A2/O工藝在焦化廢水處理中的應用

田富強 申向東

摘 要：焦化廢水組分復雜、生物難降解、有機物含量高，是國內外廢水處理領域的難題之一。根據工作實際可知，當好氧池溶解氧濃度為4～6mg/L時，生化系統COD去除率較高，好氧池pH值為7～8、溶氧為5mg/L以上時，系統氨氮去除率較高，當好氧池pH值降至6.8以下時，氨氮去除率急速下降；當污水溫度為30～35℃時，溫度變化對生化系統影響不大。

關鍵詞：焦化廢水；A2/O工藝；廢水處理

中圖分類號：X70；X78 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2018）17-0142-03

Coking Wastewater Treatment by A2/O Process

TIAN Fuqiang SHEN Xiangdong

Abstract： The coking wastewater has complex component and highly biology difficult to degrade the organic matter.It is one of the domain difficult problems about wastewater processing in domestic and foreign countries. According to the actual work， when the concentration of dissolved oxygen in the aerobic tank was 4 ～ 6mg/L， the removal rate of COD in the biochemical system was high， the pH value of the aerobic pool was 7～8 and the dissolved oxygen was above 5mg/L， the removal rate of ammonia nitrogen was higher. When the pH value of the aerobic pool was below 6.8， the removal rate of ammonia nitrogen droped rapidly； when the sewage temperature was 30～35℃， the temperature changes Chemistry had little influence on the biochemical system.

Keywords： coking wastewater；A2/O process； wastewater treatment

焦化廢水就是煉焦過程中經過高溫干餾、煤氣凈化和副產品回收等過程而產生的一類成分復雜的高濃度有機廢水[1]。根據不同的檢出限，焦化廢水可以檢測出數百種化合物[2]。因此，長期以來，焦化廢水被認為是一種典型的難降解、對環境危害巨大的高濃度有機廢水。

隨著對焦化廢水處理研究的深入，研究人員開發了A/O、A/O2、A2/O2等多種處理技術[3-6]。本研究以山西某焦化廠污水處理站為例，采用除油-氣浮+A2/O+混凝沉淀工藝處理焦化廢水，并對A2/O工藝進行分析討論。

1 處理工藝

1.1 工藝流程

該污水站的廢水處理工藝分為預處理、生化處理和深度處理3個階段。預處理采用除油-氣浮技術除去廢水中的懸浮物和油；生化處理階段采用A2/O技術處理廢水中的COD、氨氮和氰等污染物；深度處理采用混凝沉淀技術進一步除去廢水中的有機物，還可以降低水的色度。另外，對污泥的處理采用污泥濃縮池+板式壓濾機脫水技術，泥餅用于摻煤處理。工藝流程如圖1所示。

1.2 運行參數

系統進水流量控制為80m3/h，調節池的水力停留時間（HRT）為13.75h，隔油池表面負荷為0.877m3/（m2·h），氣浮池表面負荷為3.05m3/（m2·h）。厭氧池、缺氧池和好氧池水力停留時間（HRT）分別為9.57、32.5h和64.48h。硝化液回流比為300%，曝氣系統采用微孔管曝氣，風機參數為Q=90m3/min，N=160kW。系統運行中廢水pH值變化較大，需要在好氧池中加入一定量的純堿（Na2CO3）用來調節污水pH值。二沉池表面負荷為0.796m3/（m2·h），混凝沉淀池表面負荷為0.51m3/（m2·h）。

1.3 廢水特征

水樣取自氣浮池出水口，其廢水水質特征平均值如表1所示。

2 實驗方法及儀器

實驗中采用的分析方法及儀器如表2所示。實驗中的COD、NH4+-N、溶解氧濃度（DO）均采用標準方法測定。

3 系統運行情況

3.1 運行情況

該工程建成后經過2個月的系統調試，運行穩定，且各項指標均達到設計要求。單獨對厭氧-缺氧-好氧工藝進行分析，現摘錄2018年3月至5月氣浮池出水口和二沉池出水口的主要污染指標COD與NH4+-N，把每日的運行數據繪制成圖，探討好氧池溶解氧濃度、廢水溫度、好氧池pH值對廢水COD、氨氮去除率的影響（見圖2、圖3、圖4）。

3.2 數據分析

①上述數據基本代表該系統2年來的典型運行狀況。由以上數據可以看出，A2/O工藝對焦化廢水有較高的去除率且取得了較好的運行效果。

②由圖2可知，好氧池溶解氧濃度對廢水處理效果有較大影響。當溶解氧濃度為4～6mg/L時，廢水COD的去除率為90%以上，當溶解氧濃度為5～6mg/L時，氨氮的去除率為93%以上。當溶解氧濃度大于6mg/L時，污泥就會發生膨脹，廢水的去除效率會降低；當溶解氧濃度低于4mg/L時，廢水中的細菌就會死亡、流失，污水去除效率也會降低。

③由圖3可知，廢水溫度對處理結果的影響也較為明顯。廢水溫度主要取決于兩個因素：一是環境氣候的變化，二是進水蒸氨廢水本身的溫度。廢水溫度過高或過低都對處理效果影響較大，溫度過低對微生物的生物酶活性產生抑制效果，從而對各種污染物的處理產生不利影響；溫度過高對氰化物的處理效果影響明顯[7]。在圖中可以看出，廢水溫度為30～35℃時，溫度變化對生化系統影響不大。

④氨氮的硝化作用會降低廢水的堿度，致使廢水pH值下降。由于硝化液會回流進缺氧池，因此，為了不影響反硝化作用，好氧池pH值必須通過外加純堿（Na2CO3）來調節。由圖4可以看出，好氧池pH值為7～8時，硝化反應效果最好，氨氮去除率在93%以上。當好氧池pH值降至6.8以下時，氨氮去除率急速下降。穩定的pH值同時也對微生物生長繁殖提供良好的生存環境。

4 結語

①通過2年來對系統工藝進行調試和運行可知，系統出水各污染指標均達到《煉焦化學工業污染物排放標準》（GB 16171—2012）的間接排放標準。該焦化廢水處理系統的投入生產可證明A2/O工藝具有沖擊負荷強、處理效果穩定的特點。

②從該系統運行情況可知，當好氧池溶解氧濃度為4～6mg/L時，生化系統COD去除率較高；在好氧池pH值為7～8、溶氧5mg/L以上時，系統氨氮去除率較高，當好氧池pH值降至6.8以下時，氨氮去除率急速下降；在污水溫度為30～35℃時，溫度變化對生化系統影響不大。

③該工藝處理焦化廢水的關鍵是前期的脫酚、蒸氨的預處理工序。只有做好前期預處理工序設計和控制系統進水水質，后續的生化處理才能發揮出最大的作用。

④整個系統運行過程中每小時可節約80t新水，大大減少了污水排放量，為進一步探索和研究焦化廢水的處理做出了積極貢獻。

參考文獻：

[1]Zhou X，Li Y，Zhao Y，et al.Pilot-scale anaerobic/anoxic/oxic/oxic biofilm process treating coking wastewater[J].Journal of Chemical Technology and Biotechnology，2013（2）：305-310.

[2]仁源，韋朝海，吳朝飛，等.生物流化床A/O2工藝處理焦化廢水過程中有機組分的GC/MS分析[J].環境科學學報，2006（11）：1785-1791.

[3]賈鵬，牛繼勇，李君敏.A/O2工藝處理焦化廢水[J].給水排水，2007（3）：69-70.

[4]鄭維元，張新喜. A2/O2工藝處理焦化廢水的工程應用[J].工業用水與廢水，2007（2）：74-76.

[5]周鑫，李亞新，賈東杰.A/O2工藝處理焦化廢水[J].環境工程，2007（2）：36-38.

[6]陳長松，李天增，張寶林等. A/O工藝處理焦化廢水的工程實踐[J].環境科學與技術，2006（10）：85-86.

[7]倪寧峰.A2/O污水處理工藝在焦化廢水處理中的應用[J].山西化工，2006（6）：60-61.