A/O工艺在利源焦化废水处理中的应用*

付玉堂1 宋成太1 刘三军2 华祥2 未永付1(1.河南利源焦化有限公司;2.安阳钢铁股份有限公司)

A/O工艺在利源焦化废水处理中的应用*

付玉堂1 宋成太1 刘三军2 华祥2 未永付1(1.河南利源焦化有限公司;2.安阳钢铁股份有限公司)

介绍了河南利源焦化有限公司焦化废水的组成、A/O工艺的工作原理、优点及A/O工艺在焦化废水中的应用情况，阐述了具体要控制的要素，实践表明废水处理效果良好。为焦化行业治理废水提供了可借鉴的经验。

焦化废水 A/O生物脱氮工艺 氨氮 硝化反应

0 前言

焦化废水是焦化厂在炼焦、煤气净化及化工产品回收过程中产生的，其组成复杂、有害物浓度高、毒性大且难以处理。焦化废水的来源主要由剩余氨水、煤气净化过程中产生的废水、焦油、粗苯等化工产品精制过程中及其他场合(如煤气水封、冲洗地面)产生的废水等组成。其中以炼焦过程中产生的剩余氨水为主要来源。焦化废水所含污染物可分为有机物和无机物两大类，组成复杂而多变，其成分与性质随炼焦配合煤的组成和性质、炭化温度及煤气净化与化工产品精制工艺不同而变化。随着社会的发展，环境问题日益凸显，焦化废水综合处理利用问题显得尤为重要。

1 概况

现代废水处理技术，就是采用各种方法将污水中所含有的污染物分离出来，或将其转化为无害和稳定的物质，从而使污水得到净化。按作用原理可分为物理法、化学法和生物法三大类。

河南利源焦化有限公司污水处理单元，自2005年以来主要采用混凝沉淀法即物理化学法进行处理废水。先通过隔油池进行除油，然后在废水中加入助凝剂FeSO4，使其与硫化物及氰化物反应，生成FeS、Fe4［Fe(CN)6］3沉淀，再加入絮凝剂聚丙烯酰胺(PAM)，使沉淀物与废水分开，从而使硫化物、氰化物得到净化，并去除20%酚;剩余酚通过臭氧氧化去除。氨氮的去除采用在废水中加入纯碱Na2CO3使固定氨盐转为挥发氨盐NH4OH，NH4OH在浓度高时生成气态氨，在解吸塔被解吸进入循环气体里，然后用8%～10%的硫铵母液在吸收器中吸收其中的氨，生成硫酸铵，氨被脱除。经处理后各指标见表1。

表1 河南利源焦化物化法出水指标 mg/L

由表1可以看出，处理后废水指标显然达不到国家排放标准，而且废水产生总量偏多，存在一定的污染隐患，达不到节能减排要求和清洁生产标准。为此，公司于2008年3月对废水处理工艺进行了改造，即采用生物法处理废水。

2 A/O生物脱氮工艺的特点

2.1 A/O生物脱氮工艺

焦化废水生物处理包括废水预处理、生物处理、后处理、污泥处理、系统检测与控制及分析化验等。其中废水生物处理又有生物脱酚氰处理和生物脱氮处理两种工艺，前者主要以去除废水中的酚、氰及COD等污染物质为目的，后者除兼有前者功能外，还要去除废水中的氨氮。采用生物脱氮工艺效果较好，不但能彻底脱出废水中的氨氮，而且不会造成二次污染，能耗比物理化学法低。

目前国内常规的焦化废水生物脱氮处理流程均采用A/O工艺，是对传统三级脱氮工艺进行不断改进和完善的一种前置反硝化工艺，属于单级活性污泥脱氮工艺，即只有一个污泥回流系统。近几年来，随着焦化废水生物脱氮研究工作的不断深入，又在A/O工艺基础上开发出A－A/O、A/O－O、A－A/O－O等脱氮流程。

2.2 A/O生物脱氮工艺的优点

即使采用同一A/O脱氮工艺，根据回流液位置和性质的不同又有内、外循环之分，河南利源焦化有限公司拟采用的A/O法污水处理流程属于典型的A/O内循环工艺，具有以下优点:

1)流程短，构筑物少，大大节省基建费用，运行费用低;

2)以原水中的含碳有机物和内源代谢产物为碳源，节省外加碳源的费用并可获得较高的碳氮比，确保反硝化作用充分进行;

3)好氧池设在缺氧池之后，可以进一步去除反硝化残留的有机污染物，确保系统出水水质能够达标排放;

4)缺氧池设在好氧池之前，可以减轻好氧池的有机负荷，提高系统COD去除率;

5)缺氧池内反硝化作用产生的碱度可以补偿好氧池内硝化反应消耗的碱度，从而减少好氧池投碱量;

6)沉淀池的硝化液回流至缺氧池，对原水有稀释作用，提高了系统耐冲击负荷的能力，确保生化系统安全稳定运行。

3 A/O生物脱氮工艺的实际应用

根据对河南利源焦化有限公司废水进行跟踪分析，经蒸氨处理后的废水各项指标符合A/O法污水处理工艺要求，因此河南利源焦化有限公司于2008年3月新建立了一套处理能力为40 m3/h的 A/O内循环生物脱氮污水处理系统，该系统分为预处理、A/O处理和后处理三部分，其工艺流程如图1所示。

图1 废水处理工艺流程

4 工艺应用中的控制措施

虽然A/O内循环工艺具有适应能力强、耐冲击负荷、处理效果稳定可靠等优点，但为了废水处理系统良好有效运行，河南利源焦化有限公司在实际工艺操作过程中，对关键因素进行严格控制。具体措施如下:

4.1 严格控制进水水质

由于高浓度的废水对细菌有抑制作用，必须控制进生化系统的污染物浓度，否则会影响系统正常运行，严重时会造成污泥系统瘫痪。利源公司进水主要控制指标见表2。

表1 河南利源焦化进水指标mg/L

4.2 稳定PH值

反硝化反应适宜的PH值为7.0～8.0，因为PH值将影响反硝化最终产物。当PH值超过7.3时，最终产物为氮气;PH值低于7.0时，最终产物为N2O;PH值高于8.0时，最终产物中将出现NO－2积累。

4.3 合理控制温度

温度对反硝化速率的影响较大，反硝化最适宜温度为20℃～35℃，温度低于10℃时，反硝化速率明显降低。低温季节一般通过蒸汽加热方式维持温度;高温季节主要由煤气净化工艺控制蒸氨废水温度。

4.4 稳定溶解氧

好氧微生物需要的是溶于水的氧即溶解氧，在曝气池中保持溶解氧应为2 mg/L～5 mg/L。供氧不足时，活性污泥性能较差，导致废水处理效果下降。曝气过高的话会引起污泥老化，结构松散，并且增加了成本。

4.5 减少毒物浓度

主要对反硝化有毒害影响。NO－2积累浓度超过30 mg/L时，可抑制反硝化作用;NH+4－N含量在500 mg/L(突变值)会抑制反硝化作用。另外，重金属、H2S等无机物质和氰、酚等有机物质，对细菌的毒害作用或是破坏细菌细胞某些必要的组织，或是抑制细菌的代谢进程。所以此类物质对于A/O工艺来说必须控制在一定范围内。

4.6 降低有机物浓度

进水有机物的浓度高，将增加生物反应所需的氧量，往往由于水中含氧量不足造成缺氧，影响生化处理效果。但进水有机物的浓度太低，容易造成养料不够，缺乏营养也使处理效果受到影响。所以必须常观察微生物的多少和有机物的浓度是否成正比。

除此之外，日常管理还应经常对系统中的“气、水、泥”进行调节，利用生物相和SV30来控制排泥和回流，维持系统中合适的微生物的数量，改善污泥的沉降凝聚性能，通过人工曝气来控制合适的溶解氧，使废水均衡的进入系统并具有合适的营养比例，以使系统达到长期稳定的运行。

5 效果

河南利源焦化有限公司通过应用A/O工艺对废水处理系统进行了改造，严格控制工艺关键因素，系统经过三年多的运行实践证明，处理后出水的各项指标得到了明显的改善，效果良好，废水处理指标满足国家一级标准(GB8978－1996)排放要求。河南利源焦化出水指标见表3。

表3 河南利源焦化出水指标mg/L

由表3可以看出，通过强化生产过程控制，严格工艺管理，焦化废水经A/O生物脱氮工艺处理后COD去除率达到97.1%，氨氮去除率可达99%，氰化物、硫化物降解效果较好。

6 结语

A/O内循环工艺具有适应能力强、耐冲击负荷、处理效果稳定可靠等优点，已在国内众多钢铁公司的焦化厂、煤气厂得到全面推广，并达到成功应用。实践证明，A/O工艺在去除污水中酚、氰及COD等污染物质的同时能将污水中的氨氮进行转化分解，使出水水质满足排放要求，避免了污染物转移。同时，经A/O工艺处理后的无害废水又可以深度处理回用，对防治水体污染和节能减排具有重要的意义。

［1］何建平，李辉主编.炼焦化学产品回收技术.北京:冶金工业出版社，2006:405.

［2］汪大翚，徐新华，赵伟荣主编.化工环境工程概论.第三版.北京:化学工业出版社，2007:189.

［3］徐亚同，黄民生主编.废水生物处理的运行管理与日常对策.北京:化学工业出版社，2003:70.

A/O TECHNOLOGY APPLICATION IN COKING WASTE WATER TREATMENT

Fu Yutang1Song Chengtai1Liu Sanjun2Hua Xiang2Wei Yongfu1
(1.Henan Liyuan Coking Co.，Ltd;2.Anyang Iron and Steel Stock Co.，Led)

This paper introduces constitution of coking waste water，A/O process principle and advantages as well as its application，states control elements.Practice shows good effect has been achieved which provides referenced experience for coking industry

coking wastewater A/O biodenitrification ammonia nitrogen nitration reaction

2012—7—21