5≤0.5≤70≤5≈7.001874结果与讨论1）通过焦化废水的A/O工程应用，找到了污泥培养和驯化的规律。A/O法在该厂运行稳定,降解效果显著，废水全部回用于熄焦。2)本系统NH3-N、COD十分理想，系统处理后的出水中氨氮平均在5mg/L以下3）该工艺在水质波动较大或污染物浓度较高时，能够维持正常运行，耐负荷冲击能力强，操作管理简单。4）在生产过程中，实际进入污水处理系统的废水水质经常达不到设计要求，如果进水水质长期高于设计要求，将导致废水处理装置超负荷运转,污泥容易上浮，进而影响处理效果。对环境及生态的危害与破坏程度是严重和恶劣的，但目前焦化废水治理的欠账、失误和误区太多。焦化废水治理需要建立有素质的专业技术队伍，需要有相关方面的法律和法规的推动和制约，需要有科学有效的防治手段和控制方法；需要有完善和切实可行的监督与管理机制。参考文献参考文献参考文献参考文献[1]蔺起梅,杨小红，焦化废水处理技术的应用与研究进展[J]，环境研究与监测，2006,19(4)，P40-43.[2]郑俐，焦化废水处理技术的进展[J]，安徽化工，2006(4)，P49-50.[3]S.G.Nutt,H.Melcer,andJ.H.Pries,Two-stagebiologicalfluidizedbedtreatmentofcokeplantwastewaterfornitrogencontrol[J],WaterPollutionControlFederation,1984,56(7),P851-857.[4]J.S.Jeris,R.W.Owen,andR.Hickey,Biologicalfluidized-bedtreatmentforBODandnitrogenremoval[