焦化污水处理及温度对曝气池微生物的影响与控制研究

焦化污水处理及温度对曝气池微生物的影响与控制研究

张海

新疆广汇煤炭清洁炼化有限责任公司

摘要：焦化工业是重要的冶金工业分支，但其废水中含有高浓度有机物，污染严重。焦化污水的排放和处理不当对环境、生态系统、人类健康和社会都带来严重危害。因此，必须采取有效的控制和治理措施，以最小化焦化污水对环境和社会的不良影响。温度变化显著影响了曝气池微生物的生长和活性，为污水处理提供了新的视角。本研究旨在探究焦化污水处理过程中，温度对曝气池微生物群落的影响，以提供更有效的污水处理策略。

关键词：焦化污水处理；温度；曝气池微生物；影响；控制

引言

焦化工业产生的废水，通常包含高浓度有机物、氮和磷，对环境构成潜在的威胁。传统的焦化污水处理方法主要依赖于生化曝气池，其中微生物起关键作用。然而，温度是一个重要的因素，可能会对曝气池内的微生物群落产生影响。合理的温度控制策略可以提高焦化污水处理的效率，减少有机物排放，降低环境影响。因此，在焦化污水处理设计和运营中，需要考虑温度的重要性，并根据具体情况采取相应的温度控制策略。

一、焦化污水的危害

1.水体污染

焦化污水中含有苯、酚、重金属、氰化物等有害物质，如果直接排放到水体中，会造成水体污染，有机物和有害物质的进入水体会引发富营养化。这种污染会对水生生物造成危害，破坏水生生态系统的平衡。如果焦化废水渗入地下水层，可能引发地下水污染，进而危害饮用水源的质量和安全。

2.土壤污染

如果焦化污水渗入土壤，其中的有机物和有害化学物质会引起土壤污染，这会导致土壤质量下降，影响农作物的生长和品质。

3.空气污染

在焦化工业生产过程中，焦炉煤气和挥发性有机物的排放可能导致大气污染。这些有害物质会对空气质量和人类健康造成危害，尤其是在焦化工业周边地区。

4.健康危害

与焦化工业相关的废水和废气中的有害物质，如苯和重金属，对人类健康造成潜在危害。接触这些物质可能导致呼吸问题、皮肤病、神经系统问题等健康问题。焦化污染可能导致附近社区的居民面临环境卫生问题，降低生活质量，增加医疗支出，对社会造成负面影响。

二、焦化污水处理工艺

焦化污水处理的复杂性要求综合使用多种技术，以达到环境排放标准并最大限度地减少对环境的负面影响。焦化污水处理通常采用不同的工艺方法，包括化学法、物理化学法和生物化学法。

1.化学法

处理焦化污水的化学法包括氧化法、化学沉淀、离子交换、中和等方法。其中， 氧化法是通过引入氧化剂来分解难降解的有机物。常用的氧化剂包括臭氧、过氧化氢和紫外光，这些氧化剂可以将有机物氧化成较小的分子，减少其毒性和难降解性。化学沉淀是通过加入化学沉淀剂，如铁盐或铝盐，来将废水中的重金属和磷等离子沉淀成固体颗粒，然后通过沉淀池分离出来。 离子交换是通过树脂或其他吸附剂来去除废水中的离子，如钠、氨氮等。中和是通过加入酸或碱来调整废水的pH值，以使其更适合后续处理步骤，或者去除酸性或碱性废水中的有害物质。

2.物理化学法

处理焦化污水的物理化学法包括气浮法、沉淀法、过滤、蒸馏和蒸发等方法。其中，气浮法是通过在废水中注入气体，通常是空气或氮气，以使悬浮物浮到水表，然后可以通过浮选将其分离。沉淀法是利用沉淀剂，如铝聚合氯化铁或聚合硫酸铁，将固体颗粒聚集并沉淀到水底，然后进行分离。过滤是通过将废水通过不同粒度的过滤介质（如砂、煤质活性炭或膜）来去除悬浮物和微粒。蒸馏和蒸发方法用于浓缩废水中的溶解性物质，如盐或有机物。蒸发将水分蒸发掉，留下溶质，而蒸馏则通过蒸发和再凝结将水分离出来。

3.生物化学法

处理焦化污水的生物化学法包括活性污泥法、生物滤池法、生物吸附等方法。其中，活性污泥法是通过将废水暴露给含有微生物的悬浮物（活性污泥）来降解有机物。微生物将有机物分解成二氧化碳和水。生物滤池法是通过将废水通过滤料（如煤质或沙子）层，滤料上生长的微生物降解废水中的有机物。生物吸附方法则是通过利用微生物或其他生物材料吸附废水中的有害物质，如重金属。

三、影响曝气池微生物的主要温度因素

1.微生物活性

温度对微生物代谢速率产生显著的影响。一般来说，随着温度的升高，微生物代谢速率加快。这意味着在较高温度下，微生物更快地分解有机物，进行氮和磷的去除等生化过程。适宜的温度条件可以促使微生物保持更高的活性。在较低温度下，微生物细胞可能处于休眠状态，而在适宜的温度下，它们更有可能保持活性，这有助于确保废水中的有机物得到更好的去除。

2.微生物多样性

在不同温度条件下，某些微生物种类可能会表现出相对较高的生长和代谢活性，而其他种类可能受到温度限制而不活跃。这可能导致在不同温度下存在不同的微生物优势种类，从而影响微生物多样性。温度的变化可以导致微生物群落组成的变化。一些微生物在温度较高时更为活跃，而另一些在温度较低时更为活跃。这种温度导致的微生物群落变化可能会影响废水处理系统的稳定性。

3.抗冲击性

在低温条件下，微生物通常较为脆弱。急剧的温度下降可能导致微生物的生理过程减缓，甚至冻结，这会降低它们的活性和抵抗力。因此，在寒冷季节中，曝气池中的微生物可能更容易受到低温冲击的影响。高温条件下，微生物也可能受到冲击，特别是在温度急剧升高的情况下。微生物的酶和代谢过程可能会受到高温的不利影响，导致其失去活性。这种情况下，高温冲击可能对曝气池中的微生物群落造成损害。为了维护曝气池中微生物的稳定性，废水处理系统通常采用控制温度的方法，例如加热或制冷系统，以确保温度在适宜范围内保持相对稳定。

四、焦化水处理过程中的温度控制策略

1.恒温控制

恒温控制是一种将系统中的温度保持在稳定水平的策略。这通常涉及使用加热设备和冷却设备来维持恒定的温度。对于焦化水处理，这可以是一个有效的策略，特别是在寒冷季节，当环境温度较低时。恒温控制可以确保微生物在适宜的温度下维持其活性，从而提高废水的处理效率。

2.季节性调整

季节性调整是指根据不同季节的气温变化来调整温度控制策略。在寒冷的冬季，可能需要加热系统来维持适宜的温度，而在炎热的夏季，可能需要冷却系统来防止温度升高过快。这种策略可以根据具体情况在不同季节中进行灵活调整，以节省能源和维护系统的稳定性。

3.监测和调整

监测和调整是一种根据实时数据来调整温度控制策略的方法。系统可以安装温度传感器以监测废水的温度，然后根据监测数据来调整加热或冷却设备的运行。这种策略可以根据实际情况对温度进行精确控制，以确保废水在不同情况下都得到适当的处理。

结语

在焦化污水处理中，温度是一个关键因素，直接影响曝气池微生物的活性和多样性。在不同季节或气候条件下，需要采用不同的操作策略以最大程度地提高曝气池的性能。此外，可以通过调控温度来实现更有效的污水处理，包括提高有机物的去除效率和减少污染物排放。未来的研究可以进一步探讨不同温度下微生物群落的功能特性，以制定更精细的操作策略，以更好地适应季节性变化和提高焦化废水的处理效率。

参考文献：

[1] 陈喜巧.浅析焦化污水处理及温度对曝气池微生物的影响与控制[J].化工管理, 2015(15):1.

[2] 钱芳.城市污水处理系统进水水质对曝气池微生物种群结构的影响[J].环境污染与防治, 2012, 34(8):6.