第32卷第5期工業(yè)水處理VoL.32 No.52012年5月Industrial W ater TreatmentMay ,2012煤氣化廢水深度處理技術(shù)研究吳翠榮(淄博職業(yè)學院化工系,山東淄博255000)[摘要]首次采用預(yù)處理+二級生物處理+深度處理組合工藝處埋煤化工廢水。其中預(yù)處理(隔油-氣浮-脫酚-蕪氨)以脫油、去除懸浮物、回收酚類和氨為目的,二級生物處理(二級內(nèi)循環(huán)UASB-ABFB)是降解以非揮發(fā)酚為主的COD和生物脫除高濃度氨氮,最后采用臭氧活性炭工藝深度處理殘余的COD。該工藝出水能達到《污水綜合排放標準>(CB8978-1996)--級標準要求,具有耐沖擊負荷和出水水質(zhì)穩(wěn)定的特點。[關(guān)鍵詞]煤氣化廢水;內(nèi)循環(huán)上流式厭氧污泥床;曝氣生物流化床;深度處理[中圈分類號] X703 [文獻標識碼] A [文章編號] 1005- -829X(2012)05- 0073-03Study on the advanced treatment technology of gasification wastewaterWu Cuirong(Department of Chemical Engineering, Zibo Vocational College ,Zibo 255000,China)Abstract: 'The combined process(pre-treatment combiningt+secondary biological treatment+advanced lreatment) hasbeen used for lreating gasification wastewaler for the first time. The pretreatment process (oil separating-air flotation-dephenolization-ammonia distillation) is aimed at de-oiling , suspended solids removing, recovery of phenols andammonia. The secondary biological treatment process (secondary internal circulation UASB -ABFB) is mainly fordealing with the degradation of COD , which contains non-volatile phenol , and the biological removal of highlyconcentrated ammonia-nitrogen. At the end，ozone -activated carboon process is used for the advanced treatment ofresidual COD. The effluent water can meet the first class of the Integrated W astewater Discharge Standard (CB8978- 1996) ,having the characteristics of impact resistance load and stability of effluent water quality.Key words : gasification wastewater ;internal circulation up- flow anaerobic sludge bed; aerated biological fluidizedbed ;advanced treatment煤化工企業(yè)排放廢水以高濃度煤氣洗滌廢水為有主要地位的魯奇加壓氣化技術(shù)。筆者以國內(nèi)某煤主,CODc一般在5000mg/L左右,氨氮在200-500化工企業(yè)的實際廢水進行工藝研究,其水質(zhì)見表1。mg/L,廢水含有酚類.多環(huán)芳香族化合物及含氮、氧、表1煤氣化廢水水質(zhì) 。硫的雜環(huán)化合物等有機污染物，是一種典型的難降項目煤氣化預(yù)處理后(嗝油-氣浮=脫酚-蒸氨)解有機工業(yè)廢水(1-3)。數(shù)值去除率/%單一廢水處理單元難以同時有效脫除上述污染COD/(mg+L")22 3853 75184.6BOD/(mg.L")11 008856物。筆者針對煤氣化廢水的水質(zhì)特點，提出以常規(guī)預(yù)揮發(fā)酚/(mg*L")8798.0處理(隔油-氣浮-脫盼-蒸氨)+高效組合生物非揮發(fā)酚/(mg:-L*) 1 674.6氨氨/(mg:L-)11 15995處理(二級內(nèi)循環(huán)UASB- ABFB)+高級氧化處理(臭氰化物/(mg:L1)420.398.8氧活性炭)為主體的組合工藝進行處理,出水可滿足硫化物(mg.L")23816.4993堿度(mg_1L")19351 .96.3《污水綜合排放標準》(GB 8978- 1996)- 級標準要求。油(mg:L")346.40.197.1H7.97.51材料與方法1.1廢水水質(zhì)及 出水水質(zhì)要求中國煤化工一級標準。煤氣化廢水的水量水質(zhì)會隨煤種和氣化工藝的1.2CNMH G不同而存在很大區(qū)別。目前我國一些煤制氣項目選出于以皮小平礎(chǔ)阡肝物庾權(quán)多,處理較困難,故擇豐富廉價的褐煤為原料，多采用煤氣化工藝中占主要考慮難生物降解物質(zhì)的去除。工藝流程見圖1。-73-試驗研究工業(yè)水處理2012-05 ,32(5)二級生物處理階段深度處理100% ,完成馴化過程。預(yù)處理階段階段采用兩級內(nèi)循環(huán)UASB出水與生活污水的混合二級內(nèi)循環(huán)廠臭氧[隔油氣浮一萃取脫酸一熱氮+二UASB ABB活性突水(體積比為5:1)啟動ABFB,接種污泥取自某市政煤氣化廢水萃取劑生活污水出水污水處理廠二沉池的剩余活性污泥，池內(nèi)投入PE填料,體積占總?cè)莘e的40%。悶曝2d后開始連續(xù)進圈1煤氣化廢水處理工藝流程水,控制不同HRT,定時檢測進出水水質(zhì)情況。當出1.3試驗裝置及運行條件水C0D≤100 mg/L,NHz*-N≤15 mg/L,用克氏定氮本研究采用兩級內(nèi)循環(huán)UASB-ABFB組合生化法測定載體中微生物量≥10g/L,可認為基本完成生系統(tǒng)對常規(guī)預(yù)處理后的煤氣化廢水進行二級處理,物馴化和固定化階段。并采用臭氧活性炭T.藝進行深度處理。1.5分析方法1.3.1 二級內(nèi)循環(huán)UASB- ABFB反應(yīng)器COD,采用重鉻酸鉀法(GB/T 11914- 1989)測內(nèi)循環(huán)UASB是在普通UASB反應(yīng)器基礎(chǔ)上增定;氨氮采用納氏試劑分光光度法(HJ535--2009)加一套內(nèi)循環(huán)系統(tǒng),其對進水水溫、pH難降解測定;總氮采用GB/T 11894- 1989 相關(guān)方法分析;有機物和COD的適應(yīng)能力更佳。二級內(nèi)循環(huán)UASB堿度使用METTLER TOLEDO T50自動電位滴定儀反應(yīng)器主體分別由D20cmx120cm、D25cmx120cm測定;揮發(fā)酚和總酚的測定分別采用4- _氨基安替比的圓形有機玻璃柱制成,上部均設(shè)三相分離器,有效林分光光度法(HJ 503- -2009)和 Folin-Ciocalteu比容積分別為35、55 L,為保持反應(yīng)器內(nèi)溫度,外壁裏色法;pH用便攜式pH計進行測定;石油類采用紅有保溫材料并設(shè)有恒溫設(shè)施。運行條件為(30+2)C,外分光光度法測定。pH控制在7.3~8.0,HRT分別為8.12.5 h。ABFB反應(yīng)器為矩形有機玻璃反應(yīng)器，尺寸為2結(jié)果與討論45cmx25cmx38cm,反應(yīng)器中均勻分布兩個垂直折2.1兩級內(nèi)循環(huán)UASB-ABFB生化系統(tǒng)運行及性能流板，廢水在反應(yīng)器內(nèi)沿導流板作上下折流流動。由表1可知，預(yù)處理后廢水中仍含有較高的整個反應(yīng)器相當于3個完全混合的反應(yīng)器串聯(lián)在一COD、氨氮、酚類,并含有多種難降解有機污染物,屬起,采用立方體聚乙烯(PE)多孔填料為生物載體,難生化處理有機廢水(B/C=0.23<0.3)。本階段處理反應(yīng)器底部鼓風暌氣提供載體流化動力和反應(yīng)耗難點在于降解以非揮發(fā)酚為主的COD和脫除高濃氧。運行條件為(30+2) C,pH控制在6.8~7.5, HRT度氨氦。筆者在仄氧-好氧二級生物處理基礎(chǔ)上,以為8h,DO控制在1.0 mg/L。二級內(nèi)循環(huán)UASB-ABFB作為生物處理運行方式。1.3.2 深度處理2.1.1 二級內(nèi)循環(huán)UASB運行效果二級生化出水首先進人預(yù)混罐內(nèi)進行臭氧預(yù).預(yù)處理后的煤氣化廢水進人完成馴化的二級內(nèi)曝氣，以0Z0RB- -X20 小型水冷臭氧發(fā)生器為氣循環(huán)UASB反應(yīng)器中，運行情況如圖2所示。進水.源,溶解一定濃度臭氧的廢水再經(jīng)提升泵進入臭氧COD為(3 650+80) mg/L時,出水COD可達到(550+氧化塔,調(diào)節(jié)流量可控制空速,塔內(nèi)裝填活性炭。氧50) mg/L,COD去除率可穩(wěn)定在85%左右?；叽鐬镈 20 cmx100 cm,填料裝填體積為20L。4000]1001.4生物反應(yīng)器的啟動與馴化350080生物反應(yīng)器的運行主要分為兩個階段:第一階3000縣出水CoD段為微生物的馴化和固定化階段，為期30 d;第二階2500.+進水COD段為工藝參數(shù)、運行控制研究階段,為期90d。2000將厭氧顆粒污泥(取自酒精行業(yè)廢水處理過程)1500 t40號投入到內(nèi)循環(huán)UASB反應(yīng)器中開始馴化,接種量分1000 || 20別為8、5kg。進水CODa由預(yù)處理后的煤氣化廢水中國煤化工和葡萄糖提供，初始階段廢水CODc占總COD。的20%,總COD。約為3500m/L。在出水相對穩(wěn)定的YHCNMHGi5 85運行時間/d前提下逐步增加廢水用量,一般每次提高10%直至圈2二級內(nèi)循環(huán)UASB運行情況-74-工業(yè)水處理2012 -05 ,32(5)吳翠榮:煤氣化廢水深度處理技術(shù)研究UASB反應(yīng)器中厭氧顆粒污泥的產(chǎn)甲烷活性實現(xiàn)了脫除高濃度氨氮的目的。經(jīng)ABFB反應(yīng)器處(以CH4計)為4.887 g(g.d)。UASB 反應(yīng)器經(jīng)過啟理后,煤氣化廢水中的氨氮達到了《污水綜合排放標動、馴化和長期運行,形成了能適應(yīng)煤氣化廢水的厭準》的一級排放標準,但殘余的COD不能進~步降氧顆粒污泥,直徑范圍在0.1~0.5 cm(見圖3),利用低,需要進行深度處理。透射電鏡的超微切片技術(shù)對顆粒污泥各層面上的生物相進行剖析。發(fā)現(xiàn)顆粒表層不同類型的細菌多以微小菌落群的形式分布,在向內(nèi)接近表面的部分混棲菌群才逐漸增多,呈遞增趨勢,且菌體密度大,細胞代謝旺盛、活力強。顆粒內(nèi)層菌體密度降低,畸形填料掛膜后和死亡的細胞數(shù)目呈遞增趨勢。圈4聚乙烯填料掛膜前后情況2.2深度處理效果煤氣化廢水經(jīng)預(yù)處理及生化處理后，大部分污染物質(zhì)得到去除,但某些污染物仍達不到排放標準,需進行深度處理,實驗選用去除率高、占地面積小、無二次污染的臭氧活性炭氧化法處理。溫度為25 C、空速為3h'時,考察了臭氧投加質(zhì)量濃度對污染物去除效果的影響。試驗結(jié)果表明，隨著臭氧流量的增加,CODa去除率升高,當水中臭氧質(zhì)量濃度>6 mg/L時,CODc去除率升高的趨勢減緩。分析其原因認為臭氧在水中溶解度較小且易分解，臭氧投加量繼續(xù)增加時臭氧的利用率有所下降，且投加量大會增加能耗。實驗確定水中臭氧適宜質(zhì)量濃度為6mg/La-顆粒污泥生物相分布;b.e.d- _外、中 、內(nèi)層。時,出水CODc為21.8mg/L,可達到CB8978--1996圄3顆粒污泥顯微鏡照片 ;的一級排放標準要求。2.1.2 ABFB 運行效果及性能將UASB出水與生活污水按照體積比5:1混合3結(jié)論后泵人ABFB反應(yīng)器,控制流量以考察HRT對污染(1)常規(guī)預(yù)處理(隔油-氣浮脫酚-蒸氨)+二級物去除情況的影響,見表2。生物處理(二級內(nèi)循環(huán)UASB-ABFB)+深度處理(臭表2 COD、NH+ N和TN隨HRT變化情況氧活性炭)組合工藝對煤化工廢水的處理效果好,系HRTh CODJ(mg:L+) NH-N(mg+E) TN/(mgL-')_統(tǒng)運行穩(wěn)定。(2)系統(tǒng)總的水力停留時間比現(xiàn)有文獻0524167報道的短,各項出水指標均滿足<污水綜合排放標41973693417準》(GB 8978- -1996)一級排放標準要求。123516971018[參考文獻]208911240313[1]李洪春.煤化工裝置中煤氣化廢水的處理與回用[J].新疆化工，2009(4);7-11.由表2可見，在ABFB中CODc、NH4*-N和TN2] 呂德全.左玖玲.曲江.生化法處理煤氣廢水的工藝選擇及中試同時下降,HRT=8 h時污染物降至最低值。NH4*-N研究[J].環(huán)境科學與管理,2006,31(3):87-89.和TN同時下降,說明硝化和反硝化同時進行,聚乙[3]韓洪軍,李慧強,杜茂安,等.厭氧/好氧/生物脫氨工藝處理煤化烯載體為微生物的生長增殖提供了適合的場合并保^ 中國煤化15-7.持各種細菌特有的生物活性(見圖4,在聚乙烯填料[作者THC N M H G業(yè)于北京師范大學,副教表面固定的微生物具有很好的生物活性)，每- -塊載授,實訓部主任。E-mail :wucuirong2008@163.com。體構(gòu)成一個微型的同時硝化反硝化反應(yīng)器(SND),[收稿日期] 2012-03- 20(修改稿)-75-