厭氧-好氧間歇工藝處理煤氣化廢水的試驗研究.pdf

1、我國“富煤、貧油、少氣”的能源特點(diǎn)決定了煤氣化產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。但同時,如何對排放的生產(chǎn)廢水進(jìn)行有效的處理也成為了制約其發(fā)展的瓶頸。煤氣化廢水主要來自于高濃度的煤氣洗滌廢水,含有大量的酚類、氨氮、芳香烴類和雜環(huán)類、氰化物等有毒有害物質(zhì),水量大,水質(zhì)復(fù)雜,污染物濃度高,對人體和環(huán)境都危害較大。生物處理與深度處理技術(shù)聯(lián)用是煤氣化廢水處理發(fā)展的方向,但在長期的實踐中發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有生物處理技術(shù)往往存在出水效果不理想、污泥量大、系統(tǒng)穩(wěn)定性差、工藝流程長、

2、占地面積大、處理成本高等問題,且實驗室規(guī)模研究中往往采用人工配水研究其處理效果和降解機(jī)制,結(jié)果并不能代表對實際廢水的處理功效,難以有效地指導(dǎo)實際工程。本課題采用厭氧水解酸化-好氧組合工藝處理煤氣化廢水,分別利用了水解酸化和好氧菌群各自不同的降解特性,強(qiáng)化了總體處理效果。試驗用水采用經(jīng)酚氨回收后的實際煤氣化廢水,研究了污染物在各段的去除效果和水解酸化預(yù)處理的實際功效,建立了污染物降解動力學(xué)模型,得出了水解酸化過程碳平衡分布圖,并通過GC-

3、MS方法進(jìn)一步解析各種有機(jī)物的厭氧好氧降解規(guī)律。
　　系統(tǒng)進(jìn)水COD為950-1200mg/L,總酚為190-240mg/L,揮發(fā)酚為83-115mg/L,氨氮為80.8-110.4mg/L,經(jīng)水解酸化48h-好氧48h處理后,出水COD、總酚、揮發(fā)酚、氨氮的總?cè)コ史謩e為59.6±0.6％,84.6±1.4%,99.8±0.2%和98.7±1.2%,厭氧段對 COD和揮發(fā)酚的去除貢獻(xiàn)較大,去除了約69.5±1.9%的COD和98

4、.6±1.4%的揮發(fā)酚,揮發(fā)酚在厭氧段被基本去除;水解酸化24h-好氧48h對COD、總酚、揮發(fā)酚、氨氮的總?cè)コ史謩e為65.1±1.0%,79.6±2.0%,99.5±0.5%,99.0±0.9%,由于水解酸化時間縮短,在好氧段去除的COD、總酚、揮發(fā)酚所占的比例均有所上升,大部分總酚的去除轉(zhuǎn)由好氧段完成。通過對污泥的不斷馴化,系統(tǒng)污染物去除效率大幅提升,縮短了運(yùn)行周期,降低了運(yùn)行成本。
　　系統(tǒng)氨氮處理效果良好,出水低于0.5

5、mg/L,遠(yuǎn)低于現(xiàn)有的煤氣化廢水生物處理實例,在氨氮去除方面具有很大的優(yōu)勢,這主要是因為水解酸化段的預(yù)處理作用減輕了好氧段負(fù)擔(dān)并削弱了對硝化菌的毒害和抑制作用。該廢水中揮發(fā)酚約占總酚含量的37.7%-56.9%,揮發(fā)酚的去除率可達(dá)到100%,效果明顯高于總酚,是該系統(tǒng)中酚類化合物減少的最主要成份。試驗條件下該體系COD、總酚、揮發(fā)酚和氨氮的水解酸化和好氧降解均符合一級反應(yīng)動力學(xué)特征。
　　碳源去向?qū)嶒灡砻?水解酸化反應(yīng)48h,氣相

6、甲烷含量較高,液相IC較低,體系已經(jīng)進(jìn)入產(chǎn)甲烷階段,有機(jī)物主要經(jīng)甲烷化作用去除;水解酸化24h,水解酸化變?yōu)轶w系的主導(dǎo)階段,有機(jī)物主要由水解酸化方式去除。
　　GC-MS結(jié)果表明,進(jìn)水最主要的污染物是酚類,其次是羧酸類、酮類、烷烴類和雜環(huán)類化合物。經(jīng)生物處理后,大部分的酚、羧酸和酮類得以降解,而一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的雜環(huán)、多環(huán)、脂類、烷烴類和胺類則殘留下來,難以生化處理,這也體現(xiàn)在該工藝雖然對各有機(jī)物有較高的去除率,但出水COD約為370