焦化废水前置好氧流化床处理的必要性解析

焦化废水经好氧处理后，在200～250nm和250～300nm的吸收均大幅度下降，表明焦化废水中主要的单环芳香族化合物和部分多环芳烃在好氧处理过程中得到了有效的降解或转化；而300～370nm处的吸光度变化较小则说明大部分的多环芳烃及含氮杂环化合物在好氧条件下并没有得到有效降解，并继续残留在废水中，有待进一步去除。

注：①表中各有机组分的含量均为相对含量，是根据各组分峰面积所占总峰面积的百分比例计算得到；②符号“－”表示未检出，“*”表示新增加物质，“+”表示物质相对含量增加；③进水（TOC=957mg/L），出水（TOC=154mg/L）。

从表2中的GC-MS分析结果可以看出，进水中的有机污染物以酚类、吲哚类及喹啉类化合物为主，其中酚类化合物含量最高，约占全部有机组分相对含量总和的84%，而吲哚类和喹啉类分别仅占有机物总量的8%和5%左右。经高负荷好氧处理后，焦化废水中的苯酚、邻甲苯酚、间甲苯酚及三甲酚等简单酚类化合物的浓度均降至检测限以下，实现了完全降解或转化。

由于酚类化合物的好氧降解速率总体上表现为随苯酚甲基取代基的增加而降低，所以出水中残留的少量酚类化合物主要是2,3-二甲酚和2,5-二甲酚等。苯酚类、吲哚类和苯胺等主要有机组分在好氧处理过程中均得到了有效降解，其去除率高达99%以上，这也与COD和挥发酚的去除效果相吻合；喹啉类化合物的去除效果明显差于吲哚类化合物，这是因为喹啉类化合物的化学结构更加复杂，好氧生物降解过程只能将其转化为甲基喹啉或羟基喹啉等中间产物[25]。

经好氧处理后，出水中残留的有机组分以多环芳烃及含氮杂环类化合物为主，说明为好氧微生物不具备这些有机物开环或裂解的酶系[26]，难以在好氧条件下实现有效降解。因此，前置好氧生物流化床工艺还需联合后续厌氧水解以及好氧硝化工艺才可能实现出水中残留多环芳烃及含氮杂环类化合物的有效降解；但是，要解决焦化废水的直接厌氧处理的抑制问题，前置的好氧处理单元又是必不可少的，它可以起到解除高浓度苯酚和SCN–及其他低浓度毒性有机物如吲哚的生物降解抑制作用，为后续的好氧硝化提供水质条件的保障。

3结论

（1）焦化废水因含高浓度酚类、SCN–及其他毒性有机物而对厌氧生物处理产生抑制作用，通过前置好氧生物流化床可实现对这些物质的高效稳定去除，有效解除其后续厌氧/水解过程的生物抑制，同时有利于后续好氧硝化过程的稳定运行。

（2）三重环流内循环流化床反应器因其优越的混合与传质特性，适合作为焦化废水前置高负荷好氧反应器；当进水COD平均浓度为4818.9mg/L，DO为1.0～1.5mg/L及MLSS为8.0g/L时，在有机负荷低于3.53～3.74kgCOD/(m3˙d)或水力停留时间大于12h的条件下，苯酚类、吲哚类和苯胺等主要有机组分在反应器内得到完全降解，COD、酚及SCN–的平均去除率分别达到70%、99%和80%以上，毒性抑制被解除。

（3）焦化废水经高负荷好氧生物流化床处理后出水中含有高浓度氨氮、少量多环芳烃、含氮杂环类化合物等，建议采用H/O工艺进行后续处理，H单元反应器的特征在于水解难降解有机物释放出生物可利用碳源和调控溶解氧浓度。

来源：化工进展；作者：张涛，韦朝海，任源，冯春华，吴海珍

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