（环境工程专业论文）焦化废水深度处理制纯水工程方案设计.pdf

山东大学硕士学位论文 摘要 水是生命的源泉，是社会经济发展的命脉，它同土地、能源等要素一起构成 人类经济与社会发展的基本条件。随着人口与经济的增长，世界水资源的需求量 不断增加，水环境也不断恶化，水资源紧缺已成为全球性问题。所以，防治水污 染，保护水资源，加速水污染治理和污水资源化，实现水资源可持续利用，防范 和避免水资源危机，已成为全人类共同的任务。近年来，随着我国钢铁行业的迅 猛发展，与之相配套的炼焦规模也空前扩大，同时也对环境造成了严重污染而目 前新出台的焦化行业准入条件已明确规定焦化行业生产废水不得； t - h 。将焦化废 水经过深度处理后回用，已成为目前焦化厂废水处理要解决的首要任务。 本文首先介绍了焦化行业发展的现状及其生产废水的来源，综述了国内外焦 化废水治理的工艺技术与存在的问题，以及钢铁行业废水处理常见工艺，设计了 焦化废水经固定化生物技术a f b a f 处理后再经m b r 、r o 技术深度处理，用作锅 炉补充水的主体工艺，并对其技术经济可行性进行研究。 随着焦化废水处理要求的提高，普通生物处理工艺已走到极限，需在生化处 理基础上进行深度处理。该方案选择了固定化高效微生物生化处理( a f f b a f ) + 后续深度处理工艺。固定化高效微生物生化处理工艺主要是通过将高效微生物 固定在生物滤池载体上，形成生物膜处理废水，具有水力负荷高、占地小，去除 效率高等优点。后续深度处理工艺对生化出水各种指标进行迸一步降解，出水达 到纯水水质，完全符合企业回用水标准。 通过对山东某焦化厂废水实际运行结果表明，氨氮、挥发酚、s s 、硫化物、 石油类和氰化物去除率均达到9 9 以上，c o d c ，去除率达至1 j 9 8 以上，全部达到纯 水标准，且达标废水全部回用。该处理工艺具有操作简单，处理效率高的优点。 该处理工艺在技术上和经济上都是可行的。 关键词：焦化废水固定化高效微生物深度处理回用 山东大学硕士学位论文 a b s t r a c t w a t e ri sn o to n l yt h es o u r c eo fl i f e b u ta l s ot h el i f e l i n eo fd e v e l o p m e n t s o c i o e c o n o m i c w a t e r ，l a n da n dt h ee n e r g yc o n s t i t u t e dt h eb a s i cc o n d i t i o n so f h u m a ne c o n o m i ca n ds o c i a ld e v e l o p m e n t w i t ht h eg r o w t ho fp o p u l a t i o na n de c o n o m y ， t h ed e m a n df o rw a t e rr e s o u r c e si nt h ew o r l di si n c r e a s i n ga n d t h ew a t e re n v i r o n m e n ti s d e t e r i o r a t e d t h es h o r t a g eo fw a t e rr e s o u r c e sh a sb e c o m eag l o b a li s s u e t h e r e f o r e ，w e m u s tc o n t r o lt h ew a t e rp o l l u t i o na n dp r o t e c to fw a t e rr e s o u r c e s a n da c c e l e r a t e dw a t e r p o l l u t i o nt r e a t m e n ta n ds e w a g e r e s o u r c e s a c h i e v e dt h es u s t a i n a b l eu s eo fw a t e r r e s o u r c e s p r e v e n ta n da v o i dw a t e rc r i s i sh a db e c o m et h ec o m m o nt a s ko f a l lm a n k i n d w i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to fc h i n a ss t e e li n d u s t r y ，t h em a t c h i n gc o k i n gs c a l e e x p a n d su n p r e c e d e n t e d l yw h i c hc a u s e ds e r i o u sp o l l u t i o nt ot h ee n v i r o n m e n t c o k i n g i n d u s t r ya c c e s sc o n d i t i o n se x p r e s s l yp r o v i d e dt h ew a s t e w a t e ro fc o k i n gi n d u s t r ys h a l l n o te m u x r e u s e da f t e ra d v a n c e dt r e a t m e n th a sb e c o m et h em o s ti m p o r t a n tt a s kt ot h e c o k i n gp l a n tw a s t e w a t e rt r e a t m e n t t h i sp a p e rf i r s ti n t r o d u c e dt h es t a t u so fi r o na n ds t e e li n d u s t r yd e v e l o p m e n ta n d t h es o u r c e so fw a s t e w a t e r t e c h n o l o g ya n dt h ep r o b l e m so fc o k i n g w a s t e w a t e r t r e a t m e n ta th o m ea n da b r o a dw e r er e v i e w e d d e s i g nc o k i n gw a s t e w a t e rt r e a t m e n tb y t h ea f b a fa n dt h e nd e p t ht r e a t m e n tb yt h em b r a n dr ot e c h n o l o g y u s e df o rb o i l e r w a t e rt r e a t m e n tp r o c e s s ，a n dt h et e c h n i c a la n de c o n o m i cf e a s i b i l i t ys t u d y i tc o u l db e u s e da sab o i l e rw a t e r d i s c u s s e dt h et e c h n i c a la n de c o n o m i cf e a s i b i l i t y w i t ht h eg r o w i n gs t r i c tr e g u l a t i o no nt h ec o k i n gw a s t e w a t e rd i s c h a r g es t a n d a r d s ， t h ec o m m o nb i o l o g i c a lt r e a t m e n tp r o c e s sh a sr e a c h e dt h el i m i t t h ep h y s i c o c h e m i c a l t r e a t m e n ta n da d v a n c e d t r e a t m e n ta r e r e q u i r e d o nt h eb a s i so fb i o c h e m i c a l t r e a t m e n t t h ep l a ns e l e c t e dt h ei m m o b i l i z e de f f i c i e n tm i c r o b i a lb i o c h e m i c a lt r e a t m e n t ( a f b a f ) a n ds u b s e q u e n td e p t h t r e a t m e n t p r o c e s s t h e i m m o b i l i z e de f f i c i e n t m i c r o b i a lt r e a t m e n tp r o c e s sf i x e de f f i c i e n tm i c r o b i a la tt h ec a r r i e ri nb i o f i l t e r r e l y e d t h eb i o f i l mt ot r e a tw a s t e w a t e r i th a da d v a n t a g eo fh i g hh y d r a u l i cl o a d ，s m a l l o c c u p a t i o na r e aa n dh i g hr e m o v a le f f i c i e n c y t h es u b s e q u e n t d e p t ht r e a t m e n tp r o c e s s r e d u c e dt h ev a r i o u si n d i c a t o r so f t h ew a t e ra f t e rb i o c h e m i c a l t h et r e a t e dw a t e r r e a c h e dt h eq u a l i t yo f p u r ew a t e r c o n f o r m e dt h es t a n d a r d so f r e u s ew a t e r o fc o m p a n y - 山东大学硕士学位论文 a c c o r d i n gt ot h ep r a c t i c a lo p e r a t i o n ，t h es e w a g et r e a t m e n ts h o w e dt h a t t h e a m m o n iv o l a t i l ep h e n o l ，s s ，s u l f i d e ，c y a n i d eo i lr e m o v a le f f i c i e n c yr e a c h e d9 9 ，t h e c o d c rr e m o v a le f f i c i e n c yr e a c h e d9 8 a l li n d e x sm e tt h ep u r ew a t e rs t a n d a r d s ，a n d s t a n d a r dw a s t e w a t e rw a sr e u s e d t h ea d v a n t a g e so ft h ep r o c e s sa r es i m p l eo p e r a t i o n a n dh i g he f f i c i e n c y t h et r e a t m e n tp r o c e s si sf e a s i b l ei nt e m so ft e c h n o l o g ya n d e c o n o m i ca s p e c t s 、 k e y w o r d s ：c o k i n gw a s t e w a t e r ，i m m o b i l i z e d ，e f f i c i e n tm i c r o b i a l ， a d v a n c e dt r e a t m e n t ，r e u s e 4 c a t a l o g u e a b s t r a c t ( c h i n e s e ) 1 a b s t r a c t 2 c h a p t e r1r e s e a r c hb a c k g r o u n d a n di m p o r t a n c e b 1 1t h ep u 印o s ea n ds i g n i f i c a n c e 5 1 1 1r e s e a r c hc o n t e n ta n dp u r p o s e 5 1 1 2t h es i g n i f i c a n c eo f t h es t u d y 1 2t h i sa r t i c l ea d d r e s s e st h ek e yi s s u e sa n d m a i nc o n t e n t s c h a p t e r2l i t e r a t u r er e v i e w 了 2 1a tp r e s e n tt h es t e e li n d u s t r yp o l l u t i o nc o n t r o ls t a t u s - 9 2 1 1s t a t u sa n dd e v e l o p m e n tt r e n do fc h i n a ss t e e li n d u s t r y 9 2 1 2y h ed o m e s t i cs t e e li n d u s t r yp o l l u t i o nc o n t r o ls t a t u s 10 2 2c o k i n gw a s t e w a t e rt r e a t m e n tt e c h n i c a lo v e r v i e w 1 0 2 2 1c o k i n gb i o l o g i c a lw a s t e w a t e rt r e a t m e n tt e c h n o l o g yr e s e a r c h 1 0 2 2 2c o k i n gw a s t e w a t e re l e c t r o c h e m i c a lt r e a t m e n to ft e c h n i c a lr e s e a r c h14 2 2 3c o k i n gw a s t e w a t e rt r e a t m e n tt e c h n o l o g yr e s e a r c hs t a t u s 堕 2 2u t i l i z a t i o no f c o k i n gw a s t e w a t e r 2 0 c h a p t e r3p r o j e c to v e r v i e w ，2 3 3 1p r o j e c to v e r v i e w 2 3 3 2t h es t a t u so f w a t e rs u p p l ya n dd r a i n a g e 2 3 3 2 2d r a i n a g es t a t u sq u o - 2 4 3 3w a t e rs u p p l ya n dd r a i n a g es y s t e mp l a n n i n g - - 2 5 3 3 1w a t e rs u p p l yp l a n n i n g 2 5 3 3 2d r a i n a g ep l a n n i n g - 2 t 9 3 4s e w a 2 ef o r e c a s t 2 6 3 5b a c kw a t e rc o n s u m p t i o n 2 3 6d e s i g no f w a t e r - 2 7 3 7d e s i g nr a n g e 2 7 3 8d e s i g np r i n c i p l e s 2 8 3 9d e s i g ni n d i c a t o r sa n dt e c h n i c a ls t a n d a r d s 2 8 c h a p t e r4p r o c e s s i n gd e s i g n j z 4 1p r o c e s s i n gr e q u i r e m e n t s 3 2 4 2p r o c e s sf l o w 3 2 4 3d e s i g n e dt oh a n d l et h ea m o u n to f w a t e r 3 3 v 山东大学硕士学位论文 4 4s e w a g ep l a n ti n f l u e n tw a t e rq u a l i t y 3 3 4 5d e a lw i t hw a t e rq u a l i t yi n d i c a t o r s 3 4 4 6t r e a t m e n t c o m p r e h e n s i v eu t i l i z a t i o no fw a t e rp u r i f i c a t i o n 3 5 4 7s l u d g ew h e r e a b o u t sa n dp r o c e s s i n gl o c a t i o nr e q u i r e m e n t s 3 5 c h a p t e r5b i o c h e m i c a lp r o c e s sp r o g r a m 3 6 5 1p r o c e s st os e l e c t 3 7 5 1 1a f b a fp r o c e s sc h a r a c t e r i s t i c s 3 8 5 2 2a f b a fp r o c e s so fc o k i n gw a s t e w a t e re f f e c t 3 9 5 3 3a f b a fc r a f tp i l o t 3 9 5 1p r o c e s sf l o wd i a g r a m 4 0 5 1 1p r o c e s sd e s c r i p t i o n 4 0 5 1 2c r a f te l e v a t i o nd e s i g n 4 l 5 2t h em a i ns t r u c t u r e ( b u i l d i n g ) b u i l d i n g sa n de q u i p m e n t 4 1 5 3v e n t i l a t i o nd e s i g n 5 7 5 4e l e c t r i c a ld e s i g n 5 7 5 5a u t o m a t i o nd e s i g n 5 9 c h a p t e r6d e p t h t r e a t m e n td e s i g n 6 4 6 1s e w a g ew a t e r w a t e rq u a l i t ya n dt r e a t m e n tr e q u i r e m e n t s 6 4 6 1 1d e s i g n p r o c e s s i n gs c a l e 6 4 6 1 2i n f l u e n t w a t e r q u a l i t ya n d p o l l u t i o n l o a d 6 4 6 1 3p r o c e s s i n gr e q u i r e m e n t s 6 4 6 2s e w a g et r e a t m e n tt e c h n o l o g yr o u t es e l e c t i o na n dc o m p a r e 6 5 6 2 1t r e a t m e n to p t i o n sp r i n c i p l e b b 6 2 2s e w a g et r e a t m e n tt e c h n o l o g yp r o c e s st os e l e c t 6 5 6 3p r o c e s sf l o w 6 7 6 4p r o c e s sd e s c r i p t i o n 6 7 c h a p t e r7r u n n i n g c o n d i t i o na n dt h et r e a t m e n te f f e c t 7 l 7 1f a c i l i t i e so p e r a t i o na n dm a i n t e n a n c em e a s u r e s 7 1 7 2t h ef a c i l i t i e sp r o c e s s i n ge f f i c i e n c ya n dr u n n i n gc o s t s 7 2 7 2 1t h ew a s t e w a t e ra c t u a lp r o c e s s i n ge f f i c i e n c y 7 2 7 3c o s ta n a l y s i s 7 2 7 3 1c o s te s t i m a t i n gd e s c r i p t i o n 7 2 7 3 2t h ec o s t 7 3 7 4f i n a n c i a le v a l u a t i o na n dd e s i g ne c o n o m i ci n d i c a t o r s 7 6 7 4 1e v a l u a t i o nm e t h o d sa n dp r i n c i p l e s 7 6 7 4 2c a p a c i t ye m p l o y e e s 7 6 v 山东大学硕士学位论文 7 4 3c o n s t r u c t i o np r o g r e s s 7 6 7 5e c o n o m i ce v a l u a t i o nd i s c u s s i o n 7 8 c h a p t e r8c o n c l u s i o n sa n dr e c o m m e n d a t i o n s 7 9 8 1c o n c l u s i o n 7 9 8 2r e c o m m e n d a t i o n s 7 9 r e f e r e n c e 8 0 a c k n o w l e d g e m e n t s 8 1 山东大学硕士学位论文 第一章引言 在当今社会经济建设中，煤炭能源仍然处于不可替代地位，随着我国钢铁行 业的迅猛发展，带动焦炭行业和天然气行业快速发展，各地纷纷上马一批焦化企 业，虽然对经济起到助推作用，但对环境也造成了巨大影响。焦化废水成分相当 复杂，包括酚类、多环芳香族化合物及含氮、氧、硫的杂环化合物等数十种无机 和有机化合物，是一种典型的高浓度难降解有机工业废水。焦化废水是有毒害的 工业废水，其所含的酚类化合物会对生物组织产生毒害作用，致使生物细胞丧失 活力，若人长期地饮用被酚污染的水会导致各种疾病；多环和杂环化合物易致癌、 致畸形、致突变；不断向水体排氨氮，会致使水体严重富营养化，严重危害生态 环境。 1 1 本论文研究的主要内容、目的及意义 1 1 1 研究的内容及目的 水是生命的源泉，是社会经济发展的命脉，它同土地、能源等要素一起构成 人类经济与社会发展的基本条件。 随着人口与经济的增长，世界水资源的需求量不断增加，水环境也不断恶化， 水资源紧缺已成为全球性问题。所以，防治水污染，保护水资源，加速水污染治 理和污水资源化，实现水资源可持续利用，防范和避免水资源危机，已成为全人 类共同的任务。 我国是水资源贫乏的国家，人均水资源仅为世界平均水平的1 4 ，居世界第 8 8 位。目前，全国年缺水总量约为3 0 0 _ 一o o 亿吨，全国6 6 0 多个城市，有4 0 0 多个缺水，严重缺水城市已达1 3 0 多个。水资源短缺已成为我国经济社会发展的 主要制约因素之一。同时，严重的水环境污染，不但对我国的生态环境造成严重 污染，也进一步加剧了水资源的短缺，造成了“有水不能用”的困境，使我国缺水 状况呈现水质性缺水。所以，防治水污染，保护水资源，实现水资源的可持续利 气 山东大学硕士学位论文 用是我国国情的需要，是我国的一项基本国策，是我国国民经济和社会可持续发 展战略目标的重要内容，是保障国家环境安全，保护人民身体健康的战略任务。 近年来，政府制定并出台了一系列政策和措施，提倡并要求工业企业全面落 实科学发展观，依照努力发展循环经济，建设资源节约型、清洁生产型的总体要 求，坚持合理利用资源、减少环境污染，优先使用先进生产工艺、高新技术和设 备，积极进行节能节水技术改造，新建项目从设计之初就要把节能降耗尤其是节 水纳入考虑范畴。政府的一系列政策和措施为实现水资源再生利用，缓解缺水状 况起到了极大的促进作用。 焦化行业是高污染，高耗能的行业，为推进焦化行业产业结构优化升级，改 善生产环境，降低资源浪费，2 0 0 9 年1 月1 日，国家实行新焦化行业准入条件， 对焦化行业提出了更加严格的要求，新建和改扩建焦化企业应满足节能、环保和 资源综合利用的要求，实现合理规模经济；吨焦耗新水不得大于2 5 t ；水循环利 用率不得小于9 5 ；酚氰废水处理合格后要循环使用，不得外排。常规机焦炉企 业应按照设计规范配套建设含酚氰生产污水二级生化处理设施、回用系统及生产 污水事故储槽( 池) 。生产污水应配套建设污水焚烧处理或蒸氨、脱酚、脱氰生 化等有效处理设施，并按照设计规范配套建设生产污水事故储槽( 池) ，生产废 水严禁外排。普通生物法处理后的焦化废水即使达到回用标准，但是大多用于熄 焦，山东某焦化厂拟将回用水补入锅炉用水，这就对企业污水治理设施提出了更 高的要求。本项目建成后可大大降低企业新鲜水使用量，使公司实现资源节约， 极大地提高了企业水资源利用率。 1 1 2 研究的意义 山东某焦化厂是年产2 0 0 万吨焦炭的大型焦化企业，是国家第一批焦化行业 准入企业，根据国家焦化行业准入条件，对企业生产排放的废水处理进行回 用，节约新鲜水资源的用量，既是国家政策的要求，还是企业自身发展的需要， 是企业当前的一项重要任务。 山东大学硕士学位论文 现焦化废水经处理后大多用于湿法熄焦、高炉冲渣、煤厂抑尘等，而作为锅 炉补充水，在国内鲜有报道。本论文是此类研究的一个探索。通过制定工程设计 方案，建设运行分析，为类似工程提供参考。 1 2 本文解决的关键问题和主要研究内容 以山东某焦化厂为试验基地，以其焦化废水处理为研究对象，根据焦化废水 性质和污染物浓度，研发废水中高浓度有机污染物的回收利用技术，筛选确定生 化处理技术与工艺，探索深度处理最佳工艺参数，研制处理关键设备，在中试基 础上建成目处理高浓度焦化废水7 2 0 0 吨的处理工程，后经深度处理工程日产脱 盐水5 1 8 4 吨，为锅炉提供补充水。 ( 1 ) 预回收焦化废水中高浓度重焦油污染物； ( 2 ) 确定高效生化处理工艺对预处理后焦化废水进行处理 ( 3 ) 确定深度处理工艺，对生化处理后废水各项指标进行进一步降解； ( 4 ) 建成日处理高浓度焦化废水7 2 0 0 m 3 ，锅炉用脱盐水5 1 8 4 吨的示范工程。 山东大学硕士学位论文 第二章文献综述 2 1 目前钢铁行业污染治理现状 2 1 1 我国钢铁行业现状及发展趋势 近年来，随着我国钢铁行业的迅猛发展，与之相配套的炼焦规模也空前扩大， 现有不同规模的焦化厂约2 0 0 多个，2 0 0 5 年焦炭产量达到2 4 3 亿吨，同比增长约 1 7 9 。中国在跃居世界焦炭第一生产大国的同时，也对环境造成了严重的污染。 焦炭是高耗水产业，通常每生产10 0 t 焦炭会产生约1 18 1 8 3 m 3 废水，我国每 年焦化废水的排放量为2 8 5 1 0 m a 。焦化废水的来源有三部分：( 1 ) 含氨废水， 即煤高温裂解和荒煤气冷却的过程产生的剩余氨水废物，产生量占总废水产生量 的一半以上，是焦化废水的主要来源。含氨废水水质复杂，污染物种类较多，而 且污染物的浓度高，含有多种无机污染物如氨、氰、硫等，同时含有难降解的有 机污染物如酚、萘、吡啶、喹啉、葸及其他稠环芳烃化合物等，处理难度较大； ( 2 ) 煤气净化过程中最终冷却器和粗苯分离槽排水，污染物主要组成成分为酚、 氰及其他c o d c r 等，该部分废水污染物浓度比含氨废水低；( 3 ) 煤焦油、精苯 排水系统及等其它进程废水，污染物主要组成成分为酚、氰及其他c o d c r 等，该 部分废水水量较少，污染物浓度较低。 焦化废水中污染物种类多，浓度高，成份复杂，是公认的难降解有机工业废 水。焦化企业由于原煤性质、生产工艺、操作步骤的不同，所产生的焦化废水成 分有所差异。一般焦化厂的炼制焦炭产生的焦化废水c o d c r 浓度高达 3 0 0 0 4 0 0 0 m g l ，酚类浓度5 0 0 9 0 0 m g l 、氰化物浓度15 m g l 、石油类浓度 5 5 7 5 m g l 、氨氮浓度2 0 0 3 0 0 m g l ，色度高达几千倍以上。焦化废水是有毒害的 工业废水，直接排放会对受纳水体造成严重污染。焦化废水其所含的酚类化合物 会致使生物细胞丧失活力，对生物组织产生毒害作用，若人饮用被焦化废水污染 的水会导致各种疾病；多环芳烃和杂环化合物难以降解，同时还是致癌物质；焦 化废水中的氨氮排入水中，会导致水体严重富营养化，极大危害生态环境，威胁 人类健康。 r 山东大学硕士学位论文 2 1 2 国内钢铁行业污染治理现状 目前焦化废水一般按常规方法进行两级处理，第一级处理包括隔油、过滤( 或 一次沉降) ，溶剂萃取脱酚、蒸氨、黄血盐脱氰等；第二级处理包括浮选、生物 脱酚、混凝沉淀等，但是其中某些有毒有害物质的浓度仍居高不下，常常难以达 到国家允许的排放标准。通过生产实践能够表明，治理焦化废水的主要难点是去 除其含有的有机物以及n h ，n ，由于氨氮及多环芳香烃等有机物会对微生物产生 毒性和抑制作用，会使焦化废水治理技术存在缺陷以及废水处理成本较高。炼 焦工业污染物排放标准明确规定，焦化企业的水污染物最高允许排放限度， c o d c ，不大于1 0 0 m g l ，n h 3 n 不大于1 5m g l ，目前8 0 以上的焦化企业废水 污染物排放量大大超标。因此，如何有效治理焦化废水已成为国际性难题。我国 围绕焦化废水的处理近年来开展了大量研究工作，焦化企业也采取了多种处理工 艺和采用不同的处理方法，如生物处理法、物理处理法、化学处理法、生物一化 学联合法等等，但目前采用的处理技术尚有很大的局限性，处理效果不十分理想。 2 2 焦化废水处理技术概述 焦化废水成分复杂，污染物浓度高，是较难生化降解的高浓度有机工业废水 。因此，焦化废水的处理，是国内外废水处理领域的一大难题，近年来国内外 学者开展了大量的研究工作。 2 2 1 焦化废水生物处理技术研究现状 生物处理是焦化废水的主要处理方式，生物处理技术包括固定化微生物技 术、生物强化技术、生物流化床技术、生物膜技术等，这些技术的处理效果及优 缺点如下： 9 山东大学硕士学位论文 ( 1 ) 固定化微生物技术 固定化微生物技术始于1 9 5 9 年，由h a a o d 等人首先实现了大肠杆菌的固定化， 从此迅速发展。固定化微生物的制备方法可分为共价结合法、交联法、吸附法和 包埋法以及新近发展的无载体固定化方法。彭云华【2 】通过实验分别比较了几种常 用固定化方法( 包埋法、交联法、吸附法) 处理焦化废水的效率。结果表明：以 海藻酸钠为载体，戊二醛为交联剂，采用包埋交联联用法( 1 次交联) 处理焦化 废水是固定化微生物技术的最佳方法，其效果极佳。王剑锋【3 】等利用锚盐代替 p v a 硼酸法中的c a c l 2 进行包埋，解决了传统固定化方法的耐曝气性能低、活化 时间长等问题。w i e s e l 等【4 1 研究了利用固定化混合菌群降解焦化废水中的多环芳 烃技术，结果表明：焦化废水中的多环芳烃可被固定化细胞彻底降解，且固定化 细胞利用降解的这些有机物质进行生长。l e e 等【5 】实验表明可利用固定化细胞降解 吡啶。刘和等【6 】对活性污泥法和固定化微生物法处理焦化含酚废水作对比试验， 含酚废水经6 h 处理后苯酚及c o d c ，的去除效率分别为8 9 1 署n 8 4 6 ，而采用活性 污泥法时，苯酚及c o d c ，的去除效率分别为7 6 6 f f n 7 5 0 ，且固定化微生物法能 保持稳定时的c o d c ，最高负荷约为1 0 0 0 m g l ，固定化微生物法在处理时间及浓度 两方面均比活性污泥法更具优势。 ( 2 ) 生物强化技术 生物强化技术是为了提高废水处理系统的处理能力而向生化系统中投加从 自然界中筛选的优势菌种或通过基因组合技术产生的高效菌种，以去除某一种或 某一类有害物质的方法。吴立波等1 7 j 利用喹啉作为唯一碳源，通过驯化得到应用 于处理焦化废水的高效菌种，并使其中的一部分附着于陶粒载体上来处理焦化废 水，取得了很高的去除率。s e l v a r a t n a m 8 1 通过加入苯酚来降解菌处理焦化废水中 的苯酚，保持苯酚的去除率维持在9 5 一1 0 0 。徐云【9 】等从西安杨森药厂回流污泥 中成功地提取了3 种优势菌种，投入到焦化废水活性污泥法处理系统中，通过实 验得出：生物增强作用既可以有效消除污泥膨胀，增强污泥的沉降性能，又大大 减少了污泥的产生，通常可使污泥容积降低1 7 一3 0 ，改善了出水水质，减少了 污泥排放和消化剩余污泥消耗的能源。王璨等【l0 】通过驯化富集培养，从处理焦化 废水的活性污泥中分离出2 株萘降解菌w n l 、w n 2 , 1 ：1 1 株吡啶降解菌w b l ，研究投 加高效菌种及微生物共代谢对焦化废水生物处理的增强作用，投加共代谢初级基 1 0 山东大学硕士学位论文 质、f e 3 + 和高效菌种均能促进难降解有机物的降解，提高焦化废水c o d c ，的去除 率，当_ 三者协同作用时，效果最好。 ( 3 ) 生物流化床技术 生物流化床是近年来应用于焦化废水处理领域的一项新技术，上个世纪7 0 年 代诞生于美国。自上世纪7 0 年代末，我国对生物流化床技术作过许多研究，并取 得了很大的进展。目前流化床技术工艺主要有4 类：空气流化床工艺、纯氧流化 床工艺、三相流化床工艺和厌氧兼氧流化床工艺。其中，三相流化床工艺将生物 技术、化工技术及废水处理技术有机地结合起来，是目前研究较多的一种工艺。 四川大学化工学院杨平掣应用a 1 a 2 o ( 厌氧缺氧好氧) 工艺对攀钢焦化废水 作中试研究，其中缺氧厌氧段采用生物流化床反应器。中试结果表明：在厌氧流 化床、缺氧流化床中采用生物流化床工艺处理高浓度n h 3 n 焦化废水是可行的， 系统具有较强的去除n h 3 - n 、c o d c ，及抗进水n h 3 n 、c o d c ，浓度波动的能力，且 脱氮效果较好；在厌氧流化床、缺氧流化床中n h 3 - n 去除率分别为9 1 8 和3 1 3 。 蔡建安1 2 】等采用内循环侧边沉降式三相气提流化床为反应器对焦化废水进行实 验室水平处理，实验过程中以焦炭粒为载体，n a 2 h p 0 4 为磷源。反应器对酚、氰 等污染物的耐受力强，去除效果好并具有较低的曝气能耗；其c o d c ，去除率为 5 4 4 7 6 0 ，酚去除率为9 9 5 9 9 8 ，氰去除率为9 5 0 9 9 2 ；曝气能耗是 活性污泥法的l 3 1 4 。耿艳楼【1 3 】等采用a 1 a 2 o i 艺对邢台钢铁公司焦化废水作 中试水平研究，在工艺中选用内循环式生物流化床反器。中试结果表明：工艺中 所采用的内循环式生物流化床反应器具有较强的去除焦化废水中c o d c ，署i n h 3 - n 的能力，抗进水c o d c ，和n h 3 n 浓度波动和冲击的能力也比较强。韩国学者y o n g s h i kj e l o n g 1 4 】以沸石、炉渣为载体，以k h 2 p 0 4 为反应系统的补充磷源，用生物流 化床反应器处理浦项钢铁公司焦化废水。实验表明：在温度为2 0 3 0 。c 、p h 值为 6 8 7 2 时，经过3 6 h 的反应后，进水( 硫氰化物含量在7 0 0 0 m g l 左右的焦化废水) 的硫氰化物脱除率达到9 9 以上，脱除效率大大超过常规反应器。 ( 4 ) 生物膜技术 生物膜处理废水技术是一种由膜过滤取代传统生化处理技术中二次沉淀池 和砂滤池的水处理技术，我国对生物膜反应器研究尚少，但取得了较大的进步。 王海燕”1 等采用a o ( 厌氧好氧) 生物膜工艺进行焦化废水的试验研究，通过对 进水、厌氧出水、好氧出水n h 3 n 和c o d c ，的检测分析，得出了系统去除c o d c ， 1 1 山东大学硕士学位论丈 君i i n h 3 - n n 效果规律。为强化s b r ( 序批式生物反应器) 的脱氮效果，耿琰f 1 6 】等 把生物膜技术同s b r 结合起来形成s m s b r ( 浸没式膜生物反应器) ，试验中采用 p v d f ( 聚偏氟乙烯) 中空纤维微滤膜。实验结果表明：系统硝化效果受温度、 p h 值、溶解氧的影响，膜的截留作用有利于提高硝化能力和效果，其去除n h 3 n 的最高负荷为o 1 9 k g ( m 3 d ) ，出水n h 3 n 浓度小于1 m g l ，去除率为9 9 。 ( 5 ) 生物脱氮技术 生物脱氮技术作为焦化废水处理新技术于2 0 世纪7 0 年代