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煤制油的废水处理技术研究(五)——SH-A工艺处理煤制油废水的研究

来源:煤化工环保   作者:mei小保   2022-06-22

关姝琦等采用SH-A强化脱氮除碳工艺处理煤制油废水,对该工艺中微生物培养、驯化等进行研究,找出最佳的控制条件。

实验研究

(1)处理工艺

本实验采用SH-A强化脱氮除碳工艺对煤制油废水进行处理。该工艺采用短程硝化结合厌氧氨氧化直接脱氮,打破了脱除氨氮必须经历氨氮硝化转变为亚硝酸盐氮和硝酸盐氮再经反硝化转变为氮气的传统观点。处理工艺流程见下图,其生化反应如下。

硝化过程:NH4++3/2O2→NO2-+H2O+2H+

脱氮过程:NH4++NO2-→N2+2H2O

(2)实验用水

实验用水取自某煤化工公司煤制油产生的废水,并对其进行预处理,预处理后水质指标见下表。

(3)好氧污泥的培养驯化

污泥取自辽宁科技大学学生宿舍生活污水下水井,将淘洗后的污泥置于生物反应器中,控制一段好氧生物反应器水温为33℃、pH值为8.0、溶解氧为2.0mg/L左右的条件下,连续曝气3d,镜检观察到少量的豆形虫。在微生物培养过程中,逐步向好氧反应器内装入除油预处理后的煤制油废水。经过25~30d培养、驯化,反应器内混合液的SV30值达到20%左右,通过镜检观察到污泥形状良好,豆形虫、肾形虫、钟虫等生物较多,活跃并且稳定,表明活性污泥培养驯化完成,可以启动好氧生物反应器。

实验过程

采用SH-A工艺处理煤制油废水过程中,CODCr的去除和氨氮的硝化主要发生在一段好氧反应器中,也是整个系统的关键环节。系统启动后,采用连续进水逐步增大负荷的方法对煤制油废水进行处理,每24h对出水的CODCr和氨氮进行测定,记录实验数据;同时对好氧活性污泥进行微生物镜检,观察微生物种类、活性、数量变化,微生物种类、活性和CODCr去除率、氨氮硝化率的关系见下表。

活性污泥生物相的研究

(1)进水浓度对生物相的影响

一段好氧反应器启动条件为:进水浓度CODCr为1350mg/L、氨氮为115.5mg/L,当微生物适应后,逐步提高反应器进水负荷,2d后微生物开始受到冲击,钟虫、肾形虫等不活跃,并有胞囊产生,影响污水处理效果;保持进水负荷不变,5d后钟虫、肾形虫等活性恢复。维持此负荷进水,废水中的有机营养逐渐满足不了微生物的需求,出现轮虫,需要及时提高负荷,保证微生物新陈代谢的营养。如果负荷提高过快,会对微生物造成严重的冲击,抑制微生物活性。一段好氧反应器的生物相见下表。

(2)温度对生物相的影响

实验对驯化培养后的好氧活性污泥生物相在不同温度下的形态进行观察,见下表。

在30~33℃时,温度对微生物的活性影响不大,当温度高于35℃或低于27℃时,微生物的活性受到一定程度的抑制。同时,在30~33℃时,CODCr去除率高达70%,氨氮硝化率达60%,见下图。因此,本实验的最适温度控制在30~33℃。

结 论

(1)SH-A强化脱氮除碳工艺能很好的去除煤制油废水中的污染物,一段好氧反应器中CODCr的去除率达70%,氨氮的硝化率达60%。

(2)SH-A强化生物脱氮除碳工艺处理煤制油废水的生物反应器稳定后,生物相多为活跃的钟虫、肾形虫。过快提高污染物负荷,会对微生物系统造成严重的冲击,产生抑制微生物活性的胞囊。

(3)SH-A强化生物脱氮除碳工艺处理煤制油废水,其微生物的适宜生存条件为温度33℃、pH值8.0、溶解氧浓度为2.0mg/L左右。

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