焦化廢水是一種高COD、高酚值、高氨氮的處理難度較大的工業有機廢水。20世紀80年代以來，國內焦化廢水的處理多采用兩段生化法、延時曝氣法、強生化法(如生物鐵法、生物炭法)等方法，其中以A/O法(厭氧一好氧活性污泥法)處理效果最好，但A/O法初期投資及運行費用較大，1m3水直接處理費用約為7.4元，一般焦化企業難以承受。

    曝氣生物濾池(BiologicalAeratedFilter,簡稱BAF)是在生物接觸氧化工藝的基礎上引入飲用水處理中的的過濾思想而產生的一種好氧生物膜法廢水處理工藝。其基本原理是在一級處理是在一級處理基礎上，以顆粒狀填料及其附著生長的生物膜為處理介質，充分發揮生物代謝作用、物理過濾作用、膜及填料的物理吸咐作用以及反應器內生物多級捕食作用，實現污染物在同一單元反應器內去除。該工藝有容積負荷高、水力負荷大、水力停留時間短、出水水質好、占地面積小、基建投資少、能耗及運行成本低等優點。本研究將探討其應用于難降解焦化廢水處理的可行性，為焦化廢水有效處理尋求新方法。

    1試驗方法與材料

    1.1廢水來源及水質

    試驗廢水取自馬鞍山鋼鐵公司焦化廠，其水質指表1

    表1焦化廢水水質

    1.2實驗材料

    BAF反應器用圓柱形有機玻璃柱制作，高1.55m,直徑0.11m,容積14.7L，內裝8.7L粉煤灰陶粒濾料，濾料層高1.1m。采用上向流方式進水(池底進水)，濾板、長柄濾頭布水，上部排水，燒結砂芯曝氣（YL-888型氣泵),2臺BTOO一SOM型恒流泵供水。

    粉煤灰陶粒濾料參數:粒徑3一5mm，堆積密度0.89g/cm3，破碎率0.07％,比表面積4.8m2/g，孔隙率35％，磨損率5.3％，鹽酸可溶率0.5％。曝氣生物濾池構造示意見圖1。

    1.3工藝流程與試驗方法

    1.3.1工藝流程

    試驗工藝流程見圖2。焦化廢水經調節沉淀池由恒流泵注入BAF底部，經過長柄濾頭進入濾料層。同時由氣泵向濾料層進行曝氣充氧，出水經反沖洗水池(貯水池)外排。每隔一段時間反沖洗一次，采用氣水聯合反沖洗。方法是:先用氣反沖5min，再啟動水泵，氣水同時反沖洗5min,最后用水沖洗5--8min。反沖洗采用反應器處理出水(即圖2中的反沖洗水池)。反沖洗脫落的生物膜、污泥等雜質隨反沖洗排水回流至調節沉淀池，沉淀污泥經集泥池外排。

    1.3.2運行參數

    氣水比0.5～1;反沖洗周期為7～8d，氣水聯合反沖洗，氣、水反沖洗強度均為5一8sL/（s*m2）、反沖洗時間為15一18min;水力負荷1.05~2.5rn3/(m2?h)。

    1.3.3水樣采集方法

    每隔1h分別在調節沉淀池和反沖洗水池各采樣二次，采樣水量200mL，并將各次水樣混合在一起得到各取樣口混合樣(共6次1200mL)，這樣可盡可能消除或避免一次采樣引起的偶然誤差，取樣位置為液面下3cm處。

    1.4BAF生物膜的培養

    BAF生物膜培養采用連續進水法。基本操作方法是:將采自馬鋼焦化廠廢水處理站活性污泥適量加入淘米水攪拌后連續加入反應器并進行曝氣，連續進淘米水3天后，停止加污泥，進水改用白來水稀釋后的低濃度焦化廢水并投加少量磷酸氫二鉀以增加廢水中的磷含量，控制反應器混合液呈弱堿性，20天后濾池濾料上生長了薄薄一層生物膜。顯微鏡下脫落生物膜的鏡檢結果見圖3、圖4，可見生物膜中有許多纖毛類原生動物如草履蟲、漫游蟲、豆形蟲等。這些指示性原生動物標志著生物膜生長成熟。同時反應器對廢水中的COD}}去除率達到了70%，此時認為生物膜培養成功，可進行條件試驗。

    1.5水質分析方法

    水質分析方法依據《水和廢水監測分析方法》(第4版)，CODCr檢測采用重鉻酸鉀法;氨氮測定采用蒸餾一納氏試劑比色法;pH測定采用電極法;揮發酚的測定采用4一氨基安替比林直接光度法;氰化物采用異煙酸一毗哇酮光度法。

    2結果與分析

    2.1水力負荷與COD}}去除率的關系

    水力負荷的大小直接關系到污水在反應器中與載體生物膜的接觸時間.其值越小污水與生物膜反應時間愈長，效果愈好。進水CODCr濃度為820mg/L時，BAF在不同水力負荷下對焦化廢水中CODcr的去除效果見圖5。由圖5可見BAF對焦化廢水中的有機物有較高的去除率，當水力負荷為0.05一0.2m3/(m2"h)時，COD。去除率可達90%以上，出水CODcr濃度約為220mg/L，達到GB13456-92國家二級排放標準。

    2.2酚、氰的去除效果

    BAF對焦化廢水中酚、氰的去除效果見表2。由表2可以看出，當平均水力負荷為0.12m3/(m2*h)時，BAF對廢水中的酚、氰平均去除率分別達980%和96%以上，出水達到了GB13456-92國家一級排放標準。

    圖6BaF’對焦化廢水中NH3一N的去除

    2.3對氨氮的去除效果

    進水NH3一N為160mg/L時，BAF在不同水力負荷下對焦化廢水中NH3一N的去除效果見圖6。由圖6可見，BAF對焦化廢水中NH3一N去除效果較差，當水力負荷為0.1m3/(m2*h)時，BAF對NH3一N的去除率僅為45%。同時，隨著水力負荷增長，其去除率逐漸減小，當水力負荷達到0.25m3/(m2*h)時，出水濃度反而比進水濃度大。主要原因是

    反應器內CODCr,NHS-N濃度較高，抑制了廢水中硝化菌的代謝，同時隨著含氮有機物分解，造成了出水NH3一N濃度升高。

    3結論

    (1)當水力負荷小于0.20m3/(m2*h)時，單級BAF能有效地去除焦化廢水中的CODCr,酚、氰，去除率均大于90%，其中出水CODCr達到GB13456-92國家二級排放標準，酚、氰低于一級排放標準。

    (2)單級BAF對焦化廢水中NH3一N去除效果較差，當水力負荷為0.1m3/(m2*h)時，去除率僅為45%。而當水力負荷提高到0.25m3/(m2*h)時，出水NH3一N濃度高于進水NH3一N濃度，去除率為負值。而且不能脫去焦化廢水的色度，處理后廢水仍為淺醬油色。

    (3)應用單級BAF工藝處理焦化廢水，要使出水完全達標，需采用兩段曝氣生物濾池：一段為脫碳濾池用于脫碳，另一段為硝化濾池用于脫氮。