焦化 廠 酚 氰廢水主要來(lái)源于剩余氨水、產(chǎn)品加工過(guò)程中產(chǎn)生的廢水、粗苯終冷水等。廢水中含較高濃度的酚、硫化氫、氰化物、硫氰化物、氨及難生物降解的有機(jī)物如焦油、毗陡、苯等多環(huán)芳烴及雜環(huán)化合物，是較難處理的工業(yè)廢水之一。20世紀(jì)80年代以來(lái)，國(guó)內(nèi)焦化廠酚氰廢水的處理多采用兩段生化法、延時(shí)曝氣法、強(qiáng)化生化法(生物鐵法、生物炭法)等方法，其中以A/0法處理效果最好(如上海寶鋼焦化廠)，但該處理法工程投資大、運(yùn)行費(fèi)用高〔‘，’〕，對(duì)于一些中小焦化企業(yè)來(lái)說(shuō)并非理想選擇。SBR是序批式間歇反應(yīng)器的簡(jiǎn)稱，具有運(yùn)行靈活、投資小、操作簡(jiǎn)單、工藝布局緊湊及出水水質(zhì)好等特點(diǎn)，尤其適用于小水量、高濃度廢水的處理(3)。筆者通過(guò)試驗(yàn)研究，
證明了SBR法處理焦化廠酚氰廢水的可行性，并探討了主要的工藝條件，以此成功地為某焦化廠 60 m3/h酚氰廢水處理工程進(jìn)行了改造。

　　1 試驗(yàn)及設(shè)計(jì)

　　1.1 廢水水質(zhì)

　　試驗(yàn)用水取自湘鋼焦化廠污水站集水池，其水質(zhì)如表1

　　1.2 主要儀器設(shè)備及工藝

儀器包括SBR反應(yīng)器(10L ),Q/ZSB01-1997型空氣壓縮機(jī)，砂芯曝氣頭，Photolab S12型COD分析儀，pHS一1型酸度計(jì)，分析天平，恒溫箱，干燥器，JPB一607型便攜式溶解氧分析儀，XSP一4C型生物顯微鏡、量筒等。試驗(yàn)工藝如圖1所示。

　　1.3 污泥的培養(yǎng)與馴化

　　培養(yǎng)方式采用同步法，即培養(yǎng)馴化同時(shí)進(jìn)行。取湘鋼焦化廠污水站曝氣池回流污泥作為種污泥，接種量為SBR池體積的30%。在廢水中投加少量葡萄糖作營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，用自來(lái)水稀釋至COD為600 mg/L,間歇進(jìn)水。該廢水富含氮，不需投加氮源，根據(jù)m(COD):m(P)=1001的比例投加一定量的磷酸二氫鉀，補(bǔ)充磷源，并投加微量硫酸亞鐵，以提高污泥的絮凝沉降性能。接種前3d，悶曝24 h后換水1次。接著改曝氣10一12h后換水1次。保持混合液中溶解氧為3一5m g/L,pH 為6一9。每次曝氣結(jié)束后沉淀2h，然后排出生化反應(yīng)池上清液。培養(yǎng)后期，排出上清液的同時(shí)適當(dāng)排掉一些污泥。根據(jù)污泥的沉降性能、污泥外觀、出水COD 以及鏡檢結(jié)果逐步提高進(jìn)水COD濃度。至30d時(shí)，出水COD去除率達(dá)84%，污泥沉降性能良好，30 min沉降比(SV,)為25%-30%，污泥濃度(MLSS )為3一5 g/L，鏡檢發(fā)現(xiàn)有線蟲(chóng)、鐘蟲(chóng)、輪蟲(chóng)，污泥外觀呈黃褐色，表明污泥培養(yǎng)馴化已成熟聞。

　　1.4 SBR生化試驗(yàn)

　　試 驗(yàn)方 法 為好氧SBR法[(s)。生化反應(yīng)在常溫下進(jìn)行，運(yùn)行工藝采用非限制曝氣方式。采用空壓機(jī)進(jìn)行曝氣，砂芯曝氣頭置于反應(yīng)器底。一個(gè)運(yùn)行周期開(kāi)始，按照進(jìn)水斗曝氣斗沉淀*排水斗靜置進(jìn)行操作;進(jìn)水時(shí)間為幾分鐘，曝氣時(shí)間為4-8h，控制溶解氧質(zhì)量濃度為3 - 5 mg/L，污泥質(zhì)量濃度為4 g/L,反應(yīng)器溫度為20℃左右，曝氣結(jié)束后沉淀2h，排除反應(yīng)后的上清液，定期排除剩余污泥，閑置一段時(shí)間后，進(jìn)人下一個(gè)運(yùn)行周期。定時(shí)測(cè)定 COD,pH、揮發(fā)酚、氰化物、MLSS,SV,,溶解氧濃度并觀察微生物相[(6)

　　1.5 改造設(shè)計(jì)

　　某焦 化 廠 酚氰廢水處理工程始建于1988年，工藝為普通活性污泥法，設(shè)計(jì)處理能力為60 m3/h，但出水COD、酚、氰、氨氮不能達(dá)標(biāo)。利用試驗(yàn)確定的工藝參數(shù)將原有曝氣池改造為SBR池，增設(shè)2臺(tái)灌水器。當(dāng)進(jìn)水COD < 1 800 mg/L、酚<350 mg/L,氰<10 mg/L,氨氮<400 mg/L時(shí)，出水水質(zhì)穩(wěn)定且達(dá)標(biāo)。

　　2 結(jié)果與討論

　　2.1 SBR處理效果

　　控制 污 泥 質(zhì)量濃度為4留L，有機(jī)負(fù)荷(COD)為0.15 kg/ (kg "d),曝氣時(shí)間為4h時(shí)，廢水處理結(jié)果如表2。

　　由表2可知:SBR生化處理效率較高，尤其對(duì)酚、氰的處理效果較好，該二項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到國(guó)家二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。
 

　　2.2 污泥培養(yǎng)馴化

　　污泥 培 養(yǎng) 馴化(2003年)數(shù)據(jù)如表3。

　　由表3可知，培養(yǎng)馴化初期，出水COD高于進(jìn)水COD，這是由于污泥在較長(zhǎng)時(shí)間閑置后短時(shí)間內(nèi)很難適應(yīng)廢水水質(zhì)，一些微生物不適應(yīng)環(huán)境而死亡，死亡微生物進(jìn)人上清液導(dǎo)致出水COD增高。隨著培養(yǎng)馴化的進(jìn)行，微生物慢慢適應(yīng)了廢水中的有毒物質(zhì)，大量繁殖，進(jìn)人生長(zhǎng)平衡期后，出水水質(zhì)趨于穩(wěn)定。從表3還可知，SBR系統(tǒng)的污泥容積指數(shù)(SVI)在 50-100 mug之間，說(shuō)明SBR法木易產(chǎn)生污泥膨脹。

　　2.3 曝氣時(shí)間時(shí)降解有機(jī)物的影響CO D 去 除率隨曝氣時(shí)間的變化曲線如圖2。

　　由圖2可知，0一0.5 h內(nèi)，COD去除率直線上升，這是由于處于饑餓狀態(tài)的微生物迅速吸附廢水中的大量有機(jī)物質(zhì)，直到吸附飽和。0.5一1h內(nèi)，曲線有所回降，說(shuō)明被吸附的有機(jī)物經(jīng)生物酶的作用，轉(zhuǎn)化成可溶解物質(zhì)或小分子物質(zhì)擴(kuò)散到溶液中，使COD升高。1h后，COD去除率逐漸上升，4h后，曲線趨于平緩。由此可見(jiàn)，控制曝氣時(shí)間為4h左右較為合適(7)0

　　2.4 污泥負(fù)荷對(duì)降解有機(jī)物的影響

　　污泥 負(fù) 荷 對(duì)COD去除率的影響如圖3。由圖3可知，在一定的時(shí)間范圍內(nèi)，同樣的曝氣時(shí)間污泥負(fù)荷越大，COD去除率越低，這是因?yàn)橐欢〝?shù)量的微生物在一定的時(shí)間內(nèi)只能氧化一定數(shù)量的有機(jī)物，供給的可降解的有機(jī)物超過(guò)一定的限度，處理效率會(huì)下降;反之，污泥負(fù)荷太小，COD去除率也會(huì)降低，這是因?yàn)楣?yīng)的有機(jī)物不足會(huì)產(chǎn)生微生物對(duì)食物的競(jìng)爭(zhēng)，影響微生物的生長(zhǎng)和繁殖。為了保證達(dá)到預(yù)期的效果，污泥負(fù)荷應(yīng)維持有一定的范圍。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，合適的污泥負(fù)荷(以 MUSS計(jì)的COD)為0.15 k酬(kg "d)。

　　2.5 改變SBR運(yùn)行程序?qū)γ摰Ч挠绊憺榱巳〉幂^好的脫氮效果，將SBR的常規(guī)運(yùn)行程序改變?yōu)檫M(jìn)水斗曝氣4h (D O> 2 .5m g/L)- 機(jī)械攪拌2 h (DO < 0.7 mg/L) 曝氣10 min-沉淀1 h斗排水、排泥，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表4。由表4可知，改變運(yùn)行程序后脫氮效率提高到75%，其原因在于它多了一個(gè)機(jī)械攪拌即缺氧曝氣過(guò)程。在好氧條件下，通過(guò)好氧硝化菌的作用，廢水中的有機(jī)氮或氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽或硝酸鹽，在缺氧的條件下，反硝化菌將亞硝酸鹽和硝酸鹽還原為氮?dú)?，從廢水中逸出，提高了脫氮效率。

　　3 結(jié)論

　　(1) 采 用 SBR法處理酚氰廢水是可行的，這對(duì)普通活性污泥法酚氰廢水處理工程的改造具有推廣應(yīng)用價(jià)值。

　　(2) SB R 法處理酚氰廢水合適曝氣時(shí)間為4h ,污泥負(fù)荷(以MUSS計(jì)的COD)為0.15 kg/ (kg "d).在此條件下COD,酚、氰的去除率分別可達(dá)86.6%,99.7%,95.9%.

　　(3) 改 變 SBR的運(yùn)行程序可提高脫氮效率。

　　[參考文獻(xiàn)〕

　　[1]顧國(guó)維.水污染治理技術(shù)研究【M].上海:同濟(jì)大學(xué)出版社，19 97 . 1 47一173

　　[2]尹承龍，孟祥榮，曹曉梅.焦化廢水處理技術(shù)的進(jìn)展【J].燃料與化工 ，20 02 ,3 1(6):303一306

　　[31陳國(guó)喜，詹伯君.SBR生化系統(tǒng)的應(yīng)用及其發(fā)展【J].環(huán)境科學(xué)進(jìn)展 ，20 0 1，6(22):35一39

　　[41胡家駿，周群英.環(huán)境工程微生物學(xué)【M].北京:高等教育出版社 ，20 00 .32一42

　　[51陳堅(jiān).環(huán)境生物技術(shù)〔M].北京:中國(guó)輕工業(yè)出版社，1999. 116-11 9