BioDopp工艺处理Lurgi气化污水的研究及应用

煤炭加工与综合利用No.4，2015COAL PROCESSING & COMPREHENSIVE UTILJZATION49BioDopp工艺处理Lurgi气化污水的研究及应用郭二民'，张雷”， 任晓杰了，赵嫱了， 黄文涛2( 1.环境保护部环境工程评估中心，北京100102 ;2.北京博汇特环保科技有限公司，北京100012;3.河南省煤气(集团)有限责任公司义马气化厂，河南义马472300)摘要:BioDopp 工艺利用空气提推混合液作为介质，实现回流及推流;通过特殊的结构设计实现污泥的筛选和固/液两相分离，各处理单元有机结合，节省占地面积40%以上;采用BioDopp工艺处理Lurgi气化污水的工程实践证明，在溶解氧质量浓度小于0.3 mg/L的条件下，实现了对COD平均98.5%的去除率，氨氮去除率为99.6%， 当进水总酚平均质量浓度为9273 mg/L时，出水总酚质量浓度小于0.51 mg/L.关键词:煤气化; BioDopp 工艺;污水处理中图分类号: X703.1文献标识码: A文章编号: 1005-8397 (2015) 04-0049-04Lurgi固定床气化炉是在2.5 ~3.2 MPa下用蒸1为该污水站原有工艺流程。汽与氧使粒径3~50 mm次烟煤或褐煤气化，解决了劣质煤的利用问题，是目前世界范围内应用最水↓气解限↓4触沉气色夜。进→提上淳一楼化园氧→遍-排为广泛的气化工艺2，但Lurgi气化炉产生的污也化罐系化池池药水水含有大量的酚类物质，使得其造成的环境污染日益严重。酚类物质中含有的碳源是微生物代谢生长过程中所需要的必要营养成分，使得酚具有图1河南义马气化厂 污水处理站原有工艺流程可生化性，即当酚在50~500 mg/L时可以通过微为了节能减排，对其中的一-套 SBR系统进行生物进行生化处理。但对于酚类物质质量浓度大改造。由于场地限制，不能增添新构筑物，只能于500 mg/L时，处理效果不佳(341。BioDopp 工艺在原有池体内进行整改。通过工艺比选，最终选是以气提作为推流动力，实现低能耗的高回流比，择BioDopp工艺，图2为改造后的工艺流程。通过污泥的筛选实现高污泥浓度，在同一池体中1.2 设计水质及参数实现对难降解有机物的氧化去除和同步脱氮。BioDopp池设计的进出水水质见表1。原有SBR和BioDopp池参数见表2。1工程概况2 BioDopp 结构功能分区和调试结果1.1 工艺流程河南煤化集团义马气化厂污水处理站，原有2.1 BioDopp结构功能分区工艺以SBR (5套)为主体，工艺复杂冗长。图BioDopp从进水口到出水端分为气提区、曝气收稿日期: 2015-01-28 DOI : 1026200/.k.11-2627/td.2015.04.010作者简介:部二民(1972- ),男,河北石家庄人，2005 年毕业于北京科技大学环境科学与工程系，工学硕土，环境保护邵环境工程评估中心高级工程师。引用格式:部二民，张雷任晓杰，等. BioDopp工艺处理Lugi气化污水的研究及应用[0]. 煤成加工与综合利用, 2015 (4): 49-52.5煤炭加工与综合利用2015年第4期BioDopp池流|污酸解化一上气提区曝气区进一排上浮➢酸→水他化罐统污泥筛选区混凝沉淀区-排水.图2河南义马气化厂 污水处理站改造后工艺流程表1设计进出水水质在进水COD为4500 mg/L时，出水最低CODaCOD/氨氮/SS/总酚/为68 mgL，标志污泥驯化培养成功。Lurgi 气项目Hmg°L' mg●L' mg" L'mg'L化污水最大的处理难点在于对于总酚的去除，而进水00927BioDopp工艺的高回流比降低了其对微生物的抑出水680.51700.27制，使得其去除率达到了99.99%。去除率/%98.599.65599.92.3 BioDopp 工艺CODcr去除效果BioDopp工艺控制溶解氧浓度0.05~0.3 mg/L,表2原油SBR和BioDopp池参数对照使得污泥生长缓慢，进而积累了大量的特种微生参数原有SBR系统物，对于难降解的有机物具有较好的去除能力。占地/m2777同时，由于污泥质量浓度控制在8g/L左右，且有效容积/m'42355050较为细碎，使得其微生物单体在微观上对于有机污泥质量浓度/g.L'3-48~10物的吸收和利用更加彻底。图3为SBR工艺与污泥负荷'lkg.(kg.d)"0.390.12BioDopp工艺对于CODa的去除效果对比。溶解氧质量浓度/mg●L'曝气阶段> 30.05-0.3550有效水深/m5..5500450进水量/m2 .h'3045，400!. 35*1 kg污泥，1天消化CODar的量。器300250◆SBR出水CODcr区、污泥筛选区及后续深度处理的混凝沉淀区。整员200-一BioDopp出水CODCr150个工艺通过气提实现推流及高回流比，并为污泥筛100 t.选提供动力。其中，提推区4.5mX1 mX6.5m、曝21 26 31气区55.5 mX11.5 mX6.5 m、污泥筛选区23.5 mX时间d25 mX6.5m、混凝沉淀区32 mX2.5 mX6.5m。图3 SBR 工艺与BioDopp工艺的COD去除效果2.2 BioDopp 生物池调试BioDopp生物池接种污泥来自厂区SBR沉淀在稳定运行的30d内，BioDopp 工艺对阶段污泥，接种后池内污泥质量浓度2 g/L，经过Lurgi气化废水的COD实现了98.5%的高去除率;3d的闷曝，开始小负荷的连续进水。在连续进同比SBR工艺，其出水在300--500mg/L变动，水期间，控制溶解氧质量浓度(DO)由15mg/L逐波动较大。在稳定运行的30 d内，BioDopp 进水渐减小到0.3 mg/L,经过2个月的连续培养驯化，COD3 921~5 156 mg/L之间，均值4 590 mg/L,污泥质量浓度由2 g/L增长到8 g/L、污泥容积指进水CODcr波动较大;而出水的CODa保持在55.38~ -82.18 mg/L，均值68.22 mg/L，较为平稳。数(SVI)为95，同时污泥色泽发暗较为密实。主要是该工艺的将近60倍左右的高回流比极大2015年第4期郭二民，等: BioDopp工艺处理Lurgi气化污水的研究及应用51地降低了污染物对于微生物的抑制，提高了微生SBR工艺对氨氮也有较高的去除效果，出水氨氮物的活性。质量浓度在0- -5.34 mg/L，均值1.31 mg/L。如图2.4 BioDopp工艺酚类物质去除效果5所示。在稳定运行期间，进水总酚质量浓度797~-▲SBR出水氨氮1 109 mg/L，平均质量浓度927.3 mg/L。BioDopp一BioDopp出水氨氮工艺出水总酚质量浓度在0.12~0.51 mg/L，平均0.27 mg/L，平均去除率为9.9%。在进水水质、水量相同的工况条件下，SBR工艺出水总酚质量浓度在61~92 mg/L，平均75.66 mg/L,去除率为91.84%。图4为SBR工艺与BioDopp工艺总酚去除效果对比。31时间d00 ri90图5 SBR工艺与BioDopp工艺的氨氮去除效果望80.6日整70单60↑-1.2BioDopp工艺由于高回流比及高污泥浓度，50-◆SBR出水低溶氧的条件为硝化菌创造了稳定的生长环境;40BioDopp出水同时污泥细碎、密实，为硝化菌提供了相对富氧3020 f状态。在污泥筛选区的截留作用下使得硝化菌大勇10rwWVV量累积，为此实现了对氨氮的99.6%的去除率。111621262.6 BioDopp 工艺的色度去除效果Lurgi气化污水中的显色物质绝大部分为酚图4 SBR 工艺与BioDopp工艺的总酚去除效果类物质的衍生物，BioDopp工艺控制低溶解氧、从图4看出，BioDopp 生化系统相比于SBR高污泥浓度和高回流比及高污泥龄，积累了大量对总酚有理想的去除效果。在进水远远超出了的特种微生物，使得其对于酚类物质的去除率在普通活性污泥法处理酚类污染物500mg/L的上99.9%，其质量浓度在0.5 mg/L以下，从根源上限的状况下[S6), BioDopp 生化系统对总酚有理去除了显色物质，使得BioDopp工艺的出水色度想的去除效果。主要有以下两方面原因:第-一，在30以下。同比SBR工艺，由于总酚较高(出BioDopp生物反应器采用60倍左右(折算)的水均值75.66 mg/L)，其色度- -般在 64~128之间。，高回流比，使得反应器进水总酚浓度在回流稀释如图6所示。后远远低于活性污泥法所能承受的处理上限，为150微生物的生长创造了良好的条件，更加利于处理120高浓度酚类物质。第二，BioDopp生化反应器内不超过0.3 mgL的低溶解氧，可防止苯酚被氧化单90790成具有更高生物毒性、更加稳定的醌类物质。F 60↑....*中SRR出N伍府**◆. **- 60对于SBR工艺，出水总酚质量浓度均值达- BioDopp出水色度到75.66mg/L,占出水CODcr的50%左右，也3(-3是SBR工艺出水COD过高的直接原因。↑**2.5 BioDopp 工艺氨氮去除效果时间/d稳定运行期间，BioDopp工艺进水氨氮在图6 SBR工艺与BioDopp工艺色度去除效果107~192 mg/L范围内变动;出水氨氮质量浓度在0-2.5 mg/L，均值0.51 mg/L。在相同进水条件下3运行成本分析及占地面积分析52煤炭加工与综合利用2015年第4期通过对运行阶段的数据分析，以BioDopp色度有较好的去除能力，从根源上去除了显色物为主体的工艺处理Lurgi气化污水的运行费用为质，解决了Lurgi气化污水的脱色问题。3.06元/t，厂中原有的以SBR为主体的工艺处(4)采用BioDopp为主体的工艺处理Lurgi.理的运行费用为8.3元/t。同时，由于采用Bio-气化污水，节约63%的运行成本，减少40%左Dopp为主体的处理工艺，直接达到了排放标准，右的占地面积。省去原有的接触氧化和沉淀脱色等后续工艺，占参考文献地面积节省40%左右。[1] 许佩瑶，侯素霞，王淑娜.煤加压气化废水处理方法的现状4结论及展望[].燃料与化工，2006, 37 (2): 31-33.(1)采用BioDopp为主体的工艺处理Lurgi[2] 闫昭，张向沛，刘燕.论新时期下的煤气化工艺[J].化气化污水，对CODa和NH-N有较好的去除效果，学工程与装备，2010 (2): 23-31.平均去除率达到98.5%和99.6%。通过高污泥浓B3] 孟宪林，郭威，王冬梅.煤气化废水中挥发酚污染物的健康度和高回流比，使得系统具有较好的抗冲击能力。风险评价[0.哈尔滨工业大学学报，2010, 42 (6): 17-21.(2)采用BioDopp为主体的工艺处理Lurgi[4] 姬鹏霞，杨建，刘志辉.SBR法处理鲁奇加压气化废水存在问题的探讨及措施[].山东科学，2005， 18 (4): 83-85.气化污水，对总酚有较好的去除能力，出水平均[5] 秦臻.BioDopp技术处理高氨氮高浓度化纤废- -己内酰胺总酚质量浓度为0.27 mg/L;通过低溶解氧高污废水中试试验研究[D].陕西:长安大学， 2007.泥龄及特殊的污泥筛选结构，培养截留了特种微6] Santos V L, Linardi V R. Biodegradation of phenol by a生物，提高了系统对酚类物质的去除能力，解决flamentous fiungi isolated from industrial effuents - identifca-了高酚Lurgi气化污水的难题。tion and degradation potential[J].Proc Biochem, 2004 (39) :(3)通过对微氧运行条件进行控制，采用1001-1006.BioDopp为主体的工艺处理Lurgi气化污水，对上海久星导热油股份有限公司上海股权托管交易中心挂牌简称:久星股份代码:E1234符合GB23971-2009国家型式检验报合成高温导热油.L-QD330SoLon 1400@高温改性导热油LQC310久星合成导热油L-QB300JIUXING导热油节能清洗修剂导热油修复剂久星导热油导热永长久地址:上海茂兴路86号22D总机: 021-58708588热线: 4008-810-018 13331833379网址: www.9xchem.com邮编: 200127久星官方微信久星官 方网站