專利名稱：一種魯奇爐煤制氣廢水的生物脫氨方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種廢水的生物脫氨方法。
背景技術：
魯奇煤制氣廢水屬于煤化工廢水的一種，是在煤制氣過程中由粗煤氣冷卻、水洗 等工藝中產(chǎn)生的廢水。魯奇煤制氣廢水中含有大量的有毒、有害污染物，其COD、氨氮濃度很 高，有機物成分復雜，不同工廠的水質由于煤質以及工藝的不同其水質存在很大的差別，其 中以酚類污染物為主，還含有萘、喹啉、吡啶等多環(huán)和雜環(huán)類難降解有機物。魯奇煤制氣廢 水如果未經(jīng)處理或處理不當隨水外排，將對水體產(chǎn)生嚴重污染。由于魯奇煤制氣廢水中含 有多種對于微生物活性具有毒性的物質，因此在生物處理過程中硝化作用經(jīng)常被抑制，致 使廢水中的氨氮類污染物不能達標排放，水體中氨氮的濃度過高不僅會對水生動植物產(chǎn)生 威脅，而且還會影響到人們的身體健康，同時，水體中含氮物質濃度過高還會造成水體的富 營養(yǎng)化現(xiàn)象。 目前，含有高濃度有機物和氨氮的廢水生物脫氨技術通常包括A/0工藝、SBR工 藝、曝氣生物濾池等工藝，這些工藝對于魯奇煤制氣廢水中有機污染物的去除效果比較好， 但對于氨氮的去除效果卻不理想。由于硝化菌的生長世代比較長，同時容易受到外界有毒、 有害物質的影響，極易被水流沖出，因此，在實際處理工程中通常采用加大污泥回流比來保 證一定的硝化率，這樣勢必會增加運行成本，同時活性污泥處理工藝占地面積大，處理效率 低，投資費用較高。近些年來，人們一直在研究一種替代方法，能夠在高濃度有機物存在的 情況下保持較高的氨氮轉化效率。

發(fā)明內容
本發(fā)明目的是為了現(xiàn)有魯奇爐煤制氣廢水的生物脫氨技術存在氨氮轉化效率不 高，易受廢水中有毒、有害物質以及廢水水質改變影響，以及占地面積大、能耗高、處理效率 低的問題，而提供一種魯奇爐煤制氣廢水的生物脫氨方法。 魯奇爐煤制氣廢水的生物脫氨方法按以下步驟實現(xiàn)一、魯奇爐煤制氣廢水進入 調節(jié)池并投加磷鹽和碳酸氫鈉；二、經(jīng)調節(jié)池流出的水進入含有生物載體的流動床反應器 中，在流動床反應器底部進行曝氣，使得溶解氧濃度為3. 5 4mg/L，在溫度為33± rC條件 下水力停留時間為24h ;三、經(jīng)流動床反應器流出的水進入沉淀池沉淀3 5h，上清液流出， 下部沉降污泥直接排放，每隔24h排放一次，即完成魯奇爐煤制氣廢水的生物脫氨；其中步驟一中投加磷鹽的量與廢水中有機物含量的質量比為1:100 ;步驟一中投加碳酸氫鈉至廢 水的pH值為6. 8 7. 2 ;步驟二中生物載體的投加量為流動床有效體積的20% 80%。
本發(fā)明采用氣動式流動床反應器處理魯奇煤制氣廢水，具有較高的氨氮轉化效率 (轉化效率達80%)，同時具有部分的脫氮效果，由于微生物是生長在固定載體上的，因此不 易受廢水中有毒、有害物質以及廢水水質改變影響；流動床內所添加的生物載體為中空結 構，并且有十字支撐骨架，生物膜生長于生物載體的內表面，能夠有效避免由于載體之間的 互相碰撞而造成的生物膜脫落現(xiàn)象，具有很好的生物膜保護功效；流動床處理魯奇煤制氣 廢水，運行費用較低，可以在現(xiàn)有水處理工藝基礎上進行改造，簡單易行，同時，該工藝占地 面積小，處理效果好，具有同步完成有機污染物去除和氨氮轉化的功效；完全氣動式的結構 使得流動床反應器無需外加攪拌裝置，降低了整套裝置的維修成本，流動床內生物傳質性 強，掛膜速度快(15 20天)，且污泥產(chǎn)量極低，進而節(jié)省了污泥處置的費用，是魯奇煤制氣 廢水生物脫氨的比較理想的處理工藝。
具體實施例方式
具體實施方式
一 本實施方式一種魯奇爐煤制氣廢水的生物脫氨方法按以下步 驟實現(xiàn)一、魯奇爐煤制氣廢水進入調節(jié)池并投加磷鹽和碳酸氫鈉；二、經(jīng)調節(jié)池流出的水 進入含有生物載體的流動床反應器中，在流動床反應器底部進行曝氣，使得溶解氧濃度為 3. 5 4mg/L，在溫度為33士rC條件下水力停留時間為24h ;三、經(jīng)流動床反應器流出的水 進入沉淀池沉淀3 5h，上清液流出，下部沉降污泥直接排放，每隔24h排放一次，即完成魯 奇爐煤制氣廢水的生物脫氨；其中步驟一中投加磷鹽的量與廢水中有機物含量的質量比為 1:100 ;步驟一中投加碳酸氫鈉至廢水的pH值為6. 8 7. 2 ;步驟二中生物載體的投加量為 流動床有效體積的20% 80%。 本實施方式步驟二中生物載體外觀為圓柱形，直徑和高度均為2cm，內部具有十字 支撐結構，生物膜主要生長于生物載體的內表面；生物載體密度約為0. 988g/cm3，掛膜后 密度在1. 0g/cm3左右，依靠底部曝氣系統(tǒng)的氣動作用即可在流動床反應器中流化，具有很 好的傳質效果。 本實施方式步驟二中流動床反應器的上部出水口下端設置篩孔擋板，避免生物載 體隨水流出以及在出水口形成堵塞現(xiàn)象。 本實施方式步驟三中沉淀池的作用是進行泥水分離。
具體實施方式
二 本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟二生物載體中有生 物膜，生物膜的產(chǎn)生是流動床反應器初次運行時投加活性污泥，使得活性污泥在反應器內 的濃度為2 3g/L，經(jīng)運行15 20天后在生物載體的內表面形成生物膜，同時流動床反應 器中的懸浮活性污泥的質量濃度降到0. 5 0. 8g/L。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
一相 同。 本實施方式中活性污泥來自實際魯奇爐煤制氣廢水實際處理工程中的活性污泥 工藝。 本實施方式步驟二中生物載體的內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廢水中污染物，能夠同時完成有機物去除和氨氮轉化，同時具有部分 脫氮效果。 本實施方式步驟二中生物載體的內表面形成生物膜是多種微生物及其胞外物質 的聚合體，具有極強的穩(wěn)定性和處理能力，可以忍受廢水水質的較大改變；因此，生物載體 上形成生物膜，該處理工藝即可達到平穩(wěn)高效的處理能力。由于硝化細菌與異養(yǎng)菌在競爭 機制上處于劣勢地位，因此，硝化細菌通常會生長于生物膜的內部，這一構造雖然會對傳質 產(chǎn)生一定的影響，但其具有更大的優(yōu)點，能夠避免硝化細菌受到廢水水質的影響隨水流出， 因此該處理工藝能夠保持較高的脫氨效果。
具體實施方式
三本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟二中流動床反應器 底部進行曝氣，且溶解氧濃度為3.8mg/L。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
四本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟二中流動床反應器 為氣動式流動床反應器。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
一相同。 具體實施方式
五本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟二中生物載體的投
加量為流動床有效體積的30% 70%。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
一相同。 具體實施方式
六本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟二中生物載體的投
加量為流動床有效體積的40%。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
一相同。 具體實施方式
七本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟二中生物載體的材
料為纖維素、聚亞氨酯、聚乙烯、改性聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯中的一種或幾種。其它步驟
及參數(shù)與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
八本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟三中經(jīng)流動床反應 器流出的水進入沉淀池沉淀4h。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
九本實施方式一種魯奇爐煤制氣廢水的生物脫氨方法按以下步 驟實現(xiàn)一、魯奇爐煤制氣廢水進入調節(jié)池并投加磷鹽和碳酸氫鈉；二、經(jīng)調節(jié)池流出的水 進入含有生物載體的流動床反應器中，在流動床反應器底部進行曝氣，使得溶解氧濃度為 3. 5mg/L，溫度為34t:，水力停留時間為24h ;三、經(jīng)流動床反應器流出的水進入沉淀池沉淀 4h，上清液流出，下部沉降污泥直接排放，每隔24h排放一次，即完成魯奇爐煤制氣廢水的 生物脫氨；其中步驟一中投加磷鹽的量與廢水中有機物含量的質量比為1:100 ;步驟一中 投加碳酸氫鈉至廢水的PH值為7 ;步驟二中生物載體的投加量為流動床有效體積的40% ; 步驟二中流動床反應器初次運行時，經(jīng)15天后在生物載體的內表面形成生物膜，同時流動 床反應器中的懸浮活性污泥的質量濃度降到0. 5g/L。 本實施方式中魯奇爐煤制氣廢水來自中煤龍化哈爾濱煤化工有限公司；生物載體 材料為改性聚乙烯，尺寸為lOmmXlOmmXlOmm。流動床反應器的有效體積為5L。
本實施方式處理實際魯奇爐煤制氣廢水，其進水C0D濃度為1400 1600mg/L，氨 氮濃度為150 250mg/L，pH值為7. 5 8，出水C0D濃度為200 300mg/L，出水氨氮濃度 低于50mg/L ;本實施方式的C0D去除率在78% 85%，氨氮去除率在75% 80%，反應器內 懸浮固體濃度小于lg/L。
權利要求
一種魯奇爐煤制氣廢水的生物脫氨方法，其特征在于魯奇爐煤制氣廢水的生物脫氨方法按以下步驟實現(xiàn)一、魯奇爐煤制氣廢水進入調節(jié)池并投加磷鹽和碳酸氫鈉；二、經(jīng)調節(jié)池流出的水進入含有生物載體的流動床反應器中，在流動床反應器底部進行曝氣，使得溶解氧濃度為3.5～4mg/L，在溫度為33±1℃條件下水力停留時間為24h；三、經(jīng)流動床反應器流出的水進入沉淀池沉淀3～5h，上清液流出，下部沉降污泥直接排放，每隔24h排放一次，即完成魯奇爐煤制氣廢水的生物脫氨；其中步驟一中投加磷鹽的量與廢水中有機物含量的質量比為1:100；步驟一中投加碳酸氫鈉至廢水的pH值為6.8～7.2；步驟二中生物載體的投加量為流動床有效體積的20%～80%。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種魯奇爐煤制氣廢水的生物脫氨方法，其特征在于步驟二 生物載體中有生物膜，生物膜的產(chǎn)生是流動床反應器初次運行時投加活性污泥，使得活性 污泥在反應器內的濃度為2 3g/L，經(jīng)運行15 20天后在生物載體的內表面形成生物膜， 同時流動床反應器中的懸浮活性污泥的質量濃度降到0. 5 0. 8g/L。
3. 根據(jù)權利要求1所述的一種魯奇爐煤制氣廢水的生物脫氨方法，其特征在于步驟二 中流動床反應器底部進行曝氣，使得溶解氧濃度為3. 8mg/L。
4. 根據(jù)權利要求1所述的一種魯奇爐煤制氣廢水的生物脫氨方法，其特征在于步驟二 中流動床反應器為氣動式流動床反應器。
5. 根據(jù)權利要求1所述的一種魯奇爐煤制氣廢水的生物脫氨方法，其特征在于步驟二 中生物載體的投加量為流動床有效體積的30% 70%。
6. 根據(jù)權利要求1所述的一種魯奇爐煤制氣廢水的生物脫氨方法，其特征在于步驟二 中生物載體的投加量為流動床有效體積的40%。
7. 根據(jù)權利要求1所述的一種魯奇爐煤制氣廢水的生物脫氨方法，其特征在于步驟二 中生物載體的材料為纖維素、聚亞氨酯、聚乙烯、改性聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯中的一種或 幾種。
8. 根據(jù)權利要求1所述的一種魯奇爐煤制氣廢水的生物脫氨方法，其特征在于步驟三 中經(jīng)流動床反應器流出的水進入沉淀池沉淀4h。
全文摘要
一種魯奇爐煤制氣廢水的生物脫氨方法，它涉及一種廢水的生物脫氨方法。它解決了魯奇爐煤制氣廢水的生物脫氨技術存在氨氮轉化效率不高，易受廢水中有毒、有害物質以及廢水水質改變影響，以及占地面積大、能耗高、處理效率低的問題。方法一、廢水進入調節(jié)池并投加磷鹽和碳酸氫鈉；二、經(jīng)調節(jié)池流出的水進入含有生物載體的流動床反應器中并曝氣；三、經(jīng)流動床反應器流出的水進入沉淀池沉淀，上清液流出，下部沉降污泥直接排放，即完成魯奇爐煤制氣廢水的生物脫氨。本發(fā)明氨氮轉化效率達80%，同時具有部分的脫氮效果，且不易受廢水中有毒、有害物質以及廢水水質改變影響，運行費用較低，工藝占地面積小，處理效果好。
文檔編號C02F9/14GK101792235SQ201010131018
公開日2010年8月4日 申請日期2010年3月24日 優(yōu)先權日2010年3月24日
發(fā)明者徐春艷, 李慧強, 杜茂安, 王偉, 王冰, 胡宏博, 袁敏, 韓洪軍 申請人:哈爾濱工業(yè)大學