煤制氣企業(yè)碎煤氣化酚氨回收后廢水零排放處理中試試驗情況
廢水的處理與利用是現(xiàn)階段煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的重大環(huán)保問題12]。為滿足2015年原國家環(huán)境保護部在《現(xiàn)代煤化工建設項目環(huán)境準入條件（試行）》中提出的要求，2016年以來獲得環(huán)保部環(huán)評批復的煤化工項目多數(shù)選擇高濃鹽水分質結晶技術路線，一般為生化一深度處理、中水回用、膜濃縮和分鹽處理工藝，其中生化-深度處理是整個工藝的關鍵[]。某煤制氣企業(yè)開展了碎煤加壓氣化酚氨廢水處理中試工程，通過對該廢水進行小試及類似項目分析比選，中試工程選擇了水解酸化+兩級A/0+臭氧催化氧化+MBR組合工藝，作為中水回用前端的生化-深度處理工藝?，F(xiàn)對中試試驗過程進行介紹，以供參考。
1、廢水水質分析
碎煤加壓氣化廢水是煤化工 很難處理的一類廢水，其特點是污染物濃度高，溶解或懸浮有粗煤氣中的多種成分：無機類如氰化物、硫氰化物、硫化物、銨鹽等，有機類如多環(huán)芳香族化合物（單元酚、多元酚等）和含氮、氧、硫的雜環(huán)化合物（萘、蒽、噻吩、吡啶）及焦油等[。該煤制氣企業(yè)采用碎煤加壓氣化工藝產(chǎn)生的酚氨廢水酚類及油濃度高，有毒及抑制性物質多，B/C值較低，采用單一生化處理工藝難以達到后續(xù)中水回用裝置的進水水質要求。該企業(yè)酚氨回收后廢水的水質數(shù)據(jù)見表1。
2、廢水處理工藝流程及控制參數(shù)
2.1工藝流程
從表1水質分析可知，廢水具有高COD、高氨氮、高酚等特點，因此一級處理采用水解酸化+生化A/0工藝：采用水解酸化工藝，可降解大分子有機物，提高B/C值；在A/0池中采用混合液和污泥回流的前置反硝化工藝，可在降解有機物的同時，將氨氮轉變?yōu)橄跛猁}、亞硝酸鹽，在反硝化過程中再轉化為氮氣。經(jīng)過生化處理后的廢水，污染物主要為難以降解的大分子，增加了深度處理的難度，因此深度處理采用臭氧催化氧化+MBR工藝：采用臭氧催化氧化的方式，打破大分子鏈，轉變?yōu)榭山到獾男》肿?；同時采用MBR工藝，攔截大分子有機物和活性污泥，增加有機物的降解時間，保障出水水質。酚氨回收后廢水生化-深度處理段工藝流程示意圖見圖1。
2.2各工藝單元的功能
（1）調節(jié)池
調節(jié)池的主要功能是保證后續(xù)進水水量及水質的穩(wěn)定，防止水量、水質的波動對后續(xù)處理系統(tǒng)的沖擊。酚氨回收后的廢水通過管道送入調節(jié)池，經(jīng)均質調節(jié)后自流進入水解酸化池。
（2）水解酸化池
水解酸化池的主要作用是在缺氧條件下，水解和產(chǎn)酸微生物通過還原作用，將水中固體、大分子和不易生物降解的有機物開環(huán)、斷鏈，分解為低分子、結構簡單的有機酸，使得污水在后續(xù)的好氧單元容易處理。水解酸化池的出水經(jīng)過澄清沉淀后，上清液進入后續(xù)處理系統(tǒng)，沉淀污泥重新回流至水解酸化池內(nèi)。
（3）兩級A/0生化池
水解酸化池出水進入一級A/0系統(tǒng)，依次進入缺氧段和好氧段：在A段，充分利用缺氧生物，去除污水中的有機物，利用反硝化菌的反硝化反應，將水中的硝態(tài)氮轉化為氮氣；在0段，利用好氧菌去除廢水中的有機污染物，利用自養(yǎng)菌的硝化反應，將廢水中的氨氮轉化為硝態(tài)氮。為保證反硝化反應的進行，反硝化系統(tǒng)采用多點進水及多點回流的方式運行。受回流比限制，大部分硝態(tài)氮回流到缺氧池，利用進水有機物，實現(xiàn)反硝化反應，變成氮氣。易生化的有機物在一級A/0池內(nèi)基本得到降解，為強化系統(tǒng)脫氮效果，污水進入二級A/0池時需要外加碳源。
（4）二沉池
主要是將生化反應池的混合液進行沉淀，從而達到活性污泥與處理水的分離，然后通過污泥回流泵回流污泥，保證生化池內(nèi)污泥濃度。
（5）軟化混凝澄清池
軟化混凝澄清池主要是通過向二沉池出水投加PAM、PAC、氫氧化鈉、鹽酸等藥劑，進一步去除水中的懸浮物和硬度，達到防止后續(xù)的脫鹽系統(tǒng)結垢的目的。
（6）臭氧氧化系統(tǒng)
澄清池出水提升至臭氧催化氧化塔，在催化劑的作用下，利用臭氧的強氧化性，對污水中的難降解有機物進行改性。臭氧催化氧化塔設置足夠的緩沖容積，使臭氧充分分解，防止未完全反應的剩余臭氧對下游MBR系統(tǒng)的微生物產(chǎn)生毒害作用。
（7）MBR池
污水經(jīng)臭氧處理后進入MBR池，在活性填料和微生物作用下，進一步吸附、過濾、截留、去除污水中殘留的污染物，去除水中難降解COD。MBR池出水自流進人產(chǎn)品水箱，通過泵送至下游中水回用單元。
2.3王要運行控制參數(shù)
（1）水解酸化池
水解酸化池進水量3.5m3/h，設計水力停留時間為26h，pH控制在5.5～7.5。混合液回流比為2.5。
（2）兩級A/0生化池
A/0生化池的pH控制在5.5~7.5，混合液回流比為3~5，混合液懸浮固體質量濃度（MLSS）在3500mg/L以上，污泥體積指數(shù)（SVI）在50~150，A池溶解氧（DO）質量濃度控制在0.2mg/L以內(nèi)，0池DO質量濃度控制在5mg/L~6mg/L。
（3）臭氧氧化系統(tǒng)
臭氧質量濃度120mg/m3~200mg/m3，臭氧流量6.5m3/h，壓力125kPa，廢水處理量2.95m3/h。
（4）MBR池
MBR池MLSS保持在4500mg/L以上。
3、結論
該煤制氣企業(yè)碎煤加壓氣化酚氨回收后廢水處理中試工程采用水解酸化+兩級A/0+臭氧催化氧化+MBR工藝，廢水經(jīng)處理后，CODcr降至57.4mg/L，去除率為97.1%，氨氮質量濃度降至3.9mg/L，去除率為96.5%，總氮質量濃度降至14.2mg/L，去除率為89.1%，總酚質量濃度降至4.2mg/L，去除率為98.7%，均達到設計出水水質指標，滿足后續(xù)中水回用段進水水質要求。
作者：成學禮1，喬華1，紀欽洪2（1.中海油大同煤制氣項目籌備組，山西大同037100；2.中海油研究總院有限責任公司，北京100028）
