江承付，劉 禮，李國保

（韶關(guān)鋼鐵集團(tuán)有限公司，廣東 曲江 512123）

AOO生物處理工藝在韶鋼焦化廢水處理中的應(yīng)用

江承付，劉 禮，李國保

（韶關(guān)鋼鐵集團(tuán)有限公司，廣東 曲江 512123）

韶鋼焦化廠4．3 m焦?fàn)t配套的焦化廢水處理系統(tǒng)，采用AOO生物處理工藝，自2004年11月建成運行以來，整個系統(tǒng)運行日趨穩(wěn)定，對焦化廢水中的COD、揮發(fā)酚、氨氮和油的去除率分別達(dá)到了91．4%，99．9%，89．5%和87．8%，為后續(xù)的混凝沉淀和焦化廢水外排達(dá)標(biāo)提供了良好的條件．

焦化廢水；AOO工藝；生物處理；去除率

焦化廢水主要是煤在高溫干餾過程及煤氣冷卻凈化和化產(chǎn)品回收過程中形成的廢水，其成分非常復(fù)雜，含有酚、氰、氨氮、苯、吡啶、吲哚和喹啉等污染物，濃度和色度均高，毒性大且難以降解，是有機廢水中極難處理的一種．國內(nèi)焦化行業(yè)對焦化廢水的處理一般采用AO，AAO等生物處理工藝，但這些處理系統(tǒng)對焦化廢水中的各污染物的去除均未達(dá)到非常好的效果．

韶鋼焦化廠現(xiàn)有2×55孔4．3 m焦?fàn)t，年產(chǎn)70萬噸焦炭，焦化廢水產(chǎn)生量平均約為45 m3/h，配套的焦化廢水處理系統(tǒng)采用AOO生物處理工藝，整個系統(tǒng)的設(shè)計處理能力為80 m3/h．焦化廢水原水的主要水質(zhì)指標(biāo)及水量列于表1．

表1 焦化廢水原水的主要水質(zhì)指標(biāo)及水量情況/（mg·L－1）

1 AOO生物處理工藝

在傳統(tǒng)的硝化－反硝化脫氮過程中，焦化廢水中的氮由亞硝態(tài)氮（NO－2）轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮（NO－3）時需要消耗一定的溶解氧，由NO－3再轉(zhuǎn)化為NO－2時則會消耗更多的有機碳源．如果能使NO－2直接反硝化，即NO－2不轉(zhuǎn)化成NO－3，就形成了所謂的短程硝化－反硝化工藝（亦稱為節(jié)能型生物脫氮工藝），簡稱AOO工藝．其中，A段為缺氧反硝化段，第一個O段為亞硝化段，第二個O段為硝化段．AOO工藝與AO工藝相比，碳源節(jié)省了40%左右，在碳氮比一定的情況下，氨氮的去除率得到了提高，需氧量減少了25%左右，堿耗減少了20%左右，停留時間有所縮短，污泥的產(chǎn)生量也大大減少[1]．該工藝的耐氨氮負(fù)荷沖擊能力也比AO工藝強．

1．1 AOO生物處理工藝流程

韶鋼的4．3 m焦?fàn)t配套焦化廢水處理是由預(yù)處理、生物處理及后混凝沉淀處理三部分組成的．整個生物處理工藝流程如圖1所示．

圖1 AOO生物處理工藝流程簡圖

1．2 生物處理系統(tǒng)進(jìn)水水質(zhì)水量

焦化廢水原水在經(jīng)過現(xiàn)有的預(yù)處理系統(tǒng)處理后與整個水處理系統(tǒng)外排回流水混合均勻后形成生物處理系統(tǒng)的進(jìn)水，生物處理系統(tǒng)進(jìn)水的各項水質(zhì)指標(biāo)列于表2．

表2 生物處理系統(tǒng)進(jìn)水水質(zhì)的主要指標(biāo)1）/（mg·L－1）

為保證生物處理系統(tǒng)進(jìn)水水量的連續(xù)和穩(wěn)定，經(jīng)實際運行試驗確定生物處理系統(tǒng)進(jìn)水的水量為70 m3/h，外排回流水的流量約為 25 m3/h．為使AOO生物處理工藝能夠連續(xù)運行，采用了南北兩組系統(tǒng)并聯(lián)，這樣當(dāng)其中一組系統(tǒng)在檢修維護(hù)時，另一組系統(tǒng)仍能夠繼續(xù)運行．生物處理系統(tǒng)70 m3/h的進(jìn)水在進(jìn)入缺氧段時平均分為兩股水進(jìn)入并聯(lián)的兩組處理系統(tǒng)．

1．3 脫氮過程

AOO生物處理工藝去除焦化廢水中的氨氮效果明顯．缺氧段進(jìn)水的氨氮平均濃度為38．5 mg/L，經(jīng)AOO系統(tǒng)處理后，出水的氨氮平均濃度為4．04 mg/L，整個生物處理系統(tǒng)的氨氮去除率達(dá)到了89．5%．

1．4 COD和揮發(fā)酚的去除

1．4．1 缺氧段

焦化廢水經(jīng)缺氧段處理后的出水COD和揮發(fā)酚的濃度分別為1008．7 mg/L和163．7 mg/L．由此可見，缺氧段對COD和揮發(fā)酚的去除是有限的．這主要是由于焦化廢水的成分異常復(fù)雜，有機物種類繁多，且生物毒性強，氨氮含量又高，這些都對缺氧段微生物的馴化不利，因此使得缺氧段出水COD和揮發(fā)酚的濃度仍然較高．這一階段主要是為了提高焦化廢水的可生化性，為后續(xù)的一級、二級好氧段生物處理創(chuàng)造有利條件，同時也為有機污染物的充分降解做好準(zhǔn)備．

1．4．2 一級好氧段

一級好氧段主要是對焦化廢水中的COD和揮發(fā)酚進(jìn)行高效的去除，處理負(fù)荷遠(yuǎn)高于通常使用的普通活性污泥法，該段能夠很好地處理高濃度有機廢水．經(jīng)該段處理后，廢水出水的COD和揮發(fā)酚的濃度分別為213．8 mg/L和0．47 mg/L，對比缺氧段出水的COD和揮發(fā)酚的濃度，一級好氧段對COD和揮發(fā)酚的去除率分別為78．8%和99．7%．由于一級好氧段需要消耗大量的堿才能高效降解焦化廢水中的有機污染物，因此，需要連續(xù)不斷地補充堿以保證一級好氧段的高效運行，一級好氧段的p H一般控制在7．5～8．0．

1．4．3 二級好氧段

在二級好氧段可對一級好氧段出水中的有機污染物進(jìn)行進(jìn)一步的去除．經(jīng)二級好氧段處理后，出水COD和揮發(fā)酚的濃度平均分別為141．2 mg/L和0．19 mg/L．從出水COD和揮發(fā)酚的濃度來看，二級好氧段對COD和揮發(fā)酚的去除率并不高，分別只有34．0%和59．6%；從出水水質(zhì)數(shù)據(jù)看，揮發(fā)酚在一級好氧段出水已達(dá)標(biāo)了，由于二級好氧段污染物的濃度較低，因此，有毒有害物質(zhì)明顯減少，硝化細(xì)菌在二級好氧段有了良好的生長環(huán)境，使得該段的氨氮處理效率較高．二級好氧段的進(jìn)水氨氮濃度為27．6 mg/L，出水氨氮濃度為4．04 mg/L，氨氮的去除率達(dá)到了85．4%．該段的硝化反應(yīng)的耗堿量較大，應(yīng)補充足量的堿，以控制二級好氧段出水的p H在6．8～7．2．

1．5 污泥的運行情況

與其他工藝相比，采用AOO生物處理工藝在處理焦化廢水時產(chǎn)生的污泥量較少，在缺氧段、一級好氧段和二級好氧段污泥均能與廢水充分完全地混合接觸，保證了活性污泥的高效運行．通過一級好氧段的泥水混合液回流至缺氧段進(jìn)水口，回流的總流量為20 m3/h，南北兩組分別各10 m3/h，這為缺氧段的反硝化反應(yīng)提供了有利條件．各段的污泥體積每隔4 h監(jiān)測一次，對污泥量超出要求的處理段進(jìn)行排泥以保證各處理段污泥的穩(wěn)定運行．

1．6 藥劑投加情況

藥劑的投加是維持生化系統(tǒng)穩(wěn)定運行所必需的，應(yīng)按規(guī)定地點和要求進(jìn)行投加，具體投加情況列于表3．

表3 AOO生物處理各工藝段的投加藥品種類及要求

2 AOO生物處理工藝實際運行效果

2．1 實際運行監(jiān)測數(shù)據(jù)

近年來AOO生物處理工藝對韶鋼焦化廢水處理的監(jiān)測數(shù)據(jù)列于表4．

表4 AOO生物處理工藝應(yīng)用監(jiān)測數(shù)據(jù)/（mg·L－1）

2．2 結(jié)果與討論

由表4可以看出，焦化廢水中的COD和揮發(fā)酚主要是在一級好氧段去除的，氨氮主要是在二級好氧段去除的．焦化廢水經(jīng)AOO生物工藝處理后，二級好氧段出水中揮發(fā)酚、氨氮、硫化物和油等指標(biāo)均已經(jīng)達(dá)到DB4426－2001二級排放標(biāo)準(zhǔn)，但COD的濃度為141．2 mg/L，未能達(dá)標(biāo)，有待后續(xù)的混凝沉淀處理．AOO生物處理工藝總氰的去除率達(dá)到了90%以上，但總氰在二級好氧段出水未能達(dá)標(biāo)，并且經(jīng)后續(xù)的混凝沉淀處理仍無法得到有效去除，使得外排總氰目前還不能完全達(dá)標(biāo)，需采取其它的物理化學(xué)方法予以進(jìn)一步處理．

3 結(jié) 論

AOO生物處理工藝于2004年11月在韶鋼4．3 m焦?fàn)t配套的焦化廢水處理系統(tǒng)中得到了實際應(yīng)用．目前，該生物處理系統(tǒng)運行穩(wěn)定，實際運行情況表明，其對焦化廢水中的有機污染物的去除具有很高的效率．在AOO工藝的二級好氧段出水揮發(fā)酚、氨氮、硫化物及油等指標(biāo)均達(dá)到了國家排放標(biāo)準(zhǔn)，整個AOO生物處理系統(tǒng)對焦化廢水中的COD、揮發(fā)酚、氨氮、硫化物、總氰及油的去除率分別達(dá)到了91．4%，99．9%，89．5%，99．2%，91．4% 及87．8%，為后續(xù)的混凝沉淀和焦化廢水外排各項指標(biāo)的達(dá)標(biāo)提供了良好的條件．

[1]王紹文，錢雷，秦華，等．焦化廢水無害化處理與回用技術(shù)[M]．北京：冶金工業(yè)出版社，2005：59－61．

The apilication of AOO biological process of coking wastewater treatment at SISG

JIANG Cheng－fu，LIU Li，LI Guo－bao
（Shaoguan Iron ＆ Steel Group Co．，Ltd．，Qujiang 512123，China）

The AOO biological process was used in the coking wastewater treatment system of the 4．3 m coke oven at SISG，which operated steadily since it was put into use in Nov，2004．The removal rate of COD、volatile phenol、ammonian and oil is up to 91．4%、99．9%、89．5%、87．8%respectively．A good condition is provided for subsequent coagulation－sedimentation process and efflux coking wastewater standards．

coking wastewater；AOO process；biological treatment；removal rate

X757

A

1673－9981（2010）04－0379－04

2010－10－09

江承付（1973—），男，湖南嘉禾人，助工，研究生．