微电解_UASB_生物接触氧化处理费托合成工段废水_任云霞

＊第39卷第4期2008年7月太原理工大学学报JOURNALOFTAIYUANUNIVERSITYOFTECHNOLOGYVol.39No.4Jul.2008文章编号:1007-9432(2008)04-0351-04微电解—UASB—生物接触氧化处理费托合成工段废水任云霞,刘黎,李永旺(中国科学院山西煤炭化学研究所,山西太原030001)摘要:采用微电解—UASB—生物接触氧化串联工艺对油品合成工段产生的高浓度有机酸性废水进行了研究。结果表明,微电解预处理有效地降低了废水酸度和CODCr,为后续生化处理创造了条件;后续UASB厌氧生化法、生物接触氧化法对CODCr的去除率分别达到76%、90%以上。试验表明,该工艺具有较好的可行性。关键词:费托合成废水;微电解;UASB反应器;生物接触氧化;CODCr中图分类号:X703文献标识码:A随着经济增长和人民生活水平的提高,石油供求矛盾日益突出。我国煤炭储量丰富,而原油可采储量不足,这种以煤炭为主要能源的基本构架在近期内不会改变。因此,以煤为原料,经气化生成合成气,再由费托(F-T)合成转化为液体燃料就具有广阔的发展空间,这一过程被称为煤的“间接液化法”。煤间接液化过程是一个包括煤的输送、煤气化、合成气净化、F-T合成、油品加工、水电供应、废渣废水处理等环节的复杂集成工艺系统。由于煤制油过程是整体大规模转化,在煤气化时解决好废水处理,在F-T合成时的需解决好水相处理技术,那么整体煤制油过程将是一个集成优化的清洁生产过程。F-T合成是在催化剂作用下,由CO和H2合成制得合格的汽油产品。在油品合成过程中,F-T合成工段产生的水相含有约10%左右含氧有机化合物,包括醇类、酸类、醛类、酮类等,这些有机化合物均是高附加值的基本有机化工产品,因此首先通过精馏,提取其中的醇类、醛类、酮类,剩余废水约含1%左右乙酸以及少量的醇类。如果这部分废水不经处理直接外排,会对环境带来严重污染。本试验采用微电解-UASB-生物接触氧化工艺对精馏后的合成废水进行处理试验,取得良好效果。1试验内容1.1废水的特点废水来自中科院山西煤炭化学研究所F-T中试试验装置油品合成工段。精馏后的有机废水主要含有乙酸、丙酸、丁酸和少量的高沸点醇类,该废水具有以下水质特点:水量大,每生产1.0t油约排放1.0t废水;腐蚀性强,一般pH值为2.0～2.5;可生化性好,ρ(BOD5)/ρ(CODCr)>0.4;CODCr含量高(ρ(CODCr)=30000～40000mg/L)。试验废水的水质指标见表1。表1试验废水的水质指标(平均值)ρ(CODCr)/(mg·L-1)ρ(BOD5)/(mg·L-1)ρ(NH3-N)/(mg·L-1)ρ(SS)/(mg·L-1)pH3500018000100142.31.2工艺流程由于该废水有机物浓度高、成分复杂、可生化性较好,因此采用较为成熟的厌氧+好氧生物处理为主体的工艺路线;同时,因废水酸度较大,腐蚀性强,直接进行生化处理不能取得较理想的处理效果,因此需要通过预处理降低废水的酸性,以进一步提高废水的可生化性。本试验采用了微电解法对废水进行预处理[2,3]。试验工艺流程如图1所示。图1试验工艺流程图1.3主要测试项目与方法pH值:精密pH试纸;CODCr:重铬酸钾法[4];＊收稿日期:2007-05-16基金项目:国家自然科学基金资助项目(25090361)作者简介:任云霞(1976-),女,山西代县人,硕士,主要从事煤间接液化工业废水处理的研究,(Tel)13834661594DOI:10.16355/j.cnki.issn1007-9432tyut.2008.04.005BOD5[4];VFA:联合滴定法[5];DO:碘量法[4]。1.4试验装置微电解试验装置:在自制的80mm×800mm有机玻璃柱中装填铁炭体积比为0.6∶1的填料,填料层有效高度为500mm,反应器底部装有曝气头。UASB厌氧装置:UASB反应器由有机玻璃管制成,总高1500mm,下部直径50mm,上部直径100mm,有效容积3.2L。沿高度方向在反应器壁上等间隔距离设置8个采样口。UASB反应器置于保温箱内,采用电加热方式控制保温箱内温度为(36±2)℃。生物接触氧化装置:由有机玻璃管制成,总高900mm,直径为70mm,有效容积3.0L。氧化池底部装有曝气头进行曝气,池中装有立体弹性填料。2试验结果与讨论2.1微电解处理试验需处理的废水由反应器底部自下而上流过填料层,以保证废水与填料之间有充足的接触时间。废水在反应器内的停留时间为4h,出水从反应器上部流入沉淀池。微电解处理的试验结果如图2和图3所示。图2微电解处理前后废水pH值的变化图3微电解处理前后废水COD的变化由图2可知,经微电解处理后,废水的pH值由原来的2.