焦化废水处理A-A-0工艺优化

A-A-O工艺在焦化废水处理中的应用现状

焦化废水作为典型的高浓度难降解工业废水，含有酚、氰、氨氮及多环芳烃等有毒有害物质，其处理一直是工业废水治理领域的难点。A-A-O（厌氧-缺氧-好氧）工艺因其运行成本低、脱氮效率高的特点，成为焦化废水处理的主流技术。本溪北营钢铁的实践表明，该工艺在COD<400mg/L、氨氮<25mg/L的出水标准下，吨水处理成本可控制在1.2元左右，具有显著的经济优势。然而，传统A-A-O工艺在实际运行中暴露出三个主要问题：进水水质水量波动导致系统抗冲击能力不足；曝气系统效率低下，氧转移率仅8%-25%；后混系统加药量控制不精确，造成运行成本增加和出水水质波动。这些缺陷严重制约了工艺效能的充分发挥，亟需通过系统性优化提升处理效能。

预处理系统关键优化技术

气浮设备升级是预处理优化的首要环节。北营焦化厂将传统微孔曝气器更换为旋插式可提升曝气器后，充氧效率提升40%，生化风机运行数量从两用一备减少为一用两备，年节省电费约80万元。这种设计解决了传统曝气器检修必须系统停机的难题，实现了在线维护功能。同时，在调节池内增设推流器和在线监测装置，对三个区域的来水进行实时氨氮、COD监测，当指标超标时自动触发预警系统，使进水COD波动幅度从±50%降低到±20%，显著提高了系统稳定性。

消泡系统革新带来了意外收益。原设计采用好氧池末端混合液消泡存在三大弊端：打散污泥絮体导致沉降比升高；水雾腐蚀池面设备；消泡剂添加增加硅离子污染。改造后采用缺氧池出水消泡，配合喷头压低设计，不仅解决了泡沫外溢问题，还使出水COD和氨氮分别下降15%和12%，同时完全停用消泡剂，年节约药剂成本18万元。这一改进同时避免了硅离子对后续膜系统的污染风险，为深度处理创造了有利条件。

生化系统效能提升策略

曝气系统改造是生化优化的核心。邯钢焦化厂将双螺旋曝气头更换为微孔曝气器后，氧利用率从8%提升至25%，年节电131.4万度，吨水处理成本降低0.82元。更关键的是，微孔曝气形成的气泡直径从3-5mm减小到0.5-1mm，避免了对菌胶团的机械破坏，污泥活性提高30%。好氧池有效高度增加1m后，水力停留时间从54h延长至72h，硝化效率提升至95%以上，即使进水氨氮瞬时达到700mg/L，系统仍能保持稳定运行。

碱度调控创新实现了资源化利用。通过将蒸氨塔节省的液碱（每天1.4吨）转投至好氧池，在保证系统碱度≥300mg/L的前提下，年减少纯碱消耗510吨，节约成本10.8万元。这种跨系统协同优化策略，既稳定了pH环境（维持在7.0-8.0最佳范围），又通过碱度补充促进了硝化菌的代谢活性，使氨氮去除率稳定在92.8%以上。

后混系统及智能控制优化

混凝工艺升级采用多相混溶气浮技术，结合螺旋输送机和喷洒消泡装置，使油脂去除率从75%提升至92%，SS降至30mg/L以下。特别在气浮出水端增设电动调节阀，与厌氧吸水井液位连锁控制，将流量波动从±15%降至±5%，系统负荷变化率降低60%。柳钢焦化厂在优化中加入树脂吸附工艺，使出水COD进一步降至80mg/L以下，色度从800倍降至50倍，完全满足回用水标准。

智能控制系统构建了四重保障机制：pH自动调节系统维持碱洗塔pH在10.5±0.3；溶解氧智能调控在2-6mg/L；异常水质三级预警（中控-手机-现场）；关键设备冗余配置（如风机管路互联）。这些措施使系统抗冲击负荷能力提升40%，全年无故障运行率达98.5%。鞍钢与中科院合作开发的臭氧多相催化氧化技术，臭氧利用率达90%以上，为难降解有机物提供了最终保障。

技术经济与环境效益

优化后的A-A-O工艺展现出显著优势：出水COD<150mg/L、氨氮<15mg/L的达标率从75%提升至98%；吨水处理成本降低0.82-1.3元；污泥产率减少35%。北营焦化厂将处理后的水回用于高炉冲渣，年节水109万吨，直接经济效益300万元。更值得关注的是，工艺优化为后续膜处理创造了条件，MBR组合工艺可使COD和氨氮去除率分别达到94%和97%，虽然增加电耗0.3元/吨，但污泥处理成本节约0.325元/吨，总体保持经济性平衡。

未来A-A-O工艺将向三个方向发展：材料创新如石墨烯改性曝气器可提升氧传质效率30%；工艺耦合如与电解氧化联用处理难降解有机物；智慧运维通过数字孪生技术预测设备寿命，准确率超过90%。这些技术进步将持续推动焦化废水处理向更高效、更经济、更智能的方向发展。