新型结构三相流化床生物强化技术处理焦化废水的研究_韦朝海

第二届全国环境化学学术报告会论文集新型结构三相流化床生物强化技术处理焦化废水的研究.韦朝海吴超飞李平吴锦华华南理工大学化工与能源学院环境科学研究所,广州,510640O前言煤焦炭生产过程中排除的废水中含有较高浓度的石油类、酚类、多环芳烃类有机物及氰、氨、硫化物等无机物,比一般的石油化工厂废水的成分更复杂,具更高毒性,属于典型的毒性难降解有机废水。关于焦化废水的污染控制问题,除了考虑多级预处理和后处理措施之外,将有机污染物负荷有效去除的单元过程仍是生物处理技术,并且强调高效微生物(或优势菌种)与性能优越反应器的有效结合。好氧流化床应用于废水处理领域起始于二十世纪七十年代,它以生物膜法为基础,吸收了化工操作中的流态化技术,形成了一种高效的废水处理工艺,是生物膜法应用的一大突破。本文即尝试优势菌种与新型结构内循环三相流化床祸合处理焦化厂废水,探讨有关的特征,为指导实践提供理论基础。1实验与方法水样取自广东韶关钢铁公司焦化厂废水处理车间,是经过除油预处理的出水,其pH为6.5一7.5,含有较高浓度的氨氮或氮的还原物质,氨氮含量为60一10OmgL/、酚的浓度为10一30mg/L、氰化物的浓度为10一15mg/L、废水CODer值基本维持在1200一1500mg/L范围内,可萃取有机物浓度为40一50mgL/,废水呈橙黄色,有难闻气味。1.1初始碳源及载体挂膜期采用糖蜜废水为菌种生长的碳源。糖蜜废水c0cDr为5000mgL/左右,根据需要用自来水进行适当稀释。实验采用活性碳和木屑为载体,体积比为1:5,总填充量为反应器体积的18%。载体的物性参数如表1所示。表1载体物性参数载体.粒径视比重g/ml活性炭木屑0.7一1.250.5一2.00.5一0.60.03真比重g/ml1.8一2.1106比表面积em,/g180一20030一501.2菌种的驯!化分别从石化、`焦化废水处理厂污泥中分离出菌种,获得菌源的菌悬液,然后采用焦化废水浓度逐步升高的方法进行驯化。经过驯化的菌种作为实验菌源。1.3实验流程实验流程如图1所示。废水经水泵提升至高位槽,再经转子流量计进入能产生三重环流的新型结构三相流化床〔,〕,实验用氧气由空气压缩机提供。流化床高105Cm,·容积为17.6L,内导流筒高80cm,直径为9cm,其孔隙率为10%,外筒直径为13cmo,结果与讨论4一88第二届全国环境化学学术报告会论文集2.1启动与挂膜挂膜是影响流化床反应器处理效果的一个重要方面。挂膜期主要考虑膜的生长,因此采用较高的基质浓度和相应的氧气供给,运行36h就可观察到载体表面滋生一层薄薄的乳白色生物膜,随着营养物质的不断供给,生物膜在增厚,颜色也逐渐由乳白色转变成灰白色至浅褐色,此时生物膜已接近或已达到成熟稳定生长期。然后开始减少易利用基质的浓度,逐渐增加焦化废水的含取徉点二进气图1动态实验流程空气压缩机2气体缓冲罐3转子流址计高位槽6多重环流三相生物流化床酉己水箱量,使菌种适应毒害有机废水环境。经过12d的运行,流化床中生物量与载体量之和的体积为反应器的有效体积的3%0以上,并基本维持不变。2.2动态实验结果在保证正常流态化和充足的氧源条件下,直接将焦化废水从反应器底部引入流化床,投加适量的磷酸氢钾,保证生物的生长需要,连续4个月的动态实验,考察在各种操作条件下反应器对实际废水的处理能力,选择一些实际废水处理的运行参数与结果列于表2中。表2实验运行参数与结果运行天数废水流量L/hCODCODPHoutDOou:mg/Lmg/LCODoutmg/L去除率302.17.60.127.512506.81.311793402.17.60.127.613687.01.010894502.36.60.096.711207.01.712687602.36.60.088.615856.50.7511395702.36.60.127.513407.01.211894802.36.60.107.412126.71.69793902.17.60.127.311606.71.194941002.17.60.127.512606.81.4102921102.17.60.107.613786.91.397951202.36.60.107.412256.81.29994*有机负荷单位为kg·cocDr/m3·d。从表中可以看出,在整个运行期间,当进水COcDr平均值为1283mgL/,在平均HRT为7.Zh的情况下,进水容积负荷达到7.2kgCODcr/耐·d,此时出水cOcDr平均值为108mgL/,平均去除率为9%2,pH值稳定在6.5一7.5之间,反应器一直维持较好的处理能力,说明在保证相对稳定的进水水质、供气流量的情况下,停留时间的小量波动不影响反应器的废水处4一89第二届全国环境化学学术