膜生物反應器處理實際焦化廢水的實驗研究

摘 要：焦化廢水是在煤的高溫干餾、煤氣凈化過程中所產生的廢水， 不但含有大量酚類、氰、氟離子、氨氮，以及各種難降解有機污染物和其他有毒、有害物質，而且廢水中各種污染物在水中以準膠體的形式存在，性質穩定，因此焦化廢水是一種典型的含有高COD、NH3-N的工業廢水。表1列出了國內部分采用活性污泥法處理焦化廢水的焦化廠的處理狀況。

關鍵詞：膜生物反應器；焦化廢水；實驗研究

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.17.028

膜生物反應器由于其具有節省占地面積，提高出水水質的特點，在COD、NH3-N濃度較高的工業廢水的處理領域得到廣泛的應用。目前眾多的高等學校和科研院所都對膜生物反應器處理焦化廢水進行了各個方面的研究，未進入實用階段。本研究主要通過膜生物反應器處理焦化廢水，考察系統對焦化廢水中有機物和氨氮的去除效果，為實際的工程應用提供指導。

1 實驗方案

1.1 廢水來源與水質

實際廢水取自中煤龍化集團哈爾濱煤化工有限公司焦化廢水，其水樣組成見表2。

1.2 運行條件

實驗中的一體式膜生物反應器周期運行時間為15天，運行溫度為20℃～25℃。在膜生物反應器內運用A2/O工藝運行。A2/O工藝中缺氧時間為4h，厭氧段時間為3h，好氧段時間為16h。實驗溫度為室溫，進水pH值控制在6.5～7.5。排水采用抽吸方式，抽吸時間為8min，停吸時間為7min ；由于焦化廢水中有毒物質含量較大，進水時對焦化廢水進行稀釋，稀釋比例為1：1。

2 對酚類去除效果的影響

在反應器穩定運行過程中，定期對MBR進出水的酚類物質濃度進行監測，結果如圖1所示。

從圖1可以看出，焦化廢水的進水酚含量在380mg/L～480 mg/L間波動，但出水的酚含量很穩定，均維持在5mg/L以下，并且對酚的去除率保持在98%以上。分析其主要原因是因為膜組件截留了大量的微生物，使膜生物反應器內含有較高的微生物量，從而提高了對酚類物質的降解，所以膜生物反應器對焦化廢水中的酚起到很大的去除作用。

3 對氨氮去除效果的影響

反應器在A2/O的運行方式下穩定運行時，進出水氨氮濃度及其去除率情況如圖2表示。

從圖2可以看出實際焦化廢水的進水氨氮含量變化很大（200mg/L ～ 270mg/L），在實驗進行的前兩天出水的氨氮濃度下降很快從150mg/L下降到60mg/L，第三天和第四天有小幅度的上揚，這是因為在實驗開始時微生物濃度高，對氨氮能較好的去處，但是實際焦化廢水的毒性強，對微生物有毒害作用，所以出現氨氮出水濃度上升的情況。而膜對硝化菌的截留作用，硝化菌可以在較小的HRT條件下生存富集，所以隨著實驗的進行，出水氨氮的含量逐漸穩定，可控制在70mg/L左右，而氨氮的去除率波動很大50%-70%，但氨氮的出水濃度卻在一個穩定狀態，這說明去除率的波動是由進水氨氮波動引起的。

4 對COD去除效果的影響

反應器在A2/O的運行方式下進出水COD含量及去除率變化情況如圖3表示。

從圖3中可以看出，MBR在A2/O的運行方式下對實際焦化廢水中的COD去除還是很穩定的，其去除率保持在80%左右，在進水COD值波動很大的情況下（2500mg/L～3000mg/L），出水COD 值一直穩定在500mg/L左右，在實驗前十天，進水COD的波動很大，而出水COD卻保持在一個較穩定的狀態，COD的去除率有明顯的升高，這說明活性污泥中的微生物不僅適應了焦化廢水，而且在膜的分離作用下得到富集，強化了對COD的去除效果。并在膜的作用下穩定了出水。

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