生物脱氮工艺在焦化废水处理中的应用 4页

第35卷第1期金属材料与冶金工程Vol.35No.12007年1月METALMATERIALSANDMETALLURGYENGINEERINGJanuary2007生物脱氮工艺在焦化废水处理中的应用张玉芝(河北能源职业技术学院,河北唐山063000)摘要:叙述了焦化废水生物脱氮的原理。着重介绍了先进有效的A/O、A—A/O和缺氧—好氧—接触氧化的工艺流程及运行效果,指出了影响焦化废水生物脱氮效果的因素。关键词:生物脱氮;焦化废水;硝化—反硝化中图分类号:X703.1文献标识码:A文章编号:1005—6084(2007)01—37—03APPLICATIONOFBIOLOGICALDENITROGENATIONTECHNIQUEINCOKING-PLANTWASTEWATERPROCESSINGZHANGYu-zhi(HebeiEnergyProfessionalTechnologyInstitute,Tangshan063000,China)ABSTRACT:Theprincipleofbiologicaldenitrogenationinthecoking-plantwastewaterwasexplainedinthispaper.TheadvancedeffectiveA/O,A—A/Oprocessandanaerobic-aerobicbiochemicalandoxidation-contactbiologicaldegradationprocessandoperationaleffectivenesswereemphaticallyintroduced.Thefactorsthataffectedthebiologicaldenitrogenationinthecoking-plantwastewaterwerepointedout.KEYWORDS:biologicaldenitrogenation;coking-plantwastewater;nitrify-anti-nitrification焦化废水是煤在高温干馏过程中以及煤气污泥法等。由于好氧生物处理法对氨氮和难降净化、化学产品精馏过程中形成的废水。废水解的有机物去除效果差,而焦化废水主要组中除含有大量的挥发酚、COD、氰化物、硫化成之一的蒸氨废水一般情况下CODCr含量高物外,还含有高浓度的氨氮及许多难降解的稠达4000mg/L,氨氮总量在500mg/L左右,因环芳烃和杂环化合物,如吲哚、萘、喹啉等,此存在着氨氮、CODCr超标问题。国家颁布的是一种成分复杂、污染物浓度高、色度高、毒《污水综合排放标准》GB8978—1996第二类污[1]性大、性质稳定的难处理废水。对于焦化废水染物最高允许排放标准中,对于焦化厂排放污的处理,目前现有的处理装置主要采用好氧生水水质标准是:一级标准,CODCr100mg/L,氨物处理法,应用活性污泥处理工艺,如生物吸氮15mg/L;二级标准,CODCr150mg/L,氨氮附法、两级活性污泥法、塔式生物滤池—活性25mg/L。因此对原有生物处理工艺进行技术改收稿日期:2006—09—11作者简介:张玉芝(1968—),女,硕士,高级工程师,从事教学和科研工作。n38金属材料与冶金工程Vol.35No.1进,降低焦化厂排放水水质指标是势在必行。采用基于硝化—反硝化原理的生物脱氮工艺是焦化废水处理,降低CODCr、氨氮指标的理想方法。图1A/O法工艺流程1生物脱氮工艺生物脱氮是硝化—反硝化反应的应用,包临汾某焦化厂采用改进的A/O工艺,见图括好氧和缺氧两段生化过程,即将硝化与反硝2。该处理工艺由预处理、生物处理和深度处理化反应结合起来,完成氨氮的硝化与反硝化,等部分组成。预处理段由格栅、隔油沉淀池、析出氮气的过程。它不仅使处理后水中的氨氮调节池、气浮装置等构成;生物处理段采用浓度降低,而且同时降解水中的有机物。A/O工艺,处理水流至二沉池进行泥水分离后,1.1硝化—反硝化机理进入混凝沉淀池进行深度处理,出水回用或硝化—反硝化反应由两阶段构成。第一阶达标外排。段,在硝化菌的作用下氧化生成,即好氧硝化过程。其反应式为:亚硝化菌+-+NH4+1.5O2NO2+H2O+2H+能量硝化菌--NO2+0.5O2NO3+能量总反应式为:硝化细菌2图2A/O工艺流程+-+NH4+2O2NO3+H2O+2H+能量第二阶段为反硝化过程,也是缺氧生化处运行中注意控制进水水质,硝化和反硝化-理过程。NO3在反硝化菌的作用下,以有机碳为细菌对环境变化敏感,蒸氨废水pH值和氨氮浓碳源,并作为氢供给体,将硝酸盐还原为气态度过高将抑制微生物活性,生物相变差,影响氮,其反应式为:出水水质。好氧池溶解氧保持在2~4mg/L,碱度要足够,通过向好氧池投加维持硝化段pH值反硝化菌-+2NO2+6H(氢供给体)N2↑为6.5~8.0。在缺氧池,反硝化段溶解氧不大于-+2H2O+2OH0.5mg/L,pH值稳定在7.0~8.0,焦化废水CODCr反硝化菌在1000～1500mg/L,可以满足反硝化所需碳-+NO3+5H(氢供给体)0.5N2↑氮比。向混凝沉淀池投加600~1000mg/L的聚-+2H2O+OH合硫酸铁或PAM、PAC等絮凝剂,出水CODCr硝化反应使pH值降低而反硝化反应使pH浓度低于100mg/L,达到排放标准。值升高,将硝化液回流可保证细菌生存所需pH1.3.2A—A/O工艺环境。A—A/O工艺由三段生物处理装置组成,1.2工艺流程将预处理的焦化废水依次经过厌氧、缺氧和好生物脱氮工艺(A/O)流程如图1所示。氧三段处理。其特点在于在一般A—O工艺基1.3工艺应用础上增加了厌氧段,提高了污水的可生化性。目前在新建及改建的焦化、煤气工程的污对污水进行厌氧酸化的机理是厌氧微生物体内水处理部分,A—O及其改进工艺污水处理效具有易于诱导、较为多样化的健全开环酶体系,[2]果显著,得到广泛应用。使杂环化合物和多环芳烃中的环裂解。通过厌1.3.1A/O工艺氧微生物水解和酸化作用使难降解有机物的化n2007年第1期张玉芝:生物脱氮工艺在焦化废水处理中的应用39学结构发生变化,生成易降解物质。生物接触氧化法是兼有活性污泥法和生物根据微生物存在形式不同,A—A/O工艺膜法特点的生物处理方法。在溶解氧为2～4分为活性污泥法和生物膜法。以生物膜为例,mg/L的情况下,填料表面的生物膜及填料之间废水预处理段出水送至厌氧池,废水与池中组悬浮生长的微生物数目多,种类丰富,使能降合填料上生物膜(厌氧菌)充分接触进行生化解难降解有机物的微生物生存下来,特别是多反应,出水进入缺氧池。缺氧池以进水的有机种属性的原生动物和后生动物,形成了稳定的物为反硝化的碳源和氢供给体,以回流好氧池生态系统,它除了使难降解的有机物在此进一出水中的硝态氮为反硝化的氧源,在池中组合步降解外,还能够进一步脱除氨氮和磷,对提填料上生物膜(兼性菌团)作用下,进行反硝高出水水质,达标排放起到关键作用。化脱氮反应,使回流液中的硝态氮转化为氮气该工艺在缺氧过程溶解氧控制在0.5mg/L排出,同时降解有机物。为保证硝化菌适宜环以下,兼性脱氮菌利用进水中的有机物作为氢境,应在好氧池投加纯碱及磷盐,为提高耐负供给体,对硝化回流液进行反硝化,同时利用荷能力装设了沉淀污泥回流工艺。其工艺流程厌氧菌的水解酸化作用,将一些复杂大分子稠如图3所示。环化合物裂解。在好氧过程,溶解氧控制在3～6mg/L,对氨氮进行硝化。接触氧化过程溶解氧控制在2~4mg/L,进一步脱除氨氮,降解难[4]降解有机物。2工艺运行影响因素在A/O工艺运行中,影响硝化与反硝化反应的因素很多,最主要的有以下几种。2.1溶解氧图3A—A/O工艺流程图硝化菌是专性好氧菌,而氧的存在会抑制反硝化菌对硝酸盐的还原,因此控制生化各过该工艺应用于北营钢铁集团焦化公司蒸氨程溶解氧浓度是系统正常运行的关键。一般反后高浓度废水处理,氨氮去除率达86%,COD硝化段溶解氧控制在低于0.5mg/L,硝化段溶去除率达96%,外排水指标基本达到二级污水解氧在3～6mg/L。[3]排放标准。2.2pH值1.3.3缺氧—好氧—接触氧化工艺硝化菌繁殖要求一定pH值环境,一般pH该工艺由缺氧、好氧和接触氧化三个生物值在7.5～8.5范围内最合适,反硝化阶段pH值处理过程组成,其工艺流程见图4。超过8、低于6时反硝化速率大为下降,缺氧池出水水质恶化,一般控制在7.0～8.0为宜。2.3碳氮比焦化废水中足够的有机物是微生物主要营养和能量来源。合适的碳氮比是反硝化正常运行的重要条件。一般CODCr/NH3—N大于6即可顺利进行反硝化反应。经过蒸氨的废水基本满足此要求。2.4温度大多数硝化和反硝化细菌的适宜生长温度图4缺氧—好氧—接触氧化工艺流程(下转第46页)n46金属材料与冶金工程Vol.35No.1这是能否生产DDQ级(包括DDQ级)以上级3涟钢CSP产品做冷轧基板的一般别产品的前提。要求(9)降低连铸坯拉速,增加铸坯厚度。(10)增加铁水预处理和真空处理装置。综上所述,涟钢CSP产品做冷轧基板的一般要求如下:4结语(1)钢的化学成分至少要符合国家标准或随着该公司员工对CSP设备和技术的进一其它国家标准要求。步掌握,对炼钢技术和冶炼操作水平的进一步(2)厚度和宽度尺寸应符合规定。提高,以及装备的更新换代,该公司一定会生(3)表面无氧化铁皮,边部无裂纹等。产出高级别的冷轧产品。(4)无条状划伤、压印、压坑、凸泡和分层等缺陷。参考文献:(5)钢带无松卷,塔形控制在一定范围。[1]田乃媛.薄板坯连铸连轧[M].北京:冶金工业出版(6)焊接前后的两卷钢厚度波动应该控制社,2004.在1mm以内。[2]赵家骏,魏立群.冷轧钢带生产问答[M].北京:冶(7)对低碳钢,终轧温度应略高于Ar3,卷金工业出版社,2004.取温度控制在500～600℃之间。[3]傅作宝.冷轧薄钢板生产[M].北京:冶金工业出版(8)基板晶粒度控制在6、7、8级之间,社,1996.!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!(上接第39页)为25～35℃。在冬季采取措施提高焦化废水温pH值、温度、有机物浓度、氨氮含量、溶解氧度是保证系统正常运行的前提条件。等因素均会影响细菌的生长和出水水质,对操2.5泥龄作、管理提出较高要求。硝化菌正常生长泥龄较长,一般要求40～参考文献:100d。[1]张芳西,周淑芬.聚铁絮凝澄清工艺在焦化废水深度处理中的应用[J].水处理技术,1995,21(6):3结语355-358.[2]陈新宇.难降解有机物的水解—酸化预处理[J].化生物脱氮法处理焦化废水具有处理量大、工环保,1996,16(3):152-155.处理范围广、运行费用相对较低等优点,改进[3]邢向军,周集体,成耀武,等.A—A/O法在焦化后的新工艺使出水达到排放标准,在焦化领域废水处理中的运行与管理[J].环境工程,2005,23得到广泛应用。但生物降解法稀释水用量大,(2):29-32.处理设施规模大,污水停留时间长,投资费用[4]郭行杰.缺氧—好氧—接触氧化法处理焦化废水较高。工艺对废水水质条件要求严格,废水的[J].煤化工,1999,(3):15-18.