微氧條件下EGSB反應(yīng)器處理焦化廢水的可行性分析

冉紹琨 張麗娟

（烏海市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站 內(nèi)蒙古烏海 016000）

微氧條件下EGSB反應(yīng)器處理焦化廢水的可行性分析

冉紹琨 張麗娟

（烏海市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站 內(nèi)蒙古烏海 016000）

焦化廢水是一種氨氮濃度高且含有多種雜環(huán)化合物等有毒物質(zhì)的有機(jī)工業(yè)廢水。現(xiàn)分析微氧條件下使用EGSB反應(yīng)器處理焦化廢水的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)、工藝流程等，提出其用于焦化廢水處理的建議。

焦化廢水；EGSB反應(yīng)器；微氧

焦化廢水是一種典型的有毒難降解的工業(yè)廢水，排放量大，處理難度高，且其中含有多種雜環(huán)化合物及芳香族化合物等有毒物質(zhì)，對(duì)人體產(chǎn)生毒害，是工業(yè)廢水治理領(lǐng)域中較難處理的一種工業(yè)廢水。

1 廢水處理的一般方法

1.1 物化方法

1.1.1混凝沉淀法

混凝沉淀法就是指在廢水中加入混凝劑之后，污染物質(zhì)與之發(fā)生凝聚作用，在重力的作用下沉淀去除。郭金華[1]等用硫鐵礦燒渣制備出聚合氯化硫酸鐵，投加量為200mg/L時(shí)，焦化廢水色度由280倍降至40倍，COD由1050mg/L降至102mg/L。該方法處理效果較好，但是投入成本較高。

1.1.2吸附法

吸附法是使用吸附劑吸附廢水中的某些溶質(zhì)，使之凈化的方法。有研究表明：在揮發(fā)酚濃度為1380mg/l，COD濃度為15500mg/l的焦化廢水中加入樹脂，處理之后揮發(fā)酚的濃度為12mg/l，COD去除效率達(dá)到95.8%[2]。這種方法對(duì)色度、揮發(fā)酚的去除效果好，但是吸附劑再生困難。

1.1.3氣浮法

氣浮法就是向廢水中通入微小氣泡，使其與水中的懸浮物質(zhì)粘附形成三相混合體系，隨著氣泡上浮至水面形成浮渣而得到去除。氣浮法不僅能夠去除油類物質(zhì)，還能起到提前曝氣的作用。宮磊[3]等使用氣浮法處理焦化廢水，使用組合氣浮藥劑，使得油類物質(zhì)的去除效率達(dá)到95%以上，COD的去除達(dá)到56.5%。

1.2 生物處理方法

目前廢水的處理方法主要還是生物處理方法，主要有傳統(tǒng)活性污泥法、SBR法、A/O或是其改進(jìn)工藝。

2 EGSB反應(yīng)器的工作原理

EGSB反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖

EGSB反應(yīng)器是在UASB反應(yīng)器基礎(chǔ)上開發(fā)的厭氧反應(yīng)器。其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示：包括底部布水系統(tǒng)、反應(yīng)區(qū)、三相分離器、回流系統(tǒng)。

廢水與反應(yīng)器出水回流混合之后從反應(yīng)器底部進(jìn)入，在上升流速以及反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)生的甲烷氣體攪拌作用下，廢水與污泥充分混合，有機(jī)質(zhì)被吸附分解。廢水進(jìn)入三相分離器的沉降區(qū)，在平穩(wěn)上升過(guò)程中，其中沉淀性能好的污泥經(jīng)沉降面返回反應(yīng)器主體部分，少量絮狀污泥隨出水排出，保證了反應(yīng)器內(nèi)高污泥濃度。

3 微氧條件下EGSB反應(yīng)器處理焦化廢水的分析

3.1 EGSB反應(yīng)器的工藝特點(diǎn)

EGSB反應(yīng)器的高徑比大，占地面積小；均勻布水，污泥床處于膨脹狀態(tài)，不易產(chǎn)生溝流和死角；三相分離器工作狀態(tài)穩(wěn)定。

EGSB反應(yīng)器具有較高的表面液體上升流速度，一般為2.5～6.0m/h，有時(shí)可達(dá)10m/h，使顆粒污泥床層處于膨脹狀態(tài)，提高了傳質(zhì)效率，有利于基質(zhì)和代謝產(chǎn)物在顆粒污泥內(nèi)外的擴(kuò)散、傳送，保證了反應(yīng)器在較高的容積負(fù)荷條件下正常運(yùn)行。另外出水回流對(duì)進(jìn)水有一定的稀釋作用，對(duì)難降解有機(jī)物、大分子脂肪酸類化合物、低溫、低基質(zhì)濃度、高含鹽量、高懸浮性固體的廢水有相當(dāng)好的適應(yīng)性。

3.2 微氧技術(shù)的特點(diǎn)

氧是微生物生長(zhǎng)和代謝過(guò)程中的電子受體和酶反應(yīng)的調(diào)節(jié)者。一般認(rèn)為氧氣對(duì)厭氧菌會(huì)產(chǎn)生毒害作用，但是1998年，一些研究者（Zitomer）采用小瓶試驗(yàn)，分析了溶解氧對(duì)甲烷菌活性的影響。結(jié)果表明，適量氧的加入甲烷菌不僅能夠存活，更能夠提高污泥的產(chǎn)甲烷活性。微氧條件下，反應(yīng)器可以用于處理含有難降解物質(zhì)的廢水，并且可以消除中間代謝產(chǎn)物的抑制作用[4]。

3.3 微氧條件下EGSB反應(yīng)器處理焦化廢水

微氧EGSB反應(yīng)器平衡方程：

微氧EGSB處理焦化廢水穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的相關(guān)參數(shù)Vmax及K.可以通過(guò)以下公式求解：

微氧EGSB反應(yīng)器可以迅速處理焦化廢水中雜質(zhì)，并且Ks/Kt決定了焦化廢水內(nèi)有毒物質(zhì)對(duì)顆粒物質(zhì)的抑制水平。最初啟動(dòng)階段Ks/Kt值是0.04—0.1.穩(wěn)定階段Ks/Kt值是0.66—0.74。由于Ks/Kt增大，說(shuō)明Kt減小，對(duì)污染物的抑制性降低。通過(guò)建立線性、非線性模型對(duì)比，可以得知：非線性更適合進(jìn)行微氧條件下對(duì)焦化碳水的處理。因?yàn)榻够贾形⑸锿耆m應(yīng)了各種有毒物質(zhì)。

4 結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)處理焦化廢水這種毒性工業(yè)廢水時(shí)，都采用厭氧與好氧結(jié)合的方式處理，如A/O，A2/O2等，但焦化廢水中酚類、多環(huán)芳烴（PAHs）、苯并[a]芘等有毒物質(zhì)去除率較低。由于微氧條件下EGSB反應(yīng)器能夠去除毒性物質(zhì)，且具有占地面積小等技術(shù)有點(diǎn)，同時(shí)投資成本不高。因此建議新建、改擴(kuò)建焦化廠，采用這種技術(shù)，與一般廢水處理方案聯(lián)合運(yùn)行，以提高焦化廢水的處理效率。

[1]郭金華，等．新型復(fù)合混凝劑在焦化廢水處理中的應(yīng)用[J]．長(zhǎng)春理工大學(xué)學(xué)報(bào).2002，25（4）：48-49．

[2]魏瑞霞．樹脂吸附法回收焦化廢水中的酚[J]．工業(yè)水處理，2008，12(28)：65-69．

[3]宮磊，等.焦化廢水處理技術(shù)的新進(jìn)展[J]．工業(yè)水處理，2004，24(3)：9-11.

[4]李亞偉，等.污水處理微氧技術(shù)[J]．中國(guó)科技成果，2006，15：34-35.