焦化污水的生化強(qiáng)化技術(shù)及預(yù)處理問題解析

趙桐

（新疆新冶華美科技有限公司，新疆 烏魯木齊830022）

焦化廠生產(chǎn)形成的廢水，包含回收焦化產(chǎn)物與制備焦炭等環(huán)節(jié)生成的廢水，因?yàn)榭赡芎卸拘?，所以降解難度較大，廢水排放會(huì)危及到周圍人類、魚蝦等自然物的正常生活，所以焦炭廠務(wù)必要做好廢水預(yù)處理工作。在諸多預(yù)處理方法中，生化強(qiáng)化技術(shù)效果非常顯著，且最終排放的污水滿足環(huán)保要求。為此，下面針對(duì)焦化污水的生化強(qiáng)化技術(shù)與預(yù)處理問題展開分析。

1 焦化污水預(yù)處理問題

焦化廠針對(duì)排放污水的預(yù)處理涉及到諸多環(huán)節(jié)，例如集水井、重力除油池、氣浮除油、中間水池、超濾裝置與反滲透裝置等，最終通過出水去循環(huán)水系統(tǒng)完成污水預(yù)處理[1]。按照焦化廠污水處理要求（見表1），當(dāng)前在選擇處理技術(shù)與工藝方面存在一些問題，其一是操作人員對(duì)污水處理要求的掌握不夠深入，導(dǎo)致水質(zhì)檢測(cè)與處理不達(dá)標(biāo)；其二是生化強(qiáng)化技術(shù)應(yīng)用補(bǔ)不到位，高效降解菌與微生物共代謝作用沒有得到充分發(fā)揮，從而影響到污水排放質(zhì)量。

污水處理水質(zhì)要求（單位：mg/L）

2 污水處理中生化強(qiáng)化技術(shù)的應(yīng)用

2.1 生化強(qiáng)化技術(shù)機(jī)理

（1）高效降解菌直接作用。

技術(shù)人員利用馴化、篩選、誘變、基因重組技術(shù)，可以獲得降解目標(biāo)物質(zhì)微生物，針對(duì)這些微生物進(jìn)行處理，需要投入適量菌種，將菌種中的物質(zhì)消除。高效降解菌直接作用中需要用到的菌株，主要采用質(zhì)粒育種、基因工程構(gòu)建的方法[2]。其中質(zhì)粒育種是將超過兩種微生物在細(xì)胞融合作用下，實(shí)現(xiàn)供體菌質(zhì)粒向受體菌轉(zhuǎn)移，以此獲得功能多樣化的新菌種的過程；而基因工程構(gòu)建則是利用人工操作提取供體內(nèi)部DNA，切割、充足處理之后重組體被導(dǎo)入至受體細(xì)胞，達(dá)到復(fù)制擴(kuò)增、表達(dá)遺傳物質(zhì)的目的，隨后技術(shù)人員再進(jìn)行篩選、鑒定，將外源基因表達(dá)產(chǎn)物分離，以此提高污水處理效率。

（2）微生物共代謝作用。

焦化污水內(nèi)含有大量有害物質(zhì)，微生物要想直接轉(zhuǎn)化為碳源生長(zhǎng)的難度較大，但是卻可以實(shí)現(xiàn)降解，可以通過調(diào)整化學(xué)結(jié)構(gòu)的方式將有害物質(zhì)毒性削弱，這一處理過程即為微生物共代謝作用[3]。通過實(shí)踐可以總結(jié)微生物共代謝作用的幾種類型：第一種是菌株處于新陳代謝狀態(tài)下二級(jí)基質(zhì)可以實(shí)現(xiàn)共同氧化，將一級(jí)介質(zhì)當(dāng)做微生物的能源、碳源，在新陳代謝作用下產(chǎn)生特定酶，再通過酶來降解二級(jí)基質(zhì)。但是碳源的類型比較單一，可能不能滿足微生物代謝的需求，必須要及時(shí)補(bǔ)充碳源；第二種各個(gè)類型微生物的協(xié)同作用，污水內(nèi)微生物必須要有超過兩種微生物才能夠完成降解，當(dāng)其中一種微生物降解污染物后所形成物質(zhì)為氧化物，這時(shí)便需要由另外一種微生物負(fù)責(zé)降解這些氧化物，從而達(dá)到凈化污水的效果；第三種是休眠細(xì)胞降解污染物，如果沒有一級(jí)介質(zhì)，微生物便會(huì)轉(zhuǎn)移到休眠的狀態(tài)下，在污水內(nèi)生產(chǎn)不同種類的酶，通過彼此之間的互相作用降解有機(jī)物。

2.2 生化強(qiáng)化技術(shù)應(yīng)用

焦化廢水的成分不僅數(shù)量多還具有復(fù)雜性的特點(diǎn)，其中包含大量有機(jī)物、無機(jī)物，所以難免有一些物質(zhì)無法被降解，屬于處理難度大的工業(yè)廢水。所以采用生化強(qiáng)化技術(shù)處理焦化廢水，可以在其中投入高效菌種，利用固定化高效降解微生物凈化廢水。采用固定化微生物技術(shù)處理焦化污水，核心在于微生物的選擇，需要將其在選正載體中固定，明確微生物高度密集的特征，放置在適合環(huán)境下加快繁殖，高效完成焦污水處理。

3 焦化廠污水預(yù)處理建議

3.1 完善生化系統(tǒng)

膜系統(tǒng)在污水預(yù)處理中使用對(duì)于水質(zhì)有比較嚴(yán)格的要求，進(jìn)水為生化系統(tǒng)出水,要想提高膜系統(tǒng)進(jìn)水水質(zhì),需要將生化系統(tǒng)進(jìn)行完善。焦化廢水內(nèi)的有機(jī)成分種類較多，氨氮與COD 濃度也相對(duì)較高，此外還包括一些化合物，例如多環(huán)芳香族、酚類、脂肪族等。如果焦化廠將帶有有毒有害物質(zhì)的污水直接排放，必然會(huì)危害周圍的生態(tài)環(huán)境[4]。采用生物法進(jìn)行有機(jī)物講解是目前比較常見的方法，焦化廢水的預(yù)處理環(huán)節(jié)A/O、A/O2 兩種工藝也比較常用。按照廢水排放規(guī)定與積累經(jīng)驗(yàn)，A/O2 工藝的效果更加明顯，再針對(duì)性的優(yōu)化焦化廢水原生化系統(tǒng)，重點(diǎn)使用A/O2 工藝生化處理焦化污水，可以保證水質(zhì)規(guī)范性。

3.2 采用深度處理方法

第一，多介質(zhì)工藝。以往焦化廠在污水預(yù)處理方面，主要采用機(jī)械過濾的方式，其中包括混凝、澄清、過濾的三段處理工藝。在實(shí)際應(yīng)用中不僅設(shè)備數(shù)量多、操作復(fù)雜，基建與運(yùn)行環(huán)節(jié)還需要投入大量資金，限制了多介質(zhì)工藝的普及。除此之外，這種工藝還具有如下缺點(diǎn)：（1）需要投入大量藥劑，對(duì)周圍環(huán)境與技術(shù)人員的身體健康造成影響；（2）運(yùn)行穩(wěn)定性差，絮凝劑與石灰的投入量較大，會(huì)出現(xiàn)大量懸浮固體，致使后續(xù)澄清多介質(zhì)環(huán)節(jié)的穩(wěn)定性降低；（3）系統(tǒng)比較復(fù)雜，化學(xué)藥劑、設(shè)施與工藝管道數(shù)量較大，增加了超濾預(yù)處理環(huán)節(jié)的復(fù)雜性；（4）后期維護(hù)需要大量成本，石灰、絮凝劑等的大量投入也會(huì)增加動(dòng)力負(fù)荷，藥劑、人工、設(shè)備等環(huán)節(jié)的維修成本。所以，使用多介質(zhì)工藝期間，需要結(jié)合污水處理現(xiàn)狀合理設(shè)置多介質(zhì)系統(tǒng)的位置，將其放置于生物處理系統(tǒng)、膜處理工藝中間，通過該工藝將污水中的懸浮物去除，以此保證水質(zhì)。

第二，超濾處理工藝。超濾處理需要運(yùn)用到壓力活性膜，壓力作用下將污水內(nèi)的膠體、顆粒、分子量相對(duì)較高的物質(zhì)截下。將超濾處理工藝與傳統(tǒng)工藝比對(duì)比，前者的操作過程比較簡(jiǎn)單，且無需較大的空間，不會(huì)造成明顯的水質(zhì)波動(dòng)，反滲透脫鹽系統(tǒng)的水質(zhì)也能夠長(zhǎng)時(shí)間處于恒定狀態(tài)。所以，焦污水預(yù)處理環(huán)節(jié)針對(duì)這一工藝的優(yōu)化，建議采用超濾/微濾工藝，可以進(jìn)一步提升處理效果。技術(shù)人員選擇超濾處理裝置時(shí)，必須要考慮到以下幾點(diǎn)：（1）能夠消除污水內(nèi)的膠體污染，杜絕反滲透系統(tǒng)的膠體污染現(xiàn)象，延長(zhǎng)反滲透膜的使用期限；（2）減小污水濁度，保證水質(zhì)穩(wěn)定，一般濁度可以控制在1-2NTU，SDI＜3 這一范圍內(nèi)，可以降低后期反滲透膠體被污染負(fù)荷的幾率；（3）超濾處理工藝的占地面積只需要其他工藝的20%左右，有利于節(jié)省投資。

第三，納濾和反滲透工藝。在前期凈化處理環(huán)節(jié)，反滲透進(jìn)水的硬度、鹽量，處理鹽量方面采用納濾和反滲透工藝可以獲得更為理想的效果。通過反滲透處理，污水內(nèi)的含鹽量可以消除90%以上，而且反滲透操作不需要比較繁瑣的步驟便可以降低鹽分的回收率、納濾脫鹽率，將其控制在50%～60%這一區(qū)間。若優(yōu)化設(shè)計(jì)也可以提升鹽分回收率，使?jié)饪s液的含量降低。所以，焦化污水預(yù)處理中應(yīng)用納濾和反滲透工藝，是實(shí)現(xiàn)焦化廠生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)效益最大化的有效手段。

綜上所述，焦化廠污水的預(yù)處理工作中采用生化強(qiáng)化技術(shù)，一方面可以加強(qiáng)污水處理效果，另一方面有利于提高水質(zhì)，使焦化廠生產(chǎn)污水能夠符合國家規(guī)定水質(zhì)要求，以免對(duì)周圍環(huán)境造成影響，同時(shí)也可以保證處理人員的身心健康。