CN102910734B - 一种快速恢复厌氧处理煤化工废水效能的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种快速恢复厌氧处理煤化工废水效能的方法，当厌氧反应器受到水质冲击后，停止或减少进水流量，向厌氧反应器内部通入空气，控制溶解氧浓度；经过停止曝气、静止沉淀或减少进水流量、恢复进水流量；重复上述处理流程，直至厌氧反应器内滞留的有毒污染物浓度下降至或低于正常水平，恢复正常连续进水条件，厌氧反应器将在短时间内达到或者超过稳定运行状态的处理效能。本发明具有操作灵活、适应范围广、运行成本低、处理效果好的优点。

Description

一种快速恢复厌氧处理煤化工废水效能的方法

一、技术领域

本发明涉及一种化工废水处理方法，具体地说是一种快速恢复厌氧处理煤化工废水效能的方法，属于工业废水处理领域。

二、背景技术

煤化工废水是指在各种煤加工过程中产生的生产废水，其中包括焦化废水、煤气化废水、煤制油废水等。煤化工废水的特点是水质组成极其复杂，含有酚类化合物、多环和杂环类化合物以及氰、油、氨氮等有毒有害物质，属于典型的高浓度难生物降解的有机废水。所以，采用生物技术处理煤化工废水是最为经济、有效的手段。目前，国内外煤化工废水生物处理技术仍是以好氧生物工艺为主。然而，煤化工废水含有大量的多环、杂环类等难生物降解有机物，导致好氧生物工艺难以实现达标排放；同时煤化工废水中酚类等有毒物质对硝化细菌和反硝化细菌活性有较强的抑制作用，会造成生物脱氮效果较差。

近年来，许多研究发现厌氧微生物具有脱毒和分解难降解有机物的功能，如芳香环还原成烷烃环结构或环的断裂等。当煤化工废水经厌氧工艺处理后，酚类化合物、多环芳烃和杂环类有机物会有不同程度的转化和降解，废水的好氧降解性能也会得到显著的提高，这些为后续的好氧生物处理创造了良好的条件。虽然厌氧生物技术逐渐成为煤化工废水治理技术的研究热点之一，但是该工艺用于处理煤化工废水仍存在一定的弊端。由于煤化工企业自身的生产特性，往往引起生产废水水质的波动，不仅容易抑制厌氧微生物的代谢活性，而且一旦受水质冲击后厌氧工艺的处理效能恢复缓慢，从而导致厌氧生物工艺的运行失败。因而，水质冲击已成为限制厌氧工艺在煤化工废水处理中应用的影响因素。采用合理、经济、高效的技术手段用于恢复受水质冲击后厌氧工艺处理效能是煤化工废水厌氧生物处理领域的发展方向。

三、发明内容

本发明旨在提供一种快速恢复厌氧处理煤化工废水效能的方法，以解决厌氧生物工艺处理煤化工废水存在稳定性差、受冲击后工艺效能恢复缓慢的问题。

为了快速恢复由煤化工废水水质冲击造成的厌氧反应器处理效能下降，同时使厌氧污泥的代谢活性得以提高，达到或者超过厌氧反应器处于稳定运行状态的处理效能，本发明提供了一种快速恢复厌氧处理煤化工废水效能的方法，其特征在于：

当厌氧反应器受到水质冲击后，停止厌氧反应器进水，使厌氧反应器内的液面高度不低于反应器总高度的2/3，从厌氧反应器的底部向厌氧反应器内通入空气进行曝气，维持溶解氧浓度在0.1-2mg/L并持续1-4小时，然后停止向厌氧反应器内通入空气，静置沉淀1-4小时后排出厌氧反应器内的上清液，保留底部污泥，再向厌氧反应器内进水至液面高度不低于反应器总高度的2/3，进水的化学需氧量浓度控制在1500-2500mg/L、酚类化合物浓度控制在300-500mg/L，重复曝气、静置、排出上清液以及进水的操作直至厌氧反应器对化学需氧量和酚类化合物浓度的去除率均≥50%时，重新恢复厌氧反应器的连续正常进水，厌氧反应器将在短时间内达到或者超过稳定运行状态的处理效能。

当厌氧反应器受到水质冲击后，减少厌氧反应器进水量至正常进水量的1/10~4/5，进水的化学需氧量浓度控制在1500-2500mg/L、酚类化合物浓度控制在300-500mg/L，从厌氧反应器的底部向厌氧反应器内通入空气进行曝气，维持溶解氧浓度在0.1-2mg/L并持续1-4小时，然后停止向厌氧反应器内通入空气，稳定运行2-8h；重复进水和曝气的过程直至厌氧反应器对化学需氧量和酚类化合物浓度的去除率均恢复至不低于50%时，重新恢复厌氧反应器的连续正常进水，厌氧反应器将在短时间内达到或者超过稳定运行状态的处理效能。

本发明快速恢复厌氧处理煤化工废水效能的方法中所述的厌氧反应器为常规构型的厌氧生物反应器。

所述厌氧反应器受到水质冲击是指厌氧反应器进水中化学需氧量和酚类化合物浓度分别超过5000-5500mg/L和800-1000mg/L，造成厌氧反应器对化学需氧量和酚类化合物的去除效果显著下降，均低于30%。

本发明快速恢复厌氧处理煤化工废水效能的方法中，所述的从厌氧反应器的底部向厌氧反应器内通入空气是通过在厌氧反应器底部设置曝气管或临时通入空气管实现的。

本发明的有益效果是：

本发明是以低氧曝气加速厌氧反应器内部积累的有毒污染物的分解，同时提高厌氧污泥的代谢活性，从而有助于快速恢复厌氧处理煤化工废水效能。本发明的特点是充分利用厌氧菌群处理煤化工废水具有耐毒性高、适应性强的性质，在低浓度溶解氧的条件下厌氧菌群能够以非产甲烷途径快速分解有毒污染物，提高厌氧菌群的代谢活性，为恢复厌氧处理煤化工废水效能创造条件。本发明具有操作灵活、适应范围广、运行成本低、处理效果好的优点。

四、具体实施方式

实施例1：

下面以典型的煤化工废水——煤制气废水为例，本实施方式的一种快速恢复厌氧处理煤化工废水效能的方法是这样实现的：

1、厌氧反应器稳定运行阶段：先将待处理煤化工废水进行均质调节，使进入厌氧反应器的煤化工废水的化学需氧量浓度控制在1500-2500mg/L之间、酚类化合物浓度控制在300-500mg/L之间。将均质处理后的煤化工废水流入升流式厌氧污泥床反应器内进行厌氧消化处理，反应器内的污泥浓度控制在10-20g/L之间、温度控制在35-38℃、水力停留时间控制在20-24h、pH值控制在6.0-8.0之间，系统稳定运行3个月以上，升流式厌氧污泥床反应器对化学需氧量和酚类化合物浓度的去除率均达到50-75%。

2、厌氧反应器受冲击运行阶段：先将待处理煤化工废水的化学需氧量浓度提高至5000-5500mg/L之间、酚类化合物浓度提高至800-1000mg/L之间，将该浓度煤化工废水连续通入经步骤一稳定运行后的厌氧反应器24h，然后进水恢复至步骤1中的化学需氧量和酚类化合物浓度。升流式厌氧污泥床反应器经过水质冲击后，对化学需氧量和酚类化合物浓度的去除率均降低至40%以下。

3、厌氧反应器低氧曝气运行阶段：将经步骤2的升流式厌氧污泥床反应器的进水停止，控制厌氧反应器的液面高度达到反应器总高度的2/3以上，开启底部的曝气管向反应器中通入空气，控制溶解氧浓度在0.1-2mg/L，曝气时间控制在1-4h；然后关闭曝气管，停止曝气并静止沉淀1-4h；排出厌氧反应器内的上清液后恢复至步骤1中连续进水条件，进水时间控制在2-4h，使厌氧反应器的液面高度达到反应器总高度的2/3以上，停止进水，随后重复上述曝气、静止沉淀、恢复进水两个周期，厌氧反应器内滞留废水的化学需氧量≤600mg/L、酚类化合物浓度≤100mg/L，随后升流式厌氧污泥床反应器恢复至步骤1中连续进水条件。

4、厌氧反应器恢复正常运行阶段：将经步骤1-3的升流式厌氧污泥床反应器维持步骤1中连续进水条件，稳定运行7d-14d，升流式厌氧污泥床反应器对化学需氧量和酚类化合物浓度的去除率均恢复至50%以上。

实施例2：

本实施例步骤1、2同实施例1。

3、厌氧反应器低氧曝气运行阶段：将经步骤2的升流式厌氧污泥床反应器的进水流量减少至步骤1流量的1/5，进水的化学需氧量浓度控制在1500-2500mg/L、酚类化合物浓度控制在300-500mg/L，开启底部的曝气管向反应器中通入空气，控制溶解氧浓度在0.1-2mg/L，曝气时间控制在1-2h；然后关闭曝气管，稳定运行2-8h；重复进水、曝气流程两个周期，第一个重复周期进水流量为步骤1流量的2/5，第二个重复周期进水流量为步骤1流量的3/5，厌氧反应器内滞留废水的化学需氧量≤600mg/L、酚类化合物浓度≤100mg/L，随后升流式厌氧污泥床反应器恢复至步骤1中连续进水条件。

4、厌氧反应器恢复正常运行阶段：将经步骤1-3的升流式厌氧污泥床反应器维持步骤1中连续进水条件，稳定运行7d-14d，升流式厌氧污泥床反应器对化学需氧量和酚类化合物浓度的去除率均恢复至50%以上。

在实施例1和实施例2中，未采用恢复手段的厌氧反应器需要15-40天才能使化学需氧量和酚类化合物浓度的去除率均恢复至50%以上；本发明方法可以使厌氧反应器的恢复时间缩短至3-20天。

Claims (2)

1.一种快速恢复厌氧处理煤化工废水效能的方法，其特征在于：

当厌氧反应器受到水质冲击后，停止厌氧反应器进水，使厌氧反应器内的液面高度不低于反应器总高度的2/3，从厌氧反应器的底部向厌氧反应器内通入空气进行曝气，维持溶解氧浓度在0.1-2mg/L并持续1-4小时，然后停止向厌氧反应器内通入空气，静置沉淀1-4小时后排出厌氧反应器内的上清液，保留底部污泥，再向厌氧反应器内进水至液面高度不低于反应器总高度的2/3，进水的化学需氧量浓度控制在1500-2500mg/L、酚类化合物浓度控制在300-500mg/L，重复曝气、静置、排出上清液以及进水的操作直至厌氧反应器对化学需氧量和酚类化合物浓度的去除率均≥50%时，重新恢复厌氧反应器的连续正常进水；

所述厌氧反应器受到水质冲击是指厌氧反应器进水中化学需氧量≥5000mg/L，酚类化合物浓度≥800mg/L；

所述从厌氧反应器的底部向厌氧反应器内通入空气是通过在厌氧反应器底部设置曝气管或临时通入空气管实现的。

2.一种快速恢复厌氧处理煤化工废水效能的方法，其特征在于：

当厌氧反应器受到水质冲击后，减少厌氧反应器进水量至正常进水量的1/10~4/5，进水的化学需氧量浓度控制在1500-2500mg/L、酚类化合物浓度控制在300-500mg/L，从厌氧反应器的底部向厌氧反应器内通入空气进行曝气，维持溶解氧浓度在0.1-2mg/L并持续1-4小时，然后停止向厌氧反应器内通入空气，稳定运行2-8h；重复进水和曝气的过程直至厌氧反应器对化学需氧量和酚类化合物浓度的去除率均恢复至不低于50%时，重新恢复厌氧反应器的连续正常进水；

所述厌氧反应器受到水质冲击是指厌氧反应器进水中化学需氧量≥5000mg/L，酚类化合物浓度≥800mg/L；

所述从厌氧反应器的底部向厌氧反应器内通入空气是通过在厌氧反应器底部设置曝气管或临时通入空气管实现的。