焦化污水处理AAO系统的优化运行

　　摘要：通过对焦化废水的处理过程中改造处理系统的工艺后的研究，进而优化AAO系统的操作，促使污水处理系统有效而稳定的运行。保持了焦化废水达标回用的可持续性，为焦化废水处理的进一步控制，实现焦化废水零排放，走清洁生产、绿色焦化之路，提供了一定的宝贵的实践经验。

　　关键词：焦化废水;AAO工艺;优化运行

　　焦化废水成分复杂，主要是蒸氨废水、化产回收和精制过程中产生的废水、煤气水封水等。AAO系统主要就是针对氨氮和CODcr的处理，AAO系统开车运行后，CODcr和氨氮处理效果不稳定，春夏秋三季系统因负荷轻，运行比较稳定;在气温低的冬季，出水各指标经常超标，甚至出现系统运行失控的状况等问题，但是经过数年的生产实践，我们总结出一些在冬季如何稳定正常运行污水处理系统的经验。

　　焦化废水中的一些污染物对AAO系统的影响较大，如：酚、氰、硫氰酸根、硫化物、氨等，所以要严格控制进入AAO系统的各污染物浓度，以免对系统造成较大负荷，影响系统的正常运行。因我公司煤气脱硫脱氰效果较好，废水中的硫化物、氰化物浓度较低，且脱硫废液采取入焦炉焚烧，进入AAO系统的量较少，进水的氰、硫氰酸根、硫化物量少、浓度低，对AAO系统的影响不大，影响系统运行的主要因子为酚、氨氮、COD等，酚、硫化物、氨氮、CODcr的焦化废水(集水池原水)浓度范围如表1所示。实际运行中AAO系统的进水(调节池)浓度范围如表2所示。

　　表1焦化废水各污染物浓度范围

　　污染物 浓度(mg/L)

　　挥发酚 400～600

　　硫化物 10～35

　　氨氮 300～500

　　CODcr 3000～5000

　　表2实际运行中AAO系统的进水(调节池)浓度范围

　　污染物 浓度(mg/L)

　　挥发酚 120～180

　　硫化物 5～10

　　氨氮 50～100

　　CODcr 1000～1500

　　自AAO系统开车运行以来，系统污泥对酚的适应能力比较强，对酚的去除率一直在99%以上，出口酚浓度全部达标，故认为酚对AAO系统的影响较小。而AAO系统对硫化物的去除率一般不稳定，尤其是当硫化物进水浓度较高时，系统受影响程度渐大，出水硫化物浓度大多超标(大于1mg/L)。至于CODcr，自开车运行以来，进入AAO系统的浓度大致维持在1000～1500mg/L之间，出水不稳定，属于对系统影响较大的因素，而氨氮的浓度对系统影响也很大，当进入系统的氨氮浓度较长时间大于150mg/L时，出水氨氮浓度就会升高，甚至超标(>25mg/L)，一旦出现该种情况如果没有采取有效措施进行调控，很可能在此后的数周出水情况很难得到改善。综合上述系统运行的实际情况，认为影响系统运行好坏的重要因素是氨氮和CODcr浓度，尤其是在气温低下的冬季，进水氨氮和CODcr浓度的影响程度更大。

　　在2006年3月，由于煤气管道一个水封堵塞，不能及时进行排水，管道中沉积的数吨高浓度废水一次性排入集水池，氨氮浓度相当高，使得集水池原水中氨氮浓度增加数倍，集水池中氨氮浓度居高不下，AAO系统受到强烈的冲击，由于多方面的原因，没能及时采取有力的措施，进行有效的调节，出水各主要指标不合格(尤其是氨氮)，污泥中主要微生物数量急剧下降，系统基本上处于崩溃状态，2006年1—4月污水处理系统进出口氨氮浓度如表3所示。

　　表3污水处理系统进出口氨氮浓度

　　污染物 取样点 1月 2 3月 4月

　　氨氮(mg/L)

　　原水 351.3 431.5 535.3 497.9

　　进水 139 144.8 184.7 186

　　出水 85 49.4 73.1 115.3

　　注：出水达标要求氨氮浓度≤25mg/L。

　　由表3可以看到：1月份至4月份出口氨氮浓度均超标，去除效果很低，系统处于失控状况。出现这种状况之后，公司于4月中旬成立了攻关小组，进行优化调试，以期在短时间使AAO系统恢复正常。攻关小组在认真分析了出现这种状态的原因之后，认为主要出现的影响因素有：(1)煤气水封水中的污染物浓度和量(尤其是氨氮)大量增加;(2)因气温低，絮凝剂和混凝剂活性低，使得沉降效果不佳，预处理效果受到很大影响;(3)细菌活性受影响，生命活动不活跃，污泥增长速度缓慢，降解污染物的能力下降及沉降效果差等，最终导致出水超标。

　　针对上述分析出的主要原因，我们采取了以下措施进行调整：

　　(1)每天(包括周六、周日)对集水池的水样进行分析，注意集水池浓度的变化(主要是了解氨氮和CODcr浓度变化)和水位高低，控制集水池进入铁凝反应池的流量和浓度。

　　(2)针对温度低的情况，选择了更高浓度、高效性的复合净水剂(波美度由原先的35度提高到42度)和高分子PAM(分子量由1500万提高到1800万)，提高混凝反应效果，缩短沉降时间;根据原水的进水流量调节复合净水剂，观察加药之后的反应情况，当铁凝反应池中出现大颗粒高浓度矾花时为较好效果;铁凝系统要及时排渣，遇到沉渣多时，可适当增加排泥次数，确保污水有足够的沉淀时间，达到较好沉淀效果;调节文丘管，使气浮池面上有白色细小泡沫浮出为佳，刮板机每20～30min刮1次，开带式压滤机时要求增加刮泥次数，保证预处理效果，降低AAO系统的负荷。

　　(3)控制调节池操作pH值在7～8之间，进水浓度的变化不大于(+/-)20%，根据浓度，配加工业水，尽量均衡进水;若浓度过高，可加大工业水配比或降低进水流量。

　　(4)AAO系统的调节：在1—4月份CODcr浓度较稳定，但进入系统的碳氮磷比例严重失调，需要人为进行有效调节，使碳氮磷比例符合细菌生命活动的较适合状态。调节碳氮磷比例的主要手段有：1)降低氨氮浓度：控制好上游污水排放部门对污水的有序排放，保证来水浓度和流量的稳定;开好蒸氨塔提高蒸氨效果，从源头降低氨氮浓度;2)提高碳源：根据每天分析结果，及时调节药剂(碳酸钠和葡萄糖)投加量;3)严格按照C：N：P比例决定磷的投加量;4)及时调节污泥回流量和各池及时排泥。

　　除了要满足细菌生命活动所需主要营养物质外，适宜的生存条件的满足也很重要，如：pH值、DO、温度等，因此要求每班操作工要做到：

　　(1)每班测定一次好氧池中的溶解氧浓度，根据微生物生长的需要调节曝气管阀门的开度来调节好氧池中溶解氧浓度，使之适合水解、硝化和反硝化的需要。

　　(2)调节碱的投加量，主要是NaOH和Na2CO3，为硝化和反硝化反应提供充足的碳源和适宜的pH值，同时做好排泥工作，保证系统污泥浓度稳定。

　　采取了以上措施，数周以后(5月中旬)，AAO系统的缺氧池、好氧池中微生物开始活跃，污泥的生长速度大大加快，好氧池出水中硝酸根氮大量出现，好氮池中硝化反应活跃，系统出水出现轮虫，表明水质好转，污水处理系统基本恢复了正常，具体情况如表4所示。

　　表4污水处理系统的运行效果

　　污染物 取样点 5.11 5.12 5.13 5.14 5.15 5.16 5.17 5.18 5.19

　　氨氮(mg/L) 原水 168.0 197.4 172.9 165.2 161.0 179.5 196.0 205.1 224.0

　　进水 56.1 69.0 57.4 77.8 63.4 63.3 76.3 98.0 88.9

　　出水 50.3 49.3 42.4 33.5 21.0 15.8 2.0 未检出 未检出

　　注：出水达标要求氨氮浓度≤25mg/L。

　　表4很清楚地显示，经过调整之后，污水处理系统的进水氨氮浓度相对稳定，出水也随之逐步好转，5月15日污水系统出水的氨氮浓度已经达标，系统运行逐渐正常。实际运行中，在其后的半年，出水氨氮和CODcr浓度基本达标，系统运行情况良好。

　　由于上述的一些措施在系统运行中起到了很好的运行效果，我公司对在冬季的系统运行的操作要求在原有的操作要点基础上，进行了归纳增补，有效增补措施如下：

　　(1)与供货方联系，要求增加预处理中复合凝聚剂的浓度和PAM分子量，尽可能将硫化物和大分子有机物在预处理中去除，并提高CODcr的去除率，保证预处理反应效果;

　　(2)适当提高蒸氨废水的出口温度，即提高了预处理原水的温度，有利于铁凝反应池的反应进行;

　　(3)在厌氧池、好氧池中通入蒸汽，提高各池污水温度，维持在30℃左右，为微生物提供适宜生长环境，保持微生物的活性，保持污染物降解效果;

　　(4)增加双休日采样分析频次，要求操作工及时进行处理量和浓度的调节，解决双休日管理上的薄弱环节，保证AAO进水的稳定性;

　　(5)严格控制蒸氨废水中的氨氮含量(要求蒸氨废水中氨氮含量不大于150mg/L)，只要保证蒸氨废水中氨氮含量保持稳定，进水中氨氮浓度就基本稳定。

　　经过3年多来的生产实践，证明以上措施是切实可行的，我们已将这些措施写入操作规程，并对操作工进行了培训，保障污水处理的正常化。按照新的操作规程，2006年、2007年、2008年冬季污水处理系统运行正常，出水情况良好。在此我们列举一下优化运行当年和次年具体情况，如表5、表6所示。

　　表52006年11月—2007年2月污水处理系统的运行效果

　　取样点污染物ppm 2006年11月 2006年12月 2007年1月 2007年2月

　　氨氮 CODcr 氨氮 CODcr 氨氮 CODcr 氨氮 CODcr

　　原水 258.8 4680 271.3 3506 245.0 3699 408.8 3338

　　进水 103.1 1318 87.1 1233 91.1 1238 132.2 1032

　　出水 1.5 132 8.84 126 2.1 131 1.5 116

　　表62007年11月—2008年2月污水处理系统的运行效果

　　取样点污染物ppm 2007年11月 2007年12月 2008年1月 2008年2月

　　氨氮 CODcr 氨氮 CODcr 氨氮 CODcr 氨氮 CODcr

　　原水 306.7 5415 447.8 6193 390. 5164 348.3 4186

　　进水 87.5 138 133.4 1568 161.4 1807 131.1 1714

　　出水 1.5 127 3.8 143 2.7 130 0.4 143

　　注：出水达标要求氨氮浓度≤25mg/L，CODcr≤150mg/L。

　　历经3年的实践说明，污水处理系统的改进后的优化处理比较成功，系统运行比较稳定，出水可长期达标回用，效果显著。在优化AAO系统后，真正抓住了操作要点，提高了抗冲击性，稳定了运行效果，有效保证了出水的达标回用，保持了焦化废水达标回用的可持续性，为焦化废水处理的进一步控制，实现焦化废水零排放，走现代化企业生产、绿色企业之路，提供了一定的宝贵的实践经验。

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