碎煤加壓氣化廢水生化處理新工藝研究.pdf

1、煤氣化廢水主要產(chǎn)生于煤氣化爐的粗煤氣洗滌、冷卻及凈化過程，廢水的污染物組成與氣化爐構(gòu)造、運行條件、煤種等密切相關。碎煤加壓氣化廢水污染物濃度高，目前煤化工行業(yè)常選用水解酸化+多級 A/O組合工藝進行處理，但工業(yè)運行中存在單元處理效率低、生化剩余污泥量大、生化系統(tǒng)運行能耗高等缺點。
　　本論文以固定床碎煤加壓氣化爐酚氨回收裝置的排水為研究對象。水質(zhì)分析結(jié)果指出，試驗廢水具有污染物組成復雜，COD、酚類、氨氮濃度高，波動大，可生化性差

2、等特點。針對廢水水質(zhì)特點，本論文設計了厭氧污泥床+內(nèi)循環(huán)好氧生物膜反應器+包埋菌顆粒反硝化反應器+臭氧氧化+包埋菌流化床的生化處理新工藝。實驗研究優(yōu)化了新工藝各單元的運行參數(shù)，考察了各單元去除煤氣化廢水污染物的效能，進而系統(tǒng)地認識和評價新工藝處理碎煤加壓氣化廢水的適用性。
　　厭氧污泥床反應器是生化處理新工藝的核心處理單元，對改善碎煤加壓氣化廢水水質(zhì)、去除酚類等有毒污染物起到關鍵作用。本論文重點研究了厭氧反應器處理碎煤加壓氣化廢水

3、的啟動方法，提負荷運行階段去除廢水污染物的效能以及厭氧反應器運行的影響因素。以市政消化污泥作為接種污泥，進水不稀釋，不投加輔助碳源，采取逐步縮短水力停留時間的污泥馴化方式，厭氧污泥的馴化周期大約是3個月?？s短水力停留時間、提高進水COD濃度、提高進水總酚濃度三種提負荷運行條件對厭氧反應器去除污染物效率的負面影響依次遞增，這與污染物濃度提高，特別是有毒污染物酚類物質(zhì)濃度提高對厭氧菌活性產(chǎn)生抑制密切相關。300天連續(xù)運行實驗結(jié)果表明厭氧反應

4、器可處理COD濃度3300 mg/L左右、總酚濃度350 mg/L左右的碎煤加壓氣化廢水。在負荷沖擊方面，厭氧反應器可耐受進水COD濃度增加一倍（1500 mg/L-3300 mg/L），進水總酚濃度提高50%(230 mg/L-350 mg/L)的負荷沖擊。優(yōu)化條件下厭氧反應器處理COD3000mg/L、總酚300mg/L的碎煤加壓氣化廢水，COD、總酚去除率能分別穩(wěn)定在60%和40%。通過實驗認知，進水總酚濃度是厭氧反應器處理碎煤加

5、壓氣化廢水的關鍵控制參數(shù)，而沼氣產(chǎn)率則是厭氧反應器運行效能的重要的評價指標。
　　內(nèi)循環(huán)好氧生物膜反應器進一步去除厭氧反應器出水殘留的有機污染物及氨氮。好氧反應器與厭氧反應器幾乎同步啟動的條件下，好氧污泥特別是硝化菌的馴化周期大約是3個月。好氧反應器運行前期產(chǎn)生硝化抑制現(xiàn)象，主要是由有機負荷高、有毒污染物酚類物質(zhì)濃度高以及廢水堿度不足等因素引起的。通過調(diào)節(jié)進水pH，延長水力停留時間、降低有機負荷等措施能有效緩解好氧反應器的硝化抑制

6、現(xiàn)象。實驗表明好氧反應器能有效去除碎煤加壓氣化廢水污染物，具有良好的抗沖擊能力，穩(wěn)定運行狀態(tài)下COD、總酚、氨氮去除率分別達到70%以上、80%以上、95%以上，出水COD、總酚、氨氮濃度分別小于300 mg/L、30 mg/L、10 mg/L。
　　針對好氧反應器出水硝態(tài)氮的脫除以及殘留氨氮的深度處理，在反硝化單元與深度處理單元創(chuàng)新性地采用包埋菌技術(shù)。實驗結(jié)果指出投加包埋反硝化菌顆粒的厭氧污泥床反應器能有效去除碎煤加壓氣化廢水的

7、硝態(tài)氮，同時還具有啟動周期短、運行穩(wěn)定等優(yōu)點。優(yōu)化運行參數(shù)后，反硝化反應器進水硝態(tài)氮濃度160 mg/L左右,出水硝態(tài)氮濃度小于5 mg/L，硝態(tài)氮去除率穩(wěn)定達到97%以上。
　　為滿足廢水排放或回用標準要求，采用臭氧氧化-包埋硝化菌流化床組合工藝對反硝化反應器出水殘留的難生物降解有機物和氨氮進行深度脫除。穩(wěn)態(tài)條件下深度處理工藝COD、總酚、氨氮的平均去除率分別達到74.2%，100%，93.3%，出水COD濃度平均值52.7 m

8、g/L，總酚未檢出，氨氮濃度平均值0.28 mg/L，能滿足《污水綜合排放標準》（GB8986-1996）中的一級排放指標要求。實驗結(jié)果表明臭氧氧化-包埋硝化菌流化床組合工藝深度處理碎煤加壓氣化廢水具有很好的效果。
　　本論文在實驗室研究打通了碎煤加壓氣化廢水生化處理新工藝流程，掌握了各處理單元的運行參數(shù)，污染物去除效能等基礎數(shù)據(jù)，為工程設計提供依據(jù)。與現(xiàn)有工藝相比，生化處理新工藝具有厭氧單元污染物去除效率高、系統(tǒng)生化污泥量低、運