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(guó)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(guó)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(yùn)行以來(lái)，整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行日趨穩(wěn)定，對(duì)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(jī)廢水中極難處理的一種．國(guó)內(nèi)焦化行業(yè)對(duì)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(duì)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(wàn)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(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(shí)需要消耗一定的溶解氧，由NO－3再轉(zhuǎn)化為NO－2時(shí)則會(huì)消耗更多的有機(jī)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(jiǎn)稱AOO工藝．其中，A段為缺氧反硝化段，第一個(gè)O段為亞硝化段，第二個(gè)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(shí)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(qiáng)．

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(gè)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(jiǎn)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(gè)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(xiàng)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(shí)際運(yùn)行試驗(yàn)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(yùn)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(shí)，另一組系統(tǒng)仍能夠繼續(xù)運(yùn)行．生物處理系統(tǒng)70 m3/h的進(jìn)水在進(jìn)入缺氧段時(shí)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(gè)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(duì)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(jī)物種類繁多，且生物毒性強(qiáng)，氨氮含量又高，這些都對(duì)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(jí)、二級(jí)好氧段生物處理創(chuàng)造有利條件，同時(shí)也為有機(jī)污染物的充分降解做好準(zhǔn)備．

1．4．2 一級(jí)好氧段

一級(jí)好氧段主要是對(duì)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(jī)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(duì)比缺氧段出水的COD和揮發(fā)酚的濃度，一級(jí)好氧段對(duì)COD和揮發(fā)酚的去除率分別為78．8%和99．7%．由于一級(jí)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(jī)污染物，因此，需要連續(xù)不斷地補(bǔ)充堿以保證一級(jí)好氧段的高效運(yùn)行，一級(jí)好氧段的p H一般控制在7．5～8．0．

1．4．3 二級(jí)好氧段

在二級(jí)好氧段可對(duì)一級(jí)好氧段出水中的有機(jī)污染物進(jìn)行進(jìn)一步的去除．經(jīng)二級(jí)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(lái)看，二級(jí)好氧段對(duì)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(jí)好氧段出水已達(dá)標(biāo)了，由于二級(jí)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(jí)好氧段有了良好的生長(zhǎng)環(huán)境，使得該段的氨氮處理效率較高．二級(jí)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(bǔ)充足量的堿，以控制二級(jí)好氧段出水的p H在6．8～7．2．

1．5 污泥的運(yùn)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(shí)產(chǎn)生的污泥量較少，在缺氧段、一級(jí)好氧段和二級(jí)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(yùn)行．通過一級(jí)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(cè)一次，對(duì)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(yùn)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(yùn)行所必需的，應(yīng)按規(guī)定地點(diǎn)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(shí)際運(yùn)行效果

2．1 實(shí)際運(yùn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

近年來(lái)AOO生物處理工藝對(duì)韶鋼焦化廢水處理的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)列于表4．

表4 AOO生物處理工藝應(yīng)用監(jiān)測(cè)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(jí)好氧段去除的，氨氮主要是在二級(jí)好氧段去除的．焦化廢水經(jīng)AOO生物工藝處理后，二級(jí)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(jí)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(jí)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(wú)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(shí)際應(yīng)用．目前，該生物處理系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，實(shí)際運(yùn)行情況表明，其對(duì)焦化廢水中的有機(jī)污染物的去除具有很高的效率．在AOO工藝的二級(jí)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(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，整個(gè)AOO生物處理系統(tǒng)對(duì)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(xiàng)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(wú)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．