技术解析 | 焦化废水“总氮”达标-DNBF反硝化滤池
来源：焦化节能与环保
焦化废水是炼焦、煤气净化及化产品深加工过程中产生的废水，水量大、水质复杂、可生化性差，是典型的有毒有害难降解有机工业废水。国内焦化企业通常采用 A/O、AA/O、A/OO 等生化处理方法，但处理后出水的总氮含量仍很高，达不到 GB16171─2012《炼焦化学工业污染物排放标准》的要求。尤其对于目前产能置换浪潮下，新建焦化水处理工程“总氮”达标是必不可少的一环，在需要零排放的企业中，总氮导致后段较高的杂盐率也是急需解决的痛点之一。
GB16171─2012《炼焦化学工业污染物排放标准》节选
焦化废水中存在有机氮、氨氮、硝态氮等形式的氮，其中以氨氮和有机氮为主要形式。在生化处理过程中，有机氮被异养微生物氧化分解，即通过氨化作用转化为氨氮，然后经硝化过程转化为 NO3－ －N和 NO2－－N，最后通过反硝化作用使硝态氮转化成氮气，逸入大气从而达到脱氮的目的，生物脱氮的关键在于硝化和反硝化过程。A/O 工艺正常情况下生化出水氨氮含量几乎为零，说明硝化反应已经完全，而该工艺出水的总氮含量往往不能达标，主要原因是反硝化反应不彻底。如何提高反硝化效率，降低出水总氮浓度是协同焦化水处理创新中心研发的重点。
上表为某焦化厂 A/O 废水处理工艺运行指标，可以看出，现有生化废水处理工艺对挥发酚、氰化物、氨氮等污染物的降解是高效的，能达到 GB16171─2012《炼焦化学工业污染物排放标准》的要求。但是在经过协同专业的一级A/O活性污泥法后,生化出水中的总氮含量仍然较高，不能达到排放要求，也影响了废水零排放的效果。
深度脱氮工艺的选择
1.二级A/O工艺
二级A/O工艺脱氮的主体是缺氧池（A池）内的悬浮活性污泥，利用外加碳源进行反硝化脱氮；O池（也称再曝气池）仅作为COD的保障措施，防止碳源过量投加造成出水COD的升高，其工艺流程如下图。
二级A/O深度脱氮系统工艺流程图
补充足够的碳源，保持池二级AO系统中较高的污泥浓度，防止污泥流失及过氧化，是保证二级AO系统较高的脱氮效率的基础。冬季水温降低，系统反硝化效率下降，一般通过提高污泥浓度或对废水加热的方式保证系统脱氮效率。
优点
1）工艺设备简单，运行稳定，操作维护方便；
2）进水要求低，对SS等指标无要求。
缺点
1）容积负荷偏低，一般0.1kgNO3-N/(kg MLVSS.d)；
2）为防止过量碳源投加影响出水COD，保持系统内一定的污泥浓度，需设再曝气池及泥水分离设施；
3）系统整体占地面积大，土建成本高。
2.DNBF反硝化滤池
反硝化生物滤池由曝气生物滤池演变而来，通过培养附着在滤料上的反硝化菌进行生物脱氮。协同水处理专家团队参考40多家焦化企业污水处理运营经验，针对焦化废水特性，融合了常规反硝化滤池的优势(多用于市政行业)，进行了升级创新，开发了适用于焦化废水的DNBF反硝化滤池。
该滤池具有较高的抗冲击能力，受气候、水量、水质变化的影响相对较小。这主要依赖于滤料高的比表面积，使得系统内截留了比较大的生物量，提高了系统的抗冲击负荷能力。相较于二级A/O工艺，反硝化滤池的占地面积更小，更适用土地紧张的项目，出水水质（尤其是SS）也较好。
目前DNBF反硝化滤池通过在线仪表硝态氮、溶氧仪表和碳源投加的冗余拟态控制，实现碳源的准确投加，避免加药量过高和过低的情况，使加药量符合TN的去除要求。
碳源投加控制系统
优点
1）容积负荷为较高；
2）因为本身属于滤池，出水SS较低；
3）自动化程度高，成熟的精准加药设施节省碳源投加，不需设后续再曝气等保障设施；
4）占地面积小，在单池中实现脱氮过滤全过程。
缺点：
1）工艺设备复杂，维护工作量较大；
2）进水SS有一定要求。
3.结论-相较于传统二级A/O工艺，协同更推荐DNBF反硝化滤池
脱氮负荷更高，投资较小，占地面积更少。
同等条件下相较于二级AO，脱氮负荷更高，占地更少，投资更低。
上向流滤池技术，纳污量更强。
与国外下向流滤池技术不同，DNBF采用上向流反硝化滤池，整体具有较强的纳污能力，可短期承受较高SS水质。
精准控制，运营成本更低。
该反应器采用精准复合环路控制系统，碳源消耗量更少，后续无需设置曝气生物滤池，运营成本更低。