浅谈生物法处理焦化废水及常见问题的应对措施

顾芳

北京恩菲环保股份有限公司 北京 100036

1 废水处理系统及污染物去除效果分析

该焦化废水经蒸氨装置脱去大部分氨氮污染物后，依次经预处理、生化处理、和后混凝沉淀处理后进入深度回用系统。

1.1 预处理系统

预处理系统由格栅及污水提升泵井、隔油池、调节池、事故池、气浮池组成。其主要是对上游的蒸氨废水进行除油处理，为后续的生化处理提供有利条件。

1.2 生化处理系统

调节池出水与二沉池的回流污泥及O段的回流混合液混合后一起进入SDN（A/O）池。

1.2.1 缺氧段

缺氧段，一般位于好氧段之前，主要进行反硝化反应。以进水中的有机物作为反硝化的碳源和能源，以外回流水中的硝态氮为反硝化的氮源，在反硝化菌的作用下进行反硝化脱氮处理，使回流液中的NO2-N，NO3-N转化为N2释放至大气中，同时去除进水中的部分含碳有机物。

1.2.2 好氧段

缺氧段出水流入好氧段，废水中的氨氮在此被氧化成亚硝态氮及硝态氮，同时利用微生物的作用进行含碳有机物的降解。好氧段采取微孔曝气器进行充氧，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，经沉淀后进入深度回用处理装置。二沉池部分污泥回流，剩余送污泥浓缩池。为了补充硝化反应过程消耗的碱度，该段配有加碱设施。

1.2.3 二沉池

二沉池是主要进行混合液的泥水分离的构筑物。好氧池末端出水自流进入二沉池中心管，在此进行泥水分离，上清液自流进入下一处理单元，而浓缩的活性污泥经管道自流到集泥井，一部分经回流污泥泵提升后作为回流污泥送回SDN池循环使用，剩余部分作为生化过程中产生的剩余污泥送到污泥浓缩池进行浓缩处理。

1.2.4 生化系统对污染物的去除效果

调节池出水通过与O池混合回流液、二沉池回流活性污泥混合后，污染物浓度得到稀释，并进入A段进行反硝化反应进行脱氮处理，同时去除部分有机物；再进入O段，在曝气作用下与活性污泥充分接触进行好氧反应，以去除大量有机污染物（COD）。生化系统对COD和NH3-N的去除率分别为87.2%和95.9%。

1.3 混凝沉淀系统

二沉池出水进入混凝反应池进行深度处理，以进一步降低COD值。通过运行数据分析，本单元通过加药处理，COD去除率可达约60%，为后续的深度回用处理创造了良好的水质条件。

1.4 污泥处理系统

二沉池排出的剩余污泥以及混凝沉淀池排出的絮凝污泥，分别由泵送到污泥浓缩池中，经浓缩分离后的上清液经出水槽收集并经管道自流回至污水进水井后进入系统重新处理；浓缩后的污泥经污泥泵提升到污泥脱水机脱水后外送，进行集中处置。

2 废水处理中存在的常见问题及措施

2.1 温度和pH 值对生化系统的影响

硝化过程较为适宜的温度在25～35℃之间，温度过高或过低均将抑制硝化菌的生长，当温度低于10℃时硝化菌的生长及硝化作用显著降低；反硝化过程适宜的温度在20～35℃之间，当温度低于10℃是，反硝化速度也显著下降。

pH值直接影响硝化反应和反消化反应的速度。硝化菌生长繁殖的最佳pH值一般为8.0～8.4，此时硝化速度达到最大，当pH值太低或太高都对硝化菌有抑制作用，最佳pH值范围为6.5～7，随着好氧溶液pH值的升高硝化效果会越来越明显，但与此同时NO2-N的浓度会越来越高，而NO2-N对硝化菌和反硝化菌具有有一定毒性，因此在实际操作中应避免好氧池pH值过高。在满足正常硝化反应的前提下，一般控制pH值在7.5～8.0之间。

2.2 C/N 对生化系统的影响

反硝化过程需要碳源，仅当污水C/N大于3时，才可以达到脱氮的目的，否则就需要外加碳源才能达到脱氮的目的。但是，当污水C/N大于6时，水中COD浓度远超过了缺氧池中反硝化反应所需要的碳源，而未被利用的COD进入好氧池，从而刺激异养菌的大量繁殖，竞争性地抑制硝化细菌的生长，使得硝化反应速率降低，导致系统的TN去除率则会明显下降。因此，为达到较好的脱氮的效果，一般控制进水C/N值在5左右。

2.3 污泥膨胀及控制措施

当活性污泥变质时，结构松散、质量变轻，体积增大，沉降性能恶化，进而影响泥水分离和出水水质，这种现象叫做污泥膨胀。主要是由于污泥中丝状菌过度繁殖引起的丝状菌性污泥膨胀以及无大量丝状菌存在的非丝状菌性污泥膨胀。通常多数情况下是丝状菌性污泥膨胀。丝状菌和真菌适合在微氧的环境下生长（如溶解氧低于0.1～0.2mg/L），所以混合液中应有适度的溶解氧不足时，菌胶团将减少，丝状菌、真菌则大量繁殖。

控制措施：除因水质发生异变和活性污泥中毒外，可以从充氧量和含氧量着手，如充氧量不足，则可以加大或使一部分污水从安全出水口排出，以减轻负荷，夏季需氧量较大，可以适当降低污泥浓度，必要时还可停止进水，将沉淀池污泥抽回到曝气池闷曝一段时间。若pH过低，可投加液碱等进行调节，若污泥大量流失可投5～10mg/L氯化铁，帮助凝聚，刺激菌胶团生长或投加漂白粉，抑制丝状菌生长、繁殖。如果缺少营养元素，应及时投加，改善水质营养成分，必要时进行“闷曝”。总之，运行中要根据引起膨胀的原因，采取相应的措施加以控制。

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，并随水流失或者混凝成块从水下浮起。污泥上浮一般有三种现象，即污泥成块上浮、污泥成小颗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 曝气池产生大量泡沫

曝气池产生大量泡沫可能有以下几种原因：

（1）工艺运行初期：在曝气池运行初期，由于污水中含有一些表面活性物质受到扰动，会易引起表面泡沫，此时，污泥活性可能不高，可能会出现污泥膨胀或老化的情况，进而引发泡沫。但随着活性污泥的成熟，表面活性物质会随之降解，泡沫也会逐渐消失。

（2）反硝化泡沫：如果污水处理进行硝化反应，会产生氮等气泡而带动部分污泥上浮，出现泡沫现象。

（3）生物泡沫：丝状微生物（如Nocardia和Rhodococcus菌）的异常生长可能与气泡、絮体颗粒混合形成泡沫。

（4）曝气泡沫：曝气强度过大或过度曝气，也容易产生泡沫。

防止曝气池产生泡沫的主要方法有：二沉池出水进行喷洒、投加消泡剂、加强曝气的均匀性并控制曝气量、增加曝气池内活性污泥浓度、通过及时排泥来降低污泥龄等，有时也可以通过在曝气池投加活性炭来抑制泡沫的产生。

3 污水处理系统运行过程中的管理

3.1 提高系统的抗冲击能力

保持事故池、调节池处于中低液位水平运行，使系统运行的安全性得到一定保障。基于目前污水处理系统的设计条件，均质调节能力较弱。一旦来水进一步恶化或波动时，对生化系统造成的冲击较大，影响出水水质，制约整套水处理系统的稳定运行。因此需加强现场的管理和应急预案的完善，建立健全水质液位管理的相关机制，杜绝污水溢流事件的发生；结合系统的整体运行能力及上游来水量合理控制生化调节池进生化系统的进水量、优化运行工况，提高系统的整体抗冲击能力，最终达到低液位、平稳运行的状态。

3.2 严格控制工艺参数

（1）做好上游污水温度的控制。在焦化废水处理过程中，须严格控制温度，以确保生化系统的正常运作。即时监控上游蒸氨废水温度，从而对生化系统中不同环节的水温进行合理的控制。

（2）控制好氧池溶解氧气在1.5～2.5mg/l。好氧池溶解氧能够在合理范围内，不能过低也不能过高，从而促使大部分的有机物得到氧化分解。

（3）控制好氧池的碱度。尽管前端的反硝化反应能够产生一定的碱度，但不够时仍需要进行额外的补充，才能够保硝化反应的正常进行，从而使污水的氮得到有效去除。

4 结束语

作为典型难处理废水，焦化废水的处理过程需要精准控制每一个关键环节、每一个参数，才能提高污水处理效率，使出水水质满足深度回用处理的要求，不仅能够有效处理和减少水体的污染物，还能促进水资源的可持续利用和水环境的改善，为高质量的生态环境发展保驾护航。