焦化廢水的處理及排放問題一直是困擾焦化廠設計、建設、運營管理的一大難題，尚未出現(xiàn)突破性的研究成果。該類廢水中污染物組成復雜，包括酚類、多環(huán)芳香族化合物及氮、氧、硫雜環(huán)化合物，是一類典型的含有難降解有機物的工業(yè)廢水〔1〕。

去除焦化廢水中的有機物、氨氮可采用的方法主要有化學法、物理化學法和生物法，而生產(chǎn)實踐和多項技術經(jīng)濟指標表明: 生物法是焦化廢水處理最經(jīng)濟、有效、易操作的處理方法。其中以反硝化與硝化反應為主體的缺氧、好氧處理是行之有效的〔2-4〕。目前國內焦化廢水處理工藝和研究主要采用A/O 工藝及其變形工藝諸如A/O/O 工藝或A2/O 工藝等〔5-9〕。由于焦化產(chǎn)品不同，焦化廢水的水質有較大差異，即需選擇不同的生化處理工藝流程，其核心離不開A/O硝化反硝化處理工藝。但目前采用A/O 工藝處理焦化廢水主要面臨著生化處理出水很難達標的問題，主要原因有如下幾點：（1）好氧池進水CODCr較高，且含有生物抑制性有機物，抑制了硝化菌活性，硝化效果差，出水氨氮不達標；（2）進水氨氮濃度高，在缺氧段進水可生化降解的CODCr較低，且缺氧段水力停留時間過短，造成反硝化效果差，不能發(fā)揮缺氧反硝化和CODCr去除作用。

首鋼某焦化廠排放的焦化廢水中CODCr、氨氮、硫化物、氰化物和酚等有毒有害物質濃度較高，故在常規(guī)A/O 工藝前增加預曝氣池來降解有機物和有毒物質，即O1/A/O2工藝，其中第1 段好氧反應器去除CODCr和生物抑制性有機物為主，第2 段好氧反應器以去除氨氮為主。

1 焦化廢水來源及排放標準

1.1 廢水來源

焦化廠主要生產(chǎn)工藝為煤高溫干餾產(chǎn)生焦炭和煤氣，并從煤氣中回收焦油、苯、萘等化工產(chǎn)品。煉焦、煤氣凈化和化工產(chǎn)品精制過程中會產(chǎn)生剩余氨水和工藝廢水，剩余氨水經(jīng)蒸氨處理后構成了焦化廢水的主要來源。

1.2 廢水水質及排放標準

焦化廢水的水質因煤氣凈化工藝的不同而差別很大。以首鋼某焦化廠為例，其廢水水質見表1，處理后出水應達到《污水綜合排放標準》（GB 8978—1996）二級標準。

表1 焦化廢水水質及排放標準

除pH、色度（倍）外，其他各項目單位均為mg/L。

2 O1/A/O2工藝的提出

當前焦化廢水生物處理主要采用A/O 工藝，它是在硝化—反硝化理論基礎上建立的，盡管在去除焦化廢水有機物、脫氮方面起到了積極的作用，但傳統(tǒng)A/O 工藝不能適應CODCr為6 000~9 500 mg/L 的高濃度工況，只有通過大量加入稀釋水的方法才能保證生化系統(tǒng)正常運行。所以O1/A/O2工藝較A/O工藝在高濃度焦化廢水處理上更有優(yōu)勢:（1）通過預曝氣，廢水中高濃度有機物及其他有毒物質在預曝氣池中得以部分降解，從而為后續(xù)A 段反硝化和O2段硝化細菌提供良好的生存空間；同時經(jīng)過預曝氣池后，部分難以好氧生物降解的有機物在缺氧池中開鏈、開環(huán)，使不可生物降解的有機物進一步降低，并通過缺氧反硝化作用進行脫氮。好氧池硝化細菌也處于最佳生態(tài)環(huán)境中，菌種活性特強，處理效果好。這樣就達到了去除焦化廢水有機物、脫氮的目的。（2）預曝氣池降解了部分有機物，系統(tǒng)耐沖擊負荷能力加大，同時減輕了后續(xù)工段的負擔，提高了系統(tǒng)對CODCr、NH3-N 的去除能力，同時達到控制污染物的目的。由于采用了前曝氣預處理、生物強化和控制較長污泥齡等措施，系統(tǒng)對CODCr去除效果穩(wěn)定，且能耐較大的CODCr負荷和短期高濃度NH3-N 的沖擊，取得了較好的處理效果。

3 廢水處理工藝流程

3.1 工藝流程及主要設計參數(shù)

為確保處理后焦化廢水達到國家排放標準要求，按每個處理階段對各污染物的去除效率，在焦化廢水處理工藝設計中設置了預處理、生化處理、深度處理和泥處理4 部分。具體工藝流程和主要配置如圖1 和表2 所示。

表2 主要構筑物和工藝參數(shù)

3.2 預處理工藝

當廢水中含油質量濃度＞50 mg/L 時會嚴重影響生化處理效果，一方面由于活性污泥菌膠團表面黏附一定量的油，阻礙了微生物對氧的攝取，從而使污泥的生物活性和生化處理效果下降；另一方面，污泥表面黏附油后，整體密度減小，影響了活性污泥的沉降性能，易造成污泥流失。設置平流隔油池的目的在于去除水中的輕油和重油，平流隔油池水力停留時間為3 h。設置氣浮池的目的在于去除水中的乳化油，氣浮池停留時間為1.2 h。