董春娟1，潘青業(yè)2，孫亞全3，汪艷霞1
（1.太原學(xué)院 環(huán)境工程系，太原 030009；2.太原理工大成工程有限公司，太原 030024；
3.中國市政工程中南設(shè)計研究總院有限公司，武漢 430010）
摘 要：為實現(xiàn)焦化廢水和剩余污泥的同步高效處理，采用兩級微氧EGSB反應(yīng)器系統(tǒng)，通過交叉回流的運行方式，對焦化廢水中COD、揮發(fā)酚、CN-、SCN-、NH3-N、NO3--N和TN的去除效果及反應(yīng)器內(nèi)污泥量和污泥活性的變化情況進行研究。研究結(jié)果表明：交叉回流兩級微氧EGSB反應(yīng)器系統(tǒng)能夠同步高效處理焦化廢水和剩余污泥。通過交叉回流方式，處理焦化廢水的兩級微氧EGSB反應(yīng)器系統(tǒng)能夠獲得86.7%、100.0%、96.6%、97.3%、96.5%、92.2%和74.3%的COD、揮發(fā)酚、CN-、SCN-、NH3-N、NO3--N和TN的平均去除率。在穩(wěn)定運行階段，高污染物去除率的EGSBⅠ內(nèi)的污泥處理率高達51.19%-147.81%。污泥表觀產(chǎn)率平均為0.01kgMLVSS/kgCOD，處于較低水平，MLVSS/MLSS從0.36提高到0.47，污泥中惰性難降解部分能夠被有效去除，污泥能夠保持高產(chǎn)甲烷活性。微氧所形成的厭氧、好氧交替或共存條件能夠促進污泥中惰性難降解有機物質(zhì)的去除，反應(yīng)器內(nèi)長期處理焦化廢水所形成的特殊菌群，也能夠促進污泥中非活性惰性成分的高效降解。
關(guān)鍵詞：EGSB反應(yīng)器；焦化廢水；剩余污泥；同步處理；交叉回流
1引言
焦化廢水生物處理一直采用的仍是傳統(tǒng)的活性污泥法(+生物膜)所組成的A2/O工藝，或改進的A2/O2工藝等，也沒有針對焦化廢水中特殊的毒性難降解有機物質(zhì)提出新的去除思路或進行機理方面探討，去除氨氮的思路也仍然是傳統(tǒng)的硝化反硝化概念(Xubiao Yu et al.,2016; Peng Lai et al.,2009; Qiyuan Gu et al.,2014; Feng Wang et al.,2012)。這樣，最終不僅難以解決出水氨氮和COD同時達標(biāo)排放的問題，還會產(chǎn)生大量剩余污泥，造成嚴重的二次污染！污泥問題已成為污水處理廠必須面臨的一個大問題。
對于污泥的處理（或稱為減量化），目前有兩種思路：一是在污水處理的同時解決污泥處理的問題，也就是采用產(chǎn)生剩余污泥量相對少的污水處理工藝，比如延時曝氣活性污泥、生物膜法、MBR工藝等；一種就是單獨處理處置污泥，目前常用的是濃縮、脫水，外運，焚燒，堆肥等。近年來國內(nèi)外出現(xiàn)了熱水解+好氧堆肥或熱水解+厭氧消化的工藝，大幅提高了污泥的處理處置率。
有研究者提出，通過改變污泥（微生物）所處的環(huán)境能夠?qū)崿F(xiàn)污泥的減量化，比如厭氧/好氧交替出現(xiàn)(Chudoba P et al.,1991; Chudoba P et al.,1992)。也有研究表明，厭氧好氧環(huán)境交替變化（或厭氧好氧微環(huán)境共存）能夠促進污水中難降解毒性污染物質(zhì)的降解(Dong C J et al,2003; Wei Wang et al., 2014l )。
焦化廢水是一種典型的水質(zhì)復(fù)雜，含有多種難降解、毒性污染物質(zhì)的工業(yè)廢水。而處理焦化廢水的剩余污泥也含有大量毒性污染物質(zhì)，一般的生物處理系統(tǒng)是很難處理的。有研究表明這些毒性難降解污染物質(zhì)中有許多在單純厭氧條件或單純好氧條件下是難以降解的，也有研究表明焦化廢水中有一些物質(zhì)（如，吡啶）只有在缺氧條件下才能快速降解(Li Y X et al.,2008)。近年來，有許多研究者開始關(guān)注微氧技術(shù)，并與顆粒污泥結(jié)合，在同一反應(yīng)器內(nèi)創(chuàng)造厭氧和好氧共存或交替出現(xiàn)的環(huán)境，為許多在單純厭氧或單純好氧條件下不能完全降解的一些毒性或難降解物質(zhì)的徹底礦化提供可能(Dong C J et al,2003; Y.J.Chan et al.,2009)。
EGSB反應(yīng)器作為新型高速厭氧反應(yīng)器的代表，具有明顯的微生物學(xué)優(yōu)勢——高活性顆粒污泥的形成，同時反應(yīng)器的高回流、高液體上升流速又為毒性物質(zhì)的稀釋和泥水間的高效傳質(zhì)提供了保證。單級微氧EGSB反應(yīng)器雖然創(chuàng)造了厭氧好氧共存的環(huán)境，但無法實現(xiàn)焦化廢水中COD和氨氮的同步高效處理，可能是各種毒性污染物質(zhì)降解菌及氨氮降解菌之間會形成競爭抑制(Yong-Shik Jeonga et al., 2006)。兩級微氧EGSB反應(yīng)器能適當(dāng)提高各種污染物質(zhì)的去除效果，有研究者進一步通過添加硅藻土，利用硅藻土與顆粒污泥的耦合在兩級微氧EGSB反應(yīng)器系統(tǒng)內(nèi)實現(xiàn)了焦化廢水中COD和氨氮的同步高效去除，但硅藻土的添加又出現(xiàn)了剩余污泥量明顯增加的問題(Dong C J et al.,2013)。
為此，對于處理焦化廢水微氧顆粒污泥系統(tǒng)，還需要更多地關(guān)注如何通過運行方式的改變來保證焦化廢水和剩余污泥的同步高效處理。針對處理焦化廢水兩級微氧EGSB反應(yīng)器系統(tǒng)在二級反應(yīng)器內(nèi)出現(xiàn)亞硝酸鹽的累積，繼而影響整個系統(tǒng)氨氮和COD去除效果的問題，考慮采用交叉回流的運行方式，解決亞硝酸鹽累積問題，進而提高焦化廢水中各種污染物質(zhì)的去除效果。
本文對交叉回流兩級微氧EGSB反應(yīng)器系統(tǒng)同步處理焦化廢水和剩余污泥的運行效能進行研究，以尋求一種同步高效處理焦化廢水和剩余污泥的有效方法。
詳見：中國給水排水2019年中國城鎮(zhèn)污泥處理處置技術(shù)與應(yīng)用高級研討會（第十屆） 論文集
