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[摘要]：介绍了污水的来源，着重对AA/O生化处理技术各个流程工艺，简单介绍了目前一些新技术。
[关键词]：焦化 污水处理 AA/O技术
中图分类号：U664.9+2 文献标识码：U 文章编号：1009-914X（2012）32- 0336-01
前言：
焦化污水又称酚氰废水，它是在煤的高温干馏、煤气净化以及化工产品精制过程中所产生的废水，水质随原煤组成和炼焦工艺而变化，是一种典型的难降解有机废水。废水中含有焦油、酚、氰、氨及大量有机物，其成分复杂，毒性大，这些微量有机物中有的已被确认为致癌物质，且不易被生物降解，这种高浓度有毒废水正是焦化厂污水处理的重点[1]。
1、焦化污水来源
焦化污水主要由以下三部分污水汇合而成：一是剩余氨水，它是在煤干馏及煤气冷却中产生的废水，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废水，如煤气终冷水和粗苯分离水等；三是在焦油、粗苯精制过程等产生的废水。另外焦化废水又是含高浓度NH3-N 的废水因而大多数焦化厂面临排污的两个主要问题是：CODcr不能达标和 NH3-N 严重超标[2]。
2、AA/O基本原理
AA/O工艺是生物脱氮技术之一。其基本原理是在有机氮转化为氨氮基础上， 通过硝化反应将氨氮转化为亚硝酸氮、硝态氮， 再通过反硝化反应将硝态氮转化为氮气从水中逸出而达到脱氮目的。而AA/O 是在A/O工艺基础上在A池前增设细菌厌氧过程， 通过细菌厌氧作用， 把焦化废水中的多环有机物开环， 酸化水解成低分子有机酸， 大大提高水的可生化性， 从而使处理效果比A/O法提高[3]。
2.1 硝化反应
即O池过程， 将氨氮转化为硝酸盐氮的过程； 包括2个基本步骤， 第一阶段是由亚硝酸菌将氨氮转化为亚硝酸盐（ NO2-） 称为亚硝化反应：NH4++1.5O2 → NO2-+2H++H20
第二阶段是由硝酸菌将亚硝酸盐进一步氧化为硝酸盐称硝化反应：NO2-+0.5O2 →NO3-
2.2 反硝化反应
主要作用是在缺氧条件下， 将硝化过程中产生的亚硝酸和硝酸盐在反硝化细菌作用下， 利用有机物作为碳源及电子供体还原成氮气从水中逸出达到脱氮目的， 其反应式如下：
NO3- + 3H（ 电子供体有机物） → 0.5N2+ H2O+ OH-
NO2- + 3H（ 电子供体有机物） → 2N2+ H2O+ OH-
3、AA/O工艺流程
3.1 预处理
预处理[4]保证污水水质和水量不产生大的波动，在进入生化曝气池前降低污水中的油类物质和氰化物，避免生化处理装置受油污染及高负荷冲击。预处理主要采用气浮法。废水中乳化油类及其他一些粒径很小的疏水性悬浮物，密度近似于1g·cm-3靠自身重量难以沉降。此时通过溶气装置在水中释放出大量微气泡，利用微气泡的表面张力，将悬浮油类、杂质黏附在一起，靠气泡的浮生作用上浮出水面膜与废水分离，从而达到除油和细小微粒杂质的目的。
3.2 厌氧水解酸化池
水解酸化的作用[5]是提高焦化废水的可生化性。复杂物料的厌氧降解过程可分为水解、发酵（或酸化）、产乙酸和产甲烷4个阶段。在两段厌氧处理中，水解和酸化往往作为一个独立的阶段。水解酸化对于焦化废水的处理十分必要，难降解的多环芳烃和杂环化合物经水解和产酸能转化为简单的低分子有机物，为后续的处理提供易于氧化分解的有机底物，即提高废水的可生化性。消除了喹啉、吲哚对好氧微生物初期的抑制作用，提高了喹啉 、吲哚、萘、联苯等的好氧降解性能。
3.3 缺氧池[6]
缺氧池是生化处理的核心设施之一， 厌氧池出水与二沉池回流水混合， 经泵加压后进入缺氧池， 缺氧池中设有组合填料， 该填料挂有经过培养驯化的厌氧化生物膜， 反硝化菌以废水中的有机物为碳源， 以回流水中的硝态氮为氧源， 进行反硝化反应， 使回流水中的硝态氮还原成氮气逸出， 同时废水中的COD也得到一定程度的降解。
3.4 好氧池
好氧池是在好氧生物作用下反应的。好氧生物处理指在提供游离氧的前提下，以好氧微生物降解废水中有机物的以一种无毒化处理方法。有机物被微生物摄取后，通过代谢活动，一方面被分解，并提供微生物生命活动所需能量，另一方面，被转化合成新的细胞质的组成部分，即微生物自身繁殖（产生新的活性污泥）。好氧池中氨氮被氧化成硝酸盐类，富含硝酸盐类的废水回流到缺氧池再反应将硝酸盐类中氮转化为氮气逸出，从而达到脱氮的目的，有机物被其他好氧菌代谢成CO2和H2O等。
3.5 二沉池及泥水回流系统
二沉池主要是用来分离曝气池的泥水混合液， 分离后的出水进入二沉池出水配水井。配水井出水分两部分： 一部分作为为缺氧池提供硝态氮回流水， 这部分自流到前端布水器室内的回流水泵吸水井内， 经泵提升通过旋转布水器和布水管进入缺氧池中， 另一部分溢流到混凝处理系统进一步处理。正常运转时，污水回流比一般控制在3～5 倍。
4、焦化污水处理新技术
4.1 超临界水氧化法
超临界水是指温度和压力都高于其临界点的水，当温度高于临界温度374.3℃，压力大于临界压力22.1MPa 时，水的性质发生了很大的变化，水的氢键几乎不存在，具有极低的界电常数和很好的扩散、传递性能，具有良好的溶剂化特征。该法在20世纪80年代初由美国学者Modell提出，在很短的时间内，废水中99%以上的有机物能迅速被氧化成H2O、CO2、N2和其他无害小分子。在国外，此项技术受到了特别的重视，在国内，该项研究尚处于起步阶段。
4.2 辐照法
魏新利等人采用超声波、Fenton试剂与絮凝联用进一步处理焦化生化出水，出水达到国家一级排放标准。曲晓萍等人用活性炭- 微波辐射法处理武汉某钢厂生化后的焦化废水，活性炭有效地吸收微波能量，使得活性炭表面产生一些“热点”，“热点”的温度可达到1000℃以上，当废水中的有机物被吸附到这些热点附近时就可能被催化氧化而被除去。
4.3 等离子体处理技术
等离子体处理技术的原理是：在毫微秒高压脉冲作用下，气体间隙产生放电等离子体，放电等离子体中存在大量高能电子，这些高能电子作用于水分子产生大量的水合电子、OH·、O·等强氧化基团来氧化水中有机物，从而达到降解有机物的目的。现阶段结果表明：焦化废水经脉冲放电处理后，有机物大分子被破坏成小分子，废水的生物降解性大为提高，进一步用活性污泥法处理后，水中氰化物、酚及CODCr浓度均有降低。
5、结语
焦化污水处理主要以AA/O生化处理为主，该技术越来越成熟，实现了焦化厂外排废水全面达到GB13456- 92 中的二级标准， 并在实际运行中体现了投资少、运行成本低、二次污染轻的特点。该技术的开发应用开创了高效率、低投入、低成本治理焦化废水新的尝试， 为国内焦化企业的废水治理起到了良好的示范作用。
参考文献：
[1] 马卫超.焦化厂污水处理现状及工艺指标控制[J].科学大众·科学教育，2009.
[2] 李 柳，王 晴，刘巨猛.焦化廢水处理工艺进展[J].燃料与化工，2009，40（6）：35-39.
[3] 傅爱国，王林平.用AA/O新工艺处理焦化废水[J].工业安全与环保，2003，29（1）.
[4] 孙宏蕾，方蔚，肖游等.焦化厂污水处理工艺[J].煤化工，2005.
[5] 张振国.焦化废水的水质特点及处理工艺的选择[C].科技论坛.
[关键词]：焦化 污水处理 AA/O技术
中图分类号：U664.9+2 文献标识码：U 文章编号：1009-914X（2012）32- 0336-01
前言：
焦化污水又称酚氰废水，它是在煤的高温干馏、煤气净化以及化工产品精制过程中所产生的废水，水质随原煤组成和炼焦工艺而变化，是一种典型的难降解有机废水。废水中含有焦油、酚、氰、氨及大量有机物，其成分复杂，毒性大，这些微量有机物中有的已被确认为致癌物质，且不易被生物降解，这种高浓度有毒废水正是焦化厂污水处理的重点[1]。
1、焦化污水来源
焦化污水主要由以下三部分污水汇合而成：一是剩余氨水，它是在煤干馏及煤气冷却中产生的废水，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废水，如煤气终冷水和粗苯分离水等；三是在焦油、粗苯精制过程等产生的废水。另外焦化废水又是含高浓度NH3-N 的废水因而大多数焦化厂面临排污的两个主要问题是：CODcr不能达标和 NH3-N 严重超标[2]。
2、AA/O基本原理
AA/O工艺是生物脱氮技术之一。其基本原理是在有机氮转化为氨氮基础上， 通过硝化反应将氨氮转化为亚硝酸氮、硝态氮， 再通过反硝化反应将硝态氮转化为氮气从水中逸出而达到脱氮目的。而AA/O 是在A/O工艺基础上在A池前增设细菌厌氧过程， 通过细菌厌氧作用， 把焦化废水中的多环有机物开环， 酸化水解成低分子有机酸， 大大提高水的可生化性， 从而使处理效果比A/O法提高[3]。
2.1 硝化反应
即O池过程， 将氨氮转化为硝酸盐氮的过程； 包括2个基本步骤， 第一阶段是由亚硝酸菌将氨氮转化为亚硝酸盐（ NO2-） 称为亚硝化反应：NH4++1.5O2 → NO2-+2H++H20
第二阶段是由硝酸菌将亚硝酸盐进一步氧化为硝酸盐称硝化反应：NO2-+0.5O2 →NO3-
2.2 反硝化反应
主要作用是在缺氧条件下， 将硝化过程中产生的亚硝酸和硝酸盐在反硝化细菌作用下， 利用有机物作为碳源及电子供体还原成氮气从水中逸出达到脱氮目的， 其反应式如下：
NO3- + 3H（ 电子供体有机物） → 0.5N2+ H2O+ OH-
NO2- + 3H（ 电子供体有机物） → 2N2+ H2O+ OH-
3、AA/O工艺流程
3.1 预处理
预处理[4]保证污水水质和水量不产生大的波动，在进入生化曝气池前降低污水中的油类物质和氰化物，避免生化处理装置受油污染及高负荷冲击。预处理主要采用气浮法。废水中乳化油类及其他一些粒径很小的疏水性悬浮物，密度近似于1g·cm-3靠自身重量难以沉降。此时通过溶气装置在水中释放出大量微气泡，利用微气泡的表面张力，将悬浮油类、杂质黏附在一起，靠气泡的浮生作用上浮出水面膜与废水分离，从而达到除油和细小微粒杂质的目的。
3.2 厌氧水解酸化池
水解酸化的作用[5]是提高焦化废水的可生化性。复杂物料的厌氧降解过程可分为水解、发酵（或酸化）、产乙酸和产甲烷4个阶段。在两段厌氧处理中，水解和酸化往往作为一个独立的阶段。水解酸化对于焦化废水的处理十分必要，难降解的多环芳烃和杂环化合物经水解和产酸能转化为简单的低分子有机物，为后续的处理提供易于氧化分解的有机底物，即提高废水的可生化性。消除了喹啉、吲哚对好氧微生物初期的抑制作用，提高了喹啉 、吲哚、萘、联苯等的好氧降解性能。
3.3 缺氧池[6]
缺氧池是生化处理的核心设施之一， 厌氧池出水与二沉池回流水混合， 经泵加压后进入缺氧池， 缺氧池中设有组合填料， 该填料挂有经过培养驯化的厌氧化生物膜， 反硝化菌以废水中的有机物为碳源， 以回流水中的硝态氮为氧源， 进行反硝化反应， 使回流水中的硝态氮还原成氮气逸出， 同时废水中的COD也得到一定程度的降解。
3.4 好氧池
好氧池是在好氧生物作用下反应的。好氧生物处理指在提供游离氧的前提下，以好氧微生物降解废水中有机物的以一种无毒化处理方法。有机物被微生物摄取后，通过代谢活动，一方面被分解，并提供微生物生命活动所需能量，另一方面，被转化合成新的细胞质的组成部分，即微生物自身繁殖（产生新的活性污泥）。好氧池中氨氮被氧化成硝酸盐类，富含硝酸盐类的废水回流到缺氧池再反应将硝酸盐类中氮转化为氮气逸出，从而达到脱氮的目的，有机物被其他好氧菌代谢成CO2和H2O等。
3.5 二沉池及泥水回流系统
二沉池主要是用来分离曝气池的泥水混合液， 分离后的出水进入二沉池出水配水井。配水井出水分两部分： 一部分作为为缺氧池提供硝态氮回流水， 这部分自流到前端布水器室内的回流水泵吸水井内， 经泵提升通过旋转布水器和布水管进入缺氧池中， 另一部分溢流到混凝处理系统进一步处理。正常运转时，污水回流比一般控制在3～5 倍。
4、焦化污水处理新技术
4.1 超临界水氧化法
超临界水是指温度和压力都高于其临界点的水，当温度高于临界温度374.3℃，压力大于临界压力22.1MPa 时，水的性质发生了很大的变化，水的氢键几乎不存在，具有极低的界电常数和很好的扩散、传递性能，具有良好的溶剂化特征。该法在20世纪80年代初由美国学者Modell提出，在很短的时间内，废水中99%以上的有机物能迅速被氧化成H2O、CO2、N2和其他无害小分子。在国外，此项技术受到了特别的重视，在国内，该项研究尚处于起步阶段。
4.2 辐照法
魏新利等人采用超声波、Fenton试剂与絮凝联用进一步处理焦化生化出水，出水达到国家一级排放标准。曲晓萍等人用活性炭- 微波辐射法处理武汉某钢厂生化后的焦化废水，活性炭有效地吸收微波能量，使得活性炭表面产生一些“热点”，“热点”的温度可达到1000℃以上，当废水中的有机物被吸附到这些热点附近时就可能被催化氧化而被除去。
4.3 等离子体处理技术
等离子体处理技术的原理是：在毫微秒高压脉冲作用下，气体间隙产生放电等离子体，放电等离子体中存在大量高能电子，这些高能电子作用于水分子产生大量的水合电子、OH·、O·等强氧化基团来氧化水中有机物，从而达到降解有机物的目的。现阶段结果表明：焦化废水经脉冲放电处理后，有机物大分子被破坏成小分子，废水的生物降解性大为提高，进一步用活性污泥法处理后，水中氰化物、酚及CODCr浓度均有降低。
5、结语
焦化污水处理主要以AA/O生化处理为主，该技术越来越成熟，实现了焦化厂外排废水全面达到GB13456- 92 中的二级标准， 并在实际运行中体现了投资少、运行成本低、二次污染轻的特点。该技术的开发应用开创了高效率、低投入、低成本治理焦化废水新的尝试， 为国内焦化企业的废水治理起到了良好的示范作用。
参考文献：
[1] 马卫超.焦化厂污水处理现状及工艺指标控制[J].科学大众·科学教育，2009.
[2] 李 柳，王 晴，刘巨猛.焦化廢水处理工艺进展[J].燃料与化工，2009，40（6）：35-39.
[3] 傅爱国，王林平.用AA/O新工艺处理焦化废水[J].工业安全与环保，2003，29（1）.
[4] 孙宏蕾，方蔚，肖游等.焦化厂污水处理工艺[J].煤化工，2005.
[5] 张振国.焦化废水的水质特点及处理工艺的选择[C].科技论坛.