淺談生物法處理焦化廢水及常見問題的應對措施

顧芳

北京恩菲環保股份有限公司 北京 100036

1 廢水處理系統及污染物去除效果分析

該焦化廢水經蒸氨裝置脫去大部分氨氮污染物后，依次經預處理、生化處理、和后混凝沉淀處理后進入深度回用系統。

1.1 預處理系統

預處理系統由格柵及污水提升泵井、隔油池、調節池、事故池、氣浮池組成。其主要是對上游的蒸氨廢水進行除油處理，為后續的生化處理提供有利條件。

1.2 生化處理系統

調節池出水與二沉池的回流污泥及O段的回流混合液混合后一起進入SDN（A/O）池。

1.2.1 缺氧段

缺氧段，一般位于好氧段之前，主要進行反硝化反應。以進水中的有機物作為反硝化的碳源和能源，以外回流水中的硝態氮為反硝化的氮源，在反硝化菌的作用下進行反硝化脫氮處理，使回流液中的NO2-N，NO3-N轉化為N2釋放至大氣中，同時去除進水中的部分含碳有機物。

1.2.2 好氧段

缺氧段出水流入好氧段，廢水中的氨氮在此被氧化成亞硝態氮及硝態氮，同時利用微生物的作用進行含碳有機物的降解。好氧段采取微孔曝氣器進行充氧，出水部分混合液用泵回流至SDN池前端（缺氧段），混合液最大回流量400%。出水入二沉池，經沉淀后進入深度回用處理裝置。二沉池部分污泥回流，剩余送污泥濃縮池。為了補充硝化反應過程消耗的堿度，該段配有加堿設施。

1.2.3 二沉池

二沉池是主要進行混合液的泥水分離的構筑物。好氧池末端出水自流進入二沉池中心管，在此進行泥水分離，上清液自流進入下一處理單元，而濃縮的活性污泥經管道自流到集泥井，一部分經回流污泥泵提升后作為回流污泥送回SDN池循環使用，剩余部分作為生化過程中產生的剩余污泥送到污泥濃縮池進行濃縮處理。

1.2.4 生化系統對污染物的去除效果

調節池出水通過與O池混合回流液、二沉池回流活性污泥混合后，污染物濃度得到稀釋，并進入A段進行反硝化反應進行脫氮處理，同時去除部分有機物；再進入O段，在曝氣作用下與活性污泥充分接觸進行好氧反應，以去除大量有機污染物（COD）。生化系統對COD和NH3-N的去除率分別為87.2%和95.9%。

1.3 混凝沉淀系統

二沉池出水進入混凝反應池進行深度處理，以進一步降低COD值。通過運行數據分析，本單元通過加藥處理，COD去除率可達約60%，為后續的深度回用處理創造了良好的水質條件。

1.4 污泥處理系統

二沉池排出的剩余污泥以及混凝沉淀池排出的絮凝污泥，分別由泵送到污泥濃縮池中，經濃縮分離后的上清液經出水槽收集并經管道自流回至污水進水井后進入系統重新處理；濃縮后的污泥經污泥泵提升到污泥脫水機脫水后外送，進行集中處置。

2 廢水處理中存在的常見問題及措施

2.1 溫度和pH 值對生化系統的影響

硝化過程較為適宜的溫度在25～35℃之間，溫度過高或過低均將抑制硝化菌的生長，當溫度低于10℃時硝化菌的生長及硝化作用顯著降低；反硝化過程適宜的溫度在20～35℃之間，當溫度低于10℃是，反硝化速度也顯著下降。

pH值直接影響硝化反應和反消化反應的速度。硝化菌生長繁殖的最佳pH值一般為8.0～8.4，此時硝化速度達到最大，當pH值太低或太高都對硝化菌有抑制作用，最佳pH值范圍為6.5～7，隨著好氧溶液pH值的升高硝化效果會越來越明顯，但與此同時NO2-N的濃度會越來越高，而NO2-N對硝化菌和反硝化菌具有有一定毒性，因此在實際操作中應避免好氧池pH值過高。在滿足正常硝化反應的前提下，一般控制pH值在7.5～8.0之間。

2.2 C/N 對生化系統的影響

反硝化過程需要碳源，僅當污水C/N大于3時，才可以達到脫氮的目的，否則就需要外加碳源才能達到脫氮的目的。但是，當污水C/N大于6時，水中COD濃度遠超過了缺氧池中反硝化反應所需要的碳源，而未被利用的COD進入好氧池，從而刺激異養菌的大量繁殖，競爭性地抑制硝化細菌的生長，使得硝化反應速率降低，導致系統的TN去除率則會明顯下降。因此，為達到較好的脫氮的效果，一般控制進水C/N值在5左右。

2.3 污泥膨脹及控制措施

當活性污泥變質時，結構松散、質量變輕，體積增大，沉降性能惡化，進而影響泥水分離和出水水質，這種現象叫做污泥膨脹。主要是由于污泥中絲狀菌過度繁殖引起的絲狀菌性污泥膨脹以及無大量絲狀菌存在的非絲狀菌性污泥膨脹。通常多數情況下是絲狀菌性污泥膨脹。絲狀菌和真菌適合在微氧的環境下生長（如溶解氧低于0.1～0.2mg/L），所以混合液中應有適度的溶解氧不足時，菌膠團將減少，絲狀菌、真菌則大量繁殖。

控制措施：除因水質發生異變和活性污泥中毒外，可以從充氧量和含氧量著手，如充氧量不足，則可以加大或使一部分污水從安全出水口排出，以減輕負荷，夏季需氧量較大，可以適當降低污泥濃度，必要時還可停止進水，將沉淀池污泥抽回到曝氣池悶曝一段時間。若pH過低，可投加液堿等進行調節，若污泥大量流失可投5～10mg/L氯化鐵，幫助凝聚，刺激菌膠團生長或投加漂白粉，抑制絲狀菌生長、繁殖。如果缺少營養元素，應及時投加，改善水質營養成分，必要時進行“悶曝”。總之，運行中要根據引起膨脹的原因，采取相應的措施加以控制。

2.4 二沉池污泥上浮及控制措施

污泥上浮是指污泥不沉淀，并隨水流失或者混凝成塊從水下浮起。污泥上浮一般有三種現象，即污泥成塊上浮、污泥成小顆粒分散上浮然后在池面成片凝聚和污泥大量上翻流失。

2.5 曝氣池產生大量泡沫

曝氣池產生大量泡沫可能有以下幾種原因：

（1）工藝運行初期：在曝氣池運行初期，由于污水中含有一些表面活性物質受到擾動，會易引起表面泡沫，此時，污泥活性可能不高，可能會出現污泥膨脹或老化的情況，進而引發泡沫。但隨著活性污泥的成熟，表面活性物質會隨之降解，泡沫也會逐漸消失。

（2）反硝化泡沫：如果污水處理進行硝化反應，會產生氮等氣泡而帶動部分污泥上浮，出現泡沫現象。

（3）生物泡沫：絲狀微生物（如Nocardia和Rhodococcus菌）的異常生長可能與氣泡、絮體顆粒混合形成泡沫。

（4）曝氣泡沫：曝氣強度過大或過度曝氣，也容易產生泡沫。

防止曝氣池產生泡沫的主要方法有：二沉池出水進行噴灑、投加消泡劑、加強曝氣的均勻性并控制曝氣量、增加曝氣池內活性污泥濃度、通過及時排泥來降低污泥齡等，有時也可以通過在曝氣池投加活性炭來抑制泡沫的產生。

3 污水處理系統運行過程中的管理

3.1 提高系統的抗沖擊能力

保持事故池、調節池處于中低液位水平運行，使系統運行的安全性得到一定保障。基于目前污水處理系統的設計條件，均質調節能力較弱。一旦來水進一步惡化或波動時，對生化系統造成的沖擊較大，影響出水水質，制約整套水處理系統的穩定運行。因此需加強現場的管理和應急預案的完善，建立健全水質液位管理的相關機制，杜絕污水溢流事件的發生；結合系統的整體運行能力及上游來水量合理控制生化調節池進生化系統的進水量、優化運行工況，提高系統的整體抗沖擊能力，最終達到低液位、平穩運行的狀態。

3.2 嚴格控制工藝參數

（1）做好上游污水溫度的控制。在焦化廢水處理過程中，須嚴格控制溫度，以確保生化系統的正常運作。即時監控上游蒸氨廢水溫度，從而對生化系統中不同環節的水溫進行合理的控制。

（2）控制好氧池溶解氧氣在1.5～2.5mg/l。好氧池溶解氧能夠在合理范圍內，不能過低也不能過高，從而促使大部分的有機物得到氧化分解。

（3）控制好氧池的堿度。盡管前端的反硝化反應能夠產生一定的堿度，但不夠時仍需要進行額外的補充，才能夠保硝化反應的正常進行，從而使污水的氮得到有效去除。

4 結束語

作為典型難處理廢水，焦化廢水的處理過程需要精準控制每一個關鍵環節、每一個參數，才能提高污水處理效率，使出水水質滿足深度回用處理的要求，不僅能夠有效處理和減少水體的污染物，還能促進水資源的可持續利用和水環境的改善，為高質量的生態環境發展保駕護航。