煤氣化廢水特征污染物在厭氧-缺氧-好氧組合工藝中的降解特性研究.pdf

1、煤氣化廢水是一種典型高濃度、難降解的有毒有害工業(yè)廢水，采用傳統(tǒng)的厭氧-好氧活性污泥生化系統(tǒng)處理，普遍存在水力停留時間長、降解效率低、處理成本高、COD和氨氮指標(biāo)很難達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)等問題。本文選取中煤龍化哈爾濱煤氣化廠的魯奇爐煤氣化廢水為研究對象，開展生化系統(tǒng)-電芬頓深度處理系統(tǒng)組合工藝研究，并著重考察含氮雜環(huán)化合物作為反硝化碳源的降解性能，旨在深入理解其缺氧降解行為。
　　對比考察了AOAO和A2O2兩套前置反硝化生物膜系統(tǒng)的處理效

2、果，結(jié)果表明A2O2系統(tǒng)對污染物去除效果更好。當(dāng)水力停留時間HRT=72 h，出水回流比R=2時，在進(jìn)水COD，NH4+-N和TN平均濃度為2750 mg/L，125 mg/L和335 mg/L下，其去除率分別為94.2％，90.72％和80.77％，出水平均濃度為150 mg/L，11.6 mg/L和51.5 mg/L?；亓鞅葘2O2系統(tǒng)硝化效果影響顯著，R=2時取得最高硝化率為90.72％，而在1倍和3倍回流時去除率分別降至75％

3、和80.31％。利用缺氧批次試驗，發(fā)現(xiàn)苯酚可以作為優(yōu)質(zhì)反硝化碳源，而且在作為共代謝第一基質(zhì)時，能夠改善吡啶、吡咯和咪唑等含氮雜環(huán)化合物的缺氧降解性能。
　　繼續(xù)深入考察了苯酚和煤氣化廢水中幾種典型含氮雜環(huán)化合物的在連續(xù)運(yùn)行的缺氧反應(yīng)器中降解性能。通過對照實驗，確定反硝化反應(yīng)的最佳溫度為25℃，在該溫度下，苯酚的最高污泥降解速率可達(dá)8.15 mg/(g MLSS·h)，相應(yīng)的NO3--N污泥降解速率為5.34 mg/(g MLSS·

4、h)。吡啶缺氧條件下的污泥降解速率為4.38 mg/(gMLSS·h)，但其缺氧反應(yīng)啟動時間較長，而苯酚的添加可以降低吡啶對微生物的毒性抑制，縮短啟動周期。喹啉和吡咯作為單基質(zhì)碳源的去除率分別只有18.5％和14.9％，而與苯酚共基質(zhì)條件下的最高去除率分別升至73.8％和65.9％。在咪唑缺氧降解實驗中，苯酚的添加對其去除效果基本無影響，其去除率僅為24％。該實驗證實了將缺氧段置于系統(tǒng)最前端的前置反硝化系統(tǒng)可以強(qiáng)化難降解有機(jī)物的去除，并

5、減輕后續(xù)工藝段的污染物負(fù)荷。
　　考察了A2/O-MBR系統(tǒng)中煤氣化廢水有機(jī)物和氨氮的去除效果和降解特性。研究結(jié)果表明，HRT由72 h降至48 h時，對A2/O-MBR系統(tǒng)中有機(jī)物和氨氮的去除效果影響很小，顯示了A2/O-MBR的優(yōu)勢。過高(R=6)和過低(R=1)的回流比，都會對硝化菌的活性產(chǎn)生抑制，而且在R=1時，COD的去除率也會由于進(jìn)水苯酚對微生物的毒性抑制而急劇下降。在HRT=48 h，R=3時，系統(tǒng)中COD、NH4+

6、-N和TN的平均去除率為97.4％、92.8％和74％，平均出水濃度分別為71 mg/L、9.6 mg/L和74 mg/L。利用GC/MS對系統(tǒng)各段有機(jī)物濃度分析，發(fā)現(xiàn)厭氧水解A1段對TOC的去除率只有12.8％，但是通過開環(huán)、斷鏈等反應(yīng)改變了有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)從而改善了廢水的降解性。實驗發(fā)現(xiàn)在MLSS≤10 g/L的條件下，膜污染速率低，MBR可以保持長期穩(wěn)定運(yùn)行。
　　考察了活性炭負(fù)載羥基氧化鐵催化劑(FeOOH/AC)的制備與表

7、征，以及電芬頓系統(tǒng)對A2/O-MBR系統(tǒng)出水的深度處理。實驗發(fā)現(xiàn)，采用空氣氧化Fe(OH)2懸濁液法制備的非均相FeOOH/AC催化劑負(fù)載的FeOOH由針鐵礦(α-FeOOH)和纖維礦(γ-FeOOH)混晶組成。考察了pH，H2O2投加量和反應(yīng)電壓等條件對降解效率的影響，從而確定最佳操作條件。在中性條件以及最佳H2O2投加量和反應(yīng)電壓下，經(jīng)過40min吸附和90 min催化降解，COD的最終去除率為84.43％，出水濃度為19.9 mg