一種煤制天然氣生產(chǎn)廢水的強化生物處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種工業(yè)廢水處理技術(shù)，尤其是涉及一種煤制天然氣生產(chǎn)廢水的強化生物處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]煤制天然氣是指煤經(jīng)過氣化產(chǎn)生合成氣，再經(jīng)過甲烷化處理，生產(chǎn)代用天然氣(SNG)0煤制氣是“十二五”規(guī)劃中煤化工的重要組成部分，符合國家“高碳能源低碳化利用”的能源發(fā)展戰(zhàn)略，對實現(xiàn)煤炭資源的清潔利用意義重大。
[0003]在煤制氣生產(chǎn)過程中每10噸天然氣會產(chǎn)生約I噸工業(yè)廢水，煤制氣廢水是煤制焦炭、煤氣凈化及焦化產(chǎn)品回收過程中產(chǎn)生的高濃度有機廢水，屬于焦化廢水的一種。水質(zhì)成分復(fù)雜，污染物濃度高。廢水中含有大量的酚類、聯(lián)苯、吡啶、吲哚和喹啉等有機污染物，還含有氰、無機氟離子和氨氮等有毒有害物質(zhì)，污染物色度高，屬較難生化降解的高濃度有機工業(yè)廢水。
[0004]目前，煤制氣有機廢水處理工藝路線基本遵行預(yù)處理+生化處理+深度處理的三段式處理工藝。預(yù)處理工段主要包括隔油、氣浮、沉淀等，主要目的是去除乳化油和SS及膠態(tài)COD。經(jīng)過物化預(yù)處理后，煤制氣廢水的COD含量仍有2000?5000mg/L，氨氮含量為50?200 mg/L，B0D5/C0D范圍為0.25?0.35。煤制氣有機廢水的預(yù)處理工藝均是成熟的物化工藝，需要進一步提升的仍集中于生化處理及深度處理系統(tǒng)。國內(nèi)魯奇氣化廢水的治理普遍采用Α/0、Α/Α/0和多級好氧生物處理工藝，此類傳統(tǒng)的生化處理工藝由于受限于污泥濃度不高、污泥齡不長等因素，系統(tǒng)的抗沖擊負荷能力不強，在水質(zhì)波動較大的情況，處理效果不穩(wěn)定，影響了后續(xù)處理工藝的正常運行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明是提供一種煤制天然氣生產(chǎn)廢水的強化生物處理方法，其主要是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的傳統(tǒng)生化處理工藝由于受限于污泥濃度不高、污泥齡不長等因素，系統(tǒng)的抗沖擊負荷能力不強，在水質(zhì)波動較大的情況，處理效果不穩(wěn)定，影響了后續(xù)處理工藝的正常運行等的技術(shù)問題。
[0006]本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的:
本發(fā)明的一種煤制天然氣生產(chǎn)廢水的強化生物處理方法，所述的方法包括:經(jīng)過物化預(yù)處理的煤制氣有機廢水首先進入接觸氧化池，接觸氧化池采用組合型生物填料固定微生物，來水中容易生物降解的部分有機物首先在接觸氧化池被微生物分解，廢水COD濃度大大降低。經(jīng)過接觸氧化降解的廢水進入水解酸化池，水解酸化池采用組合型生物填料固定微生物，可將部分大分子、難生物降解物質(zhì)轉(zhuǎn)化為小分子、易生物降解物質(zhì)，改善廢水的可生化性。水解酸化池出水進入缺氧池，進一步進行生物降解，同時通過后續(xù)MBR池中的混合液回流實現(xiàn)反硝化，去除部分總氮。缺氧池出水進入生物沸石床(ZB)-MBR反應(yīng)器，ZB區(qū)底部通過多孔隔板和MBR區(qū)相互連通，MBR內(nèi)置超濾膜組件，實現(xiàn)泥水分離。
[0007]本發(fā)明包括接觸氧化、水解酸化、缺氧和生物沸石床/MBR工藝。本發(fā)明針對煤制天然氣廢水有機物濃度高、可生化性差的特點，采用接觸氧化、水解酸化、缺氧和生物沸石床-膜生物反應(yīng)器技術(shù)對該種廢水進行生物處理。采用水解酸化改善廢水的可生化性，同時在水解酸化前置接觸氧化單元先將廢水中易于生物降解的有機物降解去除，從而避免由于廢水COD濃度高，廢水直接水解酸化很難控制在產(chǎn)酸階段而直接進入產(chǎn)氣階段，不能達到改善生化性的作用。將接觸氧化置于水解酸化之前，可以為水解酸化提供更適宜更穩(wěn)定的運行環(huán)境，提高系統(tǒng)的抗沖擊負荷能力。另外由于膜生物反應(yīng)器采用了超濾膜，它具有如下的優(yōu)點:由于膜生物反應(yīng)器的微生物不會流失，污泥濃度特別高，而且不需要設(shè)二沉池，因此處理負荷很高，占地面積??；出水水質(zhì)好，特別是不含懸浮物；膜生物反應(yīng)器中微生物不會流失，也保證了反應(yīng)器中微生物的種類極其豐富，有些不易生長的、對于難降解有機物有特別處理效果的微生物也會在反應(yīng)器中達到很高的量，因此，膜生物反應(yīng)器對于難降解有機廢水有特別的處理能力；污泥齡長，污泥產(chǎn)量小，減少了污泥處理的麻煩。
[0008]本發(fā)明之難處在于廢水的有機物濃度高、可生化性差，在一般實際工程中，設(shè)計者會建議首先采用厭氧或兼氧工藝產(chǎn)生水解酸化的作用改善廢水的可生化性，但是由于煤制氣廢水COD濃度高，采用的厭氧或兼氧工藝很難控制在產(chǎn)酸階段，直接進入產(chǎn)氣階段，生化性改善的作用未體現(xiàn)。同時由于較高的氨氮濃度及毒性物質(zhì)的存在，對于厭氧或兼氧菌的抑制作用較強，使整個處理流程的處理效果大大降低。本發(fā)明在水解酸化前置接觸氧化，利用接觸氧化首先降低進水C0D。而面對有機物濃度高、可生化性差的來水，接觸氧化的參數(shù)設(shè)置和運行維護也存在極大挑戰(zhàn)。本發(fā)明在接觸氧化池中置掛組合填料，并嚴格控制裝置運行各項參數(shù)，監(jiān)測溶解氧、溫度、進出水COD等指標，逐步完成微生物馴化、悶曝、稀釋水連續(xù)進水、正常連續(xù)進水等啟動過程。
[0009]作為優(yōu)選，所述的ZB-MBR反應(yīng)器由ZB區(qū)和MBR區(qū)組成，ZB區(qū)內(nèi)置生物沸石，MBR區(qū)分為曝氣區(qū)和膜過濾區(qū)，曝氣區(qū)采用盤式微孔曝氣頭進行曝氣，超濾膜放置在膜過濾區(qū)，經(jīng)過各級生物處理的廢水從超濾膜中抽出，反應(yīng)器中的微生物被阻擋在反應(yīng)器中。
[0010]作為優(yōu)選，所述的ZB-MBR反應(yīng)器中ZB = MBR的體積比為1: 3，生物沸石床底部通過多孔隔板和MBR相互連通。MBR區(qū)采用PVDF中空纖維膜組件，膜孔徑為0.02 μ m。本發(fā)明通過試驗確定ZB:MBR的體積比為1: 3，ZB-MBR反應(yīng)器主體為MBR區(qū)，ZB區(qū)作為輔助通過形成兩類動態(tài)平衡提高反應(yīng)器對氨氮和有機物的去除能力。在生物沸石床內(nèi)部，存在兩類動態(tài)平衡，即微生物在生物膜與生物絮體之間的動態(tài)平衡以及NH3-N在沸石表面吸附與混合液解吸之間的動態(tài)平衡。在沸石表面的生物膜具有同化與反硝化作用，好氧系統(tǒng)增加沸石后氨氮的去除能力得到了明顯提升，進而促進了有機物的去除。
[0011]作為優(yōu)選，所述的ZB-M