CN101811797B - 煤气化废水生化处理设备和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种煤气化废水生化处理设备和方法。该设备包括按以下顺序连通的厌氧生化处理单元、缺氧生化处理单元、一级或多级好氧生化处理单元和膜生物反应单元。此外，好氧生化处理单元还与厌氧生化处理单元连通，并且膜生物反应单元还与缺氧生化处理单元连通。各个生化处理单元具有生化和泥水分离一体化的特点。本发明的煤气化废水生化处理设备和方法具有高COD负荷和高氨氮负荷，并且可以实现高的COD去除率和高的氨氮去除率。
Description
技术领域
本发明涉及一种煤气化废水生化处理设备和方法。
背景技术
煤气化废水(包括焦化废水)是一种高COD(化学需氧量)、高氨氮的难降解有机废水。目前煤气化废水的处理技术一般由预处理、生化处理、深度处理三大块组成。生化处理是去除煤气化废水COD、氨氮污染物的主要处理方式。在煤气化废水处理上所用的生化处理方法主要是A/O工艺(缺氧/好氧工艺)及A2/O(厌氧缺氧/好氧工艺)工艺，SBR工艺也有应用。现有的技术存在的主要问题是：对原水预处理要求高，常常需要对原水进行稀释处理，COD负荷和氨氮负荷低，停留时间长，处理深度不够，COD去除率和氨氮去除率低，投资和运行费用高，对氨氮的适应范围小、冲击能力不足，***运行不稳定，处理高氨氮废水消耗碱度很大。
发明内容
本发明提供一种具有高COD负荷和高氨氮负荷，并且可以实现高的COD去除率和高的氨氮去除率的煤气化废水生化处理设备和方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：
<1>一种煤气化废水生化处理设备，所述设备包括按以下顺序连通的各个单元：
厌氧生化处理单元，所述厌氧生化处理单元包括：厌氧生化反应区，其中将原水在负载厌氧微生物的活性载体的存在下进行厌氧生化反应以得到第一水流；和内循环***，其用于将第一水流的一部分循环到原水中；
缺氧生化处理单元，所述缺氧生化处理单元包括：缺氧生化反应区，其中将第一水流的另一部分在负载缺氧微生物的活性载体的存在下进行缺氧生化反应；和活性载体/水分离区，其用于在缺氧生化反应后将活性载体与水进行分离以得到第二水流，并且将活性载体返回到缺氧生化反应区中；
一级或多级好氧生化处理单元，所述好氧生化处理单元包括：好氧生化反应区，其中将第二水流在负载好氧微生物的活性载体的存在下进行好氧生化反应；用于将空气引入到好氧生化反应区内的装置；和活性载体/水分离区，其用于在好氧生化反应后将活性载体与水进行分离以得到第三水流，并且将活性载体返回到好氧生化反应区中；和
膜生物反应单元，所述膜生物反应单元包括：好氧生化反应区，其中将第三水流的一部分在负载好氧微生物的活性载体的存在下进行好氧生化反应；用于将空气引入到好氧生化反应区内的装置；膜组件，其用于将经过好氧生化反应的水流的一部分进行膜过滤以得到目标水流；和活性载体/水分离区，其用于将经过好氧生化反应的水流的另一部分进行活性载体与水的分离以得到第四水流，并且将活性载体返回到好氧生化反应区中，并且
好氧生化处理单元与厌氧生化处理单元连通，以将第三水流的另一部分循环到厌氧生化处理单元中，并且膜生物反应单元与缺氧生化处理单元连通，以将第四水流循环到缺氧生化处理单元中。
<2>根据<1>所述的煤气化废水生化处理设备，其中活性载体是污泥。
<3>根据<2>所述的煤气化废水生化处理设备，其中缺氧生化处理单元中的活性载体/水分离区包括：混合液回流区，所述混合液回流区与缺氧生化反应区连通并且用于固液分离后的活性污泥返回到缺氧生化反应区；污泥浓缩区，所述污泥浓缩区与混合液回流区连通并且用于固液分离后的污泥积存；固液分离区，所述固液分离区与污泥浓缩区连通并且用于活性污泥的固液分离；和清水区，所述清水区与混合液回流区连通并且用于收集固液分离后的出水。
<4>根据<3>所述的煤气化废水生化处理设备，其中缺氧生化处理单元还包括用于混合并且搅拌缺氧生化反应区内的废水的混合搅拌***。
<5>根据<2>所述的煤气化废水生化处理设备，其中好氧生化处理单元中的活性载体/水分离区以及膜生物反应单元中的活性载体/水分离区均包括：混合液回流区，所述混合液回流区与好氧生化反应区连通并且用于固液分离后的活性污泥返回到好氧生化反应区；污泥浓缩区，所述污泥浓缩区与混合液回流区连通并且用于固液分离后的污泥积存；固液分离区，所述固液分离区与污泥浓缩区连通并且用于活性污泥的固液分离；和清水区，所述清水区与混合液回流区连通并且用于收集固液分离后的出水。
<6>根据<2>所述的煤气化废水生化处理设备，其中厌氧生化处理单元为升流式厌氧污泥床、膨胀颗粒污泥床或厌氧流化床。
<7>根据<1>所述的煤气化废水生化处理设备，其中厌氧生化处理单元和缺氧生化处理单元中的每一个在内部还设有氧化还原电位控制仪，所述氧化还原电位控制仪用于控制循环液的溶解氧浓度和循环比。
<8>根据<1>所述的煤气化废水生化处理设备，其中好氧生化处理单元和膜生物反应单元还设有用于控制废水的pH的在线pH计。
<9>根据<1>所述的煤气化废水生化处理设备，其中在膜生物反应单元中的膜组件为浸没式超滤膜组件、平板式膜组件或中空纤维外压式膜组件。
<10>一种煤气化废水生化处理方法，所述方法包括以下步骤：
a.在容纳有负载厌氧微生物的活性载体的厌氧生化反应区中，将原水进行厌氧生化反应以得到第一水流，并且将第一水流的一部分循环到原水中；
b.在容纳有负载缺氧微生物的活性载体的缺氧生化反应区中，将第一水流的另一部分进行缺氧生化反应，将活性载体与水进行分离以得到第二水流，并且将活性载体返回到缺氧生化反应区中；
c.在容纳有负载好氧微生物的活性载体的好氧生化反应区中，在将空气引入到好氧生化反应区内的条件下，将第二水流进行好氧生化反应，将活性载体与水进行分离以得到第三水流，并且将活性载体返回到好氧生化反应区中，同时将第三水流的一部分循环到厌氧生化反应区中；
d.在容纳有负载好氧微生物的活性载体的好氧生化反应区中，在将空气引入到好氧生化反应区内的条件下，将第三水流的另一部分进行好氧生化反应，然后在将反应后的水流的一部分进行膜过滤以得到目标水流的同时，将反应后的水流的另一部分进行活性载体与水的分离以得到第四水流，然后将活性载体返回到好氧生化反应区中，并且将第四水流循环到缺氧生化反应区中。
<11>根据<10>所述的煤气化废水生化处理方法，其中在各个步骤中使用的活性载体是污泥。
<12>根据<10>所述的煤气化废水生化处理方法，其中活性载体的浓度为5000～15000mg/l。
<13>根据<10>所述的煤气化废水生化处理方法，其中将第一水流的一部分以1∶1-3的循环比进行循环。
<14>根据<10>所述的煤气化废水生化处理方法，其中将第三水流的一部分以1∶1～3的循环比进行循环。
<15>根据<10>所述的煤气化废水生化处理方法，其中将目标水流的一部分以1∶3～5的循环比进行循环。
<16>根据<13>或<14>所述的煤气化废水生化处理方法，其中通过控制循环液的氧化还原电位而控制循环液的溶解氧浓度和循环比。
<17>根据<10>所述的煤气化废水生化处理方法，其中在步骤c和d中通过加入碱控制第二水流和第三水流的pH值。
<18>根据<10>所述的煤气化废水生化处理方法，其中在步骤d中将微生物载体投加到第三水流的一部分中。
本发明以高效生物反应器处理单元为废水生化处理设备的核心，高效生物反应器处理单元具有气、液、固三相分离结构和功能，污泥浓度高，气力提升循环和充氧，不需要像流化床一样设置脱膜装置和回收填料载体，完全混合效果好，对水质抗冲击能力强。废水在厌氧、缺氧、好氧生化处理单元之间循环的流动，活性污泥不参与循环，同样有效地实现了硝化和反硝化的功能，由于各单元的污泥不相混合，因此每一个单元的活性污泥都具有独特的生物特征，表现出更高的活性和效率，这是和A/O和A2/O不同的之处，在本发明中的厌氧生化处理单元与A2/O工艺中的厌氧处理单元有本质区别，后者是为了脱磷的目的，前者是为了提高难降解物质的可生化性和去除部分氨氮的作用。膜过滤技术是一种新的污水处理技术，该技术的主要特点是用膜过滤技术替代传统的重力固液分离技术，效率高、水质好，本发明把膜生物反应单元串接到多级高效生化处理单元之后，主要是利用膜生物反应单元处理基质浓度较低的废水，在反应器维持较高的生物量的情况下，有一个较低的污泥负荷，这样对抑制膜的污染是十分有效的，在膜生物反应单元内还可以通过投加微生物载体(如生物活性碳、粉煤灰等颗粒性物质)，使膜生物反应单元内的微生物既具有活性污泥的特性又具有生物膜法的生物特性，可以最大限度地避免因高浓度活性污泥和高基质条件下膜组件的污染。
在本发明的生化处理设备中，生化处理单元具有生化和泥水分离一体化的特点，活性污泥或生物载体在生化处理单元内形成自循环，不需要专门的污泥回流设备，在生化单元内可以获得较高的活性污泥浓度，污泥浓度易于控制，不受污泥回流浓度的限制，污泥龄特别长，且不受水力停留时间的影响；每个独立的生化处理单元根据实际情况的需要，在串联使用时可以方便有效地控制各级处理单元的溶解氧的浓度、pH值等重要参数。高效生化处理单元具有平均处理有机负荷高，结构紧凑，污泥浓度高、不需要污泥回流设备、投资省、控制管理简单的特点。
因此，本发明的生化组合处理工艺具有高COD、高氨氮废水的适应性和抗冲击能力，可耐受进水COD5000mg/l以上、氨氮达到900mg/l的高浓度煤气化废水，可达到COD去除率大于93％，氨氮去除率大于99％的处理效果。
因此，该生化工艺组合适合于包括煤气化废水在内的各种高氨氮、难降解、低C/N比、可生化的工业废水处理。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施方案的煤气化废水生化处理设备的总体示意图；
图2是本发明设备中的厌氧生化处理单元的示意图；
图3是本发明设备中的缺氧生化处理单元的示意图；
图4是本发明设备中的好氧生化处理单元的示意图；
图5是本发明设备中的膜生物反应单元的示意图。
具体实施方式
本发明的废水生化处理设备包括厌氧生化处理单元、缺氧生化处理单元、好氧生化处理单元和膜生物反应单元。根据具体的处理水质，好氧生化处理单元可以为一级、两级或三级，优选为两级以上。
图1是显示作为本发明的废水生化处理设备的一个优选实施方案的图。如图1所示，本发明的废水生化处理设备包括厌氧生化处理单元1、缺氧生化处理单元2、一级好氧生化处理单元3、二级好氧生化处理单元4和膜生物反应单元5。下面将分别描述各个组成单元的具体构造。
厌氧生化处理单元
在本发明中，厌氧生化处理单元可以为常规的UASB(升流式厌氧污泥床)、EGSB(膨胀颗粒污泥床)或厌氧流化床。
图2为本发明的厌氧生化处理单元(UASB)的结构示意图。
本发明的厌氧生化处理单元1可以是方形或者圆型，可以是钢制、玻璃钢或混凝土浇筑而成。
厌氧生化处理单元内有进水布水***2、厌氧污泥层3、上清液区4、内循环***5、氧化还原电位控制仪6。
厌氧生化处理单元的厌氧污泥层3是厌氧生化的主反应区，在该反应区厌氧微生物的作用下将难生化降解的大分子有机物水解变成易降解的小分子物质，同时有部分亚硝酸盐与氨在微生物的作用下发生包括厌氧氨氧化反应的厌氧生化反应。原水进水与上清液循环水以及好氧生化处理循环水混合后进入进水布水***2，均匀地穿过厌氧污泥层3，完成厌氧生化处理后水流上升进入清水区，上升水流一部分进入内循环***5，另一部分进入下一级缺氧生化处理单元，氧化还原电位控制仪6主要指示厌氧生化处理单元内的氧化还原电位高低及控制一、二级好氧生化反应单元循环液溶解氧的浓度和循环比。
缺氧生化处理单元
图3为本发明的缺氧生化处理单元的结构示意图。
本发明的缺氧生化处理单元1可以是方形或者圆形，并且可以是钢制、玻璃钢或混凝土浇筑而成。缺氧生化处理单元1内可以装填有活性污泥(即微生物胶团)，也可以装填有可流动的生物填料载体(如塑料多孔球、颗粒活性炭)，活性污泥或生物填料载体是负载微生物的生长的载体。缺氧生化处理单元的中部为缺氧生化反应区(反硝化区)2，是反硝化脱氮的主反应区，缺氧污泥负载厌氧微生物，主要以反硝化菌为主。
缺氧生化处理单元内部的一侧倾斜地向下设有一回流导流板10，形成一混合液回流区3，将固液分离后的污泥带回到反硝化区。该回流导流板10可以采用钢制、PVC、ABS、玻璃钢或是混凝土浇筑而成。该隔板的上端低于反硝化区2的水面，该回流导流板10的下端设有一混合液回流缝11与反硝化区2连通，保证搅拌产生混合液循环流动。
在回流导流板10与缺氧生化处理单元1的侧壁之间，倾斜向下地设置有一污泥区隔板7，形成一污泥浓缩区6，主要积存固液分离后的活性污泥；该污泥区隔板7可以采用钢制、PVC、ABS、玻璃钢或是混凝土浇筑而成。该污泥区隔板7的下端有一污泥回流缝8与反硝化区2连通，在设置上，该污泥回流缝8对应于混合液回流缝11。
污泥浓缩区6上方有一固液分离区5，实现固液分离的目的，该固液分离区5装有斜板或斜管填料，固液分离区5的上方为清水区4，位于该清水区4的上方设有出水管14；清水区4的出水采用溢流堰或淹没式集水***，淹没式集水***采用对称同程式设计。清水区4和污泥浓缩区6分别通过沉淀区隔板9、污泥区隔板7与反硝化区隔离，而污泥浓缩区6的下部和混合液回流区3的下部与反硝化区2连通，为便于活性污泥或可流动载体回到反硝化区2中，在对应污泥回流缝8的下方处设有斜向滑泥板13。
缺氧生化处理单元的中央设有混合搅拌器12，该搅拌器由电机驱动。
本发明的缺氧生化处理单元(见图3)进行废水处理时的过程是，厌氧池的出水进入缺氧生化处理单元1的反硝化区2，在搅拌器12的搅拌作用下，迅速将进水与膜生物反应单元的回流上清液混合完成反硝化过程，反硝化区的混合液在搅拌的动力下通过污泥回流缝8进入污泥浓缩区6，接着混合液在固液分离区5进行固液分离，活性污泥被保留在污泥浓缩区6，在重力作用下通过污泥回流缝8返回到混合液回流区3，回流的混合液将来自污泥浓缩区6的污泥通过混合液回流缝11，在滑泥板的导流作用下返回到反硝化区。固液分离区5装有斜板或斜管填料。而处理后的水通过固液分离区5，进入清水区4的集水***14，上清液通过集水***14进入下一级生化处理单元。此外，缺氧生化处理单元在内部设有氧化还原电位控制仪，所述氧化还原电位控制仪用于控制循环液的溶解氧浓度和循环比。
好氧生化处理单元
图4为本发明的好氧生化处理单元装置的结构示意图。
本发明的好氧生化处理单元装置可以是方形或者圆形，并且可以是钢制、玻璃钢或混凝土浇筑而成。生化处理装置内装填有活性污泥，也可以装填有可流动的生物填料载体。各级好氧生化处理单元内的微生物均为好氧微生物，根据水质可以基本上相同或者略有不同，例如，一级好氧生化处理单元内的微生物可以主要是以碳源为基质的异养菌群，二级好氧生化处理单元内的微生物部分可以是以碳源为基质的异养菌和部分以氨氮为基质的自养硝化菌。
好氧生化处理单元装置的中部为好氧曝气区2，是生化处理的主反应区；生化处理装置内部的一侧倾斜地向下设有一回流导流板10，形成一混合液回流区3，将固液分离后的污泥带回到好氧曝气区。该回流导流板10可以采用钢制、PVC、ABS、玻璃钢或是混凝土浇筑而成。该隔板的上端低于好氧曝气区2的水面，该回流导流板10的下端设有一混合液回流缝11与好氧曝气区2连通，保证曝气时产生混合液循环流动。
在回流导流板10与好氧生化处理单元装置1的侧壁之间，倾斜向下地设置有一污泥区隔板7，形成一污泥浓缩区6，主要积存固液分离后的活性污泥；该污泥区隔板7可以采用钢制、PVC、ABS、玻璃钢或是混凝土浇筑而成。该污泥区隔板7的下端有一污泥回流缝8与好氧曝气区2连通，在设置上，该污泥回流缝8对应于混合液回流缝11。
污泥浓缩区6上方有一固液分离区5，用于实现固液分离的目的，该固液分离区5装有斜板或斜管填料，固液分离区5的上方为清水区4，位于该清水区4的上方设有出水口；清水区4的出水集水采用溢流堰或淹没式集水***，淹没式集水***采用对称同程式设计。清水区4和污泥浓缩区6分别通过沉淀隔板9、污泥区隔板7与曝气区隔离，而污泥浓缩区6的下部和混合液回流区3的下部与好氧曝气区2连通，为便于活性污泥或可流动载体回到好氧曝气区2中，在对应污泥回流缝8的下方处设有斜向滑泥板13。
好氧生化处理单元装置1的底部设有曝气器12，该曝气器12连接一进气管。曝气器的形式可以是微孔曝气器、微孔曝气管或穿孔管。
本发明的好氧生化处理单元装置进行废水处理时的过程是，废水进入生化处理装置1的好氧曝气区2，在曝气器12的曝气作用下，迅速将进水与生化处理装置1内的活性污泥或可流动生物载体完全混合，得到含活性污泥或可流动生物载体的混合液，曝气器12同时向水中充氧，因为在回流导流板10一侧曝气的作用产生了密度差，导致混合液在回流导流板10的两侧自动循环流动，进一步加强了进水和混合液的混合作用，由于回流速度较快，混合液回流区3保持了良好的好氧状态，所以该区域仍然是好氧曝气区的有效区域，混合液回流区3具有气液分离功能。在进水出水的水位压差作用下，好氧曝气区的混合液通过污泥回流缝8进入污泥浓缩区6，接着混合液在固液分离区5进行固液分离，活性污泥被保留在污泥浓缩区6，在重力作用下通过污泥回流缝8返回到混合液回流区3，回流的混合液将来自污泥浓缩区6的污泥通过混合液回流缝11，在滑泥板的导流作用下返回到曝气区。而处理后的水通过固液分离区5，进入清水区4的集水***14出水。当废水需要多级处理时，上清液通过集水***14进入下一级生化处理器。
膜生物反应单元
图5为本发明的膜生物反应单元的结构示意图。
本发明的膜生物反应单元1可以是方形或者圆形，并且可以是钢制、玻璃钢或混凝土浇筑而成。生化处理装置1内装填有活性污泥，也可以装填有可流动的生物填料载体。膜生物反应单元的微生物也是好氧微生物，根据水质，可以与好氧生化处理单元内的微生物基本上相同或略有不同，例如，反应器内的主要微生物菌群可以由以氨氮为基质的自养硝化菌组成。
膜生物反应单元的中部为好氧曝气区2，是生化处理的主反应区；生化处理装置内部的一侧倾斜地向下设有一回流导流板10，形成一混合液回流区3，将固液分离后的污泥带回到好氧曝气区。该回流导流板10可以采用钢制、PVC、ABS、玻璃钢或是混凝土浇筑而成。该隔板的上端低于好氧曝气区2的水面，该回流导流板10的下端设有一混合液回流缝11与好氧曝气区2连通，保证曝气时产生混合液循环流动。
在回流导流板10与生化处理装置1的侧壁之间，倾斜向下地设置有一污泥区隔板7，形成一污泥浓缩区6，主要积存固液分离后的活性污泥；该污泥区隔板7可以采用钢制、PVC、ABS、玻璃钢或是混凝土浇筑而成。该污泥区隔板7的下端有一污泥回流缝8与好氧曝气区2连通，在设置上，该污泥回流缝8对应于混合液回流缝11。
污泥浓缩区6上方有一固液分离区5，实现固液分离的目的，该固液分离区5装有斜板或斜管填料，固液分离区5的上方为清水区4，位于该清水区4的上方设有出水口；清水区4的出水集水采用溢流堰或淹没式集水***，淹没式集水***采用对称同程式设计。清水区4和污泥浓缩区6分别通过沉淀隔板9、污泥区隔板7与曝气区隔离，而污泥浓缩区6的下部和混合液回流区3的下部与好氧曝气区2连通，为便于活性污泥或可流动载体回到好氧曝气区2中，在对应污泥回流缝8的下方处设有斜向滑泥板13。
膜生物反应单元1的底部设有曝气器12，该曝气器12连接一进气管。曝气器的形式可以是微孔曝气器、微孔曝气管或穿孔管。
本发明的膜生物反应单元进行废水处理时的过程是，废水进入膜生物反应单元1的好氧曝气区2，在曝气器12的曝气作用下，迅速将进水与生化处理装置1内的活性污泥或可流动生物载体完全混合，得到含活性污泥或可流动生物载体的混合液，曝气器12同时向水中充氧，因为在回流导流板10一侧曝气的作用产生了密度差，导致混合液在回流导流板10的两侧自动循环流动，进一步加强了进水和混合液的混合作用，由于回流速度较快，混合液回流区3保持了良好的好氧状态，所以该区域仍然是好氧曝气区的有效区域，混合液回流区3具有气液分离功能。在进水出水的水位压差作用下，好氧曝气区的混合液通过污泥回流缝8进入污泥浓缩区6，接着混合液在固液分离区5进行固液分离，活性污泥被保留在污泥浓缩区6，在重力作用下通过污泥回流缝8返回到混合液回流区3，回流的混合液将来自污泥浓缩区6的污泥通过混合液回流缝11，在滑泥板的导流作用下返回到曝气区。固液分离区5装有斜板或斜管填料。而完成硝化后的水通过固液分离区5，进入清水区4的集水***14，上清液通过集水***14在***回流泵的提升下回流到缺氧生物反应器进行反硝化。
整个***的处理出水是通过设在曝气区2的膜组件15将好氧曝气区2的混合液进行膜过滤，由抽吸泵16抽出处理水完成整个生化的处理。
本发明所涉及的膜组件15是浸没式超滤膜组件，结构形式不限，由专业厂家生产的定型产品，可以是平板式膜组件，也可以是中空纤维外压式膜组件，具有独立的安装结构，膜组件的出水通量负荷为每平方米15-20L/h的范围内，工作方式为间歇式工作，工作时间为15-30分钟，停止工作的时间为3-5分钟。
在膜生物反应单元内还可以通过投加微生物载体(如生物活性碳、粉煤灰等颗粒性物质)，使膜生物反应单元内的微生物既具有活性污泥的特性又具有生物膜法的生物特性，可以最大限度地避免因高浓度活性污泥和高基质条件下膜组件的污染。
再次参阅图1，原水进水连接在厌氧生化处理单元的内循环循环泵6的出水管上，一级好氧生化的处理水通过循环泵7从一级好氧生化处理单元的上部抽吸，也汇入厌氧生化处理单元的内循环循环泵6的出水管上，厌氧生化处理单元的内循环循环泵6从厌氧生化处理单元的上部抽取上清液，在其出水管上将三股水流汇流后送入厌氧生化处理单元的底部布水器；厌氧生化处理单元1的出水管设在上部，出水管另一端连接在缺氧生化处理单元的底部，膜生物反应单元的上清液通过循环泵8也到缺氧生化处理单元的底部，循环泵8的吸水管设置在膜生物反应单元的上部；缺氧生化处理单元的上清液通过上部的溢流出水管连接到一级好氧生化处理单元的底部，一级好氧生化处理单元的上清液通过设在上部的溢流管连接到二级好氧生化处理单元的底部，二级好氧生化处理单元的上清液通过溢流管连接到膜生物反应单元的底部；本发明的生化组合工艺的处理水通过抽吸泵9抽出，抽吸泵9的吸水管连接在膜组件的出水管上；鼓风机管道分别连接到一、二级好氧生化处理单元和膜生物反应单元底部的曝气***。
本发明用于处理高COD、高氨氮废水为特征的煤气化废水(包括焦化废水)的生化处理组合工艺。煤气化废水经过适当预处理(COD不限，挥发酚＜1500mg/L，氨氮＜1000mg/L，焦油和油的含量＜40mg/L>。煤气化废水经过隔油和气浮除油满足生化处理的需要后，用进水泵直接送入厌氧生化处理单元的底部，厌氧生化处理单元的温度维持在25～35℃之间，污泥浓度在10000mg/l以上，水力停留时间24小时，废水进水与厌氧生化处理单元的上清液以及来自二级好氧生化处理单元的循环液混合后，从厌氧生化处理单元的底部穿过厌氧污泥层上升到厌氧反应器的顶部，经过厌氧处理后的水重力溢流进入缺氧生化处理单元2，同时膜生物反应单元中的上清液通过反硝化内循环泵8循环到缺氧生化处理单元2，缺氧生化处理单元2内设置混合搅拌装置，搅拌强度为5～20W，温度维持常温，不低于20℃，进水和循环液在缺氧生化处理单元2内停留8～12个小时，废水和循环液在该区完成反硝化过程后，经过缺氧生化处理单元2的固液分离区进入高效生化处理单元——一级好氧生化处理单元3，高效生化处理单元——一级好氧生化处理单元3内设有微孔曝气器，由鼓风机向其充氧，溶解氧浓度不低于2mg/l，温度不低于20℃，水力停留时间在12～30小时，经过反应器内的固液分离单元后废水重力流入高效生化处理单元——二级好氧生化处理单元4，高效生化处理单元——二级好氧生化处理单元4内设有微孔曝气器，由鼓风机向其充氧，溶解氧浓度不低于2mg/l，pH值通过在线pH计控制加碱，维持在7.2-8.2之间，温度不低于20℃，水力停留时间在12-30小时，经过反应器内的固液分离单元后废水重力进入膜生物反应单元5，膜生物反应单元5内设有微孔曝气器和超滤膜组件，由鼓风机向其充氧，溶解氧浓度不低于2mg/l，pH值通过在线pH计控制加碱，维持在7.2-8.2之间，温度不低于20℃，水力停留时间在12～30小时，经过反应器内的膜组件由膜出水抽吸泵9抽吸完成生化处理出水。
在曝气过程中，气水比为50～100。气水比是指处理每吨废水需要提供标准压力下的空气量，空气量以立方米计，如气水比100，是指处理1吨水，消耗标压下的空气100立方米。
各生化处理单元的污泥用城市污水处理厂污泥浓缩池污泥或者压滤后泥饼接种，接种后混合液污泥浓度不低于1000mg/L。活性污泥浓度分别是：厌氧生化处理单元为＞10000mg/L，缺氧生化处理单元为＞5000mg/L，一级好氧生化处理单元为＞5000mg/L，二级好氧生化处理单元为＞5000mg/L，膜生物反应单元为＞5000mg/L。
废水有三个循环，第一个循环是在厌氧生化处理单元中的上清液通过厌氧循环泵6与进水混合后进入厌氧生化处理单元的底部布水器，循环比为1∶1～3；第二个循环是高效生化处理单元——二级好氧生化处理单元的上清液通过厌氧氨氧化循环泵7循环到厌氧生化处理单元，循环比为1∶1～3；第三个循环是把膜生物反应单元5的固液分离区的上清液通过反硝化内循环泵循环到缺氧生化处理单元2，循环比为1∶3～5；这三个循环与其它工艺的回流循环最大的不同在于上清液和混合液的区别，正是泥和水的独立运行才使本发明具有独特的处理效果和效率。高污泥量、多级高效生化处理单元的串联运行是本发明的高效生化组合工艺的重要技术特征。
采用本发明的组合工艺对煤气化废水进行处理，结果如下。
实施例1
某实际煤气化废水进水COD：8600mg/l；进水氨氮：893.41mg/l；进水挥发酚：1530mg/l；硫化物：70mg/l，生化处理总停留时间80小时(其中厌氧生化处理单元停留时间15小时、缺氧生化处理单元停留时间12小时、一级好氧生化处理单元停留时间20小时、二级好氧生化处理单元停留20小时、膜生物反应单元停留时间13小时)，活性污泥浓度平均为：6000mg/l，气水比100，pH值一直维持在7.2～7.7之间，废水一直在20℃以上的条件下获得了表1所示的处理效果。
表1
| 水质指标 | 原水 | 厌氧生化处理单元出水 | 缺氧生化处理单元出水 | 一级好氧生化处理单元出水 | 二级好氧生化处理单元出水 | 膜生物反应单元出水 |
| COD(mg/L) | 8600 | 8346 | 1524 | 840 | 563 | 284 |
| 氨氮(mg/L) | 893.41 | 868.46 | 241.77 | 127.72 | 44.2 | 0 |
| 挥发酚(mg/L) | 1530 | 1431 | 346 | 148 | 23 | 0 |
| 硫化物(mg/L) | 70 | 73 | 24 | 12 | 0 | 0 |
针对进水原水COD、氨氮、挥发酚等污染物浓度如此高的废水，经过本发明的煤气化废水生化处理设备的处理，在总水力停留时间80小时的条件下达到了非常高的处理水平，尤其是氨氮的去除率非常高，如此高的氨氮对整个生化***没有产生抑制作用，主要是因为本工艺的高效生化单元完全混合的效率高，以及上清液的循环，厌氧生化出水进入缺氧生化段得到快速的稀释，极大地减轻了有毒物质的抑制作用。由于各级生化段的微生物特征明显，污泥量较大，使得各生化阶段的处理负荷远高于A/O和A2/O工艺，平均COD负荷达到了1kg/m3d以上，氨氮负荷达到0.26kg/m3d，而A/O和A2/O工艺的平均COD负荷只有0.3～0.5kg/m3d，氨氮负荷只有0.1kg/m3d左右。本发明的煤气化废水生化处理工艺处理对氨氮的适应浓度远远超过了现有的处理工艺水平(200mg/l以内)。
本发明的生化组合处理工艺具有高COD、高氨氮废水的适应性和抗冲击能力，可耐受进水COD5000mg/l以上、氨氮达到900mg/l的高浓度煤气化废水，可达到COD去除率大于93％，氨氮去除率大于99％的处理效果。
Claims (18)
1.一种煤气化废水生化处理设备，所述设备包括按以下顺序连通的各个单元：
厌氧生化处理单元，所述厌氧生化处理单元包括：厌氧生化反应区，其中将原水在负载厌氧微生物的活性载体的存在下进行厌氧生化反应以得到第一水流；和内循环***，其用于将第一水流的一部分循环到原水中；
缺氧生化处理单元，所述缺氧生化处理单元包括：缺氧生化反应区，其中将第一水流的另一部分在负载缺氧微生物的活性载体的存在下进行缺氧生化反应；和活性载体/水分离区，其用于在缺氧生化反应后将活性载体与水进行分离以得到第二水流，并且将活性载体返回到缺氧生化反应区中；
一级或多级好氧生化处理单元，所述好氧生化处理单元包括：第一好氧生化反应区，其中将第二水流在负载好氧微生物的活性载体的存在下进行好氧生化反应；用于将空气引入到第一好氧生化反应区内的装置；和活性载体/水分离区，其用于在好氧生化反应后将活性载体与水进行分离以得到第三水流，并且将活性载体返回到第一好氧生化反应区中；和
膜生物反应单元，所述膜生物反应单元包括：第二好氧生化反应区，其中将第三水流的一部分在负载好氧微生物的活性载体的存在下进行好氧生化反应；用于将空气引入到第二好氧生化反应区内的装置；膜组件，其用于将经过好氧生化反应的水流的一部分进行膜过滤以得到目标水流；和活性载体/水分离区，其用于将经过好氧生化反应的水流的另一部分进行活性载体与水的分离以得到第四水流，并且将活性载体返回到第二好氧生化反应区中，并且
好氧生化处理单元与厌氧生化处理单元连通，以将第三水流的另一部分循环到厌氧生化处理单元中，并且膜生物反应单元与缺氧生化处理单元连通，以将第四水流循环到缺氧生化处理单元中。
2.根据权利要求1所述的煤气化废水生化处理设备，其中活性载体是污泥。
3.根据权利要求2所述的煤气化废水生化处理设备，其中缺氧生化处理单元中的活性载体/水分离区包括：混合液回流区，所述混合液回流区与缺氧生化反应区连通并且用于固液分离后的活性污泥返回到缺氧生化反应区；污泥浓缩区，所述污泥浓缩区与混合液回流区连通并且用于固液分离后的污泥积存；固液分离区，所述固液分离区与污泥浓缩区连通并且用于活性污泥的固液分离；和清水区，所述清水区与混合液回流区连通并且用于收集固液分离后的出水。
4.根据权利要求3所述的煤气化废水生化处理设备，其中缺氧生化处理单元还包括用于混合并且搅拌缺氧生化反应区内的废水的混合搅拌***。
5.根据权利要求2所述的煤气化废水生化处理设备，其中好氧生化处理单元中的活性载体/水分离区以及膜生物反应单元中的活性载体/水分离区均包括：混合液回流区，所述混合液回流区与好氧生化反应区连通并且用于固液分离后的活性污泥返回到好氧生化反应区；污泥浓缩区，所述污泥浓缩区与混合液回流区连通并且用于固液分离后的污泥积存；固液分离区，所述固液分离区与污泥浓缩区连通并且用于活性污泥的固液分离；和清水区，所述清水区与混合液回流区连通并且用于收集固液分离后的出水。
6.根据权利要求2所述的煤气化废水生化处理设备，其中厌氧生化处理单元为升流式厌氧污泥床、膨胀颗粒污泥床或厌氧流化床。
7.根据权利要求1所述的煤气化废水生化处理设备，其中厌氧生化处理单元和缺氧生化处理单元中的每一个在内部还设有氧化还原电位控制仪，所述氧化还原电位控制仪用于控制循环液的溶解氧浓度和循环比。
8.根据权利要求1所述的煤气化废水生化处理设备，其中好氧生化处理单元和膜生物反应单元还设有用于控制废水的pH的在线pH计。
9.根据权利要求1所述的煤气化废水生化处理设备，其中在膜生物反应单元中的膜组件为浸没式超滤膜组件、平板式膜组件或中空纤维外压式膜组件。
10.一种煤气化废水生化处理方法，所述方法包括以下步骤：
a.在容纳有负载厌氧微生物的活性载体的厌氧生化反应区中，将原水进行厌氧生化反应以得到第一水流，并且将第一水流的一部分循环到原水中；
b.在容纳有负载缺氧微生物的活性载体的缺氧生化反应区中，将第一水流的另一部分进行缺氧生化反应，将活性载体与水进行分离以得到第二水流，并且将活性载体返回到缺氧生化反应区中；
c.在容纳有负载好氧微生物的活性载体的第一好氧生化反应区中，在将空气引入到第一好氧生化反应区内的条件下，将第二水流进行好氧生化反应，将活性载体与水进行分离以得到第三水流，并且将活性载体返回到第一好氧生化反应区中，同时将第三水流的一部分循环到厌氧生化反应区中；
d.在容纳有负载好氧微生物的活性载体的第二好氧生化反应区中，在将空气引入到第二好氧生化反应区内的条件下，将第三水流的另一部分进行好氧生化反应，然后在将反应后的水流的一部分进行膜过滤以得到目标水流的同时，将反应后的水流的另一部分进行活性载体与水的分离以得到第四水流，然后将活性载体返回到第二好氧生化反应区中，并且将第四水流循环到缺氧生化反应区中。
11.根据权利要求10所述的煤气化废水生化处理方法，其中在各个步骤中使用的活性载体是污泥。
12.根据权利要求10所述的煤气化废水生化处理方法，其中活性载体的浓度为5000～15000mg/l。
13.根据权利要求10所述的煤气化废水生化处理方法，其中将第一水流的一部分以1∶1～3的循环比进行循环。
14.根据权利要求10所述的煤气化废水生化处理方法，其中将第三水流的一部分以1∶1～3的循环比进行循环。
15.根据权利要求10所述的煤气化废水生化处理方法，其中将目标水流的一部分以1∶3～5的循环比进行循环。
16.根据权利要求13或14所述的煤气化废水生化处理方法，其中通过控制循环液的氧化还原电位而控制循环液的溶解氧浓度和循环比。
17.根据权利要求10所述的煤气化废水生化处理方法，其中在步骤c和d中通过加入碱控制第二水流和第三水流的pH值。
18.根据权利要求10所述的煤气化废水生化处理方法，其中在步骤d中将微生物载体投加到第三水流的一部分中。
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003311295A (ja) * | 2002-04-18 | 2003-11-05 | Japan Sewage Works Agency | 膜分離活性汚泥法 |
| US6712970B1 (en) * | 2002-01-11 | 2004-03-30 | Enviroquip, Inc. | Sewage treatment process with phosphorus removal |
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|---|---|---|---|---|
| US6712970B1 (en) * | 2002-01-11 | 2004-03-30 | Enviroquip, Inc. | Sewage treatment process with phosphorus removal |
| JP2003311295A (ja) * | 2002-04-18 | 2003-11-05 | Japan Sewage Works Agency | 膜分離活性汚泥法 |
| CN101279794A (zh) * | 2008-04-18 | 2008-10-08 | 清华大学 | 强化内源反硝化的膜-生物反应器脱氮除磷工艺及装置 |
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