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6 结论 生产实践表明 ,优先直接回用、其余废水适度处 理后再回用的废水利用工艺是合理的, 成功实现了铅 锌硫化矿选矿废水的全部回用 ,杜绝了选矿废水对环 境的污染 。通过适度处理合理利用 ,把选矿废水变废 为宝 ,节约了生产成本,节省了水资源。 参考文献 1 薛玉兰, 郭昌槐. 矿冶环境保护与资源综合回收. 湖南 中南工业大 学出版社, 1992. 2 张景来, 王剑波. 冶金工业污水处理技术及工程实例. 北京 化学工 业出版社, 2003. 57～ 110. 3 王建斌, 刘运杰. 某浮选厂废水净化回用的试验研究与工业实践. 矿产综合利用,2003 1 14～ 17. 4 R W Smith. Liquid and solid wastes frommineral proceesing plants. Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review ,1996. 16 1 1～ 22. 5 D W Boening. Aquatic toxicity and environmetal fate of xanthates. Mining Engineering ,1998. 50 9 65～ 68. 6 龙道湖. 厂坝铅锌矿选矿废水综合治理. 有色金属 选矿部分 , 2000. 5 40～ 43. 7 马耀平. 铜川矿区矿井废水处理回用工程设计. 给水排水, 1998. 24 2 39～ 41. 8 袁增伟, 孙水裕,赵永斌, 戴文灿, 刘如意. 选矿废水净化处理与回 用试验研究. 水处理技术, 2002. 28 4 232～ 234. 9 孙水裕, 谢光炎, 宁寻安, 刘如意. 硫化矿浮选废水净化与回用的研 究. 有色金属,2001. 4 33～ 37. 作者通讯处 孙水裕 510090 广州市东风东路 729 号 广东工业大 学环境科学与工程学院 电话 020 37628002 O E -mail sysungdut . edu. cn 2004- 04-15 收稿 生物过滤氧化反应器处理焦化废水 肖文胜 徐文国 杨桔才 北京理工大学理学院, 北京 100081 摘要 针对钢铁厂焦化车间采用普通活性污泥工艺处理焦化废水, 出水水质经常超标, 且对冲击负荷适应力差的情 况, 使用生物过滤氧化反应器 BIOFOR 工艺对废水进一步进行处理, 运行结果表明 , BIOFOR 表现出良好的抗冲击负 荷能力, 对 CODCr、NH3-N、SS、油类、酚、氰化物等主要污染物的去除率都分别为 64. 7、79. 8、76. 6、52. 1、95. 4、 61. 4, 出水水质高于 GB8978-1996第二类污染物二级排放标准。 关键词 焦化废水 活性污泥 生物过滤氧化 反应器 1 引言 焦化废水是煤在高温干馏过程中以及煤气净化 过程中形成的一类废水, 具有组成复杂 、 浓度高、 毒性 大、 难降解的特点 [ 1] 。目前大多数焦化厂采用除油、 浮选、蒸氨等预处理后进入活性污泥段进行生物处 理,在生物处理后出水达不到排放要求 , 因此往往增 加混凝沉淀 、 砂滤工艺 , 对废水中污染物进一步吸附 处理 ,以确保达标排放。 由于焦炉装煤配比的变化 , 炼焦炭化时的温度、 炭化时间, 以及蒸氨时的温度、压力及投加碱量等影 响,使得焦化废水组分、 水质、水量波动大。一旦生化 处理达不到要求 ,其后面的砂滤工艺仅仅作为物理吸 附,对溶解性污染物尤其是氨氮、 酚 、 氰等根本无法处 理,使得超标排放时有发生。 BIOFOR 又称生物过滤氧化反应器 Biological Filtration Oxygenated Reactor , 属第三代曝气生物滤 池。它以球形轻质陶粒作滤料 ,采用气水同向上流的 操作方式, 集生物氧化与生物过滤为一体 ,能同时去 除废水中的 CODCr、 SS 、 NH3-N 等污染物。在运行上具 有挂膜快、抗冲击负荷强的特点, 由于采取模块化控 制,也易于管理。BIOFOR 工艺首先在市政污水中处 理应用,近年来由于对工业废水排放更严格的要求, BIOFOR工艺逐渐在向工业废水处理领域推广 。本文 介绍了江苏某钢铁集团焦化厂在活性污泥后段首次 采用 BIOFOR 工艺处理焦化废水。实践表明, 采用 BIOFOR工艺,能同时去除废水中的各种污染物 ,且能 适应焦 化废水较 强的冲击负 荷, 出水水质 高于 9 环 境 工 程 2005年 2 月第23 卷第1 期 GB8978 -1996 第二类污染物二级排放标准 。 2 废水水量及水质 该厂焦化废水经除油 、 浮选、 蒸氨并稀释后,进入 生化系统 ,水量为 120～ 160 m 3 h,实际按 160 m3 h 设 计。由于地处长江边 ,当地环保部门对排放水质要求 高于GB8978 -1996 第二类污染物二级排放标准。水 质及排放要求见表 1。 表 1 水质数据mg L 项目氨氮CODCr油类酚氰化物SS A O 进水160 ～ 280 900～ 1 300 20 ～ 5065～ 2961 . 2～ 1. 5 500～ 700 BIOFOR进水10 ～ 20180～ 2505～ 100. 5～ 1 . 20 . 5～ 180～ 120 排放要求≤5≤100≤50 . 50 . 5≤30 3 BIOFOR 工艺设计及设备 3. 1 工艺参数 根据 BIOFOR 进水水质, 为保证 BIOFOR 出水水 质达到表 1 排放要求 ,设计主要工艺条件及参数为 流速 3～ 5 m h,曝气量 100～ 240 m 3 h,COD Cr容积负荷 4～ 7 kg m 3d, 气水比 6∶ 1。反冲方式为气水联合反 洗,气强度 960～ 1 000 m 3 h, 水强度 400 ～ 460 m3 h。 气压力 0. 07 MPa , 水压力 0. 15 MPa。每次反冲洗为 15～ 20 min ,反冲洗周期为 18～ 24 h。 3. 2 主要设备 BIOFOR池 2 间, 钢结构 , 并联运行。单间尺寸 4 m 4 m 6 m, 2 间共壁 。填充一定级配的球形轻 质陶粒。球形轻质陶粒粒径 3～ 5 mm, 填充高度 3 m。 卵石垫层 4 ～ 32 mm , 填充高度 1 m。每间池设有布 水、 布气及反冲洗系统各 1 套 。布水 、 布气均采用管 式大阻力布水、布气系统 , 丰字形结构 ,环状布置, 保 证水、气在池内分布均匀。正常进水采用重力布水, 曝气和活性污泥池曝气均由全厂统一提供, 反冲气、 水由罗茨风机及水泵单独提供 。 4 BIOFOR 调试 BIOFOR调试的关键是生物挂膜 。根据以往工程 经验, 冬季调试时 , 水温若低于 15 ℃, 挂膜时间需 30 d以上 ,而且生物膜中嗜冷菌生物膜较多, 反冲洗 时易脱落, 反冲洗后恢复时间延长, 出水水质也不稳 定,给运行带来困难 。根据当地气温及工程实际进展 需要 ,选择在4 月份水温15 ℃以上 实际废水水温 25 ～ 29 ℃ ,微生物生长代谢较为活跃时开始调试, 采 取连续进水 、连续出水 、连续曝气的自然挂膜法, 约 12 ～ 15 d, BIOFOR 对 CODCr的去除率在 50～ 60 时,标志挂膜成功,挂膜调试基本完成。 5 运行情况及分析 经过半个月的挂膜调试后, CODCr去除率基本稳 定在 50 ～ 60以上, 工程转入试运行阶段 。由于 现场化验条件限制, 对废水中 CODCr、 NH3-N、 SS 的分 析平均 2～ 3 d 做 1 次 , 试运行 65 d 共取得有效水样 21 个; 而对油类、酚、氰化合物在调试初期每天可分 析1 次 ,但发现进 、 出水浓度都很低, 出水完全能达标 排放 ,故在转入试运行期间每 7～ 8 d 分析 1 次 ,共取 样8 个 。 BIOFOR挂膜成功后在试运行期间系统相对稳 定,其对污染物的去除表现出以下特点。 1 挂膜成功后 ,BIOFOR对 CODCr的去除率基本 保持稳定 见图 1 ,且表现出较好的耐冲击负荷。试 运行期间进水 CODCr在 120 ～ 245 mg L 间波动, 系统 出水能稳定在 39 ～ 92 mg L 。去除率最高 75. 1, 最 低56. 0,平均去除率 64. 7。研究表明 BIOFOR对 一般城市污水 CODCr去除率在 80以上 [ 2、3] , 对焦化 废水去除率下降的主要原因一是焦化废水本身组成 复杂 、 难降解物质多 ,经过前段活性污泥池后 ,已将大 部分易降解 CODCr去除 ,进入 BIOFOR的易降解 CODCr 有限。而 BIOFOR 为好氧工艺, 对难降解物质的去除 效果不会太好, 因而 CODCr去除率相对城市污水 CODCr要低一些 。二是焦化废水中有毒物如酚、氰化 物对异养好氧菌生物膜会有一定的抑制作用。当然 在本工艺条件下 ,低浓度酚 、 氰化物和其它有机物共 降解时对其它有机物降解是否有抑制作用、 抑制程度 如何还有待于试验进一步证实 。 图 1 BIOFOR 反应器对 CODCr的去除效果 2 BIOFOR系统对氨氮的去除在挂膜成功后有 一个逐渐提高并稳定的过程 见图 2 ,表现为去除率 逐渐升高, 去除率最高 92. 9, 最低 66. 7, 平均去 除率 79. 8。达到稳定的去除率和 CODCr的去除相 比,晚 20～ 30 d。主要原因是对氨氮的去除是由硝化 自养好氧菌完成的 [ 2] ,由于与异养好氧菌存在溶解氧 的竞争,且自身世代周期长,其增殖速度较慢 ,因此稳 10 环 境 工 程 2005年 2 月第23 卷第1 期 定硝化生物膜形成要慢于异养好氧菌生物膜 ,在宏观 上表现为达到稳定的硝化去除率需更长时间。另外 同样可能是有毒物如酚、氰化物可能在硝化自养好氧 菌培养初期会对其有一定的抑制作用, 但一旦硝化自 养好氧菌适应后 ,这种抑制作用会减弱 。这从氨氮的 去除率逐渐升高并稳定, 而且去除率和城市污水相 比 [ 3,4] ,没有大的差异这点上可以初步证实 。 图2 BIOFOR 反应器对NH3-N 的去除效果 3 对SS 的去除在挂膜成功后基本保持稳定 见 图3 , 这和对 CODCr的去除规律类似。去除率最高 81. 8, 最低 63. 2,平均去除率 76. 6, 和 BIOFOR 对城市污水SS 去除率相比 [ 3,4] ,没有大的差异 。这是 因为其去除机理是靠滤料的截留及滤料间生物絮体 生物吸附共同完成的 [ 5] 。同时也说明这种吸附、 截留 作用不受低浓度有毒物如酚、氰化物的影响。 图3 BIOFOR 反应器对 SS 的去除效果 4 BIOFOR对低浓度污染物尤其是酚表现出较 高的去除率 。其平均去除率高达 95. 4, 这说明焦 化废水中的酚在好氧条件下较易降解 。对油类去除 率不高。通过对反冲洗出水进行分析发现,反冲洗出 水中含油量和 BIOFOR进水含油量相当甚至高于进 水含油量 ,但酚 、 氰化物含量极低。初步可以判断低 浓度油类的去除主要靠滤料的截留及滤料间生物絮 体生物吸附共同完成的, 而酚、氰化物主要依靠生物 降解去除 ,具体检测数据见表 2。 6 结论 1 BIOFOR用于处理焦化厂废水 ,在设计工艺条 件下 ,对 CODCr、 NH3-N、 SS、 油类 、 酚 、 氰化物等主要污 染物 的去除 率都 分别 为 64. 7、79. 8、76. 2、 52. 1、95. 4、61. 4, 出水水质高于 GB8978 -1996 第二类污染物二级排放标准, 达到当地环保排放 要求 。 表 2 油、酚、氰化物水质分析数据 日期 月日 油 mgL- 1酚 mgL- 1氰化物 mgL- 1 进水出水进水出水进水出水 4. 265. 13. 20. 610. 050. 90. 41 5. 36. 23. 00. 360. 030. 70. 43 5. 115. 32. 80. 820. 040. 10. 05 5. 177. 02. 80. 900. 040. 30. 10 5. 246. 13. 80. 870. 030. 90. 21 6. 16. 23. 21. 120. 060. 60. 18 6. 96. 32. 01. 230. 050. 30. 09 6. 157. 53. 00. 980. 020. 40. 15 注 平均去除率油 52. 1, 酚 95 . 4, 氰化物 61 . 4。 2 调试及运行表明,在焦化废水水温 25～ 29 ℃ 进行调试 , 15 d 左右就能形成稳定的异养好氧生物 膜,且表现出较好的耐 CODCr冲击负荷。但稳定硝化 自养生物膜形成慢于异养好氧生物膜,实际表现为对 氨氮达到稳定的去除率和 CODCr的去除相比晚 20 ～ 30 d。 3 焦化废水中的低浓度有毒物对硝化自养生物 膜的抑制作用不明显 ,对滤料截留及生物吸附的抑制 作用也不明显, 但对异养好氧生物膜可能有一定抑制 作用 ,但这有待于试验进一步证实。 参考文献 1 尹承龙等. 焦化废水处理存在的问题及其解决对策. 给水排水, 2000. 26 6 35～ 37. 2 聂军等. 第三代生物膜反应池 BIOFOR. 给水排水, 1998. 24 10 26 ～ 27. 3 肖文胜等. 上流式曝气生物滤池处理城市污水. 中国给水排水, 2003. 19 2 49～ 50. 4 齐兵强, 王占生. 生物过滤氧化反应器处理生活污水中试研究. 给 水排水, 2001. 27 3 42～ 45. 5 肖文胜等. 曝气生物滤池中生物膜的活性研究. 北京理工大学学 报,2003. 5 655～ 657. 作者通讯处 肖文胜 100081 北京理工大学理学院 电话 010 68912672 E -mail wsxiao2002263. net 2004- 07-26 收稿 11 环 境 工 程 2005年 2 月第23 卷第1 期 STUDY AND APPLICATION OF PURIFICATION AND RECYCLING OF WASTEWATER FROM A MINERAL CONCENTRATING PLANTSun Shuiyu et al7 Abstract The purification and recycling of wastewater from Nanjing Xixiashan Xinyang Mine Company are investigated. The tests of wastewater treatment and recycling are carried out. In addition, the testsof ore flotation are conducted inorder to determine the effect of wastewater recycling on the ore flotation process. The zero discharge of wastewater is obtained. The plant engineering system of purification and recycling of wastewater is designed and constructed. The system has been operatd successfully. The good environmental and economical benefits are produced. Keywords mineral concentrating wastewater, purification and recycling, zero discharge and plant operation BIOLOGICALFILTRATIONOXIDATIONREACTORFORTREATINGCOKEPLANT WASTEWATERXiao Wensheng et al9 Abstract Due to the fact that the activated sludge process is used to treat coking wastewater in a coking plant, whose effluent can not meet the discharge standard. Therefore a biofiltration oxidation reactor is used to further treat the wastewater. The results show that the efficiency of this process is stable and feasible and the system displays a higher resistance to shock. The average removal rates of CODCr, NH3-N, SS, oils, volatile phenol and cyanide are 64. 7, 79. 8, 76. 6, 52. 1, 95. 4, 61. 4 respecitvely. The quality of effluent meets discharging standard of our country . GB8978-1996 the second level of national discharged standard for the second contaminants Keywords coke plantwastewater, biological filtration oxidation reactor and activated sludge EXPERIMENTAL RESEARCH ON TREATING ETHYLAMINE WASTEWATER USING THE PRESSURIZED AERATION -SEQUENCE BATCH REACTOR ACTIVATED SLUDGE PROCESS Chen Libo et al 12 Abstract It is researched that treating ethylamine wastewater by the pressurized aeration -sequence batch reactor activated sludge process. WhenCODCrof influent is 2 600 mg L, and that of effluent is less than 150 mg L. The volumetric loading is 3. 0～ 8. 0 kg CODCr m3d. This features fast biochemical reaction rate, high efficiency of removing nitrogen and less land -occupying. Keywords P -SBR reactor, ethylamine wastewater and denitrification RESEARCH ON THE NITROGEN AND PHOSPHORUS REMOVAL OF THE MODIFIED AB PROCESSZhang Zhibin et al 14 Abstract A modified AB process was studied for solving the carbon resource shortage problem in order to improve the nitrogen and phosphorus removal efficiency of the AB process. The results of the parallel bench-scale experiment showed that the nitrogen removal and phosphorus removal efficiencies of the modified AB process reached 79. 8 and 90. 61respectively without losing organic removal perance and adding aeration volume,which improved greatly compardwith the traditional AB process and intermittent aeration process. The CODCr, TN and TP concentrations meet the National Wastewater Integrated Discharge Standard. Keywords modified AB process, biological nitrogen phosphorus removal and carbon resource shortage problem A PILOT-SCALE STUDY ON EXPANDED GRANULAR SLUDGE BED EGSBREACTOR FOR TREATING MAIZE STARCH PROCESS WASTEWATERShi Xiankui et al 17 Abstract The perance of EGSB for treating maize starch processwastewater wasstudied. The result showed that superficial liquid upflow velocity was the key factor affecting the influent function of EGSB reactor. With influent superficial liquid upflow velocity of 1 ～ 3. 5 m h and CODCrconcentration of 3 500～ 6 500 mg L, CODCrremoval rate of above 85 was attained. After some time of operation, the granular sludge could adapt to the running condition of EGSB reactor. Keywords expanded granular sludge bed EGSB , granular sludge, starch process wastewater and anaerobic treatment APPLICATION OF MOVING BED BIOFILM REACTOR TO DOMESTIC WATER REUSE IN THERMAL POWER PLANTLi Ming et al 19 Abstract A MBBR moving bed biofilm reactorwas tested for treatment of domestic wastewater in Xibopo Thermal Power Plant. The MBBR was used to treant low concentration influent 100 mg L in CODCrconcentration . The Wastewater Treatment Center of BUST Beijing University of Science andTechnologyintroduced the treatment process of“MBBR -biofilm filtration -depth filtration-ozone disinfection” . It has been proved that this process features high efficiency, stable effect and reliable operation. Keywords wastewater treatment, reclaimed water reuse andmoving bed biofilm reactor ANAPPLIIED HYDROLYTIC -AEROBIC TECHNIQUE FOR DOMESTIC SEWAGE TREATMENT Yuan Jun et al 22 Abstract Hydrolytic -aerobic processwas used to treat domestic sewage instead of an embedded equipment, which can solve the problem of corrosion of the equipment, but also overcome the difficulty of insufficient residence time. As a result, the treatment effect was also improved. Keywords hydrolytic -aerobic process, embedded equipment and doemstic sewage 2 ENVIRONMENTAL ENGINEERING Vol. 23, No. 1,Feb. , 2005