专利名称：一种鲁奇炉煤制气废水的生物脱氨方法
技术领域：
本发明涉及一种废水的生物脱氨方法。
背景技术：
鲁奇煤制气废水属于煤化工废水的一种，是在煤制气过程中由粗煤气冷却、水洗 等工艺中产生的废水。鲁奇煤制气废水中含有大量的有毒、有害污染物，其COD、氨氮浓度很 高，有机物成分复杂，不同工厂的水质由于煤质以及工艺的不同其水质存在很大的差别，其 中以酚类污染物为主，还含有萘、喹啉、吡啶等多环和杂环类难降解有机物。鲁奇煤制气废 水如果未经处理或处理不当随水外排，将对水体产生严重污染。由于鲁奇煤制气废水中含 有多种对于微生物活性具有毒性的物质，因此在生物处理过程中硝化作用经常被抑制，致 使废水中的氨氮类污染物不能达标排放，水体中氨氮的浓度过高不仅会对水生动植物产生 威胁，而且还会影响到人们的身体健康，同时，水体中含氮物质浓度过高还会造成水体的富 营养化现象。 目前，含有高浓度有机物和氨氮的废水生物脱氨技术通常包括A/0工艺、SBR工 艺、曝气生物滤池等工艺，这些工艺对于鲁奇煤制气废水中有机污染物的去除效果比较好， 但对于氨氮的去除效果却不理想。由于硝化菌的生长世代比较长，同时容易受到外界有毒、 有害物质的影响，极易被水流冲出，因此，在实际处理工程中通常采用加大污泥回流比来保 证一定的硝化率，这样势必会增加运行成本，同时活性污泥处理工艺占地面积大，处理效率 低，投资费用较高。近些年来，人们一直在研究一种替代方法，能够在高浓度有机物存在的 情况下保持较高的氨氮转化效率。
发明内容
本发明目的是为了现有鲁奇炉煤制气废水的生物脱氨技术存在氨氮转化效率不 高，易受废水中有毒、有害物质以及废水水质改变影响，以及占地面积大、能耗高、处理效率 低的问题，而提供一种鲁奇炉煤制气废水的生物脱氨方法。 鲁奇炉煤制气废水的生物脱氨方法按以下步骤实现一、鲁奇炉煤制气废水进入 调节池并投加磷盐和碳酸氢钠；二、经调节池流出的水进入含有生物载体的流动床反应器 中，在流动床反应器底部进行曝气，使得溶解氧浓度为3. 5 4mg/L，在温度为33± rC条件 下水力停留时间为24h ;三、经流动床反应器流出的水进入沉淀池沉淀3 5h，上清液流出， 下部沉降污泥直接排放，每隔24h排放一次，即完成鲁奇炉煤制气废水的生物脱氨；其中步骤一中投加磷盐的量与废水中有机物含量的质量比为1:100 ;步骤一中投加碳酸氢钠至废 水的pH值为6. 8 7. 2 ;步骤二中生物载体的投加量为流动床有效体积的20% 80%。
本发明采用气动式流动床反应器处理鲁奇煤制气废水，具有较高的氨氮转化效率 (转化效率达80%)，同时具有部分的脱氮效果，由于微生物是生长在固定载体上的，因此不 易受废水中有毒、有害物质以及废水水质改变影响；流动床内所添加的生物载体为中空结 构，并且有十字支撑骨架，生物膜生长于生物载体的内表面，能够有效避免由于载体之间的 互相碰撞而造成的生物膜脱落现象，具有很好的生物膜保护功效；流动床处理鲁奇煤制气 废水，运行费用较低，可以在现有水处理工艺基础上进行改造，简单易行，同时，该工艺占地 面积小，处理效果好，具有同步完成有机污染物去除和氨氮转化的功效；完全气动式的结构 使得流动床反应器无需外加搅拌装置，降低了整套装置的维修成本，流动床内生物传质性 强，挂膜速度快(15 20天)，且污泥产量极低，进而节省了污泥处置的费用，是鲁奇煤制气 废水生物脱氨的比较理想的处理工艺。
具体实施例方式
具体实施方式
一 本实施方式一种鲁奇炉煤制气废水的生物脱氨方法按以下步 骤实现一、鲁奇炉煤制气废水进入调节池并投加磷盐和碳酸氢钠；二、经调节池流出的水 进入含有生物载体的流动床反应器中，在流动床反应器底部进行曝气，使得溶解氧浓度为 3. 5 4mg/L，在温度为33士rC条件下水力停留时间为24h ;三、经流动床反应器流出的水 进入沉淀池沉淀3 5h，上清液流出，下部沉降污泥直接排放，每隔24h排放一次，即完成鲁 奇炉煤制气废水的生物脱氨；其中步骤一中投加磷盐的量与废水中有机物含量的质量比为 1:100 ;步骤一中投加碳酸氢钠至废水的pH值为6. 8 7. 2 ;步骤二中生物载体的投加量为 流动床有效体积的20% 80%。 本实施方式步骤二中生物载体外观为圆柱形，直径和高度均为2cm，内部具有十字 支撑结构，生物膜主要生长于生物载体的内表面；生物载体密度约为0. 988g/cm3，挂膜后 密度在1. 0g/cm3左右，依靠底部曝气系统的气动作用即可在流动床反应器中流化，具有很 好的传质效果。 本实施方式步骤二中流动床反应器的上部出水口下端设置筛孔挡板，避免生物载 体随水流出以及在出水口形成堵塞现象。 本实施方式步骤三中沉淀池的作用是进行泥水分离。
具体实施方式
二 本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤二生物载体中有生 物膜，生物膜的产生是流动床反应器初次运行时投加活性污泥，使得活性污泥在反应器内 的浓度为2 3g/L，经运行15 20天后在生物载体的内表面形成生物膜，同时流动床反应 器中的悬浮活性污泥的质量浓度降到0. 5 0. 8g/L。其它步骤及参数与具体实施方式
一相 同。 本实施方式中活性污泥来自实际鲁奇炉煤制气废水实际处理工程中的活性污泥 工艺。 本实施方式步骤二中生物载体的内表面形成生物膜是由微生物逐步富集而成，起到的主要作用是降解废水中污染物，能够同时完成有机物去除和氨氮转化，同时具有部分 脱氮效果。 本实施方式步骤二中生物载体的内表面形成生物膜是多种微生物及其胞外物质 的聚合体，具有极强的稳定性和处理能力，可以忍受废水水质的较大改变；因此，生物载体 上形成生物膜，该处理工艺即可达到平稳高效的处理能力。由于硝化细菌与异养菌在竞争 机制上处于劣势地位，因此，硝化细菌通常会生长于生物膜的内部，这一构造虽然会对传质 产生一定的影响，但其具有更大的优点，能够避免硝化细菌受到废水水质的影响随水流出， 因此该处理工艺能够保持较高的脱氨效果。
具体实施方式
三本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤二中流动床反应器 底部进行曝气，且溶解氧浓度为3.8mg/L。其它步骤及参数与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
四本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤二中流动床反应器 为气动式流动床反应器。其它步骤及参数与具体实施方式
一相同。 具体实施方式
五本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤二中生物载体的投
加量为流动床有效体积的30% 70%。其它步骤及参数与具体实施方式
一相同。 具体实施方式
六本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤二中生物载体的投
加量为流动床有效体积的40%。其它步骤及参数与具体实施方式
一相同。 具体实施方式
七本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤二中生物载体的材
料为纤维素、聚亚氨酯、聚乙烯、改性聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯中的一种或几种。其它步骤
及参数与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
八本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤三中经流动床反应 器流出的水进入沉淀池沉淀4h。其它步骤及参数与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
九本实施方式一种鲁奇炉煤制气废水的生物脱氨方法按以下步 骤实现一、鲁奇炉煤制气废水进入调节池并投加磷盐和碳酸氢钠；二、经调节池流出的水 进入含有生物载体的流动床反应器中，在流动床反应器底部进行曝气，使得溶解氧浓度为 3. 5mg/L，温度为34t:，水力停留时间为24h ;三、经流动床反应器流出的水进入沉淀池沉淀 4h，上清液流出，下部沉降污泥直接排放，每隔24h排放一次，即完成鲁奇炉煤制气废水的 生物脱氨；其中步骤一中投加磷盐的量与废水中有机物含量的质量比为1:100 ;步骤一中 投加碳酸氢钠至废水的PH值为7 ;步骤二中生物载体的投加量为流动床有效体积的40% ; 步骤二中流动床反应器初次运行时，经15天后在生物载体的内表面形成生物膜，同时流动 床反应器中的悬浮活性污泥的质量浓度降到0. 5g/L。 本实施方式中鲁奇炉煤制气废水来自中煤龙化哈尔滨煤化工有限公司；生物载体 材料为改性聚乙烯，尺寸为lOmmXlOmmXlOmm。流动床反应器的有效体积为5L。
本实施方式处理实际鲁奇炉煤制气废水，其进水C0D浓度为1400 1600mg/L，氨 氮浓度为150 250mg/L，pH值为7. 5 8，出水C0D浓度为200 300mg/L，出水氨氮浓度 低于50mg/L ;本实施方式的C0D去除率在78% 85%，氨氮去除率在75% 80%，反应器内 悬浮固体浓度小于lg/L。
权利要求
一种鲁奇炉煤制气废水的生物脱氨方法，其特征在于鲁奇炉煤制气废水的生物脱氨方法按以下步骤实现一、鲁奇炉煤制气废水进入调节池并投加磷盐和碳酸氢钠；二、经调节池流出的水进入含有生物载体的流动床反应器中，在流动床反应器底部进行曝气，使得溶解氧浓度为3.5～4mg/L，在温度为33±1℃条件下水力停留时间为24h；三、经流动床反应器流出的水进入沉淀池沉淀3～5h，上清液流出，下部沉降污泥直接排放，每隔24h排放一次，即完成鲁奇炉煤制气废水的生物脱氨；其中步骤一中投加磷盐的量与废水中有机物含量的质量比为1:100；步骤一中投加碳酸氢钠至废水的pH值为6.8～7.2；步骤二中生物载体的投加量为流动床有效体积的20%～80%。
2. 根据权利要求1所述的一种鲁奇炉煤制气废水的生物脱氨方法，其特征在于步骤二 生物载体中有生物膜，生物膜的产生是流动床反应器初次运行时投加活性污泥，使得活性 污泥在反应器内的浓度为2 3g/L，经运行15 20天后在生物载体的内表面形成生物膜， 同时流动床反应器中的悬浮活性污泥的质量浓度降到0. 5 0. 8g/L。
3. 根据权利要求1所述的一种鲁奇炉煤制气废水的生物脱氨方法，其特征在于步骤二 中流动床反应器底部进行曝气，使得溶解氧浓度为3. 8mg/L。
4. 根据权利要求1所述的一种鲁奇炉煤制气废水的生物脱氨方法，其特征在于步骤二 中流动床反应器为气动式流动床反应器。
5. 根据权利要求1所述的一种鲁奇炉煤制气废水的生物脱氨方法，其特征在于步骤二 中生物载体的投加量为流动床有效体积的30% 70%。
6. 根据权利要求1所述的一种鲁奇炉煤制气废水的生物脱氨方法，其特征在于步骤二 中生物载体的投加量为流动床有效体积的40%。
7. 根据权利要求1所述的一种鲁奇炉煤制气废水的生物脱氨方法，其特征在于步骤二 中生物载体的材料为纤维素、聚亚氨酯、聚乙烯、改性聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯中的一种或 几种。
8. 根据权利要求1所述的一种鲁奇炉煤制气废水的生物脱氨方法，其特征在于步骤三 中经流动床反应器流出的水进入沉淀池沉淀4h。
全文摘要
一种鲁奇炉煤制气废水的生物脱氨方法，它涉及一种废水的生物脱氨方法。它解决了鲁奇炉煤制气废水的生物脱氨技术存在氨氮转化效率不高，易受废水中有毒、有害物质以及废水水质改变影响，以及占地面积大、能耗高、处理效率低的问题。方法一、废水进入调节池并投加磷盐和碳酸氢钠；二、经调节池流出的水进入含有生物载体的流动床反应器中并曝气；三、经流动床反应器流出的水进入沉淀池沉淀，上清液流出，下部沉降污泥直接排放，即完成鲁奇炉煤制气废水的生物脱氨。本发明氨氮转化效率达80%，同时具有部分的脱氮效果，且不易受废水中有毒、有害物质以及废水水质改变影响，运行费用较低，工艺占地面积小，处理效果好。
文档编号C02F9/14GK101792235SQ201010131018
公开日2010年8月4日 申请日期2010年3月24日 优先权日2010年3月24日
发明者徐春艳, 李慧强, 杜茂安, 王伟, 王冰, 胡宏博, 袁敏, 韩洪军 申请人:哈尔滨工业大学