焦化废水处理工艺.doc

焦化废水处理工艺 焦化废水的处理一直是国内外污水处理领域的一大难题。该污水中污染物成分复杂，含有挥发酚、多环芳烃和氧硫氮等杂环化合物，属于难生化降解的高浓度有机工业废水。焦化废水用常规的活性污泥法处理，对去除酚、氰、油及其它易于生物降解的污染物一般来说是有效的，但对氰化合物及构成毒性的某些污染物却难以处理。 表1 焦化废水有机物组成 表2 焦化工艺各段水质水量表 目前，国内焦化厂的废水处理系统主要采用一级处理和二级处理，采用三级处理的还很少。一级处理是指从高浓度污水中回收利用污染物，其工艺包括氨水脱酚、隔油等。二级处理主要指酚氰污水无害化处理，主要以活性污泥法为主，还包括强化生物处理技术，这对提高处理效果有一定的作用。三级深度处理是指在生化处理后的水仍不能达到排放标准时所采用的再次深度净化。其主要工艺有活性炭吸附法、膜法及氧化塘法等。 由于焦化废水的水质特点，因此脱氮是这类废水处理的关键。污水中氮主要以氨氮和有机氮形式存在，通常只含有少量或没有亚硝酸盐和硝酸盐形态的氮，在未经处理的污水中，氮有可溶性的，也有非溶性的。可溶性有机氮主要以尿素和氨基酸的形式存在。一部分非溶性有机氮在初沉池中可以去除。在生物处理过程中，大部分的非溶性有机氮转化成氨氮和其他无机氮，却不能有效地去除氮。废水生物脱氮的基本原理就在于，在有机氮转化为氨氮的基础上，通过硝化反应将氨氮转化为亚硝态氮、硝态氮，再通过反硝化反应将硝态氮转化为氮气从水中逸出，从而达到脱氮的目的。微生物脱氮转化过程如图1所示。 细菌分解 氧化 氧化 蛋白质、尿素 氨氮 亚硝酸盐氮 硝酸盐 水解作用 脱硝 反硝化 异化作用 同化作用 （有机碳） 细菌细胞 氮气 （有机氮） 图1 氮转化示意图 下面将氮的转化过程分为硝化反应与反硝化反应两方面来讨论： 硝化反应 硝化反应是将氨氮转化为硝酸盐氮的过程。硝化反应是由一群自养型好氧微生物完成的，它包括两个基本反应步骤：第一阶段是由亚硝酸菌将氨氮转化为亚硝酸盐(NO2-)，称为亚硝化反应；第二阶段则由硝酸菌将亚硝酸盐进一步氧化为硝酸盐，称为硝化反应。其反应形式如下： NH4+ + 1.5O2 NO2-+2H+ + H2O NO2- + 0.5O2 NO3- 2．反硝化反应 反硝化反应是由一群异养性微生物完成生物化学过程。它的主要作用是在缺氧（无分子态氧）的条件下，将硝化过程中产生的亚硝酸盐和硝酸盐还原成气态氮或N2O、NO。反硝化过程中亚硝酸盐和硝酸盐的转化是通过反硝化细菌的同化作用和异化作用来完成的。异化作用就是反硝化菌将NO2-和NO还原为NO、N2O、N2等气体物质，主要是N2。而同化作用是反硝化菌将NO2-和 NO3-还原成 NH3-N供新细胞合成之用，氮成为细胞质的成分。生物反硝化过程可简单地用下式表示： NO2- + 3H+(电子供体有机物) 1/2N2 + H2O + OH- NO3- + 6H+(电子供体有机物) 1/2N2 + H2O + OH- 基于上面的分析，目前的硝化及反硝化处理工艺主要有A/O法及SBR法，下面分别予以介绍： 第一部分 A/O法处理焦化废水 A/O法是在70年代，由美国的一些专家在厌氧－好氧(An-O)法脱氮工艺的基础上开发的，其宗旨是开发一项能够同步脱氮除磷的污水处理工艺。该法在国内焦化厂实际应用的时间虽然还不算很长，但从已运行的厂家来看，其处理效果还是比较好的。 1．A/O法的分类 A/O法有以下4种组合方式：第1种A/O法，即缺氧－好氧法；第2种A2/O法，即厌氧－缺氧－好氧法；第3种A/O2法，即缺氧－好氧－好氧法；第4种A2/O2法，即厌氧－缺氧－好氧－好氧法。 第1种处理方法（A/O法），流程最短，投资最少，但处理效果较差；第3种方法（A/O2法）由两部分组成：缺氧反应槽和两级好氧槽。废水首先进入缺氧反应槽，在这里细菌利用原水中的酚等有机物作为电子供体而将回流混合液中的含氮离子还原成气态氮化物。反硝化出水流经两级曝气池，使残留的有机物被氧化，氨和含氮化合物被硝化。污泥回流的目的在于维持反应器中一定的污泥浓度，防止污泥流失。第2种和第3种处理方法，其流程、投资及处理效果介于第1和第4种之间；第4种处理方法（A2/O2法）流程最长，是生化处理最完善的技术，处理效果最好。根据实践经验，第4种方法中的厌氧段通过水解酸