焦化污水的生化强化技术及预处理问题解析

赵桐

（新疆新冶华美科技有限公司，新疆 乌鲁木齐830022）

焦化厂生产形成的废水，包含回收焦化产物与制备焦炭等环节生成的废水，因为可能含有毒性，所以降解难度较大，废水排放会危及到周围人类、鱼虾等自然物的正常生活，所以焦炭厂务必要做好废水预处理工作。在诸多预处理方法中，生化强化技术效果非常显著，且最终排放的污水满足环保要求。为此，下面针对焦化污水的生化强化技术与预处理问题展开分析。

1 焦化污水预处理问题

焦化厂针对排放污水的预处理涉及到诸多环节，例如集水井、重力除油池、气浮除油、中间水池、超滤装置与反渗透装置等，最终通过出水去循环水系统完成污水预处理[1]。按照焦化厂污水处理要求（见表1），当前在选择处理技术与工艺方面存在一些问题，其一是操作人员对污水处理要求的掌握不够深入，导致水质检测与处理不达标；其二是生化强化技术应用补不到位，高效降解菌与微生物共代谢作用没有得到充分发挥，从而影响到污水排放质量。

污水处理水质要求（单位：mg/L）

2 污水处理中生化强化技术的应用

2.1 生化强化技术机理

（1）高效降解菌直接作用。

技术人员利用驯化、筛选、诱变、基因重组技术，可以获得降解目标物质微生物，针对这些微生物进行处理，需要投入适量菌种，将菌种中的物质消除。高效降解菌直接作用中需要用到的菌株，主要采用质粒育种、基因工程构建的方法[2]。其中质粒育种是将超过两种微生物在细胞融合作用下，实现供体菌质粒向受体菌转移，以此获得功能多样化的新菌种的过程；而基因工程构建则是利用人工操作提取供体内部DNA，切割、充足处理之后重组体被导入至受体细胞，达到复制扩增、表达遗传物质的目的，随后技术人员再进行筛选、鉴定，将外源基因表达产物分离，以此提高污水处理效率。

（2）微生物共代谢作用。

焦化污水内含有大量有害物质，微生物要想直接转化为碳源生长的难度较大，但是却可以实现降解，可以通过调整化学结构的方式将有害物质毒性削弱，这一处理过程即为微生物共代谢作用[3]。通过实践可以总结微生物共代谢作用的几种类型：第一种是菌株处于新陈代谢状态下二级基质可以实现共同氧化，将一级介质当做微生物的能源、碳源，在新陈代谢作用下产生特定酶，再通过酶来降解二级基质。但是碳源的类型比较单一，可能不能满足微生物代谢的需求，必须要及时补充碳源；第二种各个类型微生物的协同作用，污水内微生物必须要有超过两种微生物才能够完成降解，当其中一种微生物降解污染物后所形成物质为氧化物，这时便需要由另外一种微生物负责降解这些氧化物，从而达到净化污水的效果；第三种是休眠细胞降解污染物，如果没有一级介质，微生物便会转移到休眠的状态下，在污水内生产不同种类的酶，通过彼此之间的互相作用降解有机物。

2.2 生化强化技术应用

焦化废水的成分不仅数量多还具有复杂性的特点，其中包含大量有机物、无机物，所以难免有一些物质无法被降解，属于处理难度大的工业废水。所以采用生化强化技术处理焦化废水，可以在其中投入高效菌种，利用固定化高效降解微生物净化废水。采用固定化微生物技术处理焦化污水，核心在于微生物的选择，需要将其在选正载体中固定，明确微生物高度密集的特征，放置在适合环境下加快繁殖，高效完成焦污水处理。

3 焦化厂污水预处理建议

3.1 完善生化系统

膜系统在污水预处理中使用对于水质有比较严格的要求，进水为生化系统出水,要想提高膜系统进水水质,需要将生化系统进行完善。焦化废水内的有机成分种类较多，氨氮与COD 浓度也相对较高，此外还包括一些化合物，例如多环芳香族、酚类、脂肪族等。如果焦化厂将带有有毒有害物质的污水直接排放，必然会危害周围的生态环境[4]。采用生物法进行有机物讲解是目前比较常见的方法，焦化废水的预处理环节A/O、A/O2 两种工艺也比较常用。按照废水排放规定与积累经验，A/O2 工艺的效果更加明显，再针对性的优化焦化废水原生化系统，重点使用A/O2 工艺生化处理焦化污水，可以保证水质规范性。

3.2 采用深度处理方法

第一，多介质工艺。以往焦化厂在污水预处理方面，主要采用机械过滤的方式，其中包括混凝、澄清、过滤的三段处理工艺。在实际应用中不仅设备数量多、操作复杂，基建与运行环节还需要投入大量资金，限制了多介质工艺的普及。除此之外，这种工艺还具有如下缺点：（1）需要投入大量药剂，对周围环境与技术人员的身体健康造成影响；（2）运行稳定性差，絮凝剂与石灰的投入量较大，会出现大量悬浮固体，致使后续澄清多介质环节的稳定性降低；（3）系统比较复杂，化学药剂、设施与工艺管道数量较大，增加了超滤预处理环节的复杂性；（4）后期维护需要大量成本，石灰、絮凝剂等的大量投入也会增加动力负荷，药剂、人工、设备等环节的维修成本。所以，使用多介质工艺期间，需要结合污水处理现状合理设置多介质系统的位置，将其放置于生物处理系统、膜处理工艺中间，通过该工艺将污水中的悬浮物去除，以此保证水质。

第二，超滤处理工艺。超滤处理需要运用到压力活性膜，压力作用下将污水内的胶体、颗粒、分子量相对较高的物质截下。将超滤处理工艺与传统工艺比对比，前者的操作过程比较简单，且无需较大的空间，不会造成明显的水质波动，反渗透脱盐系统的水质也能够长时间处于恒定状态。所以，焦污水预处理环节针对这一工艺的优化，建议采用超滤/微滤工艺，可以进一步提升处理效果。技术人员选择超滤处理装置时，必须要考虑到以下几点：（1）能够消除污水内的胶体污染，杜绝反渗透系统的胶体污染现象，延长反渗透膜的使用期限；（2）减小污水浊度，保证水质稳定，一般浊度可以控制在1-2NTU，SDI＜3 这一范围内，可以降低后期反渗透胶体被污染负荷的几率；（3）超滤处理工艺的占地面积只需要其他工艺的20%左右，有利于节省投资。

第三，纳滤和反渗透工艺。在前期净化处理环节，反渗透进水的硬度、盐量，处理盐量方面采用纳滤和反渗透工艺可以获得更为理想的效果。通过反渗透处理，污水内的含盐量可以消除90%以上，而且反渗透操作不需要比较繁琐的步骤便可以降低盐分的回收率、纳滤脱盐率，将其控制在50%～60%这一区间。若优化设计也可以提升盐分回收率，使浓缩液的含量降低。所以，焦化污水预处理中应用纳滤和反渗透工艺，是实现焦化厂生产、经济效益最大化的有效手段。

综上所述，焦化厂污水的预处理工作中采用生化强化技术，一方面可以加强污水处理效果，另一方面有利于提高水质，使焦化厂生产污水能够符合国家规定水质要求，以免对周围环境造成影响，同时也可以保证处理人员的身心健康。