焦化廢水是一種典型的難降解有機(jī)廢水，主要是在煤高溫?zé)捊埂⒚簹鈨艋�、產(chǎn)品回收及焦油、粗苯精制過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢水。焦化廢水水量大，水質(zhì)復(fù)雜，含有焦油、苯、酚、氰化物、氨氮、硫化物等污染物，是典型的有毒、有害的工業(yè)廢水。以前，我國有相當(dāng)比例的焦化廠采用傳統(tǒng)的活性污泥法處理焦化廢水，這種方法是讓生物絮凝體及活性污泥與廢水中的有機(jī)物充分接觸;溶解性的有機(jī)物被細(xì)胞所吸收和吸附，并最終氧化為最終產(chǎn)物(主要是CO2)。非溶解性有機(jī)物先被轉(zhuǎn)化為溶解性有機(jī)物，然后被代謝和利用。但是采用該方法，出水中的酚、氰、BOD5基本達(dá)標(biāo)，而CODCr、NH3-N等污染物指標(biāo)均難于達(dá)標(biāo)，特別是對NH3-N污染物，幾乎沒有降解作用。過量CODCr和NH3-N超標(biāo)排放對人類、水產(chǎn)、農(nóng)作物都構(gòu)成了很大危害。

近年來我國焦化行業(yè)隨著鋼鐵生產(chǎn)的快速增長取得了長足發(fā)展，我國在躍居世界焦炭第一生產(chǎn)大國的同時(shí)，焦化廢水的超標(biāo)排放也對環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。如何加快焦化污水的治理力度，推進(jìn)清潔生產(chǎn)的步伐，已成為焦化行業(yè)當(dāng)前極為緊迫的任務(wù)。

1我國焦化廢水脫氮治理現(xiàn)狀

近年來，人們從微生物、反應(yīng)器及工藝流程幾方面著手，研究開發(fā)了生物強(qiáng)化技術(shù)：生物流化床，固定化生物處理技術(shù)及生物脫氮技術(shù)等。

這些技術(shù)的發(fā)展使得大多數(shù)有機(jī)物質(zhì)實(shí)現(xiàn)了生物降解處理，出水水質(zhì)得到了很大改善，使得生物處理技術(shù)成為一項(xiàng)很有發(fā)展前景的廢水處理技術(shù)。本文僅對焦化廢水脫氮卓有成效的方法——生物脫氮技術(shù)進(jìn)行介紹。

2生物脫氮技術(shù)及其應(yīng)用

焦化廢水處理的主要目的是去除廢水中的CODCr和NH3-N，生物脫氮技術(shù)是較經(jīng)濟(jì)、實(shí)效、無污染轉(zhuǎn)移、易操作掌握的典型工藝技術(shù)。它是利用微生物的生物化學(xué)作用，將廢水中的氨氮經(jīng)硝化和反硝化反應(yīng)，轉(zhuǎn)變成無害的氮?dú)舛�除去。生物脫氮的機(jī)理是廢水中的氨氮在好氧的條件下，首先被氧化為亞硝酸鹽和硝酸鹽，此過程被稱為硝化反應(yīng)，然后在缺氧的條件下被反硝化菌還原為氮?dú)�，�?shí)現(xiàn)總氮的脫除，這個(gè)過程稱為反硝化反應(yīng)。

目前用于焦化廢水生物脫氮的工藝主要有缺氧-好氧(A/O)法、厭氧-缺氧-好氧(A-A/O)法和SBR法等，另外A/O-O法也是A/O工藝的延伸,同屬于以缺氧-好氧為基本流程的生物脫氮工藝。

2.1：A/O法

A/O工藝流程是廢水首先進(jìn)入缺氧池，然后進(jìn)入好氧池，沉淀池上層清液部分回流至缺氧池，污泥則回流至好氧池。在好氧池中，發(fā)生硝化反應(yīng)，氨氮被氧化為亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮，在缺氧池中，回水中的硝態(tài)氮與原水中的有機(jī)碳發(fā)生反硝化反應(yīng)，硝態(tài)氮被還原為氮?dú)舛�逸出，�?shí)現(xiàn)總氮的脫除和CODCr的降解。劉柒變等通過對A/O法處理焦化廢水中氨氮的工藝及影響因素的研究，認(rèn)為控制較高的pH值，較長的污泥齡及C/N>2.86等參數(shù)，有利于提高脫氮效率。另外，溫度和回流比也是重要的影響因素。

合肥鋼鐵集團(tuán)公司焦化廠、安陽鋼鐵公司焦化廠、昆明焦化制氣廠采用A/O(缺氧/好氧)法生物脫氮工藝，運(yùn)行結(jié)果表明該工藝運(yùn)行穩(wěn)定可靠，廢水處理效果良好，但是處理設(shè)施規(guī)模大，投資費(fèi)用高。上海寶鋼焦化廠將原有的A/O生物脫氮工藝改為A/O-O工藝，污水處理效果優(yōu)于A/O工藝，運(yùn)行成本有所降低，效果明顯。山西某焦化廠采用A/O法為主的工藝處理焦化廢水，經(jīng)過污泥的培養(yǎng)、馴化、調(diào)試運(yùn)行，外排水中的主要污染物指標(biāo)達(dá)到了《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)中的一級標(biāo)準(zhǔn)，CODCr和NH3-N去除率達(dá)90%-96%。

2.2：A-A/O法

該工藝特點(diǎn)在于在一般缺氧/好氧工藝的基礎(chǔ)上增加厭氧工段。在厭氧段，廢水中難以降解的有機(jī)物開環(huán)變?yōu)殒湢罨�合物，鏈長的化合物開鏈為鏈短的化合物。這些有機(jī)物進(jìn)入缺氧段就能成為可利用的碳源，因而處理效果較A/O法好，且勿需投加碳源，氨氮去除率大于60%，但厭氧段的操作條件較難控制。楊平對攀鋼焦化廢水進(jìn)行了A-A/O法生物脫氮中試研究，試驗(yàn)表明，流化床生物脫氮A-A/O法工藝處理焦化廢水氨氮具有較好的效果，進(jìn)水氨氮平均470mg/L,出水平均10.33mg/L,達(dá)到了一級排放標(biāo)準(zhǔn)。

3焦化廢水脫氮技術(shù)的優(yōu)化工藝

焦化廢水的排放破壞了生態(tài)環(huán)境，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，給焦化企業(yè)的生存和社會環(huán)境帶來了巨大壓力。焦化廢水作為一種典型的含有難降解有機(jī)物工業(yè)廢水，其治理技術(shù)與工藝改進(jìn)已成為業(yè)內(nèi)熱點(diǎn)課題。針對現(xiàn)有A/O脫氮工藝的缺陷，優(yōu)化并開發(fā)新型脫氮工藝勢在必行。

3.1：A/O-O工藝

目前國內(nèi)生物脫氮技術(shù)存在的共性難題主要是細(xì)菌成活率較低，處理規(guī)模偏小，脫氮效率不穩(wěn)定，凈化效果較差。近10余年來，我國多家焦化企業(yè)在應(yīng)用A/O工藝的基礎(chǔ)上，對生物脫氮技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化為A/O-O工藝，該工藝的特點(diǎn)是可以適當(dāng)?shù)乜刂频谝缓醚醵?O1)的溶解氧的量,該段沒能完全氧化的氨氮及COD保證在第二好氧段(O2)進(jìn)一步氧化,不但提高了對廢水中污染因子的降解能力,而且還降低了運(yùn)行成本。

3. 2：SBR工藝

A/O 法雖然處理效果好，但工程投資大、運(yùn)行費(fèi)用高。SBR 工藝是一種間歇運(yùn)行的活性污泥法廢水處理工藝，是對A/O 法的改進(jìn)，它在同一反應(yīng)器內(nèi)，通過程序化控制充水、曝氣反應(yīng)、沉淀、排水、排泥等5 個(gè)階段，順序完成缺氧、厭氧和好氧過程，實(shí)現(xiàn)對廢水的生化處理。實(shí)踐證明SBR 生物脫氮工藝是一種新的、不需要外加碳源的脫氮方法，具有操作靈活、能適應(yīng)多種處理要求的新工藝。為提高焦化廢水的可生化性，先通過缺氧反應(yīng)，再進(jìn)入SBR 反應(yīng)系統(tǒng)，從而形成了缺氧-SBR 法。SBR 工藝用于生物脫氮時(shí)，可獲得比常規(guī)活性污泥法好得多的效果。羅建中等對此方法進(jìn)行了研究，試驗(yàn)結(jié)果表明：先對焦化廢水進(jìn)行曝氣吹脫，10 h 氨氮去除率達(dá)73.7%;用缺氧-SBR 工藝處理焦化廢水，進(jìn)水質(zhì)量濃度COD 1 474 mg/L ，NH3-N 826.8 mg/L 時(shí)，缺氧SBR 10 h ，曝氣SBR 10 h，沉降2 h ，出水COD 186 mg/L，NH3-N 290.25 mg/L ，去除率分別達(dá)到88%和65% 。

4 結(jié)語

焦化生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水，給環(huán)境帶來持久性有機(jī)污染物的危害已經(jīng)出現(xiàn)，加劇了我國環(huán)境形勢的嚴(yán)峻性，焦化廢水脫氮治理的這一世界性環(huán)保難題，我國目前采用的A/O 法，技術(shù)手段尚有局限，必須優(yōu)化其工藝路線并開發(fā)新的污水凈化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)焦化廢水處理的高效化、大型化和實(shí)用化。焦化企業(yè)要嚴(yán)格執(zhí)行環(huán)境保護(hù)的基本國策，加大廢水治理力度，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展，創(chuàng)建節(jié)約型“清潔型”循環(huán)發(fā)展型的焦化企業(yè)。