鄂尔多斯能源化工有限公司煤气化废水处理工程调试 4页

第30卷第18期中国给水排水Vo1．30No．182014年9月CHINAWATER＆WASTEWATERSep．2014鄂尔多斯能源化工有f艮公司煤气化废水处理工程调试徐春艳，贾胜勇，韩洪军，刘潇，庄海峰，赵茜，周志远(1．哈尔滨工业大学城市水资源与水环境国家重点实验室，黑龙江哈尔滨150090；2．中煤鄂尔多斯能源4~-Y--有限公司，内蒙古鄂尔多斯017300)摘要：中煤鄂尔多斯能源化工有限公司采用BGL气化炉对煤进行加压气化，洗气、净化和冷凝过程产生的煤气化废水含有大量有毒有害、难降解物质，采用Ec厌氧系统一BE生物增浓系统一多级A／O系统为主体的生物组合工艺(EBA)进行煤气化废水的处理。在实际煤气化废水产生前，用处理类似废水的活性污泥作为接种污泥，可以有效降低煤气化废水对活性污泥的生物毒性以及缩短污泥驯化时间；同时，采用粗酚配水对活性污泥进行驯化培养，以增强其对实际煤气化废水的适应能力和处理能力。经调试，运行费用为3．o0元／m，EBA处理后的废水COD、氨氮、总酚和挥发酚的浓度分别为(41～71mg／L)、(1～4mg／L)、(3～8mg／L)和未检出，满足回用水标准，结果表明EBA生物组合工艺对煤气化废水具有高效去除能力。关键词：煤气化废水；污水回用；外循环厌氧；生物增浓；多级A／O工艺中图分类号：X703．1文献标识码：C文章编号：1000—4602(2014)18—0145—04CommissioningofCoalGasificationWastewaterTreatmentProjectinChinaCoalErdosEnergyandChemicalCo．Ltd．XUChun—yan，JIASheng—yong，HANHong—jun，LIUXiao，ZHUANGHai—feng，ZHAO0Jan．ZH0UZhi—yuan(1．StateKeyLaboratoryofUrbanWaterResourceandEnvironment，HarbinInstituteofTechnology，Harbin150090，China；2．ChinaCoalErdosEnergyandChemicalCo．Ltd．，Erdos017300，China)Abstract：BGLgasifiersareusedtogeneratecoalgasinChinaCoalErdosEnergyandChemicalCo．Ltd．However，coalgasificationwastewater(CGW)generatedinthegaswashing，purificationandcondensingoperationscontainshighconcentrationsofhazardousandrefractorycompounds．EBAbiologi·calcombinedprocessbasedonECanaerobicsystem，BEbiologicallyenchantedsystemandmultistageA／OsystemwasadoptedtotreattheCGW．Beforetherealcoalgasificationwastewaterwasproduced，UsingactivatedsludgetreatingsimilarwastewaterasinoculationsludgecouldeffectivelyreducethetoxicityofCGWtotheactivatedsludgeandshortenthesludgedomesticationtime．Theactivatedsludgewasdomes—ticatedbysyntheticwastewaterwithcrudephenoltoimproveitsadaptabilityandtreatmentcapacityofrealCGW．Afterthecommissioning，therunningcostwas3．O0yuan／m，andtheconcentrationsofCOD，ammonianitrogen，totalphenolandvolatilephenolintheefluentwere41to71mg／L，1to4mg／L，3to8mg／Landnotdetected，meetingthereusestandard．TheresultsimpliedthatEBAsystemrepresentedhighremovalefficiencyintreatingCGW．基金项目：哈尔滨工业大学城市水资源与水环境国家重点实验室资助课题(2013DX10)·145·n第30卷第18期中国给水排水Keywords：coa]gasificationwastewater；wastewaterreuse；tern；biologicallyenhancedsystem；muhistageA／Osystem中煤鄂尔多斯能源化工有限公司一期年产1002调试过程与结果×10t合成氨、175×10t尿素，采用BGL(British鉴于煤气化废水的性质，调试过程中遵循以下Gas／Lurgi)煤气化工艺，该工艺是Lurgi气化工艺的原则：①由于煤气化废水中含有大量有毒有害、难降改进型，具有更高的温度、在底部设置了喷嘴、较低解物质，因此需要用处理类似废水的活性污泥作为的需氧量和较高的产气效率，其产生的废水与Lurgi接种污泥，在有效降低煤气化废水对活性污泥的生工艺产生的废水性质类似，但水量减少了近50％。物毒性的同时，缩短污泥驯化时间。调试过程中的BGL煤气化废水具有高酚、高氨氮的特征，含有一接种污泥取自煤气化合成烯烃废水处理工艺剩余污些酚类、多环芳香族化合物、杂环化合物、油和氨氮泥。②与传统生化处理工艺调试不同，在煤气化废等有毒有害和难降解物质¨J。水产生之前，利用含有与煤气化废水相似特征污染1工程概况物的粗酚配制粗酚废水，对接种污泥进行针对性的在调试期间，生化处理单元总处理水量约为驯化培养，可以缩短污泥对废水的适应时问，避免实140m／h，其中气化炉洗气、净化和冷凝废水量约为际煤气化废水短期内无法达标处理、增加废水事故80m’／h池负荷。同时，粗酚主要提供BOD，因为粗酚配水，生活污水约为60m／h。废水水质见表1。表1煤气化废水水质及出水水质控制标准中BOD／COD值较低，因此有必要补充一些易降解Tab．1Characteristicsofcoalgasificationwastewater(CGW)的BOD，例如葡萄糖或甲醇。为了使接种污泥进行项目废水水质出水标准快速增殖，应补充适量的氮源和磷源(农用氯化铵pH值8．0～9．06．0～9．O和磷酸二氢钾)。③调试过程涉及厌氧、好氧、高级COD／(mg·L)1800～250060氧化等工艺，因此选择合适的调试顺序十分必要。BOD5／(mg·L)3o0～5o05调试之初接种污泥全部投加在生物增浓系统内，当氨氮／(mg·L)220—33015生物增浓池内的MLSS达到3000mg／L，同时对粗总酚／(mg·L)300～500酚配水的COD去除率达到70％以后，将产生的剩挥发酚／(mg·L)50—1501余污泥转移至多级A／O系统和EC厌氧系统，同时油含量／(mg·L)≤500．5向EC厌氧系统投加与好氧系统相同的接种污泥；处理出水要求达到《循环冷却水用再生水水质最后根据多级A／O出水和臭氧出水情况决定高密标准》(HG／T3923-2007)(TDS指标除外)。废水度沉淀池启动与否。处理工艺流程见图1。2．1接种污泥的培养驯化按照在实际煤气化废水产生前用粗酚配水对接种污泥进行驯化的原则，在2013年9月—2014年1月对生物增浓系统内的接种污泥进行了培养。接种污泥分别于9月7日、9月11日和9月27日投加至生物增浓系统，投加后MLSS约为1500mg／L。由于此阶段目的为促使接种污泥恢复活性以及快速增殖，因此并不刻意追求有机物的降解效果，同时调试过程中以SV作为衡量污泥量的指标，同时也以此指标衡量污泥的沉降性能是否良好。随着驯化培养时间的延长，污泥量在波动中呈上升趋势，最终在2014年1月底SV达到22％左右。图1EBA生物组合工艺处理流程2．2对煤气化废水COD的去除效果Fig．1FlowchartofEBAsysteminW珊2014年1月底生化处理系统开始承接实际煤·146·n徐春艳，等：鄂尔多斯能源化工有限公司煤气化废水处理工程调试第3O卷第18期气化废水。在阶段1，由于BGL气化炉试车期间水COD平均去除率分别为25％和36％。在启动曝气3221l量较小且为间断性产水，煤气化废水与生活污水∞混∞∞生物∞滤∞池的∞初如期加，由m于0微生物在填料上的附着量较合后污染物浓度稍有下降，同时在生物增浓系统内少且微生物易流失，因此曝气生物滤池的出水COD的实际停留时间较长，因此对于处理第一股煤气化浓度比进水稍高，但这种情况会随着微生物在填料废水具有一定抗冲击能力，处理后的生物增浓出水表面的附着而逐渐改善，最终曝气生物滤池会发挥COD浓度维持在170～200mg／L，平均去除率为一定的COD去除效果。投加臭氧后，曝气生物滤池89％。在阶段2，3台BGL气化炉正常产气，煤气化的出水COD为41～7lmg／L，平均COD去除率为废水的水量和污染物浓度进一步升高，因此启动EC46％。厌氧系统和多级A／O系统。2．3对煤气化废水氨氮的去除效果EC厌氧系统和多级A／O系统的出水COD浓在调试过程中对煤气化废水氨氮的去除效果如度分别为1600～1900mg／L和70～120mg／L，其图2所示。县肝暖皿皿皿皿皿吐皿血皿皿皿口皿皿0o。寸暖暖寸寸时间图2对煤气化废水中氨氮的去除效果Fig．2RemovalofammoniainCGW在阶段1的调试过程中，生物增浓系统的出水驯化的活性污泥来说属于易降解物质，煤气化废水氨氮浓度逐渐下降。在调试过程中发现：@EC厌氧中挥发酚浓度为5O～150mg／L。调试结果表明，挥系统启动后，EC厌氧系统出水氨氮浓度在个别情况发酚在生物增浓系统可以被完全去除，在出水中未下会高于进水，分析其原因是煤气化废水中的吲哚、检出。喹啉、呋喃、嘧啶等含氮杂环类物质经解环，氮素以调试过程中总酚的降解情况如图3所示。在阶氨基的形式溶于水，增加了水中氨氮浓度；②经测段1煤气化废水的总酚浓度波动性较大，造成生物定，生物增浓池出水碱度可以满足多级A／O系统氨增浓系统出水总酚不稳定。但由于前期的污泥驯化氮氧化需求，因此在投加适量的纯碱后，多级A／O采用粗酚配水，活性污泥对酚类物质具有良好的代系统出水氨氮浓度大幅下降的原因是纯碱补充了无谢活性，随着煤气化废水总酚浓度趋于稳定，生物增机碳源。浓系统的出水总酚浓度逐渐下降。在调试后期，生物增浓系统、多级A／O系统和由图3还可以看出，EC厌氧系统的启动对生物曝气生物滤池对氨氮的平均去除率分别达到92％、增浓系统总酚的去除具有一定的促进作用。在阶段58％和63％，最终出水氨氮浓度为l～4mg／L。2，生物增浓系统、多级A／O系统和曝气生物滤池对2．4对煤气化废水总酚和挥发酚的去除效果总酚的平均去除率分别为88％、51％和23％。可以酚类物质中多元酚是煤气化废水中的主要有机看出，投加臭氧后对总酚的去除具有明显的效果，最污染成分，其中挥发酚虽具有生物毒性，但对于已经终出水总酚浓度为3～8mg／L。·147·n第30卷第18期中国给水排水窨韫吐血r、譬。o高__(-qnnnnn寸寸寸寸时间图3煤气化废水中总酚的去除效果Fig．3RemovMoftotalphenolinCGW2．5调试费用标准。调试费用主要为药剂费和电费。在实际煤气化废水产生之前，药剂消耗主要为粗酚、工业用葡萄参考文献：糖、农用氯化铵和磷酸二氢钾，费用约为2．22[1]ZhaoQ，HanH，XuC，eta1．Efectofpowderedactivatedm。；电费为1．56元／m；共计3．78m。煤气化carbontechnologyonshort—cutnitrogenremovalforcoal废水产生后，药剂消耗主要为调节碱度和补充无机gasificationwastewater[J]．BioresourTechnol，2013，碳源的纯碱且为按需投加，正式投产后企业可以自142：179—185．给甲醇，因此药剂费用为0．20Yc／m；新增臭氧发生器电费为2．80m；共计3．00m。3结论①调试结果表明，在实际煤气化废水产生之前，利用粗酚配水对接种活性污泥进行驯化培养对于承接实际煤气化废水是十分必要和有效的。在驯化培养过程中，需要补充适量的氮源和磷源，由于此阶段的目的是促进污泥增殖，因此不必刻意追求污染物去除效果，出水排人废水事故池。②经过4个月的培养驯化，在承接实际煤气化废水之前生物增浓系统的SV。达到22％左右，并作者简介：徐春艳(1975一)，女，黑龙江桦川人，且沉降性能良好。博士研究生，高级工程师，主要从事高浓③在承接实际煤气化废水后，系统表现出良度难降解有机工业废水处理和市政污水处理好的污染物去除效果，稳定运行期COD、氨氮、总酚研究与应用工作。和挥发酚出水浓度分别为(4l～71mg／L)、(1～4E—mail：l5946091166@139．eommg／L)、(3～8mg／L)和未检出，满足出水水质控制收稿日期：2014—07—21·148·