生物脱氮工艺在处理焦化废水中的

摘要： 阐述了A²/O内循环生物脱氮工艺的基本原理、工艺流程、调试培菌和运行管理，该工艺运行稳定、可靠性强、处理效率高，对处理复杂焦化废水具有很高的效率。

关键词：A²/O  生物脱氮  处理工艺  效率

山东兖矿国际焦化有限公司200万吨焦炭及20万吨甲醇项目，配套建设有103m³/h的处理规模的污水处理站，采用先进的A²/O内循环生物脱氮工艺，在去除污水中CODcr、挥发酚、氰化物等污染物的同时，还可将污水中的氨氮去除，经处理后的污水可稳定达到国家一级排放标准。

一、基本原理

A²/O工艺处理废水的原理是生物降解，其过程是活性污泥利用废水中有机物进行合成和分解的代谢活动，废水中的有机物质被分解、去除，废水得到净化处理，同时不断有新的微生物合成。

二、流程简介

污水处理站处理能力103m³/h，废水经预处理工段进行除油、均质调节后进入厌氧池。在厌氧池中，通过厌氧活性污泥将废水中难以生物降解的有机物酸化、水解，改善污泥的可生化性。厌氧池出水和二沉池回流水经泵加压送至缺氧池。在缺氧池中微生物通过反硝化反应将污水中的硝酸根、亚硝酸根还原为氮气逸出，达到脱氮的目的。在好氧池中，通过微生物的降解去除废水中的有机物，并通过硝化反应使废水中的铵根离子氧化为硝酸根、亚硝酸根，好氧池出水进入二沉池。污水在二沉池进行泥水分离，其中一部分进入回流污水井，由回流污水泵自流送至缺氧池，其余自流入后混凝进行处理。沉于池底的污泥进入回流污泥井，通过回流污泥泵送回好氧池，剩余污泥进入污泥浓缩沉淀池，进行浓缩处理。污水再经混凝沉淀处理、曝气生物滤池处理后排放。

三、工程废水特点

污水量大，项目投产后水量约在50-100m³/h。成分复杂，主要成分有CODcr、氨氮、挥发酚、氰化物、油类等。CODcr在1000mg/l-3000mg/l、氨氮100mg/l-500mg/l、挥发酚150mg/l-250mg/l。水质不稳定，温度、pH值、氨氮指标不稳定。

四、调试、培菌重点事项：

1、调试准备

①组成调试运行专门小组，制定计划，物质、仪器、人员到位。

②完成主要设备和构筑物的检查，确保其参数与设计相符，安装、运行稳定，土建残渣清出池外。

2、充水调试

在正式引入废水前，需进行充水试验模拟废水运行，测试所有设备能否正常运行，检查液面变动及建构筑物池体的渗漏和耐压情况，检查水路是否畅通，保证正常运行后满水量的自流和安全超越功能，防止出现冒水和跑水现象。同时完成单机、单元调试及设备联动调试，发现问题及时消缺。

3、污泥培养

①准备足够的焦化废水处理污泥作为接种污泥。

②在厌氧、缺氧和好氧池中通入约1/2池深的稀释水（或将充水调试用水排水至1/2池深），通入接种污泥，并投加药剂：厌氧池混合进水时投加P盐、酸或碱调节pH值（6.5-7.2）；缺氧池混合进水时投加P盐、酸或碱（调节pH值7.0-7.2）以及硝酸盐（人工促进挂膜）；好氧池混合进水时投加P盐、酸或碱调节pH值（7.0-7.2），适当投加碳源。

③引入废水和稀释水，充满厌氧、缺氧和好氧池（不得进入二沉池），充水后COD介于800-1000mg/l。根据废水水质，计算确定废水与稀释水比例，同时测定混合液上清液COD进行校核。再次调节厌氧池pH值至（6.5-7.2），缺氧池、好氧池pH值至（7.0-7.2）。好氧池开始闷曝，当好氧池COD≤400 mg/l且稳定2小时后，停止曝气排上清液，排水量约为池容的1/5-1/4。

④补充废水、稀释水至池满，控制好氧池COD介于800-1000mg/l。根据废水水质，计算确定废水与稀释水比例，同时测定混合液上清液COD进行校核。好氧池再次闷曝，当好氧池COD≤400 mg/l且稳定2小时、污泥沉降比（%）SV₃₀≥5时，此阶段结束。否则停止曝气排上清液，再次配水，再闷曝，直到同时达到两个指标（COD≤400 mg/l且稳定2小时、污泥沉降比（%）SV₃₀≥5 ）为止。每次换水时均需投加P盐、调节pH值至（7.0-7.2）。为加快污泥培养，可在每次配水后通入接种污泥。P盐添加量按照生物适宜浓度添加，可参照C/P比例。

⑤引入10%的设计废水总量，并依次进入缺氧池、好氧池、二沉池，加稀释水调节好氧池进水COD介于800-1000mg/l，同时将二沉池污泥回流入好氧池，上清液回流入缺氧池，建立循环。此时，密切注意二沉池出水，如果COD≥500 mg/l或污泥沉降比（%）SV₃₀≤5时，可暂停引入废水和稀释水，直到好氧池COD≤400 mg/l、污泥沉降比（%）SV₃₀≥5时，再开始连续进水。连续进水时，保持投加足够的P盐、硝酸盐（缺氧池），并调节各池pH值（同上），在以下的步骤中同样如此。同时，为加快污泥培养，可间断通入接种污泥。

  ⑥按以上状态运行，确保好氧池进水COD介于800-1000mg/l。当好氧池COD≤400 mg/l、污泥沉降比（%）SV₃₀≥5时，再引入废水。二沉池出水COD≥500 mg/l或污泥沉降比（%）SV₃₀≤5时，可暂停引入废水和稀释水。循环操作，并逐渐加大废水引入量，从10%到25%、40%、60%、80%直到100%。当废水引入量达到60%时，进入好氧池的COD可放大至1200mg/l。

注意：加大废水引入量时，要加大P盐、硝酸盐（缺氧池）的投加量。随着调试的进展，二沉池出水COD将逐步降低，氨氮去除率逐渐增加，此时需要减小硝酸盐投加量。当氨氮去除率≥80%或者出水氨氮≤15 mg/l时，可停止投加硝酸盐。

4、厌氧池挂膜

厌氧池挂膜是调试工作的难点之一，原因在于厌氧菌生长缓慢，且易于流失。对厌氧池的挂膜，该公司采取了如下方案：通过设置回流水泵（或临时污水泵），从回流吸水井取水，回流到厌氧池进水端，同时利用污泥回流水泵将适量污泥打入厌氧池进行强化挂膜。

五、运行管理

调试结束后，工艺技术人员编制操作规程、维修规程、运行规程等，对操作、化验、维修人员进行培训。日常运行管理控制要素如下：

1、营养物：水中碳、氮、磷之比应保持100∶5∶1。

2、pH值：控制pH为6－9，进水超过上述规定时，应加酸或碱调节。

3、溶解氧：DO一般控制在3－5mg/l，曝气池出口处DO控制在2mg/l较为宜。过低，则导致活性污泥活性较差，处理能力下降。过高，则导致动力费用增加，加快污泥生长、老化。

4、反应温度：反应器适宜温度为20－30ºC，温度突变将影响细菌生命。

5、二沉池观察：主要观察二沉池泥面高低、上清液透明程度，有无漂泥，漂泥粒大小等。上清液清澈透明­­---运行正常；上清液混浊­---负荷高，污泥对有机物氧化、分解不彻底；泥面上升­---污泥膨胀，沉降性差；污泥成层上浮­---污泥中毒；大块污泥上浮­---沉淀池局部厌氧，导致污泥腐败；细小污泥漂浮­--水温过高、C／N不适、营养不足等原因导致污泥解絮。

6、好氧池观察：池内应为均匀细气泡翻腾，污泥负荷适当。正常时，泡沫量少，呈乳白色。池中有成团气泡上升，表明有曝气管或气孔堵塞；液面翻腾不均匀，说明有死角；污泥负荷高，水质差，泡沫多；泡沫呈白色，且数量多，水中有洗涤剂或工业碱多；泡沫呈茶色、灰色说明泥龄长，应增加排泥；泡沫呈其它颜色，水中有发色物污染；

7、污泥观察：除要求污泥有很强的活性和强氧化分解能力外，还需要良好的沉降凝聚性能，使水经二沉池后彻底进行泥水分离。

（1）污泥沉降性SV₃₀常在15－30％之间。污泥沉降性能与絮粒直径大小有关，直径大沉降性好，反之亦然。污泥沉降性还与污泥中丝状菌数量有关，数量多沉降性差，数量少沉降性好。

（2）维持系统中污泥的合适数量，控制污泥回流比3：1。

六、总结分析

A²/O内循环生物脱氮处理工艺运行稳定、可靠性强、处理效率高，对处理复杂焦化废水具有很高的效率，在国内多个大型焦化污水的处理上均有采用，如上海宝钢化工公司、安钢公司焦化厂、昆钢焦化厂等。

但该工艺也存在一定缺陷：一是运行成本高，吨水处理成本最高到达10元左右；主要原因是电费高、系统未满负荷运行。二是由于废水中含氨，易挥发，设备易腐蚀。重力除油、浮选除油系统运行效果差，易发生故障；三是厌氧池运行效果差，酸解能力弱，未达到预期效果。

参考文献：

1、胡文荣，《煤矿矿井水及废水处理利用技术》，煤炭工业出版社，1997。

2、秦麟源，《废水生物处理》，同济大学出版社，1989。