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(duì)焦化廢水生物處理而言，水力停留時(shí)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(shí)間在8 h 之內(nèi)，去除氰化物和硫氰化物的水力停留時(shí)間在16 h 以上，水力停留時(shí)間超過24 h 則有可能開始氨的硝化，因此，要實(shí)現(xiàn)廢水去除有機(jī)物并生物脫氮，確定水力停留時(shí)間非常重要。由于焦化廢水含有大量難生物降解有機(jī)物和有毒有害物質(zhì)，好氧生物降解速率和硝化速率相對(duì)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(fù)荷和較長(zhǎng)的水力停留時(shí)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(shí)間31 h。預(yù)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(shí)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(shí)間為20 h。好氧池為推流運(yùn)行，采用微孔曝氣充氧方式，水力停留時(shí)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(jì)。

3.4 深度處理工藝

深度處理采用混凝沉淀工藝，進(jìn)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(jìn)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(shí)投加助凝劑PAM 增強(qiáng)混凝效果。混凝反應(yīng)池污水停留時(shí)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(jìn)入兩座輻流式混凝沉淀池進(jìn)行固液分離，混凝沉淀池表面負(fù)荷0.88 m3/（m2·h），停留時(shí)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(jìn)入濃縮池濃縮，污泥含水率99%，停留時(shí)間12 h。濃縮后的泥漿再經(jīng)2 臺(tái)廂式壓濾機(jī)脫水，污泥含水率75%。

4 工程運(yùn)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(shí)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(yù)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(biāo)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(dá)50%左右，出水各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到了二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)要求。O1/A/O2工藝對(duì)CODCr及NH3-N 的去除效果如圖2、圖3 所示。

從圖2 可見，當(dāng)生化池進(jìn)水CODCr為3 500~5 800 mg/L 時(shí)，二沉池出水CODCr能保持在280 mg/L左右，O1/A/O2工藝對(duì)CODCr的平均去除率達(dá)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(dá)到了《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)要求。同時(shí)由表3 可以看出，預(yù)曝氣池對(duì)CODCr和酚降解起到了重要作用，去除率分別達(dá)到了70%和98%，為后續(xù)缺氧池和好氧池減輕了負(fù)荷，同時(shí)為使好氧池中硝化菌成為優(yōu)勢(shì)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(fù)荷，即使進(jìn)水CODCr偏高，也能對(duì)CODCr保持良好的去除效果。

由圖3 可以看出，當(dāng)進(jìn)水氨氮在36~285 mg/L之間波動(dòng)時(shí)，O1/A/O2工藝對(duì)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(yù)曝氣池去除了大量有機(jī)物，為硝化菌創(chuàng)造了最佳生存環(huán)境，同時(shí)在硝化區(qū)硝化菌對(duì)氨氮的降解時(shí)間較長(zhǎng)，降解比較充分。

綜上可以得出O1/A/O2工藝的主導(dǎo)思想為分級(jí)處理。即先通過O1段對(duì)高濃度焦化廢水進(jìn)行預(yù)處理，降解有機(jī)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(jìn)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(dá)到去除CODCr和NH3-N 的目的。分級(jí)處理的特點(diǎn)是:由于碳氧化菌的世代周期遠(yuǎn)比硝化菌短，因此當(dāng)有機(jī)物過剩時(shí)，菌落中碳氧化菌占優(yōu)勢(shì)，并消耗了硝化菌生存所必需的氧，影響了硝化反應(yīng)的進(jìn)行；通過設(shè)置預(yù)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(dá)到最佳狀態(tài)，當(dāng)硝化液回流比R=3~5 時(shí)，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(shì)生長(zhǎng)，充分發(fā)揮其活性并利用了優(yōu)勢(shì)菌進(jìn)行專性降解污染物的能力，使每個(gè)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(qiáng)，處理效率高的特點(diǎn)，最終使出水達(dá)標(biāo)排放。但是出水CODCr略高，未達(dá)到污水處理一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，還需進(jìn)一步研究改進(jìn)，以提高處理效果。同時(shí)應(yīng)強(qiáng)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(yùn)行的前提。

5 結(jié)語(yǔ)

（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(yù)處理、生化處理和深度處理后，出水達(dá)到了《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)要求，部分指標(biāo)達(dá)到了一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)要求。

（2）采用平流隔油池和氣浮池預(yù)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(yùn)行穩(wěn)定，操作方便，耐沖擊負(fù)荷強(qiáng)。在進(jìn)水CODCr3 500~5 800 mg/L，進(jìn)水NH3-N 36~285 mg/L 時(shí)，系統(tǒng)對(duì)CODCr和NH3-N 去除率分別達(dá)95%、89%以上。

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

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

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