3.3 生化處理工藝

根據(jù)生物脫氮原理〔10〕，采用O1/A/O2硝化反硝化生物脫氮處理工藝。對焦化廢水生物處理而言，水力停留時間不同，活性污泥的生物相組成和廢水能被去除的污染物也各不相同，通常好氧池去除酚類的水力停留時間在8 h 之內(nèi)，去除氰化物和硫氰化物的水力停留時間在16 h 以上，水力停留時間超過24 h 則有可能開始氨的硝化，因此，要實現(xiàn)廢水去除有機物并生物脫氮，確定水力停留時間非常重要。由于焦化廢水含有大量難生物降解有機物和有毒有害物質(zhì)，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。因此，好氧池應(yīng)采用較低的容積負荷和較長的水力停留時間，以保證出水水質(zhì)。

為使生化入水水質(zhì)均和、水量穩(wěn)定，設(shè)置調(diào)節(jié)池，其停留時間31 h。預曝氣池為推流方式，采用微孔曝氣器的充氧方式，水力停留時間為16 h。缺氧池為豎流式，池內(nèi)滿布固定生物填料，水力停留時間為20 h。好氧池為推流運行，采用微孔曝氣充氧方式，水力停留時間為56 h。為便于生產(chǎn)靈活調(diào)節(jié)，缺氧池、好氧池按三系列設(shè)計。

3.4 深度處理工藝

深度處理采用混凝沉淀工藝，進一步脫除生化處理難以降解的CODCr、懸浮物和色度等有害物質(zhì)。生化出水進孔室隔板反應(yīng)池，混凝劑聚合硫酸鐵與水中的非水溶物質(zhì)作用形成絮體，同時投加助凝劑PAM 增強混凝效果?；炷磻?yīng)池污水停留時間20 min，為保證最佳混凝效果，向反應(yīng)池中投加NaOH 調(diào)節(jié)pH。之后廢水低流速進入兩座輻流式混凝沉淀池進行固液分離，混凝沉淀池表面負荷0.88 m3/（m2·h），停留時間為3.4 h?；炷恋沓爻鏊瓹ODCr≤150 mg/L，色度≤70 倍。3.5 污泥處理工藝混凝沉淀污泥和剩余污泥等混合泥渣進入濃縮池濃縮，污泥含水率99%，停留時間12 h。濃縮后的泥漿再經(jīng)2 臺廂式壓濾機脫水，污泥含水率75%。

4 工程運行結(jié)果與分析

本工程經(jīng)過調(diào)試合格，正式投產(chǎn)一段時間后，各工序處理效果平均值見表3。

表3 各工序處理效果mg/L

由表3 可見，經(jīng)過預處理工段，CODCr、酚、懸浮物等含量都有不同程度的降低，為后續(xù)生化處理創(chuàng)造了良好的條件。經(jīng)過生化處理后CODCr、酚、氰等指標大幅降低。投加600~800 mg/L 聚合硫酸鐵、1~2 mg/L PAM 后，CODCr去除率可達50%左右，出水各項指標達到了二級排放標準要求。O1/A/O2工藝對CODCr及NH3-N 的去除效果如圖2、圖3 所示。

從圖2 可見，當生化池進水CODCr為3 500~5 800 mg/L 時，二沉池出水CODCr能保持在280 mg/L左右，O1/A/O2工藝對CODCr的平均去除率達到了93％以上。再經(jīng)過混凝沉淀后，出水CODCr保持在150 mg/L 以下，出水達到了《污水綜合排放標準》二級排放標準要求。同時由表3 可以看出，預曝氣池對CODCr和酚降解起到了重要作用，去除率分別達到了70%和98%，為后續(xù)缺氧池和好氧池減輕了負荷，同時為使好氧池中硝化菌成為優(yōu)勢菌創(chuàng)造了條件。從圖2 可以得出O1/A/O2工藝能夠耐沖擊負荷，即使進水CODCr偏高，也能對CODCr保持良好的去除效果。

由圖3 可以看出，當進水氨氮在36~285 mg/L之間波動時，O1/A/O2工藝對NH3-N 的平均去除率為89％，且出水NH3-N＜25 mg/L。分析其原因是由于O1/A/O2工藝中的預曝氣池去除了大量有機物，為硝化菌創(chuàng)造了最佳生存環(huán)境，同時在硝化區(qū)硝化菌對氨氮的降解時間較長，降解比較充分。

綜上可以得出O1/A/O2工藝的主導思想為分級處理。即先通過O1段對高濃度焦化廢水進行預處理，降解有機物和有毒物質(zhì)，為后續(xù)A 段反硝化創(chuàng)造了良好條件。再通過O2段進行完全碳化和硝化，最后通過上清液回流在A 段中最大程度的反硝化，最終達到去除CODCr和NH3-N 的目的。分級處理的特點是:由于碳氧化菌的世代周期遠比硝化菌短，因此當有機物過剩時，菌落中碳氧化菌占優(yōu)勢，并消耗了硝化菌生存所必需的氧，影響了硝化反應(yīng)的進行；通過設(shè)置預曝氣池，使一部分抑制硝化菌的污染物得以碳化分解或去除，有利于硝化過程達到最佳狀態(tài)，當硝化液回流比R=3~5 時，O1/A/O2工藝的處理效果良好。CODCr、NH3-N 去除率高且穩(wěn)定，CODCr、NH3-N 的去除率分別在95%和89%以上。

O1/A/O2工藝取得良好的污染物去除效果，主要是讓微生物在各自適宜的環(huán)境中得到優(yōu)勢生長，充分發(fā)揮其活性并利用了優(yōu)勢菌進行專性降解污染物的能力，使每個反應(yīng)器盡可能地發(fā)揮作用，還利用了缺氧池生物填料降解能力強，處理效率高的特點，最終使出水達標排放。但是出水CODCr略高，未達到污水處理一級標準，還需進一步研究改進，以提高處理效果。同時應(yīng)強化污染源頭的治理，完善化工生產(chǎn)工藝，控制生產(chǎn)工藝全過程，穩(wěn)定生產(chǎn)廢水排水水質(zhì)、水量，這是生化處理正常運行的前提。

5 結(jié)語

（1）采用以O(shè)1/A/O2硝化反硝化生物脫氮為核心的生物處理工藝處理高濃度焦化廢水，在經(jīng)過預處理、生化處理和深度處理后，出水達到了《污水綜合排放標準》二級排放標準要求，部分指標達到了一級排放標準要求。

（2）采用平流隔油池和氣浮池預處理能夠有效去除水中的油，為后續(xù)生化處理創(chuàng)造了條件。

（3）O1/A/O2硝化反硝化生物脫氮處理工藝運行穩(wěn)定，操作方便，耐沖擊負荷強。在進水CODCr3 500~5 800 mg/L，進水NH3-N 36~285 mg/L 時，系統(tǒng)對CODCr和NH3-N 去除率分別達95%、89%以上。

（4）O1/A/O2工藝中預曝氣池對CODCr和酚的去除率達到了70%、98%，有效降低了后續(xù)處理構(gòu)筑物污泥負荷。

（5）采用聚合硫酸鐵絮凝劑和PAM 助凝劑，當投加量分別為600~800 mg/L、1~2 mg/L 時，CODCr去除率可達50%左右，且脫色效果好。

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［作者簡介］馬昕（1968-），1994 年畢業(yè)于內(nèi)蒙古科技大學，高級工程師。