煤氣廢水好氧-缺氧-好氧新型處理工藝及強(qiáng)化技術(shù)研究.pdf

1、煤氣廢水水質(zhì)變化大、毒性強(qiáng)、污染物濃度高，長(zhǎng)期以來(lái)廢水處理問(wèn)題一直沒(méi)有得到有效的解決，絕大多數(shù)企業(yè)都不能達(dá)標(biāo)排放，是我國(guó)水體的主要工業(yè)污染源之一。 目前，生物法是煤氣廢水處理的主要方法，采用的工藝主要是活性污泥法，該工藝在處理過(guò)程中存在的主要問(wèn)題是系統(tǒng)運(yùn)行不夠穩(wěn)定、對(duì)難降解有機(jī)物和NH4+-N去除效果差等。本研究試圖通過(guò)增加物理化學(xué)預(yù)處理法、改善生物處理的生化環(huán)境、添加固體復(fù)合礦物材料(簡(jiǎn)稱(chēng)白土添加劑)、改變系統(tǒng)反應(yīng)器構(gòu)型及采

2、用臭氧預(yù)氧化等方法，來(lái)強(qiáng)化傳統(tǒng)煤氣廢水生物處理效果。 本文首次采用酸化破乳方法對(duì)煤氣廢水進(jìn)行預(yù)處理。實(shí)驗(yàn)表明，酸化破乳處理可以有效地去除煤氣廢水中難生物降解的乳化焦油，改善污泥性狀，強(qiáng)化后續(xù)生物處理效果；在廢水酸化破乳處理過(guò)程中添加少量小顆粒礦物材料，可以改善析出有機(jī)絮體的結(jié)構(gòu)和密度，加速絮體的沉降，提高沉淀物的脫水率，強(qiáng)化廢水處理效果。 微生物生化環(huán)境決定了污染物的生物降解途徑，進(jìn)而控制著廢水處理效果；而廢水在不同

3、生化環(huán)境中的處理效果可以指示污染物高效的降解途徑，選擇適宜的生化環(huán)境。通過(guò)上述研究路線(xiàn)，確定以好氧生化環(huán)境為主導(dǎo)，結(jié)合缺氧環(huán)境的思路，首次開(kāi)發(fā)出好氧(O)-缺氧(A)-好氧(O)順序的新型煤氣廢水生物處理工藝，該工藝較好地解決了廢水中毒性物質(zhì)對(duì)NH4+-N和難降解有機(jī)物降解的抑制作用，提高了COD和NH4+-N的總體去除效果。 好氧-缺氧-好氧工藝中第一處理單元采用的是普通活性污泥法，在運(yùn)行過(guò)程中穩(wěn)定性較差，處理效果不理想，需

4、要采取強(qiáng)化措施。本文首次采用白土添加劑強(qiáng)化普通活性污泥工藝。實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)廢水總酚含量在188.9mh/L～312.4mg/L范圍內(nèi)時(shí)，白土添加劑可以明顯提高微生物的活性，每分鐘溶解氧消耗量最高可增加27％左右，從而改善了污泥性狀，也強(qiáng)化了廢水處理效果；通過(guò)對(duì)比分析白土添加劑及粉末活性炭對(duì)廢水COD、揮發(fā)酚、pH、總酚和溶解氧濃度的影響特征，認(rèn)為白土添加劑對(duì)酚類(lèi)物質(zhì)的吸附及固體表面對(duì)溶解氧的富集作用是其強(qiáng)化微生物活性的主要機(jī)制。

5、 由于煤氣廢水COD和NH4+-N含量高、濃度變化幅度大，本研究采用以活性炭和沸石為生物載體的生物膜反應(yīng)器構(gòu)型，利用其對(duì)污染物吸附-生物再生和吸附-脫附原理，提高了COD和NH4+-N的去除效果，減小了出水COD和NH4+-N濃度的變化幅度。 煤氣廢水生物處理出水可生化性較差，而單獨(dú)采用物理化學(xué)法處理成本較高，需要通過(guò)化學(xué)法預(yù)氧化提高廢水的可生化性，再接續(xù)生物處理。實(shí)驗(yàn)表明，臭氧預(yù)氧化可以有效地去除廢水的色度，對(duì)COD有一定的

6、去除作用，在240mg/L的投量下可以提高廢水的可生化性；廢水O3-BAC工藝小試實(shí)驗(yàn)表明，系統(tǒng)對(duì)COD去除效果較好，出水平均為87mg/L，基本可以達(dá)到廢水排放標(biāo)準(zhǔn)對(duì)COD的要求；對(duì)NH4+-N去除效果一般，處理出水的NH4+-N平均濃度為45mg/L，總?cè)コ势骄鶠?9％。 通過(guò)上述研究，本文開(kāi)發(fā)出酸化破乳預(yù)處理-白土活性污泥(O1)-活性炭缺氧濾池(A)-沸石曝氣生物濾池(O2)-臭氧生物活性炭(O3+BAC)總體處理工

7、藝，并著重對(duì)其中生物處理工藝進(jìn)行了較長(zhǎng)時(shí)間的小試和中試廢水處理試驗(yàn)。 煤氣廢水生物處理小試試驗(yàn)表明，新工藝在進(jìn)水COD較高的條件下可以穩(wěn)定運(yùn)行，其中白土-活性污泥處理單元起到了至關(guān)重要的作用。系統(tǒng)在平均進(jìn)水COD為2204mg/L、NH4+-N含量為244mg/L的條件下，COD和NH4+-N去除率分別可達(dá)87.6％和80％，提高了常規(guī)的煤氣廢水生物處理功效；減少系統(tǒng)水力停留時(shí)間(HRT)后，對(duì)系統(tǒng)COD去除率影響不大，但影響

8、NH4+-N去除效果，NH4+-N去除率降為67％。 煤氣廢水生物處理中試試驗(yàn)表明，生物處理系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，有機(jī)污染物去除效果好。其中，白土-活性污泥處理單元的揮發(fā)酚去除率可以達(dá)到99％，出水一般均低于0.5mg/L，已達(dá)到國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，而該單元的COD和總酚的去除效果也很好，分別可達(dá)80％和85％，強(qiáng)于小試試驗(yàn)結(jié)果；在進(jìn)水COD大于2000mg/L的條件下，系統(tǒng)總體COD和總酚的去除效果較好，去除率分別為83％和87％；系

9、統(tǒng)COD容積負(fù)荷的變化對(duì)COD和酚類(lèi)的去除率效果影響不大，然而負(fù)荷提高后，生物處理反應(yīng)器中的水溫應(yīng)注意控制；生物處理系統(tǒng)NH4+-N處理效果較差，總?cè)コ蕿?5％左右，低于小試試驗(yàn)結(jié)果，其中白土-活性污泥單元NH4+-N去除率降低了22％，曝氣生物濾池NH4+-N去除率降低了36％，推測(cè)主要是由于曝氣生物濾池的操作控制問(wèn)題引起的。 色譜-質(zhì)譜聯(lián)機(jī)(GC-MS)測(cè)試結(jié)果表明，廢水在生物處理過(guò)程中，有機(jī)物種類(lèi)明顯減少。廢水中的有機(jī)