焦化廢水處理A2 O2工藝原理

焦化廢水處理A2/O2工藝原理A2/O2工藝原理A2/O2工藝的前身是A2/O工藝，它是在A2/O工藝的后面加二級好氧法，以進一步提高有機物的去除率和氨氮的硝化率。A2/O是Anaerobic-Anoxic-Oxic的英文縮寫，它是厭氧—缺氧—好氧生物脫氮除磷工藝的簡稱。A2/O工藝于70年代由美國專家在厭氧—好氧除磷工藝（A/O）的基礎上開發(fā)出來的，其核心是在厭氧-好氧工藝（A/O）中間加一缺氧池，將好氧池流出的一部分混合液回流至缺氧池前端。該工藝同時具有脫氮除磷的目的。A2/O工藝流程如圖2所示。出水廢水出水剩余污泥堿硝化液回流二沉池好氧池（硝化）缺氧池（脫氮） ）厭氧池活性污泥回流剩余污泥堿硝化液回流二沉池好氧池（硝化）缺氧池（脫氮） ）厭氧池活性污泥回流圖2A2-O工藝流程厭氧段（A1段）廢水首先流入?yún)捬醭?，在兼性厭氧菌和專性厭氧菌的作用下，廢水中的有機物被分解成沼氣和被吸收轉(zhuǎn)變成微生物的軀體，以污泥的形式得以去除。另外，NH3--N因細胞的合成而被去除一部分，使廢水中的NH3--N濃度下降，但NO3--N含量沒有變化。而且，厭氧過程還能大大地改善廢水中難以直接用好氧生化法降解的苯、蒽醌類有機物的可化生性，提高后續(xù)生物氧化法的處理效率。由于該工業(yè)廢水的磷含量不高，該厭氧段的主要目的主要是去除有機物及改善廢水的可生化性。生物反硝化脫氮過程（A2段）經(jīng)過厭氧反應的廢水進入缺氧池中，同時還有一部分通過好氧處理的硝化液（混合液）回流到缺氧池，在缺氧池內(nèi)進行反硝化。反硝化菌氧化有機物的同時，將混合液中的亞硝態(tài)氮和硝態(tài)氮還原為氮氣而除去。反硝化過程是在缺氧條件下，異養(yǎng)型反硝化細菌將廢水中NO3-N，還原為N2之過程，其生物化學反應式為:6NO3-十2CH3OH→6NO2-十2CO2十4H2O6NO2-十3CH3OH→3N2十3CO2十3H2O十60H-N2難溶于水，經(jīng)鼓氣，得以吹脫。影響反硝化的主要因素：(1)溫度溫度對反硝化的影響比對其它廢水生物處理過程要大些。一般，以維持20～40℃為宜。若在氣溫過低的冬季，可采取增加污泥停留時間、降低負荷等措施，以保持良好的反硝化效果；(2)pH值反硝化過程的pH值控制在7.0～8.0；(3)溶解氧氧對反硝化菌有抑制作用。一般在反硝化反應器內(nèi)溶解氧應控制在0.5mg/L以下(活性污泥法)或1mg/L以下(生物膜法)；(4)有機碳源NO3-在生物還原過程中為電子受體，完成此還原過程，在缺氧條件下，廢水中必須有足夠的電子供體，包括與氧結(jié)合的氫源和異養(yǎng)硝化菌所需的有機碳源。當廢水中含足夠的有機碳源，BOD5/TN＞3～5時，可無需外加碳源。當廢水所含的碳、氮比低于此比值時，則需另外投加有機碳源。外加有機碳源多采用甲醇。此外，還可利用微生物死亡自溶后,釋放出來的那部分有機碳，即"內(nèi)碳源"，但這要求污泥停留時間長或負荷率低，使微生物處于生長曲線的靜止期或衰亡期，因此池容相應增大。好氧生物硝化過程（O1段）在好氧池中，有機物被微生物生化降解，去除率較高。同時，廢水中的氨氮被硝化菌氧化為亞硝酸鹽和硝酸鹽。通過硝化后另一部分混合液經(jīng)二沉池進行固液分離，清液進一步處理后排放，污泥部分回流到厭氧池。廢水中之NH3，在好氧條件下，自養(yǎng)型亞硝化菌與硝化菌將NH3氧化為NO3—N的過程，是生物脫氮的第一步,其生物化學反應式為:亞硝化單胞菌2NH4++3O2-------------2NO2-+4H2O+4H+硝化桿菌2NO2++O2-------------NO3-在硝化過程中，1g氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮時需氧4.57g；釋放出H+，硝化菌在硝化放能過程中，獲得能量同時，部分氨被同化為細胞組織，需消耗廢水中的堿度，每氧化lg氨氮，將消耗堿度(以CaCO3計)7.lg。硝化反應綜生物化學反應式：11NH4++37O2+4CO2+HCO3-C5H7NO2+21NO3-+20H2O+42H+影響硝化過程的主要因素有：(1)pH值當pH值為8.0～8.4時(20℃)，硝化作用速度最快。由于硝化過程中pH將下降，當廢水堿度不足時，即需投加石灰，維持pH值在7.5以上；(2)溫度溫度高時，硝化速度快。亞硝酸鹽菌的最適宜水溫為35℃，在15℃以下其活性急劇降低，故水溫以不低于15℃為宜；(3)污泥停留時間硝化菌的增殖速度很小，其最大比生長速率為＝0.3～0.5d-1(溫度20℃，pH8.0～8.4)。為了維持池內(nèi)一定量的硝化菌群，污泥停留時間必須大于硝化菌的最小世代時間。在實際運行中，一般應取≥2；(4)溶解氧氧是生物硝化作用中的電子受體，其濃度太低將不利于硝化反應的進行。一般，在活性污泥法曝氣池中進行硝化，溶解氧應保持在2～3mg/L以上；(5)BOD負荷硝化菌是一類自養(yǎng)型菌，而BOD氧化菌是異養(yǎng)型菌。若BOD5負荷過高，會使生長速率較高的異養(yǎng)型菌迅速繁殖，從而異養(yǎng)型的硝化菌得不到優(yōu)勢，結(jié)果降低了硝化速率。所以為要充分進行硝化，BOD5負荷應維持在0.3kg(BOD5)/kg(SS).d以下。接觸氧化（O2）為了提高COD及氨氮的去除率,處理焦化廢水時在A2-O法后加接觸氧化法或二級氧化法，稱為A2-O2。工藝特點該工藝適用于有機物濃度高、廢水的可生化性差、同時需脫氮的工業(yè)廢水。該系統(tǒng)抗沖擊負荷能力強，運行穩(wěn)定。該工藝在厭氧段不僅可以在運行成本比好氧法相對很低的情況下去除水中的有機物，還可以大大改善廢水的可生化性，為后續(xù)的處理做準備。運行成本相對較低。與傳統(tǒng)的活性污泥法相比，需氧量大大減少，同時不需外加碳源。缺點是為使硝化液循環(huán)，需設硝化液循環(huán)系統(tǒng)。沸石吸附法沸石對水中氨離子有較強的選擇吸附性，可以用以去除低濃度的氨氮，該法在國內(nèi)、外氨氮的深度處理中多有應用。沸石為天然吸附離子交換劑，我國多數(shù)省份有此礦藏，價格低廉。其對水中氨離子有較強的選擇吸附性。當處理含氨氮10～20mg/L的城市廢水時，出水濃度可達lmg/L以下。由于沸石的吸附容量有限，再生時排出較高濃度含氯化銨廢液必須進行處理。因此，一般用于氨氮廢水的深度處理。沸石是一種硅鋁酸鹽，其化學組成可表示為(M2+，2M+)O.Al2O3.mSiO2·nH2O(m＝2～10，n＝0～9)，式中M2+代表Ca2+、Sr2+等二價陽離子，M+代表Na+、K+等一價陽離子，為一種弱酸型陽離子交換劑。在沸石的三維空間結(jié)構(gòu)中，具有規(guī)則的孔道結(jié)構(gòu)和空穴，使其具有篩分效應，交換吸附選擇性、熱穩(wěn)定性及形穩(wěn)定性等優(yōu)良性能。沸石對某些陽離子的交換選擇性次序為：K+，NH4+＞Na+＞Ba2+＞Ca2+＞Mg2+。利用斜發(fā)沸石對NH4+的強選擇性，可采用交換吸附工藝去除水中氨氮。飽和的沸石可用5g/L的飽和石灰水或次氯酸鈉溶液再生。焦化廢水專屬性菌種系統(tǒng)開車調(diào)試時，投入專屬性菌種。EMO（EfficientMicroOrganism）即高分解微生物,是由產(chǎn)氣桿菌屬、假單孢菌屬、硫桿菌屬、發(fā)光桿菌屬等多種類型微生物組成的群體，是利用選定微生物，針對特定的難分解工業(yè)廢水，經(jīng)特殊篩選及馴化，采用人工分離、培養(yǎng)的具有顯著降解效果的菌種，能夠自行產(chǎn)生酶系，對不同廢水構(gòu)成相應的多種微生物分解鏈。與活性污泥法相比，EMO菌群對細菌抑制物濃度放寬許多（見表4）。目前，EMO技術應用領域主要為石油化工廢水、有機合成廢水、焦化廢等，