專利名稱：一種快速恢復(fù)厭氧處理煤化工廢水效能的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種化工廢水處理方法，具體地說是一種快速恢復(fù)厭氧處理煤化工廢水效能的方法，屬于工業(yè)廢水處理領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
煤化工廢水是指在各種煤加工過程中產(chǎn)生的生產(chǎn)廢水，其中包括焦化廢水、煤氣化廢水、煤制油廢水等。煤化工廢水的特點是水質(zhì)組成極其復(fù)雜，含有酚類化合物、多環(huán)和雜環(huán)類化合物以及氰、油、氨氮等有毒有害物質(zhì)，屬于典型的高濃度難生物降解的有機廢 水。所以，采用生物技術(shù)處理煤化工廢水是最為經(jīng)濟、有效的手段。目前，國內(nèi)外煤化工廢水生物處理技術(shù)仍是以好氧生物工藝為主。然而，煤化工廢水含有大量的多環(huán)、雜環(huán)類等難生物降解有機物，導(dǎo)致好氧生物工藝難以實現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放；同時煤化工廢水中酚類等有毒物質(zhì)對硝化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌活性有較強的抑制作用，會造成生物脫氮效果較差。近年來，許多研究發(fā)現(xiàn)厭氧微生物具有脫毒和分解難降解有機物的功能，如芳香環(huán)還原成烷烴環(huán)結(jié)構(gòu)或環(huán)的斷裂等。當(dāng)煤化工廢水經(jīng)厭氧工藝處理后，酚類化合物、多環(huán)芳烴和雜環(huán)類有機物會有不同程度的轉(zhuǎn)化和降解，廢水的好氧降解性能也會得到顯著的提高，這些為后續(xù)的好氧生物處理創(chuàng)造了良好的條件。雖然厭氧生物技術(shù)逐漸成為煤化工廢水治理技術(shù)的研究熱點之一，但是該工藝用于處理煤化工廢水仍存在一定的弊端。由于煤化工企業(yè)自身的生產(chǎn)特性，往往引起生產(chǎn)廢水水質(zhì)的波動，不僅容易抑制厭氧微生物的代謝活性，而且一旦受水質(zhì)沖擊后厭氧工藝的處理效能恢復(fù)緩慢，從而導(dǎo)致厭氧生物工藝的運行失敗。因而，水質(zhì)沖擊已成為限制厭氧工藝在煤化工廢水處理中應(yīng)用的影響因素。采用合理、經(jīng)濟、高效的技術(shù)手段用于恢復(fù)受水質(zhì)沖擊后厭氧工藝處理效能是煤化工廢水厭氧生物處理領(lǐng)域的發(fā)展方向。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種快速恢復(fù)厭氧處理煤化工廢水效能的方法，以解決厭氧生物工藝處理煤化工廢水存在穩(wěn)定性差、受沖擊后工藝效能恢復(fù)緩慢的問題。為了快速恢復(fù)由煤化工廢水水質(zhì)沖擊造成的厭氧反應(yīng)器處理效能下降，同時使厭氧污泥的代謝活性得以提高，達(dá)到或者超過厭氧反應(yīng)器處于穩(wěn)定運行狀態(tài)的處理效能，本發(fā)明提供了一種快速恢復(fù)厭氧處理煤化工廢水效能的方法，其特征在于當(dāng)厭氧反應(yīng)器受到水質(zhì)沖擊后，停止厭氧反應(yīng)器進(jìn)水，使厭氧反應(yīng)器內(nèi)的液面高度不低于反應(yīng)器總高度的2/3，從厭氧反應(yīng)器的底部向厭氧反應(yīng)器內(nèi)通入空氣進(jìn)行曝氣，維持溶解氧濃度在O. l_2mg/L并持續(xù)1-4小時，然后停止向厭氧反應(yīng)器內(nèi)通入空氣，靜置沉淀1-4小時后排出厭氧反應(yīng)器內(nèi)的上清液，保留底部污泥，再向厭氧反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)水至液面高度不低于反應(yīng)器總高度的2/3，進(jìn)水的化學(xué)需氧量濃度控制在1500-2500mg/L、酚類化合物濃度控制在300-500mg/L，重復(fù)曝氣、靜置、排出上清液以及進(jìn)水的操作直至厭氧反應(yīng)器對化學(xué)需氧量和酚類化合物濃度的去除率均> 50%時，重新恢復(fù)厭氧反應(yīng)器的連續(xù)正常進(jìn)水，厭氧反應(yīng)器將在短時間內(nèi)達(dá)到或者超過穩(wěn)定運行狀態(tài)的處理效能。當(dāng)厭氧反應(yīng)器受到水質(zhì)沖擊后，減少厭氧反應(yīng)器進(jìn)水量至正常進(jìn)水量的1/10^4/5,進(jìn)水的化學(xué)需氧量濃度控制在1500-2500mg/L、酚類化合物濃度控制在300-500mg/L，從厭氧反應(yīng)器的底部向厭氧反應(yīng)器內(nèi)通入空氣進(jìn)行曝氣，維持溶解氧濃度在
O.l-2mg/L并持續(xù)1-4小時，然后停止向厭氧反應(yīng)器內(nèi)通入空氣，穩(wěn)定運行2_8h ;重復(fù)進(jìn)水和曝氣的過程直至厭氧反應(yīng)器對化學(xué)需氧量和酚類化合物濃度的去除率均恢復(fù)至不低于50%時，重新恢復(fù)厭氧反應(yīng)器 的連續(xù)正常進(jìn)水，厭氧反應(yīng)器將在短時間內(nèi)達(dá)到或者超過穩(wěn)定運行狀態(tài)的處理效能。本發(fā)明快速恢復(fù)厭氧處理煤化工廢水效能的方法中所述的厭氧反應(yīng)器為常規(guī)構(gòu)型的厭氧生物反應(yīng)器。所述厭氧反應(yīng)器受到水質(zhì)沖擊是指厭氧反應(yīng)器進(jìn)水中化學(xué)需氧量和酚類化合物濃度分別超過5000-5500mg/L和800-1000mg/L，造成厭氧反應(yīng)器對化學(xué)需氧量和酚類化合物的去除效果顯著下降，均低于30%。本發(fā)明快速恢復(fù)厭氧處理煤化工廢水效能的方法中，所述的從厭氧反應(yīng)器的底部向厭氧反應(yīng)器內(nèi)通入空氣是通過在厭氧反應(yīng)器底部設(shè)置曝氣管或臨時通入空氣管實現(xiàn)的。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明是以低氧曝氣加速厭氧反應(yīng)器內(nèi)部積累的有毒污染物的分解，同時提高厭氧污泥的代謝活性，從而有助于快速恢復(fù)厭氧處理煤化工廢水效能。本發(fā)明的特點是充分利用厭氧菌群處理煤化工廢水具有耐毒性高、適應(yīng)性強的性質(zhì)，在低濃度溶解氧的條件下厭氧菌群能夠以非產(chǎn)甲烷途徑快速分解有毒污染物，提高厭氧菌群的代謝活性，為恢復(fù)厭氧處理煤化工廢水效能創(chuàng)造條件。本發(fā)明具有操作靈活、適應(yīng)范圍廣、運行成本低、處理效果好的優(yōu)點。
具體實施例方式實施例I :下面以典型的煤化工廢水一煤制氣廢水為例，本實施方式的一種快速恢復(fù)厭氧處理煤化工廢水效能的方法是這樣實現(xiàn)的I、厭氧反應(yīng)器穩(wěn)定運行階段先將待處理煤化工廢水進(jìn)行均質(zhì)調(diào)節(jié)，使進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器的煤化工廢水的化學(xué)需氧量濃度控制在1500-2500mg/L之間、酚類化合物濃度控制在300-500mg/L之間。將均質(zhì)處理后的煤化工廢水流入升流式厭氧污泥床反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行厭氧消化處理，反應(yīng)器內(nèi)的污泥濃度控制在10-20g/L之間、溫度控制在35-38°C、水力停留時間控制在20-24h、pH值控制在6. 0-8. O之間，系統(tǒng)穩(wěn)定運行3個月以上，升流式厭氧污泥床反應(yīng)器對化學(xué)需氧量和酚類化合物濃度的去除率均達(dá)到50-75%。2、厭氧反應(yīng)器受沖擊運行階段先將待處理煤化工廢水的化學(xué)需氧量濃度提高至5000-5500mg/L之間、酚類化合物濃度提高至800_1000mg/L之間，將該濃度煤化工廢水連續(xù)通入經(jīng)步驟一穩(wěn)定運行后的厭氧反應(yīng)器24h，然后進(jìn)水恢復(fù)至步驟I中的化學(xué)需氧量和酚類化合物濃度。升流式厭氧污泥床反應(yīng)器經(jīng)過水質(zhì)沖擊后，對化學(xué)需氧量和酚類化合物濃度的去除率均降低至40%以下。3、厭氧反應(yīng)器低氧曝氣運行階段將經(jīng)步驟2的升流式厭氧污泥床反應(yīng)器的進(jìn)水停止，控制厭氧反應(yīng)器的液面高度達(dá)到反應(yīng)器總高度的2/3以上，開啟底部的曝氣管向反應(yīng)器中通入空氣，控制溶解氧濃度在O. l-2mg/L,曝氣時間控制在l_4h ;然后關(guān)閉曝氣管，停止曝氣并靜止沉淀l_4h ;排出厭氧反應(yīng)器內(nèi)的上清液后恢復(fù)至步驟I中連續(xù)進(jìn)水條件，進(jìn)水時間控制在2-4h，使厭氧反應(yīng)器的液面高度達(dá)到反應(yīng)器總高度的2/3以上，停止進(jìn)水，隨后重復(fù)上述曝氣、靜止沉淀、恢復(fù)進(jìn)水兩個周期，厭氧反應(yīng)器內(nèi)滯留廢水的化學(xué)需氧量(600mg/L、酚類化合物濃度< 100mg/L，隨后升流式厭氧污泥床反應(yīng)器恢復(fù)至步驟I中連續(xù)進(jìn)水條件。4、厭氧反應(yīng)器恢復(fù)正常運行階段將經(jīng)步驟1-3的升流式厭氧污泥床反應(yīng)器維持步驟I中連續(xù)進(jìn)水條件，穩(wěn)定運行7d-14d，升流式厭氧污泥床反應(yīng)器對化學(xué)需氧量和酚類化合物濃度的去除率均恢復(fù)至50%以上。實施例2:本實施例步驟I、2同實施例I。 3、厭氧反應(yīng)器低氧曝氣運行階段將經(jīng)步驟2的升流式厭氧污泥床反應(yīng)器的進(jìn)水流量減少至步驟I流量的1/5，進(jìn)水的化學(xué)需氧量濃度控制在1500-2500mg/L、酚類化合物濃度控制在300-500mg/L，開啟底部的曝氣管向反應(yīng)器中通入空氣，控制溶解氧濃度在
O.l_2mg/L，曝氣時間控制在l-2h ;然后關(guān)閉曝氣管，穩(wěn)定運行2_8h ;重復(fù)進(jìn)水、曝氣流程兩個周期，第一個重復(fù)周期進(jìn)水流量為步驟I流量的2/5，第二個重復(fù)周期進(jìn)水流量為步驟I流量的3/5，厭氧反應(yīng)器內(nèi)滯留廢水的化學(xué)需氧量< 600mg/L、酚類化合物濃度< 100mg/L，隨后升流式厭氧污泥床反應(yīng)器恢復(fù)至步驟I中連續(xù)進(jìn)水條件。4、厭氧反應(yīng)器恢復(fù)正常運行階段將經(jīng)步驟1-3的升流式厭氧污泥床反應(yīng)器維持步驟I中連續(xù)進(jìn)水條件，穩(wěn)定運行7d-14d，升流式厭氧污泥床反應(yīng)器對化學(xué)需氧量和酚類化合物濃度的去除率均恢復(fù)至50%以上。在實施例I和實施例2中，未采用恢復(fù)手段的厭氧反應(yīng)器需要15-40天才能使化學(xué)需氧量和酚類化合物濃度的去除率均恢復(fù)至50%以上；本發(fā)明方法可以使厭氧反應(yīng)器的恢復(fù)時間縮短至3-20天。
權(quán)利要求
1.一種快速恢復(fù)厭氧處理煤化工廢水效能的方法，其特征在于 當(dāng)厭氧反應(yīng)器受到水質(zhì)沖擊后，停止厭氧反應(yīng)器進(jìn)水，使厭氧反應(yīng)器內(nèi)的液面高度不低于反應(yīng)器總高度的2/3，從厭氧反應(yīng)器的底部向厭氧反應(yīng)器內(nèi)通入空氣進(jìn)行曝氣，維持溶解氧濃度在O. l-2mg/L并持續(xù)1-4小時，然后停止向厭氧反應(yīng)器內(nèi)通入空氣，靜置沉淀1_4小時后排出厭氧反應(yīng)器內(nèi)的上清液，保留底部污泥，再向厭氧反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)水至液面高度不低于反應(yīng)器總高度的2/3，進(jìn)水的化學(xué)需氧量濃度控制在1500-2500mg/L、酚類化合物濃度控制在300-500mg/L，重復(fù)曝氣、靜置、排出上清液以及進(jìn)水的操作直至厭氧反應(yīng)器對化學(xué)需氧量和酚類化合物濃度的去除率均> 50%時，重新恢復(fù)厭氧反應(yīng)器的連續(xù)正常進(jìn)水。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于 所述厭氧反應(yīng)器受到水質(zhì)沖擊是指厭氧反應(yīng)器進(jìn)水中化學(xué)需氧量> 5000mg/L，酚類化合物濃度彡800mg/Lo
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于 所述從厭氧反應(yīng)器的底部向厭氧反應(yīng)器內(nèi)通入空氣是通過在厭氧反應(yīng)器底部設(shè)置曝氣管或臨時通入空氣管實現(xiàn)的。
4.一種快速恢復(fù)厭氧處理煤化工廢水效能的方法，其特征在于 當(dāng)厭氧反應(yīng)器受到水質(zhì)沖擊后，減少厭氧反應(yīng)器進(jìn)水量至正常進(jìn)水量的1/1(Γ4/5，進(jìn)水的化學(xué)需氧量濃度控制在1500-2500mg/L、酚類化合物濃度控制在300_500mg/L，從厭氧反應(yīng)器的底部向厭氧反應(yīng)器內(nèi)通入空氣進(jìn)行曝氣，維持溶解氧濃度在O. l-2mg/L并持續(xù)1-4小時，然后停止向厭氧反應(yīng)器內(nèi)通入空氣，穩(wěn)定運行2-8h ;重復(fù)進(jìn)水和曝氣的過程直至厭氧反應(yīng)器對化學(xué)需氧量和酚類化合物濃度的去除率均恢復(fù)至不低于50%時，重新恢復(fù)厭氧反應(yīng)器的連續(xù)正常進(jìn)水。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于 所述厭氧反應(yīng)器受到水質(zhì)沖擊是指厭氧反應(yīng)器進(jìn)水中化學(xué)需氧量> 5000mg/L，酚類化合物濃度> 800mg/Lo
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于 所述從厭氧反應(yīng)器的底部向厭氧反應(yīng)器內(nèi)通入空氣是通過在厭氧反應(yīng)器底部設(shè)置曝氣管或臨時通入空氣管實現(xiàn)的。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種快速恢復(fù)厭氧處理煤化工廢水效能的方法，當(dāng)厭氧反應(yīng)器受到水質(zhì)沖擊后，停止或減少進(jìn)水流量，向厭氧反應(yīng)器內(nèi)部通入空氣，控制溶解氧濃度；經(jīng)過停止曝氣、靜止沉淀或減少進(jìn)水流量、恢復(fù)進(jìn)水流量；重復(fù)上述處理流程，直至厭氧反應(yīng)器內(nèi)滯留的有毒污染物濃度下降至或低于正常水平，恢復(fù)正常連續(xù)進(jìn)水條件，厭氧反應(yīng)器將在短時間內(nèi)達(dá)到或者超過穩(wěn)定運行狀態(tài)的處理效能。本發(fā)明具有操作靈活、適應(yīng)范圍廣、運行成本低、處理效果好的優(yōu)點。
文檔編號C02F3/30GK102910734SQ201210431029
公開日2013年2月6日 申請日期2012年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月1日
發(fā)明者王偉, 徐瑞捷, 張靜, 王順 申請人:合肥工業(yè)大學(xué)