應用生物酶技術處理焦化廢水是目前焦化領域研究的熱點之一。特別是隨著鋼鐵產業(yè)近年來的迅猛發(fā)展，該項研究工作對國家節(jié)能減排產業(yè)政策具有十分重要的意義。目前，在焦化廢水處理中AAO工藝應用比較廣泛，但由于焦化廢水中除含有焦油外，還含有酚、苯并芘、蒽、萘、吡啶和喹啉等多環(huán)芳烴，它們降解難度大，使外排廢水中的CODCr難以達到國家一級排放標準（GB 8978-1996)。本課題采用英國WANDX公司的組合生物酶技術，于2008年3月在太鋼焦化廠的AAO廢水處理工藝中進行了工程化實驗研究，重點完成了新型生物酶體系的構建、維護等工作，探討了焦化廢水處理的效果和特點。

1   太鋼焦化廢水處理流程

太鋼焦化廠的廢水處理工藝采用2組并聯(lián)的AAO工藝，處理廢水約200m3/h，經調節(jié)后廢水中CODCr達到1500mg/L。該工藝是將蒸氨廢水經隔油、氣浮處理后送入厭氧池，出水與二沉池的回流水混合后進入缺氧池，經過缺氧池處理后的廢水再送入好氧池，最后通過二沉池進行泥水分離。該廢水處理工藝的特點是在反硝化過程中不采用混合液回流，而是采用二沉池出水回流。同時，由于厭氧池設計得比較小，致使廢水在該池的水力停留時間比較短，約為10 h。厭氧池只能起到水解作用，酸化過程不顯著。經檢測，二沉池出水的CODCr在200 mg/L 左右，生產中必須每天持續(xù)加入大量的化學絮凝劑才能使出水的CODCr小于150 mg/L ，勉強達到國家二級排放標準。實際上，絮凝劑的加入僅能去除廢水中懸浮的CODCr和膠體CODCr，對溶解性CODCr去除效果極為有限。因此，需在化學絮凝劑中再添加一定量的強氧化劑，才能氧化分解那些溶解在水中但不能被生化降解的有機物，同時也造成了二次污染。

2   組合生物酶技術的應用

組合生物酶技術是在傳統(tǒng)生化降解的基礎上增加了生物酶和輔酶數(shù)量，以發(fā)揮生化系統(tǒng)各種酶的抗毒能力、抗沖擊能力，特別是加強了難降解有機物的催化分解作用。在構建組合生物酶體系的過程中，達到改良系統(tǒng)微生物體系，培養(yǎng)和馴化出具有特殊降解功能的優(yōu)勢菌群。因此，選擇生物酶及相應的輔酶來催化降解廢水中的難降解有機物，可以有效提高廢水中污染物的生化去除率。組合生物酶廢水處理工藝流程見圖1。

圖1 組合生物酶廢水處理的工藝流程

2.1  生物酶體系的構建

構建合理的生物酶體系是廢水生化處理的重要基礎。2008年3～6月，太鋼焦化廠在原AAO工藝的基礎上，按運行參數(shù)分別在不同生化池里加入酶-590、酶-440、酶-SS-560、酶-550和酶-700等5種生物酶。不同種類的生物酶組合使用，可以發(fā)揮多種酶的協(xié)同作用和功能。這些酶可以催化微生物對廢水中酚、萘、吡啶、喹啉、蒽、苯胺、苯并芘等雜環(huán)芳烴的降解，促進厭氧菌和兼氧菌的繁殖生長，加速廢水中非溶解性CODCr轉變?yōu)槿芙庑訡ODCr，以提高微生物的抗鹽性等。該體系中的4種輔酶(Bio-CO-G、Bio-CO-GC、Bio-CO-F和Bio-CO-P)能減少生物酶在生化系統(tǒng)中的損耗，達到構建組合生物酶體系的目的。實驗中，在缺氧池和好氧池中分別加入配制好的主酶700kg，輔酶6000kg。使廢水中原來難以生化降解的芳環(huán)類物質分解為小分子，發(fā)揮了組合生物酶多功能降解的作用。在生產實踐中，經組合酶生化作用后，出水CODCr逐步下降至100mg/L以下。

2.2  組合生物酶體系的維護

組合生物酶體系的維護對維持穩(wěn)定的降解作用具有十分重要的作用。在新構建的組合生物酶體系形成以后，由于生物酶體系內會有少量損耗，生物膜的脫落及排泥過程也會帶走部分酶成分。因此，對組合酶體系要補充流失的生物酶及輔酶，以確保組合酶體系能夠穩(wěn)定、健康。實踐表明，為維護組合酶體系，每周需加入生物酶15kg和輔酶200kg。在生物酶體系的維護中，需要將主酶和部分輔酶一起溶解在容器中，水溫控制在20～30℃，時間為18～24h。在攪拌溶解后即可加入生化廢水處理系統(tǒng)中。

2.3  采用組合生物酶技術的效果

采用組合生物酶技術后，由于多種生物酶的催化和協(xié)同作用，使一些難以生化降解的多環(huán)芳香族化合物可以被組合微生物利用，最終外排水中COD�？蛇_到100mg/L以下，滿足國家一級排放標準。為進一步降低廢水中的CODCr，還可以通過添加絮凝劑的方法來深度處理廢水中的懸浮性CODCr和膠體性CODCr，使處理后廢水中的CODCr達到85mg/L以下。同時，組合生物酶技術可以使生化體系中微生物的抗鹽度從1.5%～2％提高到5%～6%。

2.4  組合生物酶體系對泡沫的消減作用

太鋼焦化廠廢水中含有表面活性劑成分，在好氧池曝氣過程中會產生大量泡沫，特別是陰天更為嚴重。其中部分泡沫會從池中溢出引起池外設施的污染和腐蝕。在采用組合生物酶技術后，好氧池外溢的泡沫大幅減少，僅在池的表面存在一薄層。由于組合生物酶對表面活性劑的吸附作用較強，同時酶560對表面活性劑的生化降解具有較強的促進作用，這些都可以有效降低好氧池表面泡沫的聚集。采用組合生物酶技術前后對比見圖2和圖3。

圖2 加組合酶前好氧池表面的泡沫狀況

圖3加組合酶后好氧池表面的泡沫狀況

2.5  組合酶體系可減輕氨氮的沖擊作用

為了使出水氨氮能夠達到排放標準，依據生化池設計要求，蒸氨廢水中氨氮需要控制在50～200mg/L。若進水中氨氮含量高于400 mg/L ，出水中氨氮就會超過15 mg/L ，導致外排廢水達不到國家一級排放標準。應用組合生物酶技術后，在我廠實際生產過程中，因一次蒸氨工序的原因，進入廢水系統(tǒng)的氨氮超過了600mg/L，在進水時間超過8h后，出水氨氮經檢測并沒有超標�？梢�，組合生物酶處理技術可有效提高生化系統(tǒng)抗氨氮沖擊。

3   經濟效益

組合生物酶技術可以在原AAO工藝的基礎上進行技術改進而實現(xiàn)，不需再增加基建投資。但該方法需要有一段組合生物酶的培養(yǎng)時間，一般約需3～4個月才能逐步建立新的組合生物酶體系。與化學加藥方法相比，要達到同樣的出水排放指標，組合生物酶技術的運行費用僅為化學加藥方法的50%。以目前太鋼焦化廠廢水處理工序為例，采用后續(xù)加藥處理法，特別是添加化學氧化劑后，廢水處理成本約為3.5元/t，廢水處理按200m3 /h計算，每年需費用600萬元（不包括所產生的化學污泥處理費）。采用組合生物酶技術后，處理成本僅為1.5元／t，每年的運行費用為200萬元。同時，組合生物酶技術可以減少廢水生化處理后的CODCr排放量，減少泡沫飛濺，有利于環(huán)境的保護，可見，組合生物酶技術具有很高的經濟效益和社會效益。

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