A/A/O工藝對焦化廢水的處理效果研究

石 柳

（山西工程職業技術學院 山西太原 030009）

A/A/O工藝對焦化廢水的處理效果研究

石 柳

（山西工程職業技術學院 山西太原 030009）

厭氧/缺氧/好氧（A/A/O）工藝是典型行業廢水-焦化廢水的常用處理工藝。但該工藝過程對焦化廢水生物毒性的去除規律還缺少研究。研究以大型溞為受試生物，考察了焦化廢水的毒性特征隨A/A/O工藝的變化規律。結果表明，厭氧池對急性毒性的去除作用最大，好氧池對氧化損傷毒性去除作用較大。A/A/O工藝有效去除了焦化廢水對大型溞的急性毒性，但對氧化損傷的去除效果稍差。

焦化廢水；厭氧/缺氧/好氧工藝；大型溞；生物毒性

引言

焦化廢水是在煉焦及副產品的精制和回收過程中所產生的一種難降解廢水[1]，具有量大、毒性大等特點。廢水水質評價主要以化學分析法為主。但廢水中污染物之間存在協同、拮抗等作用，各水質指標的測定結果不能反映廢水的真實毒性。而生物毒性評價可彌補化學分析法的不足。

已有研究對傳統生物處理工藝對焦化廢水的毒性削減作用進行了評價。厭氧-好氧(A/O)有效降低了焦化廢水對玉米種子中淀粉酶活性的抑制作用[2]，也降低了焦化廢水對發光菌的急性毒性[3]。焦化廢水經垂直折流生化反應器(VTBR)[4]和厭氧-好氧-水解-好氧-絮凝工藝[5]處理后，廢水對發光菌的急性毒性也顯著降低。王東洲等[6]研究發現VTBR對廢水對發光菌急性毒性的處理效果優于CAS工藝。然而，對于實際工業中運用較多的A/A/O工藝對焦化廢水的生物毒性去除規律尚缺乏系統的研究。

1 材料與方法

1.1 實驗用水樣的采集與保存

焦化廢水于2015年10月采自山西某焦化廢水處理廠。采集廢水后密封于4°C冷藏保存。工藝流程及采樣點位置如圖1.1所示。

圖1 焦化廢水處理工藝流程及采樣點示意圖

1.2 焦化廢水理化指標測定方法

焦化廢水的理化指標的測定方法如表1.1所示。

表1 理化指標測定方法

1.3 大型溞的毒性實驗方法

大型溞由大連海洋大學水生生物學重點實驗室提供。急性毒性實驗方法參照OECD化學品測試導則No.202(2004)《溞類急性活動抑制試驗》進行。大型溞組織中ROS水平的測定按照按南京建成生物研究所的試劑盒的方法測定。

2 結果與討論

2.1 焦化廢水的化學分析

焦化廢水理化指標測定結果如表2.1所示。A/A/O對廢水COD和NH4+-N的去除率高達94.7%和90.5%。好氧池出水中COD、NH4+-N、TP和pH達到了《煉焦化學工業污染物排放標準》(GB16171-2012)的間接排放標準。

表2 焦化廢水的理化指標測定結果

2.2 焦化廢水對大型溞的毒性效應

焦化廢水對大型溞的急性毒性結果如圖2.1所示。進水對大型溞表現出較高的急性毒性(TU=32.3)。經過厭氧池處理后廢水毒性降低，毒性削減約90%。最后好氧池出水對大型溞沒有表現出急性毒性。這表明A/A/O工藝去除了廢水的急性毒性。與A/O[5]和VTBR[4]工藝相比，A/A/O對焦化廢水急性毒性的處理效果較好。另外，在A/A/O工藝中厭氧池對毒性的去除率最高，這與Zhao等[5]的研究結果基本一致。由相關性分析結果推斷，厭氧池處理后焦化廢水急性毒性的降低可能與COD和NH4+-N的濃度降低有關。

圖2 .1 焦化廢水對大型溞的急性毒性

圖2 .2 焦化廢水對大型溞ROS水平的毒性效應

焦化廢水對大型溞ROS水平的毒性效應如圖2.2所示。進水及A/A/O工藝各級出水對大型溞體內ROS水平均表現為促進作用，表明焦化廢水對大型溞造成了氧化損傷。Han等[7]研究發現玉米幼苗在1%焦化廢水中暴露8天后，玉米幼苗中SOD和CAT活力顯著升高，表明焦化廢水對玉米幼苗造成了氧化損傷，這與本研究的結果一致。經好氧池處理后ROS水平降低，這表明好氧池降低了焦化廢水對大型溞ROS水平的毒性效應。最終好氧池出水仍促進了大型溞體內ROS水平升高，表明A/A/O工藝未完全去除焦化廢水對大型溞的氧化損傷。

2.3 焦化廢水生物毒性與理化指標的相關性分析

焦化廢水的生物毒性與理化指標的相關性分析結果如表2.2所示。焦化廢水對大型溞的急性毒性與COD和NH4+-N呈顯著正相關，這與Zhao等[5]的研究結果是一致的。由此推測有機物和NH4+-N可能是焦化廢水引起大型溞毒性的來源。除此之外，本研究發現理化指標與ROS無顯著相關性。但Han等[7]推測焦化廢水的氧化損傷與廢水中NH4+-N、酚類和多環芳烴等有毒物質有關。由此可以看出，生物毒性評價能更全面的反映廢水的毒性特征。為了避免排水給受納水體造成的生態風險，生物毒性指標需引入到廢水排放標準中。

表2 .2 生物毒性與理化指標之間的相關性

3 結語

研究以大型溞為受試生物，考察了焦化廢水的毒性特征隨A/A/O工藝的變化規律，并分析了焦化廢水的生物毒性與理化指標之間的關聯。研究有助于了解傳統生物處理技術對廢水毒性的去除效果，為生物毒性指標引入到廢水排放標準提供研究基礎。

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石柳（1991年-），女，助教，碩士研究生，研究方向為環境風險評價。