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摘要:焦化废水是在炼焦、煤气净化和产品回收的加工精制过程中产生的含有酚、氰、氨氮、硫化物、硫氰化物、苯类及多环芳烃等毒性强、有机污染物浓度高的工业污水，其组成复杂，可生化性差，是冶金行业中难处理的污水之一。本研究采用O/A/O工艺对河北某焦化厂污水处理站的焦化废水进行处理，调试运行过程中出现异常情况，进行了原因的分析及异常情况的解决，通过控制手段的调整，保证了污水处理站的平稳运行及回用的处理要求。
关键词：焦化废水 生物处理 工业研究
中图分类号：S961文献标识码： A
1绪论
1.1焦化废水的来源、组成及危害
1.1.1来源与组成
焦化废水是在煤的高温干馏、煤气净化以及化工产品精制过程中所产生的，其主要来源有三个：一是剩余氨水，它是在煤干馏及煤气冷却过程中产生的污水，其水量占焦化废水总量的一半以上，是焦化废水的主要来源；二是在煤气净化过程中产生的污水，如煤气终冷水和粗苯分离水等；三是在焦油、粗苯等精制过程及其它场合产生的污水。焦化废水的组成十分复杂，浓度高、毒性大。
1.1.2危害
焦化废水含有许多高毒性难降解的有机污染物，对生态环境危害极大，如酚类化合物可使蛋白质凝固，对人类、水产及农作物都有极大危害[5]。另外大量含氮污水排入自然水体会导致水体中溶解氧急剧降低，使水质发臭；氨氮进入氯消毒的饮用水体，易生成氯胺等致癌物质，危害公众健康；水中氨氮含量达到0.3mg/L以上时，会引发鱼类死亡，藻类过度繁殖，导致水体富营养化等危害。
1.2焦化废水的进水水质
表1.1 进出水水质
指标 pH CODcr
（mg/L） NH4＋－N（mg/L） 氰化物（mg/L） 酚
（mg/L） 石油类（mg/L） 色度
（倍）
焦化废水 6.8－7.3 3500－5000 200－450 40－50 400－600 60－80 200
出水 7.3－7.8 80－100 0－8 0－0.1 0.2－0.5 2－6 20－50
1.3现场工艺流程图
宏奥工贸有限公司废水处理站污水处理包括前处理、生化处理、后混凝处理三个单元，处理后出水直接回用于厂区熄焦。具体工艺流程如图1.1：
图1.1工艺流程图
2污水各处理单元的功能介绍及异常情况调整
2.1预处理单元
预处理采用除油系统去除油类，减小废水中污染物对生化系统的沖击，为后续处理打下基础。生产废水通过预处理后，可有效去除大部分油类物质，保证生化系统的稳定运行，CODCr去除率可达10%以上。
2.1.1隔油池
经蒸氨工段处理后蒸氨废水通过提升泵送至重力隔油池，进行除油处理。分子量大，粘度较高的重油通过重力沉降进入重油收集区，通过重油提升泵进入重油罐。轻油通过轻油收集管进入轻油罐，重轻油罐的油类物质满罐后送至厂区油罐区进行集中处理。
现场异常状况：水中含有大量油泥类物质，废水有机物浓度明显提高。见图2.1
图2.1含油较高的隔油池进水
异常情况原因分析：化产回收车间除油处理效果不好，其中包括机械化澄清槽油水分离不彻底以及陶瓷膜过滤器阻塞，排油不及时，影响污水处理站焦化废水中油含量，导致大量油类物质出现。
解决措施：及时通知蒸氨工段操作人员及时调整，将含油高的废水切至事故池，重复进行多次除油处理，保证油的去处效率。同时在污水处理工段，加强重油、轻油的排出，缩短排油时间，尽量减少后续生化处理的油的负荷。
2.1.2吸附池
经重力除油后废水自流进入吸附池，吸附池内吸附介质采用焦化厂产品焦炭，焦炭通过筛分后采用直径为3~5cm进行吸附，较大的孔径率及比表面积能吸附未处理完全的油滴及其他油类物质，保证生化处理的水质的稳定。
2.1.3调节池及事故池
除油处理后出水与作为配水的工业水同时进入调节池，调节池主要调节水质水量的均衡，为生化进水创造稳定的条件，同时调节池内设蒸汽加温措施，保证冬季生化处理所需温度。事故池与调节池合建，用于储存生产事故水。事故池水通过泵打入调节池，通过调整工业配水水量，降低有机物污染浓度波动大对系统的影响和冲击。
出现异常情况：调节池水面出现大量SS,此类物质经水力冲击作用容易解体进入生化系统，影响处理效果及出水色度。如图2.2
图2.2调节池油泥混合物
异常情况原因分析：前段除油处理不彻底，而焦化废水中含有大量的煤灰等悬浮物， 在调节池的水面形成厚厚的一层以油膜为载体的悬浮物层。
解决措施：加强前段管理，同时水面出现此类物质，及时清捞，必须水力冲击进入生化处理系统，以及部分在调节池内部的长时间停留。
2.2生化处理单元
生化处理工艺是本套系统的核心，主要目的是通过微生物新陈代谢来降低污水中的有毒有害物质，降低污水中的有机物、氨氮等污染物的含量，使其达到处理要求。
在生化反应池内挂有组合填料，填料上附着的大量微生物形成生物膜，当污水与生物膜接触过程中，通过微生物的生化反应，有效地降解污水中的有机物和氨氮，从而使水质得到净化。O/A/O工艺处理焦化废水过程中，无需外加碳源，节省药剂耗量，避免药剂的二次污染，且脱氮率不受C/N比的限制，大大地提高了脱氮率。同时取消了硝化液的回流，节省了动力消耗，减小了构筑物的容积，大大地缩短了处理时间，提高了处理效率，降低运行成本。
2.2.1O池
经水质水量调节后废水通过泵进入一段好氧池，通过好氧微生物的新陈代谢作用，进行有机污染物向无机物的转化。氨氮在好氧条件下，通过好氧菌(亚硝化毛杆菌属和硝化杆菌属)的作用被氧化为亚硝酸盐和硝酸盐。
出现异常情况：
（1）好氧池有臭味
（2）污泥未成熟，絮粒瘦小；出水混浊，水质差；游动性小型鞭毛虫多
（3）好氧池中泡沫过多，颜色发白
（4）好氧池泡沫不易破碎，发粘如图2.3
（5）好氧池泡沫茶色或灰色如图2.4
（6）好氧池生物膜过厚，生物膜结球严重，如图2.5、图2.6
图2.3好氧池发粘泡沫 图2.4好氧池茶色泡沫
图2.5好氧池过厚生物膜 图2.6好氧池过厚生物膜
异常情况原因分析：
（1）好氧池供O2不足，出水氨氮偏高
（2）水质成分浓度变化过大；废水中营养不平衡或不足；废水中含毒物或pH不足
（3）进水中所含表面活性剂或洗涤剂过量
（4）进水负荷过高，有机物分解不全
（5）污泥老化，泥龄过长解絮污泥附于泡沫上
（6）污泥增长过快，排泥不及时，营养盐类物质添加过量
解决措施：
（1）提高风机压力，增加供氧量。
（2）使废水成分、浓度和营养物均衡化，并适当补充所缺营养。
（3）增加喷淋水或消泡剂
（4）降低进水负荷，适当补充营养盐
（5）增加进水负荷，增加排泥
（6）间歇停止好氧池曝气，创造厌氧条件，通过厌氧发酵进行脱膜，发酵脱膜结束后采用高压水进行冲刷，维持生物膜适宜厚度。
2.2.1A池
A池水解酸化废水中所含的大链，环状等复杂有机物，使之转化为简单有机物，通过二段好氧池进一步的降解去除。脱氮采用的是反硝化与厌氧氨氧化并行的工艺，此段利用好氧池硝化反应产生的亚硝酸盐和硝酸盐及未反应完全的氨氮作为厌氧反应阶段的底物，在兼氧厌氧菌以及厌氧氨氧化菌的作用下，生成氮气，达到氮素的完全去除。
图2.7厌氧池表面形成的氮气泡
出现异常情况：
（1）污泥生长过慢，有机物水解酸化不完全。
（2）污泥流失
异常情况原因分析：
（1）營养物不足，微量元素不足；接种污泥不足
（2）气体（氮气）集于污泥中，污泥上浮
解决措施：
（1）增加营养物和微量元素；增加接种污泥含量
（2）增加污泥负荷，增加内部水循环；
2.3后处理单元
2.3.1二沉池、混凝沉淀池
生化处理后出水经 二沉池进行一级沉淀后进入混凝沉淀池，混凝沉淀处理工艺主要是通过混凝药剂（PAC和PAM）对废水中污染物质的吸附聚集作用进一步降低出水中的悬浮物和有机物。
出现异常情况：
（1）沉淀池有大快黑色污泥上浮
（2）二沉池表面积累一层解絮污泥
（3）二沉池有细小污泥不断外漂
（4）二沉池上清液混浊，出水水质差
异常情况原因分析：
（1）沉淀池局部积泥厌氧，产生CH4、CO2，气泡附于泥粒使之上浮
（2）微型动物死亡，污泥絮解，出水水质恶化，COD上升，进水中有毒物浓度过高，或pH值异常。
（3）污泥缺乏营养，进水中氨氮浓度高，C／N比不合适；池温超过40˚ C；
（4）污泥负荷过高，有机物氧化不完全
解决措施：
（1）防止沉淀池有死角，排泥后在死角处用压缩空气冲或高压水清洗。
（2）停止进水，排泥后投加营养物，或引进生活污水，使污泥恢复，或引进新污泥菌种
（3）投加营养物质或引进高浓度BOD水，如生活污水
（4）减少进水流量，减少排泥
2.3.2清水池
后处理后废水自流进入清水池，通过泵提升至熄焦水池进行回用。
图2.7 处理后清水池水
3结论
焦化废水是污染物浓度高，较难处理的工业废水之一，通过对现场调试过程中出现问题的总结及问题分析，得到适宜的解决问题的方法，并通过不断的调整及控制手段的强化，使现场的运行逐渐平稳，为焦化行业处理废水提供可行的参考及借鉴。
参考文献
[1]单明军,吕艳丽,张海灵.生物脱氮新技术在焦化废水处理中的应用[J].冶金能源,2005,24(4):51~53
[2]邓楚洲等.生物膜氧化法处理焦化废水研究.环境科学与技术[J].2004,27(2):87~88.
[3] 国家环境保护总局《水和废水监测分析方法》编委会编,水和废水监测分
[4]国家环保局.钢铁工业废水处理[M].北京:中国环境科学出版社,1992,77~80
[5]张龙,肖文德.亚硝化厌氧氨氧化生物脱氮技术[J].化工环保.2004,24(2):103~107
关键词：焦化废水 生物处理 工业研究
中图分类号：S961文献标识码： A
1绪论
1.1焦化废水的来源、组成及危害
1.1.1来源与组成
焦化废水是在煤的高温干馏、煤气净化以及化工产品精制过程中所产生的，其主要来源有三个：一是剩余氨水，它是在煤干馏及煤气冷却过程中产生的污水，其水量占焦化废水总量的一半以上，是焦化废水的主要来源；二是在煤气净化过程中产生的污水，如煤气终冷水和粗苯分离水等；三是在焦油、粗苯等精制过程及其它场合产生的污水。焦化废水的组成十分复杂，浓度高、毒性大。
1.1.2危害
焦化废水含有许多高毒性难降解的有机污染物，对生态环境危害极大，如酚类化合物可使蛋白质凝固，对人类、水产及农作物都有极大危害[5]。另外大量含氮污水排入自然水体会导致水体中溶解氧急剧降低，使水质发臭；氨氮进入氯消毒的饮用水体，易生成氯胺等致癌物质，危害公众健康；水中氨氮含量达到0.3mg/L以上时，会引发鱼类死亡，藻类过度繁殖，导致水体富营养化等危害。
1.2焦化废水的进水水质
表1.1 进出水水质
指标 pH CODcr
（mg/L） NH4＋－N（mg/L） 氰化物（mg/L） 酚
（mg/L） 石油类（mg/L） 色度
（倍）
焦化废水 6.8－7.3 3500－5000 200－450 40－50 400－600 60－80 200
出水 7.3－7.8 80－100 0－8 0－0.1 0.2－0.5 2－6 20－50
1.3现场工艺流程图
宏奥工贸有限公司废水处理站污水处理包括前处理、生化处理、后混凝处理三个单元，处理后出水直接回用于厂区熄焦。具体工艺流程如图1.1：
图1.1工艺流程图
2污水各处理单元的功能介绍及异常情况调整
2.1预处理单元
预处理采用除油系统去除油类，减小废水中污染物对生化系统的沖击，为后续处理打下基础。生产废水通过预处理后，可有效去除大部分油类物质，保证生化系统的稳定运行，CODCr去除率可达10%以上。
2.1.1隔油池
经蒸氨工段处理后蒸氨废水通过提升泵送至重力隔油池，进行除油处理。分子量大，粘度较高的重油通过重力沉降进入重油收集区，通过重油提升泵进入重油罐。轻油通过轻油收集管进入轻油罐，重轻油罐的油类物质满罐后送至厂区油罐区进行集中处理。
现场异常状况：水中含有大量油泥类物质，废水有机物浓度明显提高。见图2.1
图2.1含油较高的隔油池进水
异常情况原因分析：化产回收车间除油处理效果不好，其中包括机械化澄清槽油水分离不彻底以及陶瓷膜过滤器阻塞，排油不及时，影响污水处理站焦化废水中油含量，导致大量油类物质出现。
解决措施：及时通知蒸氨工段操作人员及时调整，将含油高的废水切至事故池，重复进行多次除油处理，保证油的去处效率。同时在污水处理工段，加强重油、轻油的排出，缩短排油时间，尽量减少后续生化处理的油的负荷。
2.1.2吸附池
经重力除油后废水自流进入吸附池，吸附池内吸附介质采用焦化厂产品焦炭，焦炭通过筛分后采用直径为3~5cm进行吸附，较大的孔径率及比表面积能吸附未处理完全的油滴及其他油类物质，保证生化处理的水质的稳定。
2.1.3调节池及事故池
除油处理后出水与作为配水的工业水同时进入调节池，调节池主要调节水质水量的均衡，为生化进水创造稳定的条件，同时调节池内设蒸汽加温措施，保证冬季生化处理所需温度。事故池与调节池合建，用于储存生产事故水。事故池水通过泵打入调节池，通过调整工业配水水量，降低有机物污染浓度波动大对系统的影响和冲击。
出现异常情况：调节池水面出现大量SS,此类物质经水力冲击作用容易解体进入生化系统，影响处理效果及出水色度。如图2.2
图2.2调节池油泥混合物
异常情况原因分析：前段除油处理不彻底，而焦化废水中含有大量的煤灰等悬浮物， 在调节池的水面形成厚厚的一层以油膜为载体的悬浮物层。
解决措施：加强前段管理，同时水面出现此类物质，及时清捞，必须水力冲击进入生化处理系统，以及部分在调节池内部的长时间停留。
2.2生化处理单元
生化处理工艺是本套系统的核心，主要目的是通过微生物新陈代谢来降低污水中的有毒有害物质，降低污水中的有机物、氨氮等污染物的含量，使其达到处理要求。
在生化反应池内挂有组合填料，填料上附着的大量微生物形成生物膜，当污水与生物膜接触过程中，通过微生物的生化反应，有效地降解污水中的有机物和氨氮，从而使水质得到净化。O/A/O工艺处理焦化废水过程中，无需外加碳源，节省药剂耗量，避免药剂的二次污染，且脱氮率不受C/N比的限制，大大地提高了脱氮率。同时取消了硝化液的回流，节省了动力消耗，减小了构筑物的容积，大大地缩短了处理时间，提高了处理效率，降低运行成本。
2.2.1O池
经水质水量调节后废水通过泵进入一段好氧池，通过好氧微生物的新陈代谢作用，进行有机污染物向无机物的转化。氨氮在好氧条件下，通过好氧菌(亚硝化毛杆菌属和硝化杆菌属)的作用被氧化为亚硝酸盐和硝酸盐。
出现异常情况：
（1）好氧池有臭味
（2）污泥未成熟，絮粒瘦小；出水混浊，水质差；游动性小型鞭毛虫多
（3）好氧池中泡沫过多，颜色发白
（4）好氧池泡沫不易破碎，发粘如图2.3
（5）好氧池泡沫茶色或灰色如图2.4
（6）好氧池生物膜过厚，生物膜结球严重，如图2.5、图2.6
图2.3好氧池发粘泡沫 图2.4好氧池茶色泡沫
图2.5好氧池过厚生物膜 图2.6好氧池过厚生物膜
异常情况原因分析：
（1）好氧池供O2不足，出水氨氮偏高
（2）水质成分浓度变化过大；废水中营养不平衡或不足；废水中含毒物或pH不足
（3）进水中所含表面活性剂或洗涤剂过量
（4）进水负荷过高，有机物分解不全
（5）污泥老化，泥龄过长解絮污泥附于泡沫上
（6）污泥增长过快，排泥不及时，营养盐类物质添加过量
解决措施：
（1）提高风机压力，增加供氧量。
（2）使废水成分、浓度和营养物均衡化，并适当补充所缺营养。
（3）增加喷淋水或消泡剂
（4）降低进水负荷，适当补充营养盐
（5）增加进水负荷，增加排泥
（6）间歇停止好氧池曝气，创造厌氧条件，通过厌氧发酵进行脱膜，发酵脱膜结束后采用高压水进行冲刷，维持生物膜适宜厚度。
2.2.1A池
A池水解酸化废水中所含的大链，环状等复杂有机物，使之转化为简单有机物，通过二段好氧池进一步的降解去除。脱氮采用的是反硝化与厌氧氨氧化并行的工艺，此段利用好氧池硝化反应产生的亚硝酸盐和硝酸盐及未反应完全的氨氮作为厌氧反应阶段的底物，在兼氧厌氧菌以及厌氧氨氧化菌的作用下，生成氮气，达到氮素的完全去除。
图2.7厌氧池表面形成的氮气泡
出现异常情况：
（1）污泥生长过慢，有机物水解酸化不完全。
（2）污泥流失
异常情况原因分析：
（1）營养物不足，微量元素不足；接种污泥不足
（2）气体（氮气）集于污泥中，污泥上浮
解决措施：
（1）增加营养物和微量元素；增加接种污泥含量
（2）增加污泥负荷，增加内部水循环；
2.3后处理单元
2.3.1二沉池、混凝沉淀池
生化处理后出水经 二沉池进行一级沉淀后进入混凝沉淀池，混凝沉淀处理工艺主要是通过混凝药剂（PAC和PAM）对废水中污染物质的吸附聚集作用进一步降低出水中的悬浮物和有机物。
出现异常情况：
（1）沉淀池有大快黑色污泥上浮
（2）二沉池表面积累一层解絮污泥
（3）二沉池有细小污泥不断外漂
（4）二沉池上清液混浊，出水水质差
异常情况原因分析：
（1）沉淀池局部积泥厌氧，产生CH4、CO2，气泡附于泥粒使之上浮
（2）微型动物死亡，污泥絮解，出水水质恶化，COD上升，进水中有毒物浓度过高，或pH值异常。
（3）污泥缺乏营养，进水中氨氮浓度高，C／N比不合适；池温超过40˚ C；
（4）污泥负荷过高，有机物氧化不完全
解决措施：
（1）防止沉淀池有死角，排泥后在死角处用压缩空气冲或高压水清洗。
（2）停止进水，排泥后投加营养物，或引进生活污水，使污泥恢复，或引进新污泥菌种
（3）投加营养物质或引进高浓度BOD水，如生活污水
（4）减少进水流量，减少排泥
2.3.2清水池
后处理后废水自流进入清水池，通过泵提升至熄焦水池进行回用。
图2.7 处理后清水池水
3结论
焦化废水是污染物浓度高，较难处理的工业废水之一，通过对现场调试过程中出现问题的总结及问题分析，得到适宜的解决问题的方法，并通过不断的调整及控制手段的强化，使现场的运行逐渐平稳，为焦化行业处理废水提供可行的参考及借鉴。
参考文献
[1]单明军,吕艳丽,张海灵.生物脱氮新技术在焦化废水处理中的应用[J].冶金能源,2005,24(4):51~53
[2]邓楚洲等.生物膜氧化法处理焦化废水研究.环境科学与技术[J].2004,27(2):87~88.
[3] 国家环境保护总局《水和废水监测分析方法》编委会编,水和废水监测分
[4]国家环保局.钢铁工业废水处理[M].北京:中国环境科学出版社,1992,77~80
[5]张龙,肖文德.亚硝化厌氧氨氧化生物脱氮技术[J].化工环保.2004,24(2):103~107