A2/O工艺+MBR膜生物反应器处理焦化废水

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【摘 要】利用 “a2/O”工艺和mbr膜生物反应器工艺处理焦化废水。单独使用“A2/O”工艺对我厂焦化废水进行处理后，出水氨氮、悬浮物、COD都无法达到国家排放标准。通过改造将“A2/O”工艺出水通过MBR膜生物反应器深度处理后，出水各指标改善明显，达到国家排放标准。

【关键词】A2/O工艺；MBR膜生物反应器；焦化废水；氨氮

在焦炭生产过程中，产生的废水如剩余氨水、终冷水、粗苯分离水等含有大量酚、氰、苯、氨氮、硫化物、油类等有毒有害物质。传统活性污泥法对废水中酚氰脱除效果明显，可以达到国家排放标准，但对COD、氨氮和悬浮物去除效果较差。我厂对2#生化系统工艺进行改造，采用“A2/O”工艺+MBR膜生物反应器处理焦化废水。

1 工艺原理

我厂现有三套废水处理系统，其中1#和2#系统采用A2/O工艺，3#系统采用A-O-O工艺。后因干熄焦全部投产，废水外排被限制，因此将2#系统改为A2/O+MBR膜生物反应器工艺。改造后工艺流程图如图1：

1.1 厌氧段

厌氧过程主要是将废水中难降解的大分子有机物水解酸化，来提高废水B/C比。研究表明焦化废水中一些难生物降解有机物，如喹啉、萘、二联苯等经厌氧酸化处理后减少较多。

1.2 缺氧段

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达到脱氮目的，其反应式如下：

NO3-+3H+1/2N2+H2O+OH-

NO2-+3H+1/2N2+H2O+OH-

1.3 好氧段

将氨氮转化为硝酸盐氮的过程，包括两个基本步骤，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++3/2O2NO2-+2H++H2O

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-+1/2O2NO3-

1.4 MBR膜生物反应器

将浸入式膜组件放入由二沉池改造的膜池内，通过负压膜泵抽吸，将泥水分离。膜丝采用进口三菱PE中空纤维膜，膜丝表面孔径0.4μm，性质稳定。

该系统泥龄和水力停留时间可以完全独立控制，耐冲击负荷，代替传统的活性污泥法中的二沉池，解决了活性污泥浓度高、出水水质差等问题。

同时膜生物反应器污泥停留时间长，也有利于硝化细菌增殖，强化了系统对氨氮去除能力。

改造后的工艺集合了A2/O工艺稳定、运行方便的优点。出水指标氨氮、COD和悬浮物去除效果明显提高。改造后系统出水指标前后变化如表1。

2 控制指标

2.1 溶解氧

根据对A2/O系统好氧段、厌氧段、缺氧段溶解氧的长期监测，结果表明：好氧池溶解氧长期徘徊在3.0～5.0mg/L，而厌氧段的溶解氧介于0.5～1.0 mg/L之间，缺氧段的DO始终低于 0.5mg/L。

近年国外一些处理厂采用氧化还原电位计ORP作为A2/O系统的一个控制参数，收到了良好效果。[1]我厂3#系统也在A-O-O系统缺氧段安装了ORP在线测定仪表。要保证良好的脱氮除磷效果，缺氧段ORP值应控制在-100 mV左右。

2.2 pH值

硝化细菌对pH值适应范围是7.0～8.5。由于硝化过程本身释放H+，废水本身碱度逐渐消耗，硝化过程需要一直补充碱度，维持硝化反应正常进行。反硝化反应最适宜的pH值是6.5～8.0，反硝化反应产生碱度，可以为后续的硝化反应补充一部分碱度。

2.3 膜丝污染

生物反应器所采用的PE膜使用寿命为3～4年，膜丝老化及污染主要表现就是膜通量下降[2]。膜污染一般来源于滤饼层、溶解性有机物质和微生物污染三个方面[3]。在运行过程中，如果膜通量降低，膜泵负压升高（>0.03MPa），就需要对膜组件进行清洗。

3 结论

我厂2#生化自改造完成，系统运行较稳定，出水指标如COD、SS和氨氮等都有了较明显的改善。但仍有像膜通量下降快、膜丝清洗周期短、好氧池泡沫较大等问题需要改善。从近几年国家环保政策看，废水排放指标日趋严格，改良现有水处理工艺和开发新工艺势在必行。

【参考文献】

[1]王绍文.提高焦化废水生化处理效率的途径和对策[J].中冶集团冶建总院环保研究设计院，2002.

[2]顾国维，何义亮.膜生物反应器在污水处理中的研究和应用[M].北京：化学工业出版社，2002.

[3]葛元新，朱志良.MBR膜的污染及其清洗技术研究进展[J].清洗世界，2005.

[4]刘锐，黄霞.一体式膜生物反应器运行中膜污染的控制[J].环境科学，2000，21（2）：58-61.

[5]王绍文，钱雷，等.焦化废水无害化处理与回用技术[M].冶金工业出版社，2005.