A2/O工艺在焦化废水处理中的应用

田富强 申向东

摘 要：焦化废水组分复杂、生物难降解、有机物含量高，是国内外废水处理领域的难题之一。根据工作实际可知，当好氧池溶解氧浓度为4～6mg/L时，生化系统COD去除率较高，好氧池pH值为7～8、溶氧为5mg/L以上时，系统氨氮去除率较高，当好氧池pH值降至6.8以下时，氨氮去除率急速下降；当污水温度为30～35℃时，温度变化对生化系统影响不大。

关键词：焦化废水；A2/O工艺；废水处理

中图分类号：X70；X78 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2018）17-0142-03

Coking Wastewater Treatment by A2/O Process

TIAN Fuqiang SHEN Xiangdong

Abstract： The coking wastewater has complex component and highly biology difficult to degrade the organic matter.It is one of the domain difficult problems about wastewater processing in domestic and foreign countries. According to the actual work， when the concentration of dissolved oxygen in the aerobic tank was 4 ～ 6mg/L， the removal rate of COD in the biochemical system was high， the pH value of the aerobic pool was 7～8 and the dissolved oxygen was above 5mg/L， the removal rate of ammonia nitrogen was higher. When the pH value of the aerobic pool was below 6.8， the removal rate of ammonia nitrogen droped rapidly； when the sewage temperature was 30～35℃， the temperature changes Chemistry had little influence on the biochemical system.

Keywords： coking wastewater；A2/O process； wastewater treatment

焦化廢水就是炼焦过程中经过高温干馏、煤气净化和副产品回收等过程而产生的一类成分复杂的高浓度有机废水[1]。根据不同的检出限，焦化废水可以检测出数百种化合物[2]。因此，长期以来，焦化废水被认为是一种典型的难降解、对环境危害巨大的高浓度有机废水。

随着对焦化废水处理研究的深入，研究人员开发了A/O、A/O2、A2/O2等多种处理技术[3-6]。本研究以山西某焦化厂污水处理站为例，采用除油-气浮+A2/O+混凝沉淀工艺处理焦化废水，并对A2/O工艺进行分析讨论。

1 处理工艺

1.1 工艺流程

该污水站的废水处理工艺分为预处理、生化处理和深度处理3个阶段。预处理采用除油-气浮技术除去废水中的悬浮物和油；生化处理阶段采用A2/O技术处理废水中的COD、氨氮和氰等污染物；深度处理采用混凝沉淀技术进一步除去废水中的有机物，还可以降低水的色度。另外，对污泥的处理采用污泥浓缩池+板式压滤机脱水技术，泥饼用于掺煤处理。工艺流程如图1所示。

1.2 运行参数

系统进水流量控制为80m3/h，调节池的水力停留时间（HRT）为13.75h，隔油池表面负荷为0.877m3/（m2·h），气浮池表面负荷为3.05m3/（m2·h）。厌氧池、缺氧池和好氧池水力停留时间（HRT）分别为9.57、32.5h和64.48h。硝化液回流比为300%，曝气系统采用微孔管曝气，风机参数为Q=90m3/min，N=160kW。系统运行中废水pH值变化较大，需要在好氧池中加入一定量的纯碱（Na2CO3）用来调节污水pH值。二沉池表面负荷为0.796m3/（m2·h），混凝沉淀池表面负荷为0.51m3/（m2·h）。

1.3 废水特征

水样取自气浮池出水口，其废水水质特征平均值如表1所示。

2 实验方法及仪器

实验中采用的分析方法及仪器如表2所示。实验中的COD、NH4+-N、溶解氧浓度（DO）均采用标准方法测定。

3 系统运行情况

3.1 运行情况

该工程建成后经过2个月的系统调试，运行稳定，且各项指标均达到设计要求。单独对厌氧-缺氧-好氧工艺进行分析，现摘录2018年3月至5月气浮池出水口和二沉池出水口的主要污染指标COD与NH4+-N，把每日的运行数据绘制成图，探讨好氧池溶解氧浓度、废水温度、好氧池pH值对废水COD、氨氮去除率的影响（见图2、图3、图4）。

3.2 数据分析

①上述数据基本代表该系统2年来的典型运行状况。由以上数据可以看出，A2/O工艺对焦化废水有较高的去除率且取得了较好的运行效果。

②由图2可知，好氧池溶解氧浓度对废水处理效果有较大影响。当溶解氧浓度为4～6mg/L时，废水COD的去除率为90%以上，当溶解氧浓度为5～6mg/L时，氨氮的去除率为93%以上。当溶解氧浓度大于6mg/L时，污泥就会发生膨胀，废水的去除效率会降低；当溶解氧浓度低于4mg/L时，废水中的细菌就会死亡、流失，污水去除效率也会降低。

③由图3可知，废水温度对处理结果的影响也较为明显。废水温度主要取决于两个因素：一是环境气候的变化，二是进水蒸氨废水本身的温度。废水温度过高或过低都对处理效果影响较大，温度过低对微生物的生物酶活性产生抑制效果，从而对各种污染物的处理产生不利影响；温度过高对氰化物的处理效果影响明显[7]。在图中可以看出，废水温度为30～35℃时，温度变化对生化系统影响不大。

④氨氮的硝化作用会降低废水的碱度，致使废水pH值下降。由于硝化液会回流进缺氧池，因此，为了不影响反硝化作用，好氧池pH值必须通过外加纯碱（Na2CO3）来调节。由图4可以看出，好氧池pH值为7～8时，硝化反应效果最好，氨氮去除率在93%以上。当好氧池pH值降至6.8以下时，氨氮去除率急速下降。稳定的pH值同时也对微生物生长繁殖提供良好的生存环境。

4 结语

①通过2年来对系统工艺进行调试和运行可知，系统出水各污染指标均达到《炼焦化学工业污染物排放标准》（GB 16171—2012）的间接排放标准。该焦化废水处理系统的投入生产可证明A2/O工艺具有冲击负荷强、处理效果稳定的特点。

②从该系统运行情况可知，当好氧池溶解氧浓度为4～6mg/L时，生化系统COD去除率较高；在好氧池pH值为7～8、溶氧5mg/L以上时，系统氨氮去除率较高，当好氧池pH值降至6.8以下时，氨氮去除率急速下降；在污水温度为30～35℃时，温度变化对生化系统影响不大。

③该工艺处理焦化废水的关键是前期的脱酚、蒸氨的预处理工序。只有做好前期预处理工序设计和控制系统进水水质，后续的生化处理才能发挥出最大的作用。

④整个系统运行过程中每小时可节约80t新水，大大减少了污水排放量，为进一步探索和研究焦化废水的处理做出了积极贡献。

参考文献：

[1]Zhou X，Li Y，Zhao Y，et al.Pilot-scale anaerobic/anoxic/oxic/oxic biofilm process treating coking wastewater[J].Journal of Chemical Technology and Biotechnology，2013（2）：305-310.

[2]仁源，韋朝海，吴朝飞，等.生物流化床A/O2工艺处理焦化废水过程中有机组分的GC/MS分析[J].环境科学学报，2006（11）：1785-1791.

[3]贾鹏，牛继勇，李君敏.A/O2工艺处理焦化废水[J].给水排水，2007（3）：69-70.

[4]郑维元，张新喜. A2/O2工艺处理焦化废水的工程应用[J].工业用水与废水，2007（2）：74-76.

[5]周鑫，李亚新，贾东杰.A/O2工艺处理焦化废水[J].环境工程，2007（2）：36-38.

[6]陈长松，李天增，张宝林等. A/O工艺处理焦化废水的工程实践[J].环境科学与技术，2006（10）：85-86.

[7]倪宁峰.A2/O污水处理工艺在焦化废水处理中的应用[J].山西化工，2006（6）：60-61.