生物脱氮技术在焦化废水中的应用

生物脱氮技术在焦化废水中的应用

桑小倩  ,杨祎超

河北中煤旭阳能源有限公司             河北  邢台   054000

摘要：焦化污水的脱氮是一个非常关键的过程，进入水中，对水体造成了很大的污染。常规脱氮技术具有长时间、运行费用高等问题。因此，开展节能型生物脱氮技术的研究，对控制水体污染和保护水环境具有重要意义。随着我国经济的高速发展，特别是近年来钢铁企业的迅速发展工业废水排放量逐年增长，对环境造成的影响越来越大环境污染问题更加严重。焦化企业采用的生化脱氮工艺脱氮率较低，出水的氨氮含量不高。大量的NHN排放严重加重了被纳水体的污染和水质的恶化，对农业、对渔业、旅游业等诸多产业进行治理是必要的。

关键词：焦化；废水；生物脱氮；处理技术

十余年的治水环境污染日益严重的问题使得世界上许多国家都对废水中的氨氮水平制定了更加严格的标准。用于治理日益严峻的氮污染问题。焦化废水是一种有毒的废水，它的主要来源是剩余氨水、煤气中产出来的废水，废水中含有大量的苯酚、硫氰化物，是所有废水中最难处理的。目前，废水的处理方法主要是采用生物脱氮法。

1焦化废水的来源及危害

焦炭是钢铁工业的基本原材料，随着我国钢铁工业的迅速发展数量也有了很大的提升。中国年的焦炭产量为10000吨，其中出口10,000吨。中国每年对焦炭的需求量已超过一万吨。焦化废水是在高温下进行干馏、煤气净化和化学制品的提炼。其主要来源是：残氨水是煤干馏和煤气降温时所产生的废水。它的水量超过了焦化废水的一半，是焦化废水的主要来源。

2焦化废水生物脱氮的基本概况

生物脱氮法是将硝化、反硝化等技术用于废水的处理。而反硝化，是指在不进行氧化的情况下，由脱氧菌生成的NO2－和NO3－取代氧，导致有机物的氧化。在曝气后进行氧化，通常在苯酚、氰化物和硫氰化物发生反应后，使其曝气时间延长，且有一定的碱性。与反硝化细菌的特点不同，反硝化细菌具有兼容性，硝化细菌具有好氧活性，二者比较，反硝化菌能够通过有氧环境中的有机物来促进好氧的繁殖，而在非氧状态下，将二氧化氮和三氧化氮等用作碳源的电子接收器排出。生物脱氮法包括硝化、反硝化等，生物技术包括生物转盘、生物滤池等。尽管在一定的时间内会产生硝化反应，但是其影响仅限于氮氧化物，无法彻底去除。与常规生物化学方法相比，该方法是将氮与反硝化有机地结合起来，使得氮在硝化和反硝化过程中沉淀下来。

3焦化废水生物脱氮技术及其基本原理

目前生物脱氮法有两大类，一类是ANAMMOX生物脱氮法，另一类是SHARON-ANAMMOX生物脱氮法。

3.1 ANAMMOX 生物脱氮技术

中国生物技术研究院开发了一种以NH4作为电子供体、以亚硝酸盐为电子接收器的厌氧氨氧化技术。NH4++NO2-N2+2H2O是一种新型的生物脱氮法，它能很好地克服常规工艺的缺点。这种工艺可避免大量的酸碱中和反应，避免了二次污染，降低了能耗，节省了药剂，节省了整个过程的费用。

3.2SHARON-ANAMMOX 生物脱氮组合技术

该技术的最大优点是不需加入任何碳源，且产生的污泥数量也相对低，因而是目前生物脱氮界的一个重要研究方向。目前，该技术已广泛用于国外，而国内尚不多见。

4利用生物脱氮新技术处理焦化废水的具体研究

目前，对焦化废水进行降解脱氮处理的主要方法有化学法、物化法、生化法等。

4.1化学法

采用化学法脱除水体中的氨氮，一般采用湿法催化氧化法和折点法。

4.2湿式催化氧化法

美国的湿法氧化技术。一种用于处理高浓度有机化合物的方法。废水处理是一种高效的废水处理技术。湿法催化氧化是一种二次氧化法，在二十世纪50年代发展出一种用于处理高浓度有机废水的技术，废水中的有机物质会把它分解成无毒无害的无机分子，如COz，HZO，NZ等，达到废水净化的作用。固体催化剂对高温氧化的影响较大。在加压状态下，通常会大大改善和的强度。其关键在于开发具有高氧化性和高稳定性的催化剂。一般可分为三类：金属盐、氧化物和复合氧化物。均相催化剂通常是活性较高、反应速率较高的非均相催化剂，但因其失去了金属离子而导致二次污染。鞍山化物所和大连化物所联合开发了一种新型的双组分催化剂。该配方对含氨、有机物含量高的焦化废水有较好的治理作用。用丙玉兰等作为催化剂，考察了载体、温度、活性组分配比、反应温度、反应温度等因素对催化剂活性的影响。考察了反应时间、氧分压、反应时间、用量等因素对反应的影响。反应温度为240℃、氧分压为3。0MPa，使用30克的催化剂。在该工艺条件下，废水COD去除率超过90%。韩利华等采用共沉淀法制备了一种新的催化剂对高浓度焦化废水进行了湿法催化氧化处理。研究了氧化锆催化剂的催化性能。比其他过渡金属氧化物更好的催化剂的设计和制造方法更好“走。”湿法催化氧化法具有催化剂昂贵的缺点，因此，其工艺和操作成本非常高。许多公司都承担不起。尽管添加稀土氧化物可以降低成本但催化剂损耗严重，在工程上很难推广使用。

4.3离子交换法

选择性离子交换法是将废水中的金属离子与废水中的金钱离子进行交换，以达到去除废水中杂质的目的。有两种类型的离子交换，一种是自然的，一种是人工的。目前，工业上仍然使用价格低廉的一种天然的离子交换剂一分子筛来进行脱氮。在以一定速度通过沸石交换塔的条件下，废水中的川离子被吸附并除去。通过实验，本文研究了高浓度焦化废水中NH3-N的吸附特性。实验表明，在静态条件下，以树脂吸附焦化废水为133mg/g/g/g，而在动态实验中，在0。139~1。667ml时，其吸附氨氮的速度高于树脂。国内外的研究结果显示，利用离子交换技术对焦化废水进行脱氮除成本高，且不经济，而且废水回收处理困难。

4.4物理化学法

物理化学方法去除焦化废水中氨氮的方法主要有蒸氨法、吸附法、离子交换法、烟道气法等。

4.5生物法

生物法可以完全去除废水中的氨氮，而且不会产生二次污染，其工作原理是通过对微生物酶的高效催化和对人体的高特异性的催化作用，使有毒有害物质分解为可被环境接受的物质。

4.6生物脱氮新技术处理焦化废水的优势

（1）节约碳源，减少操作费用。采用SHARON-ANAMMOX技术，采用NH4+、NO2－作为电子供体和电子受体的方法，对焦化废水进行脱硝，无需额外加入碳源。而且，采用这种方法可以缩短废水的处理过程，缩短废水处理的时间，而且可以减少对构筑物的污染，既可以节约药剂，又可以极大地降低能耗。

（2）该系统具有良好的脱氮率和稳定性。采用此技术对焦化废水进行处理，不需加入酸碱中和剂，在运行过程中，系统的pH酸碱度比较稳定。通过以上试验，所得的氨氮和总氮的脱除率分别达到99。75%和80%，总体的脱氮率都很高。

（3）耗氧量少。本试验采用SHARON反应器，可加速NO2-N的积累，降低氧的用量，与常规方法相比，该方法可降低30%的氧消耗量。

5结语

焦化废水的生物脱氮法有多种新技术，其中SHARON-ANAMMOX组合工艺在节能降耗、节能降耗等方面具有诸多优点。通过对该技术进行改造，可以使废水中氮含量高、可生化性较差的生物脱氮效果更好，从而达到降低废水生物脱氮的目的。本技术在实际使用中，可有效地克服常规方法的缺点，但要使其在废水处理中得到充分的利用，对其进行亚硝化和厌氧氨氧化的微生物性能仍有待进一步的研究。

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