焦化废水中有机物在A2/O工艺处理中的降解特性研究

刘忠攀 孔璐 司硕

摘要：本文结合A2/O工艺， 较系统地研究了焦化废水中有机物的去除特性。通过研究发现，通过对水力停留时间进行延长，或者增大污泥的浓度， 有机物的去除效果在一定程度上可以改善。另外，总结了近年来A2/O工艺各段对焦化废水中几种典型难降解有机物的降解情况，进一步提高A2/O工艺去除焦化废水中难降解有机物的效果。

关键词：焦化废水 有机物 A2/O工艺 降解特性

目前， A2/O工艺是生物法处理焦化废水应用较多且行之有效的方法。根据统计显示，在国内焦化废水生物处理工程中，A2/O工艺的应用约占30%。经过A2/O工艺处理后，出水COD依然超过150mg/L，与污水综合排放标准（GB8978-1996）的一級标准相比，该数值依然较大。在这种情况下，处理出水COD能否达标，如何最大限度地去除这类物质成为关键。

1 焦化废水有机物的组分

在焦化废水中，其有机物成份主要包括：酚类化合物， 多环芳香族化合物，以及含N、O、S的杂环化合物，通常情况下焦化废水是一种典型的含芳香族化合物及杂环化合物的废水。

2 A2/O基本原理和工艺流程

2.1 基本原理

所谓生物脱氮法，作为一种脱除废水中的含氮物质的方法，是将废水中的氨氮，借助细菌的生物化学作用，通过硝化-反硝化法进一步转化为氮气，进而将其排入大气中。其生物化学作用主要包括：NH4+及NO2-的氧化过程，以及亚硝酸菌和硝酸菌的合成等。通常情况下，硝化反应发生在有氧的环境中，借助自养型好氧细菌完成。第一步是氨氮被亚硝化菌氧化成亚硝酸盐，第二步是亚硝酸盐被硝化菌氧化为硝酸盐，对于这两类自养菌来说，其合成、同化作用都是以无机碳作为碳源，以氧化反应释放的能量作为能源来进行。

2.2 工艺流程

A2/O作为生物脱氮工艺，以A/O生物脱氮工艺为基础，增加了一个厌氧段，进而在一定程度上提高反硝化缺氧脱氮的效果，以及提升焦化废水COD的去除率。对于A2/O生物脱氮工艺来说，第一个A段和第二个A段分别为厌氧段、缺氧段，在这两个阶段都采用生物膜法，O段为好氧硝化段，在这一阶段采用活性污泥法进行处理。

3 运行参数对焦化废水中有机物去除效果的影响

3.1 水力停留时间对处理效果的影响

对于焦化废水来说，降解其中的有机物，通常情况下需要借助多种微生物通过协同作用才能完成，一般需要相对较长的停留时间才能完成这一过程。通过延长水力停留时间，在一定程度上为有机物创造一个良好的降解条件，使难以降解的有机物充分分解，进一步提高焦化废水的去除效果。

3.2 污泥浓度对处理效果的影响

微生物是影响有机物降解的重要因素。基于此，在A2/O系统运行过程中，提高了曝气区内的污泥浓度，进而在一定程度上研究分析了不同污泥浓度对有机物去除效果的影响。

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4 焦化废水中有机物的生物降解特性

4.1 好氧段的生物降解特性

张晓健等人通过研究分析焦化废水中各种有机物的反应动力，认为焦化废水中的生物降解属于平行反应，并且其反应速率与有机物浓度符合一级反应动力学模型。

4.2 厌氧段的生物降解特性

在焦化废水中，对于难降解的有机物，A2/O工艺通过采用厌氧水解酸化的方式在一定程度上对其化学结构和生物降解性能进行改变，进一步提高了废水好氧的可生化性，为后续的好氧生物降解奠定基础。

4.3 缺氧段的生物降解特性

通过研究发现：在缺氧段，有机物的去除效果比较好，反硝化过程在一定程度上可以同时起到脱氮、除碳的效果。

5 结论

①去除废水中有机物的负荷与曝气池出水中可生物降解部分的浓度符合一级反应关系。②有机物的去除效果，通过延长水力停留时间或增大污泥浓度等可以进一步改善，在焦化废水中，由于含有一定量的不可生物降解的有机物，仅通过改变处理工艺的运行参数难以使出水达标。③去除焦化废水中难降解有机物的有效途径就是厌氧水解酸化-缺氧反硝化-好氧工艺。A2/O工艺中的缺氧反硝化过程，在一定程度上可以去除焦化废水中难降解的有机物，其缺氧反应器一方面具有反硝化脱氮的功能，另一方面对去除难降解有机物具有重要作用。

参考文献：

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