申请日2015.01.14
公开(公告)日2015.05.13
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明公开了一种强化SBR工艺处理煤化工废水脱氮效能的方法，其特征在于：设置两组或多组序批式反硝化池和两组或多组SBR池，煤化工废水依次流入序批式反硝化池和SBR池进行串联处理;序批式反硝化池的进水由煤化工废水、序批式反硝化池出水和/或SBR池出水组成，SBR池的进水由序批式反硝化池出水和/或SBR池出水组成;序批式反硝化池采用低氧控制和污泥龄控制，SBR池采用限氧控制和污泥龄控制;序批式反硝化池和SBR池的水力停留时间及污泥浓度根据所要处理的煤化工废水的水质条件而定。本发明具有抗水质冲击能力强、有机污染物去除率高、脱氮效果好、运行成本低的优点。
权利要求书
1.一种强化SBR工艺处理煤化工废水脱氮效能的方法，其特征在于：
设置两组或多组序批式反硝化池和两组或多组SBR池，煤化工废水依次流入序批式反硝 化池和SBR池进行串联处理，即所述煤化工废水经由序批式反硝化池处理后获得的序批式反 硝化池出水再经SBR池进行处理;各序批式反硝化池和各SBR池均依次处于进水、反应、 沉淀和排水四个阶段;
所述序批式反硝化池的进水由煤化工废水和出水A组成，所述出水A为序批式反硝化池 出水和/或SBR池出水;所述SBR池的进水由序批式反硝化池出水和/或SBR池出水组成;
所述序批式反硝化池采用低氧控制和污泥龄控制，所述SBR池采用限氧控制和污泥龄控 制;
所述序批式反硝化池和所述SBR池的水力停留时间及污泥浓度根据所要处理的煤化工废 水的水质条件而定。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述煤化工废水的化学需氧量浓度为500-3000mg/L、总酚浓度为20-600mg/L、氨氮浓 度为50-300mg/L、pH为6-9。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：
所述序批式反硝化池和所述SBR池采用序批式反应器出水交叉回流方式，所述序批式反 硝化池出水回流至序批式反硝化池的回流水量、所述序批式反硝化池出水进入SBR池的水量 及所述SBR池出水回流至序批式反硝化池或SBR池的回流水量皆由水泵控制。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：
所述序批式反硝化池的进水中煤化工废水与出水A的体积比为1/5-5/1;所述SBR池的 进水中SBR池出水和序批式反硝化池出水的体积比为0-5/1。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述序批式反硝化池采用低氧控制和污泥龄控制，其中：
所述低氧控制是指控制所述序批式反硝化池内溶解氧范围为0-1.5mg/L，序批式反硝化 池的低氧控制通过控制池内曝气量或控制曝气方式或控制搅拌装置得以实现;
所述序批式反硝化池的污泥龄控制是指通过剩余污泥的排放量控制序批式反硝化池内污 泥量的停留时间，序批式反硝化池的污泥龄控制范围为10-50天。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述SBR池采用限氧控制和污泥龄控制，其中：
所述限氧控制是指控制所述SBR池内溶解氧范围为0.5-7.0mg/L，SBR池的限氧控制通 过控制池内曝气量或控制曝气方式或控制搅拌装置得以实现;
SBR池的污泥龄控制是指通过剩余污泥的排放量控制SBR池内污泥量的停留时间，SBR 池的污泥龄控制范围为5-40天。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于：
控制池内曝气量是指调节曝气管阀门或改变风机工作状态进而改变池内曝气量大小;
控制曝气方式是指采用间歇曝气或连续曝气;
控制搅拌装置是指开启池内搅拌设备，增强池内污泥混合程度及调节溶解氧水平。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：
所述序批式反硝化池和SBR池的水力停留时间和污泥浓度根据所要处理的煤化工废水的 水质条件而定，是指：当煤化工废水的化学需氧量浓度为500-1500mg/L，序批式反硝化池和 SBR池的水力停留时间控制范围分别为2-20h和5-30h，污泥浓度控制范围分别为2-8g/L和 2-8g/L;当煤化工废水的化学需氧量浓度为1500-3000mg/L，序批式反硝化池和SBR池的水 力停留时间控制范围分别为5-30h和10-40h，污泥浓度控制范围分别为3-10g/L和3-10g/L。
9.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于：
在各序批式反硝化池的出水端设置一序批式反硝化池配水井，在各SBR池的出水端设置 一SBR池配水井，各序批式反硝化池的序批式反硝化池出水流入所述序批式反硝化池配水井， 各SBR池的SBR池出水流入所述SBR池配水井;流入所述序批式反硝化池配水井中的序批 式反硝化池出水经由水泵送至其它序批式反硝化池或SBR池;流入所述SBR池配水井中的 SBR池出水直接排出或经由水泵送至序批式反硝化池或其它SBR池。
说明书
一种强化SBR工艺处理煤化工废水脱氮效能的方法
技术领域
本发明涉及一种化工废水处理方法，具体地说是一种强化SBR工艺处理煤化工废水脱氮 效能的方法，属于工业废水处理领域。
背景技术
煤化工废水是指在各种煤加工过程中产生的生产废水，包括焦化废水、煤气化废水、煤 制油废水、合成氨废水等。该类废水的水质极其复杂，含有酚类、烷烃类、多环芳烃类、杂 环类、氨氮等有毒、难降解物质，属于典型的难生物降解工业废水。以某煤气化厂排放的生 产废水为例，废水中总酚的含量为4500～7500mg/L，氨氮含量为3000～9000mg/L。诸如此 类煤化工废水，即使经过脱酚和蒸氨等物化预处理后，废水的COD含量仍有500～3000mg/L， 总酚含量为20～600mg/L，氨氮含量为50～300mg/L，BOD5/COD范围为0.25～0.35。因此， 提出煤化工废水生物脱氮的强化技术既重要又十分必要。但是，煤化工废水中的酚、硫氰化 物和喹啉等典型污染物都会造成生物脱氮过程难以进行;其原因主要有以下两方面矛盾，一 方面是煤化工废水中有机物含量高且污染物毒性大，导致硝化细菌生长缓慢，并极其容易受 到有毒污染物的抑制;另一方面是煤化工废水的难降解污染物含量高，造成好氧生物处理所 需时间很长，引起菌群结构的变化且不利于反硝化细菌的繁殖。
A-O法和A2-O法处理煤化工废水已经取得良好的有机污染物去除效果，但是废水中有毒 污染物经常引起氨氮去除率大幅度下降，甚至进水氨氮直接穿透整个生物处理工艺。由于受 到煤化工废水排放标准的提高、煤质变化以及生产工艺自身波动等因素的影响，A-O法和A2-O 很难实现难降解有机污染物和氨氮的高效去除。近些年，新兴提出的短程硝化反硝化以及厌 氧氨氧化脱氮技术虽然在城市污水和食品废水处理过程中已有研究和应用，但是煤化工废水 的复杂性和毒性让其特殊的脱氮优势菌群难以适应和生存。SBR法的特殊运行方式能够让同 一个生物反应器内具有不断交替的好氧、缺氧和厌氧代谢环境，拥有多样化的生物菌群结构 和很强的耐冲击负荷能力以及处理有毒难降解污染物的能力。目前，SBR工艺在煤化工废水 生物处理技术中也越来越受到研究者的重视，并在诸多煤化工废水处理工程中有了实际应用。 值得注意的是，SBR工艺在菌群结构和抗冲击负荷能力上有着显著的优势，但是单纯SBR工 艺仍无法很好地调和上述矛盾，并且无法克服反硝化过程中碳源不足的问题。因此，采用合 理、经济、高效的技术手段用于强化SBR工艺处理煤化工废水的脱氮效能是煤化工废水生物 处理技术领域新的发展方向。
发明内容
本发明旨在提供一种强化SBR工艺处理煤化工废水脱氮效能的方法，以解决硝化细菌易 受煤化工废水中有毒污染物的抑制、难降解有机物延时好氧处理与反硝化菌群繁殖的矛盾， 以及反硝化碳源不足的问题。
为了实现煤化工废水中有机污染物的高效去除，同时具有良好的脱氮效能，本发明提供 了一种强化SBR工艺处理煤化工废水脱氮效能的方法，其特征在于：
设置两组或多组序批式反硝化池和两组或多组SBR池，煤化工废水依次流入序批式反硝 化池和SBR池进行串联处理。各序批式反硝化池和各SBR池均依次处于进水、反应、沉淀 和排水四个阶段。所述序批式反硝化池的进水由煤化工废水和出水A组成，所述出水A为序 批式反硝化池出水和/或SBR池出水;所述SBR池的进水由序批式反硝化池出水和/或SBR 池出水组成;所述序批式反硝化池的进水中煤化工废水与出水A的体积比为1/5-5/1;所述 SBR池的进水中SBR池出水和序批式反硝化池出水的体积比为0-5/1。
序批式反硝化池采用低氧控制和污泥龄控制，SBR池采用限氧控制和污泥龄控制。
序批式反硝化池和SBR池的水力停留时间和污泥浓度根据所要处理的煤化工废水的水质 条件而定。具体是指当煤化工废水的化学需氧量浓度为500-1500mg/L，序批式反硝化池和 SBR池的水力停留时间控制范围分别为2-20h和5-30h，污泥浓度控制范围分别为2-8g/L和 2-8g/L;当煤化工废水的化学需氧量浓度为1500-3000mg/L，序批式反硝化池和SBR池的水 力停留时间控制范围分别为5-30h和10-40h，污泥浓度控制范围分别为3-10g/L和3-10g/L。
本发明强化SBR工艺处理煤化工废水脱氮效能的方法中所述的序批式反硝化池和SBR 池均为常规构型的生物反应器。
所述煤化工废水指各种煤加工过程中产生的生产废水，包括焦化废水、煤气化废水、煤 制油废水、合成氨等;所述煤化工废水的化学需氧量浓度为500-3000mg/L、总酚浓度为20-600 mg/L、氨氮浓度为50-300mg/L、pH为6-9。
本发明强化SBR工艺处理煤化工废水脱氮效能的方法中，所述序批式反硝化池和所述 SBR池采用序批式反应器出水交叉回流方式，所述序批式反硝化池出水回流至序批式反硝化 池的回流水量、所述序批式反硝化池出水进入SBR池的水量及所述SBR池出水回流至序批 式反硝化池或SBR池的回流水量皆有水泵控制;
本发明强化SBR工艺处理煤化工废水脱氮效能的方法中，所述序批式反硝化池采用低氧 控制和污泥龄控制，其中：低氧控制是指控制所述序批式反硝化池内溶解氧范围为0-1.5mg/L， 序批式反硝化池的低氧控制通过控制池内曝气量或控制曝气方式或控制搅拌装置得以实现; 所述序批式反硝化池的污泥龄控制是指通过剩余污泥的排放量控制序批式反硝化池内污泥量 的停留时间，序批式反硝化池的污泥龄控制范围为10-50天。
本发明强化SBR工艺处理煤化工废水脱氮效能的方法中，所述SBR池采用限氧控制和 污泥龄控制，其中：限氧控制是指控制所述SBR池内溶解氧范围为0.5-7.0mg/L，SBR池的 限氧控制通过控制池内曝气量或控制曝气方式或控制搅拌装置得以实现;SBR池的污泥龄控 制是指通过剩余污泥的排放量控制SBR池内污泥量的停留时间，SBR池的污泥龄控制范围为 5-40天。
上述低氧控制和限氧控制，可以通过控制池内曝气量或控制曝气方式或控制搅拌装置得 以实现，其中控制池内曝气量是指调节曝气管阀门或改变风机工作状态进而改变池内曝气量 大小;控制曝气方式是指采用间歇曝气或连续曝气;控制搅拌装置是指开启池内搅拌设备， 增强池内污泥混合程度及调节溶解氧水平。
本发明强化SBR工艺处理煤化工废水脱氮效能的方法中，在各序批式反硝化池的出水端 设置一序批式反硝化池配水井，在各SBR池的出水端设置一SBR池配水井，各序批式反硝 化池的序批式反硝化池出水流入所述序批式反硝化池配水井，各SBR池的SBR池出水流入 所述SBR池配水井;流入所述序批式反硝化池配水井中的序批式反硝化池出水经由水泵送至 其它序批式反硝化池或SBR池;流入所述SBR池配水井中的SBR池出水直接排出或经由水 泵送至序批式反硝化池或其它SBR池。
本发明强化SBR工艺处理煤化工废水脱氮效能的方法中，所述的序批式反硝化池采用序 批运行模式，包括进水、反应、沉淀和排水四个阶段。序批式反硝化池的目标是同步实现有 机污染物的削减和反硝化脱氮，并不包括氨氮的硝化过程，从而区别于常规SBR池的硝化和 反硝化脱氮过程。序批式反硝化池技术原理是借助序批式反应器具有多样化的生物菌群结构 和很强的耐冲击负荷能力的优势，利用煤化工废水中酚类等主要污染物对反硝化细菌的抑制 作用要小于硝化细菌的原理，通过序批式反应器出水的交叉回流完成序批式反硝化池的脱氮 效果。
本发明强化SBR工艺处理煤化工废水脱氮效能的方法中，所述的序批式反硝化池需要采 用低氧和污泥龄控制，充分发挥序批式反硝化池的脱氮效率高和难降解有机物分解快的优势。 SBR池需要采用限氧和污泥龄控制，避免过高或过低的溶解氧浓度和污泥龄对SBR池内硝化 菌群的生长和繁殖产生不利的影响，并能在难降解有机污染物去除过程中最大程度地实现节 省能耗的效果。
本发明强化SBR工艺处理煤化工废水脱氮效能的方法中，所述的序批式反硝化池和SBR 池区别于A-O和A2-O工艺，不需要设污泥回流装置和沉淀池，能够避免水质变化对菌群结 构的破坏，保证工艺具有良好的生物菌群结构和抗冲击负荷能力。
本发明的有益效果是：
本发明是以序批式反硝化池和SBR池强化煤化工废水的脱氮效能，同时促进有毒难降解 有机物的分解，从而有助于提升SBR工艺在煤化工废水处理领域的应用。本发明的特点是借 助序批式反应器具有多样化的生物菌群结构和很强的耐冲击负荷能力的优势，利用煤化工废 水中酚类等主要污染物对反硝化细菌的抑制作用要小于硝化细菌的原理，通过序批式反应器 出水的交叉回流、低氧和污泥龄控制完成序批式反硝化池对煤化工废水的脱氮效果和难降解 有机污染物的高效去除。本发明具有抗水质冲击能力强、有机污染物去除率高、脱氮效果好、 运行成本低的优点。