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北营公司焦化厂酚氰废水生化处理存在的问题主要包括蒸氨废水指标超标、预处理效果不好和AAO系统处理效果不好3个方面。

　　1.1 蒸氨废水指标超标

　　酚氰废水处理系统设计的进水水质指标为COD浓度≤3500mg/L，氨氮浓度≤200mg/L，油浓度≤30mg/L，但是实际进水水质经常超标。主要原因是进入蒸氨塔的剩余氨水指标波动大，加碱量调节不及时导致蒸氨后废水指标超标。另外，剩余氨水罐和陶瓷膜过滤器排油次数少导致蒸氨后废水含油高，影响AAO系统的正常运行。

　　1.2 预处理效果不好

　　预处理效果不好的主要原因是浮选池溶气水喷头堵塞。由于浮选池溶气水采用芬顿催化氧化深度处理后的废水与空气混合，易堵塞喷头，导致除油效果不好，而废水含油量高易使微生物中毒，影响AAO系统处理效果。

　　1.3 AAO系统处理效果不好

　　酚氰废水经过预处理去除油类，并对废水的水量和水质进行调节，然后进入AAO系统。

　　1)厌氧生物营养物质不均衡，导致厌氧池的降解效果不好。

　　厌氧池中挂有组合填料，通过填料上的厌氧生物对多环芳香族化合物进行解链以及对氰和硫进行水解，把好氧或兼氧生物难降解的物质变成易降解的物质，提高废水的可生化性。厌氧生物所需营养物质之比为BOD5：N：P≈100：2.5：0.5，但是焦化废水基本不含磷，因此厌氧池的降解效果不好。

　　2)反硝化反应效果不好。

　　厌氧池出水与二沉池回流水经水泵提升送至缺氧池。在缺氧池中利用兼氧菌反硝化反应将污水中的硝态氮还原为氮气并从废水中逸出，达到脱除氨氮的目的。兼氧菌适宜的pH值为6.5～7.5，而来水pH值偏高，影响缺氧池的反硝化反应;填料上污泥生长慢，脱落严重，同样影响缺氧池的反硝化反应;另外，二沉池回流污水量大，导致反硝化菌的停留时间短，没有达到反硝化菌的世代更新时间。

　　3)硝化反应效果不好。

　　缺氧池出水自流进入好氧池，在好氧池中，通过好氧微生物降解废水中的酚、氰及其他有害物质，并通过硝化反应使废水中的氨态氮氧化为硝态氮。硝化细菌适宜的生长温度为25～30℃，而冬季温度低时不能满足硝化细菌的生长需要;硝化菌的世代更新时间比较长，但是好氧池的消泡水量大，污泥回流量也大，导致硝化菌的停留时间较短，达不到硝化菌的最小世代更新时间;好氧微生物所需营养物质之比为BOD5：N：P≈100：5：1，而实际上投放的磷盐量偏多，影响了硝化反应的效果。

　　2、改进措施

沉淀法、离子交换法、液膜法、电解法和生物吸附法等传统的重金属废水处理方法，都存在一定的缺点或不足，如价格昂贵、反应不易控制、效果不理想、回收贵金属难，容易造成二次污染等。近年来，利用生物吸附剂处理重金属废水则有良好的效果，优点有：①原料廉价易得;②适合低浓度重金属废水;③不易产生二次污染;④吸附容量大;⑤良好的选择性;⑥可回收一些贵重金属;⑦应用范围广。大多数生物吸附剂都是以生物絮状体形式存在的悬浮微生物，易于分散在液相中，因此吸附后的难题是如何快速实现吸附剂与处理介质的固液分离。

　　好氧颗粒污泥吸附剂是典型的生物吸附剂，除了具备一般生物吸附剂的优点外，还具有特殊的生物体结构特征;颗粒比重比水大，具有优异的沉降性能，可以克服传统生物吸附剂在吸附后不易与水分离的缺点。

　　1、好氧颗粒污泥的结构特征

　　好氧颗粒污泥一般具有较高的比表面积和良好的沉降性能，是一种粒径小、密度高的球形细菌体，含有大量的胞外多聚物(Extracellular Polymeric Substances，EPS)。EPS含有大量的醇、竣基、氨基、巯基、酚基等，该基团容易与水体中不同价态的重金属离子发生反应，使得微生物表面富集了大量的金属离子。EPS微生物结构、胶体负电性和生物体活性等特征，使得水体中的重金属元素被捕捉，因此好氧颗粒污泥可以作为天然的重金属离子吸附剂用以处理含重金属离子的废水。

　　2、好氧颗粒污泥去除重金属机理

　　好氧颗粒污泥对重金属的去除机理较为复杂，目前国内外学者的研究主要是通过在实验室采用模拟法进行研究，重点针对好氧颗粒污泥对含单一重金属离子废水的去除行为及机理，对不同种重金属离子共存的废水则研究较少。好氧颗粒污泥对重金属离子的去除主要通过胞外聚合物吸附、离子交换、金属螯合、化学沉淀等。HuiXu等研究表明：好氧颗粒污泥对Ni2+的去除机理主要通过离子交换过程，同时胞外多聚物EPS和细胞壁基团内含有的O、N、S、P等原子可以和重金属离子形成螯合物或络合物，使得重金属离子得到去除。因此好氧颗粒污泥细胞和EPS对重金属离子的有机络合是颗粒污泥吸附重金属离子的重要方式。

　　HuiXu等通过采用X射线衍射、傅立叶变换红外光谱及X光电子能谱等技术，提出了吸附的三种机理：离子交换、EPS吸附和化学沉淀。姚磊等通过环境扫描电子显微镜和X射线能谱分析结果表明，吸附过程主要是离子交换吸附和金属鳌合两个过程。

　　微生物去除重金属离子的过程一般是多种机理共同作用的结果。重金属离子可能在微生物表面发生氧化还原反应而去除，有些离子可能会因沉淀或挥发而去除。通过其它方式去除的重金属离子一般较为次要，实验中检测难度较大，对于好氧颗粒污泥的去除机理有待进一步研究证实。

　　3、好氧颗粒污泥去除重金属的影响因素

　　(1)pH值。

　　pH值是影响好氧颗粒污泥去除重金属离子的重要因素，其主要是改变基团的荷电特征和污泥的表面电位。HuiXu、YuLiu等研究发现：初始pH值对好氧颗粒污泥对Ni2+的去除率起重要作用，并影响好氧颗粒污泥zeta电位。杨学耀等研究发现：好氧颗粒污泥对Cd2+的去除pH值在6～7。姚磊等研究发现：好氧颗粒污泥在较高pH(5.0-6.0)条件下对Pb2+具有较强的去除效果。

　　(2)接触时间。

　　地埋式一体化生活污水处理设备点击咨询好氧颗粒污泥对重金属吸附过程一般分为快速吸附和慢速吸附两个阶段。沈祥信研究发现：好氧颗粒污泥去除Cu2+、Cd2+、Zn2+和Pb2+金属离子平衡时间约为2h;同时研究对Pb2+的去除效果表明：好氧颗粒污泥对Pb2+的去除过程是快速吸附行为，其中前5min的吸附量就达到最大吸附量的75.0%。增加好氧颗粒污泥与重金属废水的接触时间在一定程度上可以提高去除效果，但在实际工程

　　1)针对蒸氨废水指标超标的情况，将超标的蒸氨废水送回机械化氨水澄清槽;增加剩余氨水罐和陶瓷膜过滤器的排油次数，排油次数由每周1次改为剩余氨水罐每天排油1次，陶瓷膜过滤器每周排油2～3次。

　　2)针对浮选池喷头堵塞的问题，使用消防水与空气混合后对原水进行稀释和除油，可提高厌氧菌水解和酸化效果。

　　3)针对焦化废水含磷量低而好氧池投放磷盐量偏多的现状，根据实验数据，将好氧池磷盐投加量从100kg/d改为在厌氧池和好氧池分别投加50kg/d。

　　4)针对缺氧池pH值偏高的情况，减少蒸氨塔的液碱投加量，液碱投加量从4t/d减为3t/d，蒸氨废水pH值从8～9降为7～7.5。

　　5)针对缺氧池填料上污泥生长慢、脱落严重的情况，每次在缺氧池布水管上通30min压缩空气，可及时将死污泥吹落，促进污泥生长。

　　6)针对反硝化菌停留时间短的问题，减少缺氧池回流污水量，将缺氧池回流污水量从55～60m3/h减为38～40m3/h。

　　7)针对好氧池冬季温度低导致硝化菌生长慢的问题，冬季将好氧池消泡水用中压蒸汽加热。

　　8)针对硝化菌停留时间短的问题，减少好氧池消泡水量和回流污泥量，将好氧池消泡水量从约17m3/h减为6～10m3/h(夏季约6m3/h，冬季约10m3/h)，将回流污泥量从35～40m3/h减为20～25m3/h。

　　改进后，二沉池出水的氨氮浓度达到了设计值，2017年1～4月平均值达到13.27mg/L，见表2。