煤化工行业属重污染企业，其焦化废水的COD、氨氮和酚、氰的浓度高， 有机物成分复杂，大多以芳香族及杂环化合物的形式存在，且含有一些有毒的物 质，是一种含大量焦油、可生物降解性差、难生物降解的高氨氮高有机污染物工 业废水，是节污减排，保护环境行动中的重点治理对象。 本文在工程调试现场，将小试研究和工程调试的实际运行条件相结合，研究 了新型强化生物脱碳脱氮(QWSTN)工艺处理高浓度焦化废水的效果及可行性， 根据工程设施现场采样数据分析了强化生物脱碳脱氮工艺系统各处理单元对焦 化废水的处理效果和在工艺系统中发挥的作用，并确立了各处理单元的最佳运行 条件。研究表明，新型强化生物脱碳脱氮(QWSTN)工艺处理高浓度焦化废水 在技术上是完全可行的。Q-WSTN工艺处理焦化废水，系统耐冲击能力强，处 理效果稳定，生化系统内微生物浓度高，微生物耐毒性强，系统容积负荷高，污 泥产率低，解决了传统焦化废水生物处理泡沫问题严重和出水COD、氨氮浓度 难以达标的难题。 本文的主要研究结论如下： 1、新型强化生物脱碳脱氮(QWSTN)工艺处理COD、氨氮最高浓度分别为 4642和546mg/L的焦化废水，各类污染物均具有较高的去除率，COD、氨氮和 挥发酚平均浓度从进水的1927、114.9和451.4mg/L分别降低到115.5、10.7和 0.15mg/L，去除率分别达到93.9％、90.7％和99.97％，系统出水达到二级排放标 准。 2、厌氧水解对焦化废水的COD、BOD均具有较好的去除效果，同时可以 提高焦化废水的BOD5/COD，对维持缺氧复合反应池BOD5/TN起了非常重要的 作用，还可以降低后续好氧生物处理单元的有机负荷、减少后续需氧量和剩余污 泥量。这对不添加稀释水确保出水COD达标排放至关重要，表明厌氧水解应用 于焦化废水处理是必要和有效的。 3、实际工程厌氧水解的最佳反应时间取8h为宜。厌氧复合反应池对COD 和挥发酚的平均去除率分别达到13.9％和18.3％，BOD5/COD均值提高到0.57。 4、投加优势菌的好氧氧化对COD、氨氮的降解速率和效果均优于投加普通 活性污泥的好氧氧化效果。优势菌污泥对焦化废水中的毒性物质的抵抗能力强于 普通污泥。 5、强化生物脱碳脱氮工艺各处理单元的最佳控制条件为：混凝气浮预处理 的加药量为100～200mg/L；厌氧复合反应池的水温33～35℃，污泥回流比1.0左 右；脱碳复合反应池和硝化复合反应池的水温30℃左右，DO1～2mg/L，脱碳复 合反应池PH6.5～7.0，硝化复合反应池PH7.0～7.5，碱度100～150mg/L，缺氧复 合反应池的进水BOD5/TN为5～7，脱碳复合反应池出口的挥发酚和氰化物浓度 低于0.5mg/L；混凝气浮后处理池的加药量为0～50mg/L。 6、混凝气浮预处理能大幅度去除焦化废水中的油类物质、悬浮物、胶体和 部分溶解性有机物，改善焦化废水的可生物降解性、降低生物处理单元的有机负 荷。本研究中，混凝气浮预处理池在进水油类含量均值为130.4 mg/L时，出水 油类均值为9.7mg/L，平均去除率为91.8％。同时，混凝气浮预处理对COD的去 除率达25.1％，出水溶解性BOD5/COD达到0.51。 7、本研究中，强化A/O系统对COD、BOD5、氨氮和挥发酚均具有稳定高 效的去除效果，A/O系统平均出水COD、BOD5、氨氮和挥发酚浓度分别为152.6、 6.5、10.7和0.15mg/L，COD、氨氮和挥发酚的平均去除率分别达到87.7％、90.7％ 和99.94％。 8、焦化废水在曝气过程中的泡沫问题和废水PH、碱度、表面活性剂浓度、 曝气强度和微生物性质等有关。通过加碱点控制使得脱碳复合反应池PH维持在 6.5～7.0，硝化复合反应池PH维持在7.0～7.5，而池内碱度则控制在100～150mg/L， 能有效减少泡沫的产生。 9、混凝气浮后处理对确保系统COD稳定达标具有较好的保障作用，COD 平均去除率为24.35％。 10、总体上看，强化生物脱碳脱氮(QWSTN)工艺对氨氮冲击具有较强的 抵抗能力，冲击对系统生化处理效果的不利影响持续时间较短，同时工艺本身具 有较强的应急保障能力。 Q-WSTN工艺处理焦化废水具有总能耗低、药剂投量少、不需添加稀释水 的特点，在焦化废水处理领域具有较好的实用价值和广阔的应用前景。本文的研 究对QWSTN工艺处理高浓度焦化废水的实际应用和工程推广提供了必要的理 论依据和技术指导，有助于今后该工艺、技术的推广应用。同时，本研究对推动 我国高浓度难降解有机废水处理技术的发展，对开发高效、实用的难降解高浓度 有机废水处理技术、保护环境、建设资源节约型社会、发展循环经济具有重要的 理论意义和实用价值。 关键词：焦化废水，QWSTN工艺，强化生物脱碳脱氮，复合生物反应器，投菌法，厌氧水解，混凝气浮