一种生物催化氧化技术处理煤化工废水的系统及其方法与流程

本发明属于废水处理领域，具体涉及一种生物催化氧化技术处理煤化工废水的系统及其方法。

背景技术：

煤化工废水是在煤化工生产工艺中产生的工业废水。煤化工废水的特点：(1)成分复杂，污染物浓度高。(2)危害大，可生化性差：煤化工废水中多种有机污染物都难以降解，所以具有危害性。煤化工废水中某些有机物如杂环和芳烃类化合物含量高，而且难生物降解，超过废水中微生物可耐受极限，对微生物有毒害作用，不利其存活，所以废水可生化性差，属难处理的工业废水之一。

目前成熟的工艺为pac与活性污泥组合工艺处理煤化工废水。利用pac对于的吸附性能力，将有机物和溶解氧浓缩在粉末活性炭的表面和四周，这样宏观环境中的难降解物质和有毒物质的浓度减少，处于游离状态的微生物活性提高，对污染物的分解和去除能力增强。同时由于pac对难降解物质和微生物的吸附，延长了微生物与这些物质的接触时间。长期运行的结果，使微生物得到了驯化，并提高了对难降解有机物的去除效果。但是pac流失严重，需长期补加，成本高，另外pac只能改善活性污泥对煤化工废水处理效果，系统运行时间然后较长，一般达到30h以上，而且出水一般在100mg/l以上。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种生物催化氧化技术处理煤化工废水的系统及其方法，以解决现有技术中导致的上述缺陷。

一种生物催化氧化技术处理煤化工废水的系统，其特征在于，依次包括格栅渠、水解酸化池、一级沉淀池、生物催化氧化池、二级沉淀池、混凝沉淀池、砂滤池、清水池；其中，一级沉淀池内设置pac和pam作为絮凝剂和助凝剂；生物催化氧化池内添加固定化生物氧化催化剂；二级沉淀池采用重力沉降法，固定化生物氧化催化剂和活性污泥等回流至生物催化氧化池中，出水溢流到混凝沉淀池；混凝沉淀池内混凝药剂采用双酸铝铁，絮凝剂采用pam，混凝池为快速混合反应池，絮凝反应池为折板水力反应池；砂滤池内的反冲洗水来自清水池，反冲洗出水排至混凝沉淀池；清水池内设在线检测系统，检测出水cod浓度和氨氮浓度。

优选的，生物催化氧化池中选用活性炭作为固定化生物氧化催化剂的固定化载体。

优选的，水解酸化池分为ph调节池和水解酸化池两部分。

优选的，水解酸化池有多个廊道并联运行。

优选的，水解酸化池池内设潜水搅拌器。

为实现上述目的，本发明还提供一种生物催化氧化技术处理煤化工废水系统的方法。

首先，水解酸化池：所述水解酸化池分为ph调节池和水解酸化池两部分，废水在所述ph调节池调节为7.5～8.5后，溢流进入所述水解酸化池，所述水解酸化池停留时间为24～32h；

接下来，一级沉淀池：停留时间为3～6h。

接下来，生物催化氧化池：采用生物催化氧化技术(bcot)，所述固定化生物氧化催化剂添加量为总容积的4％～10％，所述活性污泥含量为1000～2000mg/l，停留时间12～24h；

接下来，二级沉淀池：所述固定化生物氧化催化剂和所述活性污泥等回流至所述生物催化氧化池中，出水溢流到所述混凝沉淀池，停留时间为3～6h。

接下来，混凝沉淀池：水力停留时间为2min，所述絮凝反应池水力停留时间为14min，所述混凝沉淀池总停留时间为4～6h。

接下来，砂滤池：所述反冲洗出水排至混凝沉淀池，所述砂滤池停留时间为0.5～1h。

最后，清水池：检测出水cod浓度和氨氮浓度，若所述cod浓度≤50mg/l，所述氨氮浓度为≤5mg/l，则外排；否则回流至所述ph调节池。

本发明具有的优点和积极效果是：由于采用上述技术方案，可以提高煤化工废水处理速率，减少生化系统占地面积；固定化生物氧化催化剂的投加可以降解活性污泥降解不了的有机物，系统出水水质中各污染指数有大幅度下降；固定化生物氧化催化剂的投加生化系统的稳定性和抗冲击性有一定的促进作用；固定化生物氧化催化剂粒径小于0.3cm，沉淀效果好，回收效率高，投加一次，可以维持多年运行，降低运行成本。

附图说明

图1为本发明实施例的生物催化氧化处理煤化工废水的系统示意图

格栅渠1、水解酸化池2、一级沉淀池3、生物催化氧化池4、二级沉淀池5、混凝沉淀池6、砂滤池7、清水池8

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例做出说明。

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1所示，一种生物催化氧化技术处理煤化工废水的系统，其特征在于，依次包括格栅渠1、水解酸化池2、一级沉淀池3、生物催化氧化池4、二级沉淀池5、混凝沉淀池6、砂滤池7、清水池8；

其中，水解酸化池2：分为ph调节池和水解酸化池两部分，废水在ph调节池调节为7.5～8.5后，溢流进入水解酸化池2。水解酸化池2有多个廊道并联运行，兼具水解酸化和调节池的功能，池内设潜水搅拌器，加强污泥和废水之间的相互接触，提高传质反应速率，防止池内污泥颗粒沉积，水解酸化池停留时间为24～32h；

一级沉淀池3：采用pac和pam作为絮凝剂和助凝剂，停留时间为3～6h；

生物催化氧化池4：采用生物催化氧化技术(bcot)，固定化生物氧化催化剂添加量为总容积的4％～10％，活性污泥含量为1000～2000mg/l，停留时间12～24h；

二级沉淀池5：采用重力沉降法，固定化生物氧化催化剂和活性污泥等回流至生物催化氧化池中，出水溢流到混凝沉淀池，停留时间为3～6h；

混凝沉淀池6：混凝药剂采用双酸铝铁，絮凝剂采用pam。混凝池采用快速混合反应池，水力停留时间为2min，絮凝反应池采用折板水力反应池，水力停留时间为14min，混凝沉淀池总停留时间为4～6h；

砂滤池7：反冲洗水来自清水池，反冲洗出水排至混凝沉淀池6。砂滤池停留时间为0.5～1h；

清水池8：设在线检测系统，检测出水cod浓度和氨氮浓度，若cod≤50mg/l，氨氮为≤5mg/l，则外排，否则回流至水解酸化池2中的ph调节池部分。

生物催化氧化池主要采用生物催化氧化技术(bcot)，bcot是将具有高效氧化有机物能力的微生物固定在活性炭上，形成以活性炭为载体的高效固定化菌剂，然后投入好氧生化池中降解废水中的有机物的技术。一定时间内固定化后的微生物性状和数量不会发生变化，所以称之为固定化生物氧化催化剂。

固定化生物氧化催化剂需满足以下要求：

①选购或研发能高效降解煤化工废水的高效菌剂；

②选用活性炭比表面积≥1000m2/g,孔容积≥0.8m2/g，强度≥90％，碘吸附值≥1000mg/g，粒径小于0.3cm，经过清洗、酸洗、碱洗、二次清洗等改性处理后，作为固定化载体；

③利用液体培养基和改性后的活性炭常温下一起放置到容器搅拌1～2h，121℃高温灭菌30min，灭菌后边搅拌边降温直至室温，再持续搅拌2～4h，制备成生物催化剂载体；

④在容器中接种高效液体菌剂进行发酵培养；

⑤培养完成后，排尽液体，收集固体，然后加入1％的琼脂固定液，进行固定化；

⑥固定化完成后，清水冲洗1-2遍后，得到的固定颗粒即为固定化生物氧化催化剂；

⑦将固定化生物氧化催化剂投入好氧生化池中，在曝气条件下进行催化氧化反应，降解废水中的有机物。

煤化工废水进水ph为6～9，cod≤800mg/l，氨氮为≤20mg/l，色度≤500倍，ss≤300mg/l；水解酸化池出水cod≤700mg/l，色度≤450倍；一级沉淀池出水cod≤650mg/l，ss≤200mg/l；生物催化氧化池出水cod≤70mg/l，氨氮为≤5mg/l，色度<50倍；二级沉淀池出水cod≤60mg/l，ss≤120mg/l；混凝沉淀池出水cod≤50mg/l，ss≤80mg/l，色度<40倍；砂滤池出水ss<70mg/l；清水池出水ph为6～9，cod≤50mg/l，氨氮为≤5mg/l，色度<40倍，ss<70mg/l。

本发明用活性炭载体强吸附性，把能有效提高降解目标有机物速率的高效微生物固定在活性炭的表面和孔隙，再利用琼脂对菌剂进行固定化处理，制备成固定化生物氧化催化剂，投加到生物池中，打破生物降解过程中的制约，快速提高有机物降解的速率。

另外，活性炭投加到系统中，可以吸附难降解的有机物，宏观环境中的难降解物质和有毒物质的浓度减少，处于游离状态的微生物活性提高，对污染物的分解和去除能力增强，对生化系统的稳定性和抗冲击性有一定的促进作用。

本发明采用bco技术，将具有高效氧化有机物能力的微生物固定在活性炭上，形成以活性炭为载体的高效固定化菌剂，以催化剂的形式投加到好氧生化池中，提高废水中有机物的降解效率和降解效果。系统运行更加稳定、快速，出水效果更好，节省运行成本，减少生化系统占地面积。

以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。