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煤制油的废水处理技术研究(七)——3T-IB固定化微生物技术在煤制油废水处理中的应用

日期:2022-06-27    来源:煤化工环保  作者:mei小保

国际煤炭网

2022
06/27
16:07
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关键词: 煤制油废水处理 煤制油废水 废水处理

固定化微生物处理污水技术是通过一定的固定化技术手段,将微生物固定在载体上,使微生物固着生长,有利于提高生物反应器内微生物的数量,提高系统处理能力和适应性,缩短处理时间,降低处理成本。

目前,微生物的固定化方法主要有表面吸附固定法、交联固定法及包埋固定法等几种。但这些微生物固定方法都不同程度地存在各自的缺点和不足,如表面吸附固定法(生物膜法)固定的微生物量有限,达不到理想的处理效果:交联固定法化学反应激烈,对微生物活性影响较大,所用交联剂大多价格昂贵;包埋固定法因网络结构的阻碍而不利于传质,且水凝胶耐冲击性不佳、寿命短等。

3T-IB固定化微生物处理污水技术针对目前固定化微生物技术的不足,采用高效微生物、生物酶制剂以及生物活性分子载体固定化技术等高科技、多学科组合,是一种新型污水处理技术。

3T-IB固定化微生物处理污水技术可广泛适用于各种工业污水及市政生活污水的处理和江河湖泊环境污水的治理,尤其是对传统方法无法处理的高浓度有机污水和高氨氮污水有独特的处理效果。

应用实践证明:3T-IB固定化微生物处理污水技术投资少、占地小、处理效果好、运行成本低、运行安全可靠,具有显著的经济效益和社会效益。3T-IB固定化微生物处理污水技术根据不同的水质,可采用生物滤池、接触氧化等多种工艺形式。

周从文对3T-IB固定化微生物技术在煤液化高浓度污水处理工艺中的应用进行了论述。

来水状况

高浓度污水指经汽提、脱酚装置处理后的出水,主要包括煤液化、加氢精制、加氢裂化及硫黄回收等装置排出的含硫、含酚污水。高浓度污水的设计规模是150m3/h,来水水质见下表。

处理工艺

脱酚后污水自脱酚装置经管架压力送至污水处理场,在污水处理场流程中称为高浓度污水,处理工艺流程见下图。

由于石油类物质大部分在汽提装置中去除,进入污水处理场的高浓度污水中含油量不大于100mg/L,因此采用涡凹气浮(溶气气浮预留)处理后可以将含汕量降到10mg/L以下,同时可以去除部分SS、挥发酚及部分COD。其出水含油量要求小于10mg/L,COD总去除率在10%左右。

高浓度污水压力进入涡凹气浮,在进水端投加聚合铝(PAC)及聚丙烯酰胺(PAM),在混合反应设备内与进水充分反应后,进入气浮分离段。微气泡吸附油珠,将油珠托起,达到油水分离的目的。气浮池中设有链条式刮沫机,刮除表面浮渣,设计出水中含油量小于10mg/L(含乳化油)。

气浮出水自流进入高浓度污水生化吸水池,用泵提升进入5000m3匀质罐,停留时间(考虑一期水量)约20h,以保证后续生物处理水量、水质的稳定,防止产生大的冲击。高浓度污水匀质罐出口增加调节阀,以保证生化系统进水的稳定。

匀质罐出水自流进入高浓度污水生化处理系统。生化处理系统设置为厌氧(AF1)、兼氧(AF2)和好氧(BAF)3段,生化池总有效容积14700m3,水力停留时间98h。进水考虑消能设施,每组生化池进水管两侧增加两道宽顶溢流堰。3T池处理工艺流程见下图。

3T-AF1厌氧生物滤池的主要作用是通过厌氧处理,对污水中的难降解有机物进行酸化水解和甲烷化,提高可生化性,降低污水处理的运行成本。共分8组5级并联运行,水力停留时间为33.33h。每级采用下进水上出水逐级溢流方式布水,池内安装载体支架3层,装填高效悬浮专用载体2层,载体装填量2400m3,投加高效专用兼氧微生物1920kg,载体有效接触时间21.33h。底部设置曝气管供开工期间使用,在正常运行时(水量90m3/h),甲烷气体产生量172m3/h。池顶设置密闭混凝土盖,将甲烷气体收集后送入沼气处理设施焚烧处理。为避免甲烷与空气混合后形成爆炸性气体,平时操作运行时严禁曝气。底部设置排泥管用于排泥及放空。为保证厌氧池的最低表面负荷,防止污泥沉积,厌氧池出水经厌氧回流泵回流,回流比按2:1设计,表面水力负荷为10.8m3/(m3·d)(含回流)。厌氧段出水通过配水槽进入兼氧段。

3T-AF2兼氧生物滤池是厌氧和好氧的过渡段,在正常运行过程中,可根据实际水量水质的变化,调节兼氧池每级的曝气量,以适应不同水质变化的需要,保证系统的最佳处理效果,降低污水处理的运行成本。共分8组5级并联运行,每级采用下进水上出水的逐级溢流方式布置。池内安装载体支架3层,高效悬浮专用载体2层,载体装填量2480m3,投加高效专用兼氧微生物1984kg,载体有效接触时间20.67h。底部设置曝气管用于搅拌和反冲洗,平时运行气水比为20:1,底部设置排泥管。3T-BAF出水回流至3T-AF2,利用进水中的碳源进行反硝化,同时为后段氨氮的硝化提供碱度,减少加碱量,降低运行成本,还可以防止厌氧产生硫化氢气体。池内设4组溶解氧(DO)在线仪表,控制DO小于1mg/L,以保证处理效果。

3T-AF2池出水自流进入3T-BAF池,通过好氧处理降解污水中的有机物。在进水端需投加硝化液,投加量按3~5L/m3(水)计。8组5级并联运行,每级采用下进水上出水逐级溢流方式布水。池内安装载体支架3层,装填高效悬浮专用载体2层,载体装填量2550m3,投加高效专用好氧微生物2040kg,载体有效接触时间20.0h。底部安装3T-ADS曝气系统用于曝气,气水比40:1,底部设置排泥管。3T-BAF出水经泵提升回流至3T-AF2之前,作为调试和进水水质较高时的稀释水源,回流比1:1。池内设4组溶解氧(DO)在线仪表,控制DO在2~4 mg/L,以保证好氧生物处理的效果。池内设置消泡设施,以避免曝气池内产生过多泡沫。

经过生物处理后的出水,进入粉末活性炭吸附池。粉末活性炭先在配炭池中配成悬浮液,通过螺杆泵打入混合池与生物处理后出水充分混合,然后进入吸附池。在吸附池中废水与粉末活性炭充分接触,废水中的COD及其他污染物被活性炭吸附。

粉末活性炭吸附池出水进入混凝反应池,在混凝反应池中投加聚合铝(PAC)及阳离子聚丙烯酰胺(PAM)充分混合、反应,出水进入混凝沉淀池,进行泥水分离,去除大部分悬浮物及少量生物处理未能去除的COD,以提高出水效果。混凝沉淀池出水自流至高浓度污水过滤吸水池。

混凝沉淀池出水自流至高浓度污水过滤吸水池,由提升泵加压进入多介质过滤器+生物活性炭设备。该设备管路介质控制采用气动蝶阀,现场PLC控制。可通过设定进出口压差或时间周期实现自动反冲洗。

经过滤器处理后的出水投加二氧化氯,消毒灭菌后作为循环水场的补充水。通过在线检测仪表检测出水水质,发现水质超标时自动切换进入不合格水排放水池,用泵提升送至渣场蒸发处理。

处理效果

高浓度污水经过上述工艺处理后,水质指标见下表。

结 语

通过3T-IB固定化微生物处理污水技术的应用,煤液化高浓度污水处理后各项指标均达标,实现了污水回用,达到了零排放的要求。污水处理后回用避免了水资源的污染与浪费,在干旱缺水的地区显得尤为重要。在节能减排方面,3T-IB固定化微生物技术发挥了很大的作用,具有深远的社会效益和经济效益。

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