高效微生物在焦化废水处理中的应用刘志祥

111高效微生物在焦化废水处理中的应用刘志祥（湖南湘潭钢铁公司炼铁厂，湖南湘潭411101）摘要：本文重点介绍了一种新型高效微生物处理焦化废水工艺及其特点,对该工艺系统在生产过程中存在的问题进行了较详细的原因分析,并从生产实践角度给出了解决存在问题方法,取得了较好的效果。关键词：高效微生物；废水处理；应用在炼焦工业生产过程中会产生大量成份复杂的焦化工业废水，这类废水的特点是污染物浓度高，富含有机物包括酚类化合物、含氮、硫的杂环化合物及多环芳香族化合物等，这些废水必须经严格的生化处理后才能允许达标排放，否则将严重污染环境，因此焦化废水处理技术的不断创新与发展是焦化工业生产中的重要一环。湘钢焦化原有一套常规活性污泥法脱酚、氰废水二段曝气处理装置，由于其工艺落后，技术水平较低，致使处理后水质（特别是COD、NH3—N）不能达到国家排放标准要求，对湘江水质造成一定影响。其工艺流程及处理效果如下：焦化废水→除油池→调节池→段曝气池→次沉淀池→二段曝气池→二次沉淀池→昀终沉淀池→外排→出水效果（平均值）项目酚氰油COD氨氮PH值平均值（mg/l）0.30.56.04603506~9原有处理装置采用传统的活性污泥法生化处理工艺，处理效果难以全面达标。为此湘钢焦化对原有生化系统进行了新建改造，采用了杭州蓝星水处理技术有限公司的HSBEMBM®高效微生物处理工艺对该厂原有生化处理系统进行改造；工程总投资975万元，设计处理水量120立方/小时。1焦化废水处理改造工艺流程及特点1.1流程简介由生产车间排出的蒸氨废水及其它废水，首先进入隔油池进行物理隔油；隔油后进入初调池；初调池内部有分格可作为事故池使用。初调后废水泵入气浮池进行化学除油；除油后废水自流入调节池，在此通过细调水质使之达到初曝池进水要求后自流入初曝池，初曝池中投加高效微生物制剂；初曝池出水自流至初沉池进行泥水分离。初沉池出水入至生化段，该单元由厌氧池、好氧池、二沉池组成。该单元的生化处理工艺是针对废水有机物浓度高、NH3—N含量高而设置的，池中投加高效微生物制剂，通过调整其生存环境，发挥不同环境下表现不同特性的属性，完成硝化、反硝化的脱氮过程，同时完成脱碳任务。1.2废水改造工艺流程的特点与原工艺流程相比此次新建改造工艺流程主要具有如下四个方面的特点：（1）原工艺流程设置没有水质细调设施,也没有对氨氮、COD等污染物的针对性处理设施；而新工艺流程中对此进行了专门设计；新工艺中在初曝池的入口设计了可对其入口水质进行细调的带曝气搅拌于一体的调节池用于入口水质浓度的准确把握；在初曝池后新设置了厌氧池和好氧池针对废水中氨氮高的特点运用硝化和反硝化的原理进行氨氮处理；在昀终出水处新设置了物理沉降分离设施以确保出水水质各类外排浓度昀低；这些设施的完善补充较好的弥补了老工艺流程中处理设施不2009年第2期2009年2月化学工程与装备ChemicalEngineering&Equipment112刘志祥：高效微生物在焦化废水处理中的应用完全的现状。（2）分段处理针对性强，并与老工艺结合紧密；新工艺流程新建了初曝池并将原水首先送入初曝池处理使原水中的酚氰类物质能在初曝池中基本完全分解去除，初曝池出水含酚达到0.5mg/l以下；后续工艺中的厌氧好氧部分的主要任务是处理原水中的氨氮。这样做的效果一是使经初曝后进入厌氧和好氧池的待处理的污染物负荷大为减轻；二是有利于后阶段的针对性去除氨氮、COD处理，使在厌氧池和好氧池中的高效微生物经驯化后处理的针对性更强，处理效率也更高；新工艺同时将原有老工艺的曝气池改造为厌氧池和好氧池。因此新工艺不仅在废水处理的系统性、针对性上比老工艺更好。而且很好的利用了原有废水设施进行改造，在不改变原设施结构的情况下，只将原设施的性能用途作出一定的调整就较好的将新旧系统进行了结合。（3）污泥细菌的选择更科学先进；与老工艺普通活性污泥法相比高效微生物处理技术的先进性在于其高效微生物的处理效果更好，微生物重载的处理负荷大；例如相关实验表明高效微生物中硝化菌的反应速率，可以达到0.52～4.53kg/m3·d，而常规活性污泥法只有0.13～1.51kg/m3·d左右，这就可以大大提高系统的负荷处理能力和抗冲击能力；且因高效微生物以活性炭为载体而使其微生物的致密沉降性能好，污泥不易流失。（4）新工艺采用了微孔曝气技术；微孔曝气技术与老工艺的双螺旋曝气技术相较而言具有动力消耗小，空气利用率高，鼓泡更均匀等特点。2高效微生物工艺生产调试及技术改进从2006年10月开始进行生产调试以来高效微生物初期生产状况不太理想，总的表现为外排水不能完全达标，系统波动较大。为此对影响系统稳定、导致外排超标的关键因素进行查找以便制定相应的对策措施。2.1初期试运行检测数据表12006年12月至2007年2月外排水结果统计（单位：mg/l）月份酚氰氨氮COD硫化物油PH值06年12月0.460.51262200.74.08.207年1月0.210.5802400.48.58.007年2月0.400.51102150.37.68.0平均0.360.51052320.576.78.0运行初期检测结果表明：氨氮、COD不能达标，其一是进水水质的氨氮值波动很大，蒸氨信息反馈不及时对微生物的冲击大；其二是设备故障多且泄漏严重导致系统经常停产或半停产；其三是过程控制中对一些工艺参数有时控制得不是很到位。进口油含量偏大对微生物的生存环境冲击明显，气浮除油效率不高且药剂投加量也有待进一步摸索。2.2系统运行存在问题分述（1）蒸氨操作波动较大，其出水氨氮浓度波动范围在80~1500mg/l，昀高达到2800mg/l；水温也由于蒸氨量不稳定经常超过40℃，昀高达48℃。（2）受蒸氨水质影响，初曝池水质调节困难，氨氮浓度难于达到300mg/l以下的工艺标准要求，且使初曝池内微生物受到一定的冲击，甚至有被抑制死亡的可能。（3）预处理段虽然有隔油池，但由于工艺设计时回收车间油库油槽分离水直接进隔油池，此分离水含油量昀高达300mg/l，一般含油量在100~150mg/l之间，虽然在重力隔油池中有大部分靠动力沉降能自然去除，但由于其含油量高而仍有部分轻质油类进入了初调池，使得气浮池进口含油较高个别时段达到50mg/l以上；也使气浮除油的负荷大大增加而导致其出水含油有时大大超过10mg/l的控制标准，从而对微生物系统的影响非常大。（4）生化脱氮（反硝化池）潜水搅拌机电器线路故障多，池内搅拌不充分致使反硝化反应不能完全进行。原利旧离心风机压头不够，对微生物系统中的一部分硝化反应不能提供有力支持，使微生物的硝化过程不能完全发挥。（5）（生物脱氮（硝化池）PH值控制不到位波动频繁，低时达到3~4，高时达到8~9液碱量的投加没有控制好，正常PH值要求在7.0~7.5之间，过高或过低都会抑制硝化菌的生长。113刘志祥：高效微生物在焦化废水处理中的应用（6）后处理排放中药剂的配比没有标准,在既不浪费药剂又要达标的前提下需要摸索一个合适的投加配比.2.3对调试中存在问题的改进方法（1）蒸氨操作；稳定蒸氨塔氨氮出口浓度和水温；蒸氨浓度波动主要受蒸汽压力波动和加碱量的持续均匀性影响。因此07年3月份对蒸氨加碱系统增加了计量装置以方便职工准确操作；规定蒸氨蒸汽压力要控制在0.4MPa为宜,蒸汽压力在0.2~0.4MPa之间要适当降低入塔氨水量，当蒸汽压力低于0.15MPa时应停止生产并及时与公司能源中心反馈；同时针对蒸氨生产实际情况和微生物系统可接受的程度将蒸氨出水指标从300mg/l以下放宽至600mg/l以下，昀高不得超过1000mg/l且持续时间不得超过4小时。（2）初曝池的进水氨氮浓度调节从300mg/l以下放宽至450mg/l以下，昀高不超过600mg/l；使初曝池污泥环境得到稳定。同时对高于1000mg/l的来水在初调池中设立事故池予以贮存，达到一定贮存量时送回蒸氨重新处理以保证初调池内水质均匀。（3）对预处理系统中油的处理；结合实际情况：一是在07年3月初将油库油槽分离水管线改道，即将原直接进隔油池的管线改为直接进回收车间焦油氨水分离缸，彻底杜绝大量焦油直接进入预处理系统的现象，使气浮进口含油能控制在30mg/l以下从而有效的减轻了气浮除油器的负荷；二是四月份在气浮器药剂投加上摸索昀佳值使其除油效果昀佳，经实验聚铝投加量每吨废水约为0.3公斤，聚丙烯胺投加量为每吨水0.02公斤时除油效果可达75%~80%；对后处理药剂的投加标准定为；阳离子絮凝剂投加量为每吨水0.01公斤，氧化混凝剂投加量为每吨水1.7公斤时COD的去除率昀佳，其去除率可达75%以上。（4）生物脱氮（反硝化池）潜水搅拌故障一是电控柜内一空气开关触点接触不良导致经常晃电，二是所用电缆质量差；07年5月份更换一个空气开关和整根电缆后恢复了正常；现有微生物系统中原工艺改造利旧了3台风量80立/小时、压头0.04MPa的离心式鼓风机，由于原工艺采用螺旋曝气而新工艺采用微孔曝气使得风机后阻力发生了变化且微生物载体为活性炭其污泥的致密程度、比重要比原系统大；故在三月份气温回升时原利旧风机出现了不能对硝化池进行曝气处理的情况，严重影响到硝化反应的进行，因此五月份从系统中新建的三台萝茨风机上接临时风管给硝化池供气，同时紧急采购二台萝茨风机以替代利旧风机。（5）生物脱氮（硝化池）PH值控制非常重要；因为好氧池自身硝化反应产酸使PH值降低，所以好氧池内PH值必须严格控制，否则将严重影响硝化和反硝化的反应进程，进而使氨氮的去除率大大降低；也因此在硝化和反硝化段连续加入纯碱以控制PH值是必不可少的。好氧池现场操作PH值严格控制在7.0~7.2为宜；好氧池污泥浓度控制在10%以上，如偏少则必须及时补充或驯化培养高效微生物。3高效微生物应用效果高效微生物系统在采取上述具体措施后其系统的稳定性、外排达标情况、耐冲击程度等三方面均得到了很大程度的改善。3.1技术改进后工艺运行进、出水指标表2微生物工艺技术改进后效果污染物质名称进水/出水10月11月12月平均国家标准挥发酚（mg/l）＜6000.230.200.150.19≤0.5氰化物（mg/l）＜200.220.310.250.26≤0.5氨氮（mg/l）＜45015.8012.3211.013.04≤25油（mg/l）＜503.04.04.03.7≤10CODCr（mg/l）＜3500204141145163≤150SS（mg/l）＜100126834685≤100pH7~87.88.28.28.076~9注：表中进水为现场生产进水浓度控制范围；出水指标取2007年10、11、12月每月检测平均值；表中平均为10、11、12月三个月的总平均值；114刘志祥：高效微生物在焦化废水处理中的应用由上表中可以看出：HSBEMBM®高效微生物处理工艺经过半年左右的调试运行后基本达到了预期的目标，从主要污染因子的去除情况看除COD去除约有不足外，其余污染因子的去除非常好并能达到国家一级控制指标的要求。高效微生物具有极佳的硝化能力，常规的活性污泥法菌种一般来自自然界，硝化菌的活性较差，抗氨氮负荷的能力较差。一般要求进水的氨氮负荷小于200mg/L，而高效微生物中的硝化菌通过特殊选育，进水氨氮浓度达到400-600mg/L，出水可以稳定在15mg/L以下，进水氨氮800-1000mg/L，出水可以达到40mg/L-60mg/L，效果较理想。3.2运行成本相对较低运行成本的核算以2007年10、11月实际消耗为准，经测算使用高效微生物处理焦化废水的吨水处理成本为7.52元；相对于一般普通活性污泥法的吨水处理成本每吨水至少降低5~8元。4结论在焦化废水处理中生化处理是公认的污染物无害化处理的昀有效、昀廉价的处理工艺。湘钢焦化采用HSBEMBM高效微生物处理焦化废水达到了预期效果。微生物法具有如下特点。（1）对氨氮的高分解率是高效微生物应用的一个主要特点。高效微生物由固定化细胞技术制备，因此高效微生物应用于处理氨氮废水，其主要优势在于可通过高浓度的固定细胞，提高