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焦化废水生化处理系统优化探讨研究

杨琴芳

(杭州钢铁集团公司焦化厂 杭州 310022)

摘 要：杭钢焦化厂废水生化处理系统自2002年12月改造，采用高效微生物法，OAO流程，经运行调试，发现系统处理能力不足，系统稳定性差，流程上存在一定的缺陷。本文就焦化废水生化处理系统优化进行了探讨。

关 键 词：焦化废水；生化；系统优化；扩容

0 前言

杭钢焦化厂废水生化处理系统自2002年12月至2003年5月由杭州蓝星水处理技术有限公司进行系统改造，改造后采用HSBEMBMTM高效微生物工程法，OAOA流程。经多次改造、调试后，不进行稀释处理，生化二沉出水酚、氰、NH3-N基本能达到排放标准，但COD始终长期超标，稳定在250-350之间，且系统稳定性差，经常因原水水质波动受到冲击，造成整个废水处理系统处理能力下降，二沉出水指标长时间超标，进而影响生化废水回用深度处理效果。

1 存在问题及根源

1.1 工艺流程缺陷

废水生化处理系统改造后采用OAOA流程，后又改为OAOO流程，原设计主要考虑到焦化废水COD、酚、CN-浓度高，对硝化反应(NH3-N的去除)存在一定的抑制作用，先经初曝池好氧除碳，适当降低焦化废水COD、酚、CN-浓度，进而减少其对硝化反应的影响。但同时也带来其他的问题，由于易生物降解的COD、酚在初曝段基本降解完全，造成兼氧段碳源不足，C/N过低，导致反硝化细菌在脱氮时缺少必需的营养物质)))碳源，影响氮的去除率，使硝化-反硝化反应不完全，大量NO2--N、NO3--N无法反硝化成无毒无害的N2，总氮的去除率偏低，二沉出水含有大量的NO2--N，影响废水回用深度处理。我们曾尝试采用向兼氧段直接补充原水来补充反硝化反应所需的碳源，一开始效果比较明显，但当补充水量提高至2/3处理量时，二沉出水COD、酚、CN-均大幅超标，硝化好氧段处理能力不足。

1.2 设计处理能力不足

杭钢焦化厂废水生化处理系统改造设计处理能力为40m3/h，正常情况下焦化化产工艺废水为35m3/h，经清污分流收集回用的废水约为5m3/h，系统基本上满负荷运行，没有缓冲余量，一旦原水水质发生波动即对系统造成直接冲击。

2 系统优化方案

针对上述存在的问题，我们进行了仔细研究、分析、论证、总结，提出了以下两个优化方案。

2.1 方案一

系统扩容，将现硝化好氧O1段改为厌氧段，在硝化好氧O4段后，增加一组好氧池(18×9×5.4)，原水大部分直接进入兼氧池，反硝化菌利用原水中的酚等有机物作为电子供体将好氧回流液中的NO2--N、NO3--N还原为气态氮化物N2，改善兼氧池碳源不足的状况，反硝化出水自流入好氧池。在好氧池内，厌氧池出水残留的有机物被进一步氧化，确保出水合格。初曝池低负荷运行，保持细菌活性，一旦原水污染因子浓度超标时，随时启用，进行预曝气处理，减少原水水质波动对A/O系统的冲击，提高系统的稳定性。A/O系统在延长废水处理停留时间的基础上，进行模拟试验，通过改变好氧池与缺氧池的容积比例的大小，在确保氨氮合格的前提下，寻找废水出水总氮最低的A/O容积比例，提高系统的总氮去除率。

2.2 方案二

在现有基础上，调整工艺流程顺序，原水直接进入兼氧池，将现硝化好氧O1段改为厌氧段，硝化好氧O4出口混合液用泵打回初曝池，即将初曝池改为O5，其出水回流至兼氧池进行反硝化。生化系统改为A/A/O/O流程。在新增加的厌氧段，通过厌氧酸化处理，废水中的苯酚、二甲酚以及喹啉、异喹啉、吲哚、吡啶等杂环化合物可以得到较大的转化或去除，厌氧酸化段的设置对于复杂有机物的转化与去除是十分有利的。废水经过厌氧酸化段后水质可以得到很好的改善，提高废水的可生化性，为后续反硝化段提供了较为有效的碳源，同时提高系统的耐冲击性。

系统优化前后流程如图1~3所示。

3 系统优化方案预期效果比较

方案一，基本上保留了现工艺流程，主要通过系统扩容，来延长废水停留时间，从而达到提高系统处理能力及效果的目的，提高系统的耐冲击性，但改造一次性投资比较大，同时生化现有空余场地有限，新增加好氧池的选址比较困难。

方案二，在现有设备的基础上，主要通过流程优化，来提高废水处理效率，尽可能提高设备的利用率，优化A/O容积比例，从而达到改善系统负荷不均的情况，充分发挥初曝池的处理能力，使整个生化处理系统的操作更易于控制，同时改造一次性投资相对较低，也不存在场地问题，相对容易实施。

综上所述，建议采用方案二。