廢水的處置與應(yīng)用是現(xiàn)階段煤化工產(chǎn)業(yè)開展面臨的嚴(yán)重環(huán)保問題為滿足2015年環(huán)保部在《現(xiàn)代煤化工建立項目環(huán)境準(zhǔn)入條件》中提出的請求，2016年以來取得環(huán)保部環(huán)評批復(fù)的煤化工項目多數(shù)選擇高濃鹽水分質(zhì)結(jié)晶技術(shù)處置煤化工廢水。近年來，以煤為原料制取自然氣的項目多選用碎煤加壓氣化工藝，而碎煤加壓氣化所產(chǎn)生的廢水含酚高、氨氮高、可生化性低，成為限制這一工藝應(yīng)用的瓶頸之一。中國海洋石油集團(tuán)有限公司擬在山西大同建立40億m3/a煤制氣項目，為了考證碎煤加壓氣化工業(yè)廢水處理工藝計劃的可行性，調(diào)查碎煤加壓氣化廢水污染物的降解過程，中海油大同煤制氣項目組在內(nèi)蒙古某煤氣化公司廠內(nèi)設(shè)計建立了一套廢水負(fù)荷為3m3/h的實驗設(shè)備，采用水解酸化+生化A/O工藝來處置酚氨回收后的碎煤加壓氣化廢水，并經(jīng)過一系列實驗來調(diào)查廢水中污染物降解效果。

　　1、實驗

　　1.1 實驗設(shè)備

　　依照進(jìn)水COD質(zhì)量濃度3500mg/L設(shè)計廢水處置才能為3m3/h實驗設(shè)備，廢水處置實驗設(shè)備流程表示圖見圖1。其中：水解酸化池有效池容為75m3，設(shè)計停留時間25h；A池(缺氧池)有效池容為90m3，設(shè)計停留時間30h；O池(好氧池)有效池容為180m3，設(shè)計停留時間60h。水解酸化池從末端設(shè)置污泥回流和混合液回流到水解酸化池前端，O池設(shè)置污泥回流和混合液回流到A池。

　　1.2 實驗資料

　　實驗用廢水引自內(nèi)蒙古某煤氣化公司酚氨回收后的碎煤加壓氣化廢水。典型的參數(shù)如下：COD質(zhì)量濃度1580mg/L~3910mg/L、總酚質(zhì)量濃度350mg/L~550mg/L、氨氮質(zhì)量濃度80mg/L~210mg/L、總氮質(zhì)量濃度150mg/L~450mg/L。

　　為了堅持實驗進(jìn)水的穩(wěn)定，從廢水處置廠的綜合調(diào)理池取水，并在實驗設(shè)備的入口設(shè)置緩沖池，使實驗設(shè)備接入廢水的COD質(zhì)量濃度維持在2500mg/L~2700mg/L。

　　1.3 污泥接種

　　水解酸化池的污泥，采用廢水處置廠的上流式厭氧污泥床(UASB)設(shè)備的厭氧污泥實施接種;生化A/O池的污泥，采用廢水處置廠的生化A/O池剩余污泥實施接種。

　　維持水解酸化池的pH在6以下，用于控制甲烷菌的生長，A池的溶解氧(D0)質(zhì)量濃度控制在0.2mg/L以內(nèi)，0池的DO質(zhì)量濃度控制在4mg/L~5mg/L。

　　污泥接種后，水解酸化池和生化A/O池運(yùn)轉(zhuǎn)3個月，活性污泥充沛順應(yīng)了廢水的特性。污泥生長旺盛，特征菌團(tuán)豐滿、強(qiáng)健、有生機(jī)。

　　污泥接種馴化期間，實驗設(shè)備進(jìn)水量在3m3/h，水解酸化混合液回流量在8m3/h，A/O池的混合液回流量在9m3/h，A/O池內(nèi)的混合液懸浮固體(MLSS)質(zhì)量濃度到達(dá)3500mg/L以上，污泥培育完成，實施實驗。

　　1.4 實驗辦法

　　1.4.1 停留時間變化對水解酸化過程的影響

　　有效池容不變的狀況下，經(jīng)過改動設(shè)備進(jìn)水的負(fù)荷，改動水解酸化池水力停留時間，經(jīng)過剖析水解酸化池出水的COD來調(diào)查水解酸化過程。

　　1.4.2 停留時間對A/O生化過程的影響

　　堅持水解酸化池進(jìn)水水質(zhì)平穩(wěn)，進(jìn)水量在4.0m3/h穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，在水解酸化池出水進(jìn)入A/O池前增加旁路，用于調(diào)理A/O池進(jìn)水量。經(jīng)過改動A/O池的進(jìn)水負(fù)荷，改動A/O池的水力停留時間，經(jīng)過剖析A/O池出水COD來調(diào)查生化降解過程。

　　1.4.3 混合液回流量對氨氮、總氮降解的影響

　　維持水解酸化池和A/O池進(jìn)水水質(zhì)平穩(wěn)，進(jìn)水負(fù)荷在3m3/h下穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。經(jīng)過改動A/O設(shè)備的混合液回流量，剖析A/O池進(jìn)水和出水的氨氮、總氮來調(diào)查生化處置效果。

　　1.5 剖析辦法

　　剖析辦法參照《水和廢水檢測剖析辦法》(第四版)，COD：重鋸酸鉀規(guī)范法；氨氮：納氏試劑分光光度法；總氮：過硫酸鉀氧化紫外分光光度法。

　　2、結(jié)果與討論

　　2.1 停留時間變化對水解酸化過程的影響

　　堅持水解酸化池進(jìn)水水質(zhì)平穩(wěn)，經(jīng)過調(diào)理水解酸化池的進(jìn)水負(fù)荷來調(diào)理停留時間，調(diào)查水解酸化池水力停留時間與進(jìn)、出水COD的關(guān)系，結(jié)果見表1。

　　由表1可知，維持進(jìn)水水質(zhì)平穩(wěn)的狀況下，當(dāng)水力停留時間超越19.2h，出水COD開端降落，當(dāng)停留時間高于22.7h，出水COD降落的明顯，闡明被降解的污染物較多;當(dāng)水力停留時間超越35.7h，COD降解效果逐步趨緩，闡明污染物降解過程有水解段、產(chǎn)酸段，因而，水解酸化池較適宜的水力停留時間在22.7h~35.7h。

　　2.2 停留時間變化對A/O生化過程的影響

　　維持水解酸化池運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)不變，堅持A/O生化池進(jìn)水水質(zhì)平穩(wěn)，經(jīng)過調(diào)理生化A/O池的進(jìn)水負(fù)荷來調(diào)理水力停留時間，調(diào)查A/O池水力停留時間與進(jìn)、出水COD的關(guān)系，結(jié)果見表2。

　　由表2可知，隨著停留時間的增加，生化A/O池出水的COD呈降落趨向，闡明可生化有機(jī)物的降解水平隨著停留時間增加而增加；當(dāng)水力停留時間超越100h時，出水COD的質(zhì)量濃度能夠降到300mg/L左右;當(dāng)停留時間超越12&6h以后，出水COD的降落趨向趨緩，闡明可生化有機(jī)物根本降解完成。

　　2.3 混合液回流量對降解氨氮、總氮的影響

　　維持水解酸化池、生化池進(jìn)水水質(zhì)穩(wěn)定，進(jìn)水負(fù)荷3m3/h。調(diào)整生化A/O池混合液回流量，調(diào)查生化A/O池混合液回流量與進(jìn)、出水水質(zhì)結(jié)果見表3。

　　由表3可知：(1)生化A/O池出水氨氮根本堅持不變，闡明在好氧過程中，氨氮被轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮的過程比擬徹底。(2)生化A/O池出水總氮隨回流量的增加而降低，但當(dāng)混合液回流量超越10m3/h時，出水總氮降落趨向遲緩，闡明在足夠碳源和活性污泥存在下，硝化和反硝化反響較快，因此在前置反硝化的流程中，回流量為限制總氮去除率的主要要素。混合液回流量在10m3/h以上，也就是回流比(混合液回流量/進(jìn)水量)在3.3倍以上，A/O池出水的總氮降落比擬遲緩，因而維持3倍左右的回流比，既能夠最大限度地消解總氮，又能取得比擬經(jīng)濟(jì)的運(yùn)轉(zhuǎn)本錢。

　　3、結(jié)論

　　3.1 針對碎煤加壓氣化酚氨回收后廢水，水解酸化池較適宜的水力停留時間在22.7h~35.7h。

　　3.2 隨著水力停留時間增加，生化A/O池的出水水質(zhì)逐漸變好。當(dāng)水力停留時間超越100h，出水COD質(zhì)量濃度可降低到300mg/L左右；當(dāng)水力停留時間超越128.6h，增加停留時間對生化A/O過程降解有機(jī)物的優(yōu)勢不再明顯。

　　3.3 生化A/O池的混合液回流比對出水的總氮影響較大，維持3倍左右的回流比，不只可以較好地完成硝化、反硝化過程，還能取得較經(jīng)濟(jì)的運(yùn)轉(zhuǎn)本錢。