龙安泰环保生化臭氧催化氧化MBR工艺
废水的处理与利用是现阶段煤化工产业发展面临的重大环保问题。为满足年原国家环境保护部在《现代煤化工建设项目环境准入条件（试行）》中提出的要求，年以来获得环保部环评批复的煤化工项目多数选择高浓盐水分质结晶技术路线，一般为生化-深度处理、中水回用、膜浓缩和分盐处理工艺，其中生化-深度处理是整个工艺的关键。某煤制气企业开展了碎煤加压气化酚氨废水处理中试工程，龙安泰环保通过对该废水进行小试及类似项目分析比选，中试工程选择了水解酸化+两级A/0+臭氧催化氧化+MBR组合工艺，作为中水回用前端的生化—深度处理工艺。
一、废水水质分析
碎煤加压气化废水是煤化工最难处理的一类废水，其特点是污染物浓度高，溶解或悬浮有粗煤气中的多种成分：无机类如氰化物、硫氰化物、硫化物、氨盐等，有机类如多环芳香族化合物（单元酚、多元酚等）和含氮、氧、硫的杂环化合物（萘、蒽、噻吩、吡啶）及焦油等。该煤制气企业采用碎煤加压气化工艺产生的酚氨废水酚类及油浓度高，有毒及抑制性物质多，B/C值较低，采用单一生化处理工艺难以达到后续中水回用装置的进水水质要求。该企业酚氨回收后废水的水质数据见表1。
表1酚氨回收后的废水水质数据
二、废水处理工艺流程及控制参数
2.1工艺流程
从表1水质分析可知，废水具有高COD、高氨氮、高酚等特点，因此一级处理采用水解酸化+生化A/0工艺：采用水解酸化工艺，可降解大分子有机物，提高B/C值；在A/0池中采用混合液和污泥回流的前置反硝化工艺，可在降解有机物的同时，将氨氮转变为硝酸盐、亚硝酸盐，在反硝化过程中再转化为氮气。
经过生化处理后的废水，污染物主要为难以降解的大分子，增加了深度处理的难度，因此深度处理采用臭氧催化氧化+MBR工艺，采用臭氧催化氧化的方式，打破大分子链，转变为可降解的小分子；同时采用MBR工艺，拦截大分子有机物和活性污泥，增加有机物的降解时间，保障出水水质。酚氨回收后废水生化-深度处理段工艺流程示意图如下：
三、运行调试
3.1水解酸化池调试
水解酸化池调试分为污泥接种驯化、定期排泥和补泥、提负荷、凋整运行参数、检査污泥挂膜等步骤。进水pH为78,温度为20°C35°C,接种污泥来自该煤制气厂生化装置UASB池剩余污泥，接种量为水解酸化池有效池容的10%,初始进水负荷为设计值的30%,定期排泥和补泥，逐步提高进水负荷，每次增加10%~20%,两周内达到满负荷运行。根据pH值、B/C值、碱度值和总酚值，判断水解酸化池的运行效果，适时调整污泥回流比及内回流比。污泥回流比依据沉淀区污泥浓度及水解酸化池内游离污泥浓度确定，内回流比根据水解酸化池出水总酚及进水总酚含量确定，保证回流后水解酸化池进口处总酚质量浓度小于mg/L。定期检査池内填料挂膜情况、是否有堵塞等，出现问题及时清理。
3.2两级A/O生化池调试
两级A/0池调试包括好氧池和缺氧池调试，涉及活性污泥的培养与驯化，运行参数优化，如碳酸钠、磷酸盐、乙酸钠等加药量，曝气量，温度，pH,SV3o（30min污泥沉降比），MLSS,SRT（污泥停留时间）,MLSS（混合液挥发性悬浮固体浓度），污泥回流比，D0,碱度，污泥龄等指标。
为缩短活性污泥驯化周期，两级A/0池接种污泥取自该煤制气厂生化装置A/0池剩余污泥，控制接种污泥质量浓度在mg/L左右，采用连续进水、连续出水的模式培养污泥，初期A/0池进水量为设计水量30%,逐步提高进水量，每次增加10%20%,每隔2d3d增加1次，直至满负荷。控制缺氧池D0质量浓度在0.2mg/L-0.5mg/L,好氧池DO质量浓度在2mg/L-3mg/L；污水水温在20°C-30°C，污水pH6.5-8.5；二沉池出水碱度在70mg/L左右，总磷质量浓度0.5mg/L左右；另外根据一级A/0的总氮处理效果投加乙酸钠，确保两级A/0的C/N值大于40。
3.3臭氧催化氧化塔调试
臭氧催化氧化塔调试的重点是臭氧投加量。初期根据理论投加量60mg/L~80mg/L调整臭氧发生器臭氧产量，检测接触塔迸岀水B/C值及COD变化，逐步优化臭氧投加量。
3.4MBR装置调试
粉末活性炭投加量和生物膜培养是MBR装置调试的重点。MBR反应器接种该煤制气厂生化二沉池污泥，接种量为反应器有效容积的20%；生物膜培养分3个阶段，驯化阶段间歇运行14d；调整运行阶段连续运行14d,逐步将进水量从0.53m/h提高到3m/h,控制D0质量浓度大于3mg/L;稳定运行阶段10d,处理效果达到设计要求。伴随生物膜培养，逐步优化粉末活性炭投加量，稳定运行阶段粉末活性炭投加量控制在0.3kg/m-0.4kg/m。
四、运行效果
生化-深度处理单元各处理装置污染物去除效果见表2。从表2可以看出，生化~深度处理单元各关键处理装置发挥了各自应有的功能。水解酸化池CODcr去除率14.5%。两级A/0装置充分地去除了污水中以酚类为代表的有机污染物、氨氮以及总氮，其中一级A/0的CODcr、总酚、氨氮和总氮的平均去除率分别达到80.9%、86.5%、92.1%和85.9%,污染物去除效果显著。臭氧催化氧化塔和MBR反应器实现深度去除污水残留的难降解有机物。臭氧催化氧化塔有效降低污水色度。
MBR反应器进一步吸附、过滤、截留、去除污水残留污染物，其CODcr和总酚去除率分别达到71.5%和87.2%,出水指标平均值CODcr57.4mg/L、氨氮质量浓度3.9mg/L、总氮质量浓度14.2mg/L、总酚质量浓度4.2mg/L,显著降低污水污染物浓度，出水效果好，达到中水回用段进水要求（CODcr60mg/L,氨氮质量浓度5mg/L，总氮质量浓度15mg/L,总酚质量浓度10mg/L）,且耐冲击负荷能力强。
表2生化-深度处理单元各处理装置污染物去除效果
该中试工程为新建污水处理项目，废水处理量为3.5m/h,日废水处理量平均为84m,运行费用包括公用工程费、运行药剂费、人工管理费。公用工程消耗主要包括电、仪表空气、循环冷却水，其中电量平均消耗约.08kWh,电费以0.88元/(kWh)计，则需电费7.12元/m；仪表空气平均日消耗m，费用以0.1元/m计，则需费用o.51元/m；循环冷却水平均日消耗98.4t,费用以0.45元/t计，则需费用0-53元/m。需加乙酸钠、磷酸盐、PAC、PAM和活性填料费用约为3.58元/m,人工费为0.35元/m。不计设备折旧，运行费用合计约为12.09元/m。
五、结论
对该煤制气企业碎煤加压气化酚氨回收后废水处理中试工程，龙安泰环保采用水解酸化+两级A/O+臭氧催化氧化+MBR工艺，废水经处理后C0Dcr降至57.4mg/L,去除率为97.1%,氨氮质量浓度降至3.9mg/L,去除率为96.5%,总氮质量浓度降至14.2mg/L,去除率为89.1%,总酚质量浓度降至4.2mg/L,去除率为98.7%,均达到设计出水水质指标，满足后续中水回用段进水水质要求。
