八鋼焦化廢水處理A/O/O工藝中生物選擇器的改進

王 瑞

（新疆維吾爾自治區烏魯木齊頭屯河區寶鋼集團八鋼公司，新疆烏魯木齊 830022）

八鋼焦化分廠新區設計產能2.2Mt/a噸焦炭，現有4座55孔6m頂裝焦爐，煤氣處理量118 000m3/h，于2008年投產。工程配套建設采用A/O/O工藝的焦化廢水處理裝置，裝置處理能力150m3/h。

1 A/O/O工藝的特點

我廠采用的是前置反硝化的A/O/O工藝，它的優點是將反硝化池放置在硝化反應池之前，解決了反硝化反應的碳源，同時反硝化反應產生的堿度又補充了硝化反應所消耗的堿度，降低了運行費用。在建設成本上，因工藝更合理，減少了工程占地和建設成本，是目前國內采用較多的氨氮處理工藝。如圖1所示。

圖1 焦化廢水處理工藝流程

2 A池前設計生物選擇器的優缺點

我廠兩套獨立運行的A/O/O工藝，每套又由兩組并聯運轉的A/O/O池組成，每套的一個生物選擇器為它并聯的兩組池子提供進水、內回流硝態液、外回流污泥和投加的磷酸鹽。如圖2所示。

圖2 A/O/O工藝流程

2.1 生物選擇器的優點

2.1.1 滿足了活性污泥的生長特性

活性污泥有三個特性：自身的絮凝沉降性、對有機物的吸附性和對底物的氧化分解性。當回流污泥蒸氨廢水、內回流硝態液同時匯集在生物選擇器中時，活性污泥會在很短的時間將有機物大量吸附下來，反硝化菌也會將內回流中的亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮吸附下來，在后續進行氧化、硝化、反硝化反應。

2.1.2 實現了活性污泥流程的最長

在活性污泥處理廢水的A/O工藝，活性污泥和廢水是混合在一起的，在外加氧源時在O池進行氧化反應COD，酚，油等，將有害物轉化為二氧化碳和水，使有機物無害化；在硝化反應時將氨氮轉化為亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮，在A池進行反硝化反應時，反硝化菌以廢水中COD為碳源將亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮還原成氮氣，從而使氨氮被去除，污泥和水一起流進污泥沉淀池進行泥水分離。由于污泥不停流失，必須將活性污泥重新補充到系統中，在將活性污泥補充到A/O系統中有兩種設計，一種將外回流污泥補充到O池，這樣雖然能更好地進行氧化反應和硝化反應，但反硝化菌卻不能補充到A池，反硝化菌是兼氧菌，在有氧時處理有機物，在缺氧時處理硝態氮。所以反硝化菌的作用沒有被完全發揮出來，我廠采用的是將外回流污泥補充到A池的生物選擇器里，這樣使污泥的流程加長效果最大化。

2.1.3 磷酸鹽的投加滿足了微生物的營養

微生物和其他生物一樣都由碳、氫、氮、氧、磷、硫、鉀、鎂，鐵等大量元素組成，其中碳、氫、氮、氧、磷、硫六種元素占細胞干重的97%。碳、氫、氮、氧四種元素又占全部細胞干重的90%～97%，主要構成細胞的各種有機物質，剩下的部分占細胞干重的3%～10%，稱為礦質元素，也稱無機元素，無機元素又以磷元素含量最高，約占全部無機元素含量的50%。由于焦化廢水缺少磷元素，所以為滿足微生物的生長必需投加磷酸鹽。在生物選擇器中加磷鹽更有利于微生物對磷元素吸收，保證系統的碳、氮、磷比在100∶5∶1的合理范圍內。

2.2 生物選擇器存在的缺點

2.2.1 沒有設計攪拌混合裝置

生物選擇器對系統運行是不可或缺的，但它必須將進入系統的蒸氨廢水、內回流硝態液、外回流污泥和投加的磷酸鹽在生物選擇器中充分均合后再經過堰門流到并聯的兩組A池中，才能實現它設計的目的，但實際缺少攪拌裝置，四路水在生物選擇器中自由流動，沒有很好混合，實際效果大大降低。

2.2.2 污泥的負荷不平衡

從圖2可以看出，進生物選擇器的廢水靠A1池一側，外回流污泥在A2池一側，內回流硝態液在生物選擇器的中間，這樣會造成A1池進的廢水比較多，A2池進的污泥比較多，通過取樣做污泥30min沉降比，A1池的污泥比A2池的污泥少4～6mg/L，這樣A1池的F/M較A2池的F/M高，當活性污泥一定時，基質過多微生物生化繁殖速率加快，絮凝狀的菌膠團細菌趨于游離生長，導致活性絮體解絮；相反如果污泥負荷小時微生物營養不良，絮體瘦弱，結構松散。

2.2.3 污泥營養不平衡

從圖2可以看出，加的營養元素磷酸鹽在A2池一側，造成A2池的磷含量高于A1池，導致A2池水體富營養化，在富營養水體中藍藻，綠藻大量繁殖，在水面形成一層綠色浮渣，使水質變渾濁，影響水質。加磷是滿足微生物的生長需要，過量不但造成藥劑浪費，還造成水體的二次污染。從圖3可以看到A2池和污泥沉淀池中大量繁殖的綠藻。

3 改進的措施

經過一段時間的運行，發現問題原因，但在生物選擇器上加攪拌器從成型工藝上不現實，為改變現狀，采用強制的方法讓四路水匯集到一起，靠水力混合均勻。方法是將廢水管、外回流污泥管和加磷管匯集到內回流硝態液管上，在直徑300mm的內回流硝態液管上方開一個圓洞，讓幾路水從圓洞泉水般涌出，分別流入并聯的兩個A池，運行效果很好，A1池和A2池污泥負荷平衡了，營養均衡了，綠藻現象消失了。如圖4所示。

圖3 改造前

圖4 改造后

4 結語

在生物選擇器一托二的工藝中，一定要考慮到有害物和污泥的混合均勻問題，進水平衡問題，如果生物選擇器只對應一個系統，就不存在平衡問題。比如八鋼公司生活污水處理廠采用的CASS工藝，四組獨立的CASS系統有四組生物選擇器。微生物在處理廢水的過程不光是對進水指標、控制指標有很高的要求，同時在微環境下，對工藝走向、泥水平衡、營養平衡等都有要求，只有最大限度地滿足微生物的需要，才能得到最好的結果。