生物膜法A_2_O_2焦化廢水處理系統(tǒng)中好氧反應器工藝特性

1、焦化廢水成分復雜，含大量難降解有機物，主要為芳香族有機物、雜環(huán)及多環(huán)芳烴有機物，可生化性較差。另外，焦化廢水又是含高濃度的廢水。我國焦化廢水一般都在以上，質量濃度在，廢水中不可生物降解有機物質量濃度（以計）往往在，遠遠超過污水綜合排放標準（）一級標準，即。焦化廢水的污染控制一直是國內外工業(yè)廢水污染控制的重大難題。生物處理目前仍是絕大多數(shù)焦化廠主要的廢水處理方法。（缺氧好氧）、（厭氧缺氧好氧）活性污泥法工藝是國內常用的焦化廢水生物處理工藝。但目前采用活性污泥法工藝處理焦化廢水的焦化廠面臨的主要問題是：生化處理出水的和很難同時達到一工業(yè)水處理，（，；，）生物膜法焦化廢水處理系統(tǒng)中好氧反應器工藝特性

2、李亞新，趙義，岳秀萍，楊懷旺，杜金成，姚潤生，馬健安（太原理工大學環(huán)境科學與工程學院，山西太原；臨汾同世達實業(yè)有限公司，山西臨汾）摘要以焦化廠廢水處理系統(tǒng)氣浮設備出水為水源，在中試規(guī)模上研究了生物膜法系統(tǒng)中好氧反應器的工藝特性和效果。研究結果表明，系統(tǒng)進水為，質量濃度為，水解酸化反應器為，缺氧反應器為，一級好氧反應器和二級好氧反應器均為，二級好氧反應器硝化液回流比為，一級好氧反應器容積負荷為（），二級好氧反應器容積負荷（），容積負荷為（）時，生物膜法系統(tǒng)處理出水和濃度可以同時達到污水綜合排放標準（）中的一級排放標準。關鍵詞焦化廢水；生物膜法；厭氧；好氧；曝氣生物濾池中圖分類號文獻標識碼文章編號

3、（）：，（），（），（）：；（）第卷第期年月，基金項目山西省科技攻關項目（）級標準規(guī)定的，。主要原因是：（）好氧段進水較高，且含有生物抑制性有機物，抑制了硝化菌的活性，而且活性污泥中硝化菌的比例低，硝化效果差，使很難達標；（）焦化廢水的濃度較高，進水中可生物降解的較低，在缺氧段過短，反硝化效果差，不能充分發(fā)揮缺氧段反硝化過程中對的去除能力，。筆者根據(jù)前期小試的研究成果，提出生物膜法厭氧缺氧好氧好氧（）處理焦化廢水工藝并進行了中試研究。筆者將討論生物膜法厭氧缺氧好氧好氧（）處理焦化廢水工藝中試研究中好氧反應器的工藝特性。實驗設備與流程生物膜法處理焦化廢水中試工藝流程見圖。圖焦化廢水處理工藝流程實

4、驗為中試規(guī)模，處理系統(tǒng)由水解酸化反應器（）、缺氧反應器（）、一級好氧反應器（）和二級好氧反應器（）個反應器組成。為使各反應器可以獨立調整，每一反應器都有獨立的進出水系統(tǒng)。各反應器均用鋼板焊接，長方體池形，一體化結構，各反應器的基本尺寸見表。水解酸化反應器為陶粒填料上流式厭氧濾池，缺氧反應器為陶粒填料上流式濾池，一級好氧反應器為聚丙烯多面空心球填料的生物接觸氧化池，二級好氧反應器為陶粒填料上流式曝氣生物濾池。陶粒粒徑，塑料空心球直徑。表各反應器的基本尺寸廢水來源及水質系統(tǒng)進水來自臨汾同世達實業(yè)有限公司焦化廠經隔油和氣浮預處理的焦化廢水，質量濃度。中試工作歷時年。實驗結果與討論中試系統(tǒng)對和的去除效

5、果系統(tǒng)進水為，為，在系統(tǒng)進水不進行稀釋的條件下，水解酸化反應器為，缺氧反應器為，一級好氧反應器和二級好氧反應器均為，當二級好氧反應器硝化液回流比為時，生物膜法系統(tǒng)處理出水和可以同時達到中的一級排放標準。表為年月日到月日臨汾市環(huán)境監(jiān)測站對處理系統(tǒng)進出水和的監(jiān)測結果。表進出水和監(jiān)測結果兩級好氧的必要性生物處理焦化廢水采用兩級好氧是氨氮硝化的需要。比影響活性污泥中硝化菌所占的比例，越大，活性污泥中硝化細菌的含量越少。有人認為，只有時，生物硝化過程才能發(fā)生。陳風崗等對焦化廢水生物處理的研究表明，進入硝化池的以控制在以內較好。中試中一級好氧反應器進水的波動比較大，范圍為，而出水平均為，二級好氧反應器較低

6、的進水有利于生物硝化。焦化廢水目前所用的單一好氧池的活性污泥法工藝，很難使、同時達標。一些焦化廠在生化處理系統(tǒng)后又增加了物化處理，才使系統(tǒng)出水達標，也有的在進入生物處理系統(tǒng)前用大量清水稀釋。其原因是由于只有一個好氧池，其進水高，以碳源有機物為營養(yǎng)物的異養(yǎng)菌是優(yōu)勢反應器高度平面尺寸填料高度填料容積水解酸化反應器缺氧反應器一級好氧反應器二級好氧反應器日期（）去除率（）去除率進水出水進水出水平均李亞新，等：生物膜法焦化廢水處理系統(tǒng)中好氧反應器工藝特性工業(yè)水處理，（）菌，抑制了硝化菌的生長，活性污泥中硝化菌所占的比例過低。而且進水中含有濃度較高的生物抑制性有機物，也抑制了硝化菌的活性，使單一好氧池生物

7、硝化作用差。以焦化廢水中普遍存在的污染物氰化物為例，的氰化物可以使硝化速率降低，而焦化廢水生化處理進水中氰化物質量濃度遠大于。為使系統(tǒng)出水和同時達標，好氧段應該采用兩級好氧。第一級好氧反應器以去除為目標，第二級好氧反應器以硝化為目標，由于二級好氧反應器進水中低，有利于使硝化菌成為優(yōu)勢微生物，同時由于一級好氧反應器的生物降解作用，大大降低了進入二級好氧反應器的生物抑制性物質濃度，有利于改善硝化效果。試驗中對兩個好氧反應器微生物種類的分析鑒定結果表明：一級好氧反應器中的主要優(yōu)勢菌為異養(yǎng)菌，主要菌屬為芽抱桿菌屬、動膠菌屬、黃桿菌屬、諾卡菌屬及產堿桿菌屬；二級好氧反應器中的優(yōu)勢菌為硝化菌，主要菌屬為硝

8、化桿菌、硝化球菌、亞硝化單細胞及亞硝化球菌。異養(yǎng)菌為一級好氧反應器的優(yōu)勢菌，亞硝化菌和硝化菌為二級好氧反應器的優(yōu)勢菌。微生物鑒定結果也表明一級好氧反應器的主要功能是去除，二級好氧反應器的主要功能是的硝化。采用生物膜法提高二級好氧的硝化菌生物量在活性污泥法單獨硝化構筑物中要保持有足夠的硝化菌數(shù)量是比較困難的。硝化菌絮凝性差，很難在二沉池中沉淀下來。對空氣活性污泥法硝化工藝，當超過時往往難以保證有良好的沉淀效果。活性污泥法單獨硝化構筑物二沉池出水中一般為，主要由分散而未絮凝的硝化菌構成。在某些情況下，由二沉池出水中所帶出的硝化菌數(shù)量甚至大于在活性污泥法單獨硝化構筑物中硝化菌的產量，由于反應器中硝化

9、菌數(shù)量不斷減少，使得硝化作用不能完成。試驗中，二級好氧反應器曝氣生物濾池中生物量（以計）為，比活性污泥法單獨硝化工藝中的高得多。由于生物膜法用于硝化處理時，可以保持較高的生物量，因此，焦化廢水二級好氧生物處理適宜采用生物膜法。曝氣生物濾池作為二級好氧反應器的優(yōu)點（）微生物分層特點使曝氣生物濾池底部一定高度具有去除功能。由于上流式陶粒填料曝氣生物濾池中具有微生物優(yōu)勢菌屬垂直分層特點，在底部一定高度仍會有異養(yǎng)菌的好氧代謝作用，使二級好氧反應器底部一定高度具有去除功能。試驗中二級好氧反應器進水平均，年月日月日二級好氧反應器出水連續(xù)監(jiān)測的平均值為，年月日月日二級好氧反應器出水連續(xù)監(jiān)測的平均值為。說明二

10、級好氧反應器有去除效果，對保證系統(tǒng)出水達標有重要作用。（）出水的低對降低出水的作用。生物膜處理系統(tǒng)處理水中的是由殘存的溶解性和非溶解性組成的，而后者主要以生物膜的殘屑為主。生化處理出水中對出水影響較大，可以提供。以陶粒為填料的曝氣生物濾池由于水力負荷很低，出水很低，在系統(tǒng)運行中，出水中幾乎檢測不出。因此由提供的非溶解性幾乎為零，這對改善出水水質，保證出水達標有重要作用。系統(tǒng)運行參數(shù)生物膜法工藝處理焦化廢水，當水解酸化時間為，缺氧反應器為，處理系統(tǒng)不進行稀釋，一級好氧反應器和二級好氧反應器為時，二級好氧反應器硝化液回流比為時，一級好氧反應器容積負荷為（），二級好氧反應器容積負荷（），容積負荷為（

11、）時，二級好氧反應器出水和都可以達到焦化廢水國家一級排放標準。室外排水設計規(guī)范（）中推薦的曝氣生物濾池處理城市污水，硝化時容積負荷為（）。由于焦化廢水含有大量生物難降解有機物和對生物有毒有害物質，好氧生物降解速率和硝化速率相對于城市污水來說要低得多，硝化速率大約比城市污水低一個數(shù)量級，中試結果也證實了這一結論。因此，焦化廢水生物處理時以去除為主要功能的一級好氧反應器和以硝化為主要功能的二級好氧反應器應該采用較低的容積負荷和較長的，以保證在處理系統(tǒng)進水不進行稀釋時，處理系統(tǒng)出水和濃度同時達到一級排放標準。結論生物膜法厭氧缺氧好氧好氧（）處理焦化廢水工藝系統(tǒng)，進水，試驗研究工業(yè)水處理，（）作者簡介

12、李亞新（），年畢業(yè)于美國南卡羅來納大學，博士。教授，博士生導師。：。收稿日期（修改稿）質量濃度，在系統(tǒng)進水不進行稀釋的條件下，水解酸化反應器為，缺氧反應器為，一級好氧反應器和二級好氧反應器均為，二級好氧反應器硝化液回流比為時，生物膜法系統(tǒng)處理出水和可以同時達到污水綜合排放標準（）中的一級排放標準。由于焦化廢水和高，又含有大量生物難降解有機物和對生物有毒有害物質，應采用兩級好氧工藝。第一級好氧構筑物以去除為目標，第二級好氧構筑物以硝化為目標。第二級好氧構筑物宜采用曝氣生物濾池。參考文獻何苗，張曉健，瞿福平，等焦化廢水中芳香族化合物及雜環(huán)化合物在活性污泥法處理中的去除特性中國給水排水，（）：王紹文

13、，錢蕾，秦華，等焦化廢水無害化處理與回用技術北京：冶金工業(yè)出版社，：李亞新，李林永工藝處理焦化廢水述評科技情報開發(fā)與經濟，（）：趙義生物膜法處理焦化廢水中試研究太原：太原理工大學，李亞新一種焦化廢水生物處理的工藝，鄭興燦，李亞新污水除磷脫氮技術北京：中國建筑工業(yè)出版社，：陳鳳崗，劉俊新，金承基，等薛城焦化廢水的處理工藝給水排水，（）：韋斯利艾肯費爾德（?。┕I(yè)水污染控制北京：化學工業(yè)出版社，：王紹文，錢蕾，秦華，等焦化廢水無害化處理與回用技術北京：冶金工業(yè)出版社，：!簡訊李亞新，等：生物膜法焦化廢水處理系統(tǒng)中好氧反應器工藝特性工業(yè)水處理，（）“全膜法”新技術武裝大連泰山熱電廠遼寧省大連泰山熱電

14、廠在設計中采用循環(huán)流化床技術、五電場高效靜電除塵器、城市中水回用、全封閉儲煤罐、廢水后處理和粉煤灰綜合利用等工藝，使電廠在節(jié)約能源、污染減排、改善環(huán)境等方面與傳統(tǒng)電廠相比具有明顯的優(yōu)勢，是典型的綠色環(huán)保電廠。為了節(jié)約淡水資源，大連泰山熱電廠一期每天（萬）生產用水采用國際上先進的中水回用技術，通過對大連市馬欄河污水處理廠排放的中水進行澄清、過濾和超濾、反滲透、電除鹽深度處理后，作為電廠的循環(huán)冷卻水和鍋爐補給水。特別在鍋爐補給水處理技術上采用了國際先進的“全膜法”代替?zhèn)鹘y(tǒng)的“離子交換法”水處理工藝，整個生產過程不消耗酸堿，無污染物排放，真正實現(xiàn)了工業(yè)生產與環(huán)境保護的雙贏。據(jù)介紹，使用中水可使電廠每天節(jié)約淡水萬，大大減輕了大連市城市水資源開發(fā)的壓力。雖然上一套把中水處理成循環(huán)冷卻水和鍋爐補給水的設備，一次性投資大，但由于中水比自來水便宜，實際上使用中水降低了電廠工業(yè)用水的成本。除了利用中水外，大連泰山電廠在生產廢水的回收利用方面下了很大工夫，采取三項措施，使電廠廢水實現(xiàn)了“零排放”。首先配套建設的工業(yè)廢水處理站，將中水預處理系統(tǒng)的澄清池排水、過濾器反洗排水、主廠房機組排放的含油污水、主廠房地面