焦化廢水是一種高COD、高酚值、高氨氮的處理難度較大的工業(yè)有機(jī)廢水。20世紀(jì)80年代以來，國(guó)內(nèi)焦化廢水的處理多采用兩段生化法、延時(shí)曝氣法、強(qiáng)生化法(如生物鐵法、生物炭法)等方法，其中以A/O法(厭氧一好氧活性污泥法)處理效果最好，但A/O法初期投資及運(yùn)行費(fèi)用較大，1m3水直接處理費(fèi)用約為7.4元，一般焦化企業(yè)難以承受。

    曝氣生物濾池(BiologicalAeratedFilter,簡(jiǎn)稱BAF)是在生物接觸氧化工藝的基礎(chǔ)上引入飲用水處理中的的過濾思想而產(chǎn)生的一種好氧生物膜法廢水處理工藝。其基本原理是在一級(jí)處理是在一級(jí)處理基礎(chǔ)上，以顆粒狀填料及其附著生長(zhǎng)的生物膜為處理介質(zhì)，充分發(fā)揮生物代謝作用、物理過濾作用、膜及填料的物理吸咐作用以及反應(yīng)器內(nèi)生物多級(jí)捕食作用，實(shí)現(xiàn)污染物在同一單元反應(yīng)器內(nèi)去除。該工藝有容積負(fù)荷高、水力負(fù)荷大、水力停留時(shí)間短、出水水質(zhì)好、占地面積小、基建投資少、能耗及運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn)。本研究將探討其應(yīng)用于難降解焦化廢水處理的可行性，為焦化廢水有效處理尋求新方法。

    1試驗(yàn)方法與材料

    1.1廢水來源及水質(zhì)

    試驗(yàn)廢水取自馬鞍山鋼鐵公司焦化廠，其水質(zhì)指表1

    表1焦化廢水水質(zhì)

    1.2實(shí)驗(yàn)材料

    BAF反應(yīng)器用圓柱形有機(jī)玻璃柱制作，高1.55m,直徑0.11m,容積14.7L，內(nèi)裝8.7L粉煤灰陶粒濾料，濾料層高1.1m。采用上向流方式進(jìn)水(池底進(jìn)水)，濾板、長(zhǎng)柄濾頭布水，上部排水，燒結(jié)砂芯曝氣（YL-888型氣泵),2臺(tái)BTOO一SOM型恒流泵供水。

    粉煤灰陶粒濾料參數(shù):粒徑3一5mm，堆積密度0.89g/cm3，破碎率0.07％,比表面積4.8m2/g，孔隙率35％，磨損率5.3％，鹽酸可溶率0.5％。曝氣生物濾池構(gòu)造示意見圖1。

    1.3工藝流程與試驗(yàn)方法

    1.3.1工藝流程

    試驗(yàn)工藝流程見圖2。焦化廢水經(jīng)調(diào)節(jié)沉淀池由恒流泵注入BAF底部，經(jīng)過長(zhǎng)柄濾頭進(jìn)入濾料層。同時(shí)由氣泵向?yàn)V料層進(jìn)行曝氣充氧，出水經(jīng)反沖洗水池(貯水池)外排。每隔一段時(shí)間反沖洗一次，采用氣水聯(lián)合反沖洗。方法是:先用氣反沖5min，再啟動(dòng)水泵，氣水同時(shí)反沖洗5min,最后用水沖洗5--8min。反沖洗采用反應(yīng)器處理出水(即圖2中的反沖洗水池)。反沖洗脫落的生物膜、污泥等雜質(zhì)隨反沖洗排水回流至調(diào)節(jié)沉淀池，沉淀污泥經(jīng)集泥池外排。

    1.3.2運(yùn)行參數(shù)

    氣水比0.5～1;反沖洗周期為7～8d，氣水聯(lián)合反沖洗，氣、水反沖洗強(qiáng)度均為5一8sL/（s*m2）、反沖洗時(shí)間為15一18min;水力負(fù)荷1.05~2.5rn3/(m2?h)。

    1.3.3水樣采集方法

    每隔1h分別在調(diào)節(jié)沉淀池和反沖洗水池各采樣二次，采樣水量200mL，并將各次水樣混合在一起得到各取樣口混合樣(共6次1200mL)，這樣可盡可能消除或避免一次采樣引起的偶然誤差，取樣位置為液面下3cm處。

    1.4BAF生物膜的培養(yǎng)

    BAF生物膜培養(yǎng)采用連續(xù)進(jìn)水法。基本操作方法是:將采自馬鋼焦化廠廢水處理站活性污泥適量加入淘米水?dāng)嚢韬筮B續(xù)加入反應(yīng)器并進(jìn)行曝氣，連續(xù)進(jìn)淘米水3天后，停止加污泥，進(jìn)水改用白來水稀釋后的低濃度焦化廢水并投加少量磷酸氫二鉀以增加廢水中的磷含量，控制反應(yīng)器混合液呈弱堿性，20天后濾池濾料上生長(zhǎng)了薄薄一層生物膜。顯微鏡下脫落生物膜的鏡檢結(jié)果見圖3、圖4，可見生物膜中有許多纖毛類原生動(dòng)物如草履蟲、漫游蟲、豆形蟲等。這些指示性原生動(dòng)物標(biāo)志著生物膜生長(zhǎng)成熟。同時(shí)反應(yīng)器對(duì)廢水中的COD}}去除率達(dá)到了70%，此時(shí)認(rèn)為生物膜培養(yǎng)成功，可進(jìn)行條件試驗(yàn)。

    1.5水質(zhì)分析方法

    水質(zhì)分析方法依據(jù)《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法》(第4版)，CODCr檢測(cè)采用重鉻酸鉀法;氨氮測(cè)定采用蒸餾一納氏試劑比色法;pH測(cè)定采用電極法;揮發(fā)酚的測(cè)定采用4一氨基安替比林直接光度法;氰化物采用異煙酸一毗哇酮光度法。

    2結(jié)果與分析

    2.1水力負(fù)荷與COD}}去除率的關(guān)系

    水力負(fù)荷的大小直接關(guān)系到污水在反應(yīng)器中與載體生物膜的接觸時(shí)間.其值越小污水與生物膜反應(yīng)時(shí)間愈長(zhǎng)，效果愈好。進(jìn)水CODCr濃度為820mg/L時(shí)，BAF在不同水力負(fù)荷下對(duì)焦化廢水中CODcr的去除效果見圖5。由圖5可見BAF對(duì)焦化廢水中的有機(jī)物有較高的去除率，當(dāng)水力負(fù)荷為0.05一0.2m3/(m2"h)時(shí)，COD。去除率可達(dá)90%以上，出水CODcr濃度約為220mg/L，達(dá)到GB13456-92國(guó)家二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。

    2.2酚、氰的去除效果

    BAF對(duì)焦化廢水中酚、氰的去除效果見表2。由表2可以看出，當(dāng)平均水力負(fù)荷為0.12m3/(m2*h)時(shí)，BAF對(duì)廢水中的酚、氰平均去除率分別達(dá)980%和96%以上，出水達(dá)到了GB13456-92國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。

    圖6BaF’對(duì)焦化廢水中NH3一N的去除

    2.3對(duì)氨氮的去除效果

    進(jìn)水NH3一N為160mg/L時(shí)，BAF在不同水力負(fù)荷下對(duì)焦化廢水中NH3一N的去除效果見圖6。由圖6可見，BAF對(duì)焦化廢水中NH3一N去除效果較差，當(dāng)水力負(fù)荷為0.1m3/(m2*h)時(shí)，BAF對(duì)NH3一N的去除率僅為45%。同時(shí)，隨著水力負(fù)荷增長(zhǎng)，其去除率逐漸減小，當(dāng)水力負(fù)荷達(dá)到0.25m3/(m2*h)時(shí)，出水濃度反而比進(jìn)水濃度大。主要原因是

    反應(yīng)器內(nèi)CODCr,NHS-N濃度較高，抑制了廢水中硝化菌的代謝，同時(shí)隨著含氮有機(jī)物分解，造成了出水NH3一N濃度升高。

    3結(jié)論

    (1)當(dāng)水力負(fù)荷小于0.20m3/(m2*h)時(shí)，單級(jí)BAF能有效地去除焦化廢水中的CODCr,酚、氰，去除率均大于90%，其中出水CODCr達(dá)到GB13456-92國(guó)家二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，酚、氰低于一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。

    (2)單級(jí)BAF對(duì)焦化廢水中NH3一N去除效果較差，當(dāng)水力負(fù)荷為0.1m3/(m2*h)時(shí)，去除率僅為45%。而當(dāng)水力負(fù)荷提高到0.25m3/(m2*h)時(shí)，出水NH3一N濃度高于進(jìn)水NH3一N濃度，去除率為負(fù)值。而且不能脫去焦化廢水的色度，處理后廢水仍為淺醬油色。

    (3)應(yīng)用單級(jí)BAF工藝處理焦化廢水，要使出水完全達(dá)標(biāo)，需采用兩段曝氣生物濾池：一段為脫碳濾池用于脫碳，另一段為硝化濾池用于脫氮。