三相气提升循环流化床处理焦化废水_蔡建安

①三相气提升循环流化床处理焦化废水蔡建安李俊钟梅英王效东(华东冶金学院化工系,马鞍山243002)摘要实验室规模的研究表明,用三相气提升内循环流化床反应器(AILR)处理焦化污水比活性污泥法为优。其处理负荷高,COD的进水负荷为13kg/d·m3,COD去除的容积负荷可达到7kg/d·m3。AILR对酚、氰等污染物的耐受力强、去除效果好并具有较低的曝气能耗;其COD去除率为54.4%-76%,酚去除率为99.5%-99.8%,氰去除率为95%-99.2%;曝气能耗是活性污泥法的1/3-1/4。关键词:气提升,焦化废水,去除率,COD负荷使用三相气提升循环式流化床反应器处理污水的研究近年来有较大的进展[1]。焦化废水是一种相当难处理的废水。受原料和工艺的影响其污染物浓度也不同,但均含具有较强毒性的酚、氰和高浓度的COD。据统计[2],工艺原水经过成倍稀释后,进入生化阶段的入水浓度中COD大多在800-1400mg/L之间。酚、氰浓度受工艺的影响很大,一般酚入水浓度约在200-300mg/L;氰入水浓度约在20-50mg/L。对焦化废水的处理,我国目前大多仍使用活性污泥法,COD的输入负荷大约为0.7-2kg/d·m3,去除率约为50%-70%。因此,如果上述两类处理可在负荷上比较的话,用活性污泥法处理时,COD的容积负荷大约只有气提升循环式流化床反应器的1/10。气提升循环式流化床反应器处理污水的工艺,可归于生物膜法,在处理酚和氰时,生物膜法也不失为一种极为有效的处理工艺。本研究的目的在于考察活性污泥法和气提升循环式流化床反应器处理焦化废水时的运行情况和处理效果,摸索有关技术参数,并为这种新型反应器在处理焦化废水中的实际应用作准备。1实验装置和方法内循环侧边沉降式三相气提升流化床反应器(AILR)的结构[3]和试验流程如图1所示,其循环区容积为1L。AILR由内外两个圆筒形壳体构成,液面下的整个区域也因此被分为两个部分:升流区和降流区。这两个区域在反应器内筒体的顶部和底部直接连通。AILR使用中微孔刚玉陶瓷曝气器,以形成均匀的微小气泡。曝气流量在50-75L/h之间,曝气器置于升流区内而不是在反应器的底部,以避免堵塞和改善液体的流动特性[4]。由于该反应器中不存在“床身层”,所以反应器的结构和操作都极其简单,流体的流动阻力也很小。采用堆密度为1410kg/m3的40-60目焦炭碎粒为载体。载体在反应器中的体积加载率为2.5%。反应器沿外侧面有围堰构成的沉降区,出水在侧边沉降区进行固液分离,其中大部分载体在此沉降并重返循第23卷第2期1997年4月水处理技术TECHNOLOGYOFWATERTREATMENTVol.23No.2Apr.,1997①收稿日期:1996-01-08DOI:10.16796/j.cnki.1000-3770.1997.02.010图1侧边沉降式三相气提循环式流化床反应器结构和试验流程1高位水槽2升流区3降流区4侧边沉降区5曝气器6转子流量计环。为了防止载体的流失,采用了叠套结构的出水管[5]。处理焦化污水的实验在室温(18-25℃)下进行。在经历28d的挂膜和培养后,AILR获得了稳定的出水。本研究中,使用不加稀释的焦化污水原水。其中,COD浓度2860mg/L,酚浓度291mg/L,氰浓度53mg/L。以NaH2PO4为外加磷源,通过控制饲入流量来改变AILR的处理负荷。采用吸附法实现细胞固定化。在载体对微生物的固定作用下,出水中悬浮物浓度较低。为了不影响实验进程,在水处理实验结束后再行测定AILR中的MLVSS浓度。活性污泥法的对比实验在HWS-Ⅱ型活性污泥试验仪上进行,曝气区体积为6.68L,饲入流量50-320L/h,曝气流量130-200L/h,污泥浓度3-5g/L。在稳定运行状态下,对上述两种情况的出水水质分别进行采样分析。2结果和讨论表1为使用AILR处理焦化废水时,不同饲入流量下相应的出水水质。反应器中MLVSS的浓度为7.25g/L,扣除焦炭载体对照空白值1.32g/L后,对应于生物膜和污泥的MLVSS实际浓度为5.93g/L。根据分析结果求得AILR的水处理负荷和污染物的去除率如表2所示。表1AILR处理焦化废水的出水水质饲入流量(ml/h)停留时间(h)出水浓度COD(mg/L)酚(mg/L)氰(mg/L)4025.06720.430.445518.06530.480.448012.57190.510.509510.57980.540.721258.09100.580.861407.19250.691.121606.311280.891.541755.712451.242.121905.313351.572.65111第23卷第1期蔡建安等,三相气提升循环流化床处理焦化废水表2AI