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生物膜法A2/O2焦化废水处理系统中
好氧反应器工艺特性
李亚新1,赵
义1,岳秀萍1,杨怀旺2,杜金成2,姚润生2,马健安2
(1.太原理工大学环境科学与工程学院,山西太原030024;
2.临汾同世达实业有限公司,山西临汾041000)
[摘要]以焦化厂废水处理系统气浮设备出水为水源,在中试规模上研究了生物膜法A2/O2系统中好氧反应器的工艺特性和效果。
研究结果表明,系统进水COD为1000~2200mg/L,NH3-N质量浓度为200~400mg/L,水解酸化反应器HRT为20h,缺氧反应器HRT为24h,一级好氧反应器和二级好氧反应器HRT均为48h,二级好氧反应器硝化液回流比为3,一级好氧反应器COD容积负荷为0.40kg/(m3・d),二级好氧反应器COD容积负荷<0.07kg/(m3・d),NH3-N容积负荷为0.022kg/(m3・d)时,生物膜法A2/O2系统处理出水COD和NH3-N浓度可以同时达到《污水综合排放标准》(GB8978—1996)中的一级排放标准。
[关键词]焦化废水;
生物膜法;
厌氧;
好氧;
曝气生物滤池[中图分类号]X703.1
[文献标识码]A
[文章编号]1005-829X(2008)01-0030-04
Abstract:
Onthebasisofpilot-scaleexperiment,thecharacteristicsandefficiencyoftheaerobicreactorsinbio-filmA2/O2systemhavebeenstudied,takingtheeffluentwaterfromanair-flotationequipmentofwastewatertreatmentsystematacokingplantaswatewatersource.ResearchresultsindicatethatwhentheCODofthesysteminfluentwaterisbetween1000 ̄2200mg/L,theinfluentNH3-Nfluctuatesbetween200 ̄400mg/L,theHRTofhydrolysis-acidficationreactor,anoxicreaction,thefirstaerobicreactorandthesecondaerobicreactorare20,24,48hresp-ectively,thenitrifyingrecirculationratiois3,thefirstaerobicandsecondaerobicreactorCODloadingrateare0.40
and0.07kg/(m3
・d)respectively,andthesecondaerobicreactorNH3-Nlodingrateis0.22kg/(m3・d),theCODand
NH3-NofdischargedwatercanreachthefirstgradeofComprehensiveWastewaterDischargeStandard(GB8978—1996).
Keywords:
cokingwastewater;
biofilmprocess;
anaerobic;
aerobic;
biologicalaeratedfilter(BAF)
第28卷第1期2008年1月
Vol.28No.1Jan.,2008
[基金项目]山西省科技攻关项目(2006031104-02)
30
级标准规定的COD≤100mg/L,NH3-N≤15mg/L。
主要原因是:
(1)好氧段进水COD较高,且含有生物抑制性有机物,抑制了硝化菌的活性,而且活性污泥中硝化菌的比例低,硝化效果差,使NH3-N很难达标;
(2)焦化废水的NH3-N浓度较高,进水中可生物降解的COD较低,在缺氧段HRT过短,反硝化效果差,不能充分发挥缺氧段反硝化过程中对COD
的去除能力〔3,4〕
笔者根据前期小试的研究成果,提出生物膜法厌氧/缺氧/好氧/好氧(A2/O2)处理焦化废水工艺并
进行了中试研究〔5〕
笔者将讨论生物膜法厌氧/缺
氧/好氧/好氧(A2/O2)处理焦化废水工艺中试研究中好氧反应器的工艺特性。
1实验设备与流程
生物膜法A2/O2处理焦化废水中试工艺流程见
图1。
图1焦化废水处理工艺流程
实验为中试规模,处理系统由水解酸化反应器(A1)、
缺氧反应器(A2)、一级好氧反应器(O1)和二级好氧反应器(O2)4个反应器组成。
为使各反应器可以独立调整HRT,每一反应器都有独立的进出水系统。
各反应器均用钢板焊接,长方体池形,一体化结构,各反应器的基本尺寸见表1。
水解酸化反应器为陶粒填料上流式厌氧滤池,缺氧反应器为陶粒填料上流式滤池,一级好氧反应器为聚丙烯多面空心球填料的生物接触氧化池,二级好氧反应器为陶粒填料上流式曝气生物滤池。
陶粒粒径3 ̄7mm,塑料空心球直径50mm。
表1
各反应器的基本尺寸
2废水来源及水质
系统进水来自临汾同世达实业有限公司焦化
厂经隔油和气浮预处理的焦化废水,COD1000~
2200mg/L,NH3-N质量浓度200~400mg/L。
中试工作历时2年。
3实验结果与讨论3.1
中试系统对COD和NH3-N的去除效果系统进水COD为1000~2200mg/L,NH3-N为200~400mg/L,在系统进水不进行稀释的条件下,水解酸化反应器HRT为20h,缺氧反应器HRT为24h,一级好氧反应器和二级好氧反应器HRT均为48h,当二级好氧反应器硝化液回流比为3时,生物膜法A2/O2系统处理出水COD和NH3-N可以同时达到GB8978—1996中的一级排放标准。
表2为2006年9月23日到9月29日临汾市环境监测站
对处理系统进出水COD和NH3-N的监测结果。
表2
进出水COD和NH-N监测结果
3.2两级好氧的必要性
生物处理焦化废水采用两级好氧是氨氮硝化的
需要。
C/N比影响活性污泥中硝化菌所占的比例,C/N越大,活性污泥中硝化细菌的含量越少。
有人
认为,只有BOD5<20mg/L时,生物硝化过程才能
发生〔6〕。
陈风岗等〔
7〕
对焦化废水生物处理的研究表明,进入硝化池的COD以控制在300~400mg/L以
内较好。
中试中一级好氧反应器进水的COD波动比较大,范围为220~580mg/L,而出水COD平均为
140mg/L,二级好氧反应器较低的进水COD有利
于生物硝化。
焦化废水目前所用的单一好氧池的A2/O活性污泥法工艺,很难使COD、NH3-N同时达标。
一些焦化厂在生化处理系统后又增加了物化处理,才使系统出水达标,也有的在进入生物处理系统前用大量清水稀释。
其原因是由于只有一个好氧池,其进水COD高,以碳源有机物为营养物的异养菌是优势
反应器高度/m
平面尺寸
填料高度/m填料容积/m3
水解酸化
反应器3.51.0m×
1.5m2.03.0缺氧反应器4.51.5m×
1.5m2.14.8一级好氧反应器4.61.1m×
1.5m2.94.8二级好氧反应器
5.5
1.1m×
1.5m
2.9
4.8
日期
COD/(mg・L-1)COD去除率/%NH3-N/(mg
・L-1)NH3-N去除率/
%进水
出水
进水出水
09-2314909693.62562.599.009-2414408694.02592.799.009-2525018696.63403.099.109-26
21948596.13552.399.409-2717678295.43671.899.509-2819209695.03432.099.409-2915298594.42251.099.6平均
1834
88
95.2
306
2.2
99.3
李亚新,等:
生物膜法A2/O2焦化废水处理系统中好氧反应器工艺特性
工业水处理2008-01,28(1)
31
菌,抑制了硝化菌的生长,活性污泥中硝化菌所占的比例过低。
而且进水中含有浓度较高的生物抑制性有机物,也抑制了硝化菌的活性,使单一好氧池生物硝化作用差。
以焦化废水中普遍存在的污染物氰化物为例,0.2mg/L的氰化物可以使硝化速率降低20% ̄50%〔8〕,而焦化废水生化处理进水中氰化
物质量浓度远大于1mg/L〔9〕。
为使系统出水COD和NH3-N同时达标,好氧段应该采用两级好氧。
第一级好氧反应器以去除COD为目标,第二级好氧反应器以NH3-N硝化为目标,由于二级好氧反应器进
水中COD低,有利于使硝化菌成为优势微生物,同时由于一级好氧反应器的生物降解作用,大大降低了进入二级好氧反应器的生物抑制性物质浓度,有利于改善硝化效果。
试验中对两个好氧反应器微生物种类的分析鉴定结果表明:
一级好氧反应器中的主要优势菌为异养菌,主要菌属为芽抱杆菌属、动胶菌属、黄杆菌属、诺卡菌属及产碱杆菌属;
二级好氧反应器中的优势菌为硝化菌,主要菌属为硝化杆菌、硝化球菌、亚硝化单细胞及亚硝化球菌。
异养菌为一级好氧反应器的优势菌,亚硝化菌和硝化菌为二级好氧反应器的优势菌。
微生物鉴定结果也表明一级好氧反应器的主要功能是去除COD,二级好氧反应器的主要功能是NH3-N的硝化。
3.3采用生物膜法提高二级好氧的硝化菌生物量在活性污泥法单独硝化构筑物中要保持有足
够的硝化菌数量是比较困难的。
硝化菌絮凝性差,很难在二沉池中沉淀下来。
对空气活性污泥法硝化工艺,当MLSS超过2g/L时往往难以保证有良好的沉淀效果。
活性污泥法单独硝化构筑物二沉池出水中SS一般为10~15mg/L,主要由分散而未絮凝的硝化菌构成。
在某些情况下,由二沉池出水中所带出的硝化菌数量甚至大于在活性污泥法单独硝化构筑物中硝化菌的产量,由于反应器中硝化菌数量不断减少,使得硝化作用不能完成。
试验中,二级好氧反应器曝气生物滤池中生物量(以SS计)为3.87
g/L,比活性污泥法单独硝化工艺中的MLSS高得
多。
由于生物膜法用于硝化处理时,可以保持较高的生物量,因此,焦化废水二级好氧生物处理适宜采用生物膜法。
3.4曝气生物滤池作为二级好氧反应器的优点(1)微生物分层特点使曝气生物滤池底部一定
高度具有去除COD功能。
由于上流式陶粒填料曝气
生物滤池中具有微生物优势菌属垂直分层特点,在底部一定高度仍会有异养菌的好氧代谢作用,使二级好氧反应器底部一定高度具有去除COD功能。
试验中二级好氧反应器进水平均COD140mg/L,2005年10月21日—10月28日二级好氧反应器出水
COD连续监测的平均值为91mg/L,2006年9月23
日—9月29日二级好氧反应器出水COD连续监测
的平均值为88mg/L。
说明二级好氧反应器有去除
COD效果,对保证系统出水COD达标有重要作用。
(2)出水的低SS对降低出水COD的作用。
生物膜处理系统处理水中的COD是由残存的溶解性
COD和非溶解性COD组成的,而后者主要以生物
膜的残屑为主。
生化处理出水中SS对出水COD影
响较大,1mgSS可以提供1.14mgCOD〔2〕
以陶粒为填料的曝气生物滤池由于水力负荷很低,出水SS很低,在系统运行中,出水中几乎检测不出SS。
因此由
SS提供的非溶解性COD几乎为零,这对改善出水水质,保证出水COD达标有重要作用。
3.5系统运行参数
生物膜法A2/O2工艺处理焦化废水,当水解酸化时间为20h,缺氧反应器HRT为24h,处理系统
不进行稀释,一级好氧反应器和二级好氧反应器
HRT为48h时,二级好氧反应器硝化液回流比为3
时,一级好氧反应器COD容积负荷为0.40kg/(m3
・d),
二级好氧反应器COD容积负荷<0.07kg/(m3・d),NH3-N容积负荷为0.022kg/(m3・d)时,二级好氧反应器出水COD和NH3-N都可以达到焦化废水国家一级排放标准。
《室外排水设计规范》(GB50014—2006)中推荐的曝气生物滤池处理城市污水,硝化时NH3-N容积负荷为0.3~0.8kg/(m3・d)。
由于焦化废水含有大量生物难降解有机物和对生物有毒有害物质,好氧生物降解速率和硝化速率相对于城市污水来说要低
得多,硝化速率大约比城市污水低一个数量级〔8〕
,中
试结果也证实了这一结论。
因此,焦化废水生物处理时以去除COD为主要功能的一级好氧反应器和以
NH3-N硝化为主要功能的二级好氧反应器应该采用较低的容积负荷和较长的HRT,以保证在处理系统进水不进行稀释时,处理系统出水COD和NH3-N浓度同时达到GB8978—1996一级排放标准。
4结论
生物膜法厌氧/缺氧/好氧/好氧(A2/O2)处理焦化废水工艺系统,进水COD1000~2200mg/L,NH3-N
试验研究
32
[作者简介]李亚新(1941—),1987年毕业于美国南卡罗来纳大学,
博士。
教授,博士生导师。
E-mail:
liyaxin1941@yahoo.com.cn。
[收稿日期]2007-07-16(修改稿)
质量浓度200~400mg/L,在系统进水不进行稀释的条件下,水解酸化反应器HRT为20h,缺氧反应器
HRT为24h,一级好氧反应器和二级好氧反应器HRT均为48h,二级好氧反应器硝化液回流比为3时,
生物膜法A2/O2系统处理出水COD和NH3-N可以同时达到《污水综合排放标准》(GB8978—1996)中的一级排放标准。
由于焦化废水COD和NH3-N高,又含有大量生物难降解有机物和对生物有毒有害物质,应采用两级好氧工艺。
第一级好氧构筑物以去除COD为目标,第二级好氧构筑物以NH3-N硝化为目标。
第二级好氧构筑物宜采用曝气生物滤池。
[参考文献]
[1]何苗,张晓健,瞿福平,等.焦化废水中芳香族化合物及杂环化合
物在活性污泥法处理中的去除特性[J].中国给水排水,1997,13(1):
14-17.
[2]王绍文,钱蕾,秦华,等.焦化废水无害化处理与回用技术[M].北
京:
冶金工业出版社,2005:
24-25.
[3]李亚新,李林永.A2/O工艺处理焦化废水述评[J].科技情报开发
与经济,2004,14(1):
128-130.
[4]赵义.A2/O2生物膜法处理焦化废水中试研究[D].太原:
太原理工
大学,2007.
[5]李亚新.一种焦化废水生物处理的工艺[P].CN200510012434.4,
2005.
[6]郑兴灿,李亚新.污水除磷脱氮技术[M].北京:
中国建筑工业出版
社,1998:
48-64.
[7]陈凤岗,刘俊新,金承基,等.薛城焦化废水的A/O处理工艺[J].
给水排水,1994,20(1):
27-30.
[8]韦斯利艾肯费尔德(小)W.工业水污染控制[M].北京:
化学工业
出版社,2004:
169-174.
[9]王绍文,钱蕾,秦华,等.焦化废水无害化处理与回用技术[M].北
4-19.
!
・简讯・
“
全膜法”新技术武装大连泰山热电厂辽宁省大连泰山热电厂在设计中采用循环流化床技术、五电场高效静电除尘器、城市中水回用、全封闭储煤罐、废水后处理和粉煤灰综合利用等工艺,使电厂在节约能源、污染减排、改善环境等方面与传统电厂相比具有明显的优势,是典型的绿色环保电厂。
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据介绍,使用中水可使电厂每天节约淡水2万t,大大减轻了大连市城市水资源开发的压力。
虽然上一套把中水处理成循环冷却水和锅炉补给水的设备,一次性投资大,但由于中水比自来水便宜,实际上使用中水降低了电厂工业用水的成本。
除了利用中水外,大连泰山电厂在生产废水的回收利用方面下了很大工夫,采取三项措施,使电厂废水实现了“零排放”。
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摘自:
中国环境网2007/08/29/09:
24
河南县县建设污水垃圾处理设施
4年多来,河南省统一认识,形成合力,集中大量的财力、
物力、人力,推进污水处理和垃圾处理设施建设。
目前,全省108个县(市)中,除5个县市同城、
设施共建的县之外,103个县级污水处理厂全部建成,104个县级生活垃圾处理场全部建成投用。
上述103个县级项目全部稳定运行后,全省城市污水处理厂可形成COD减排能力约50万t,将使全省重点流域河流水质明显改善。
摘自《中国环境报》2007-12-18(1)
33
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