一种水解酸化与氨氮吹脱相结合的煤化工废水预处理方法技术

本发明专利技术涉及一种水解酸化与氨氮吹脱相结合的煤化工废水预处理方法，具体包括以下步骤：(1)第一级氨氮吹脱：向含有高浓度氨氮的煤化工废水中通入空气，常温曝气吹脱至该煤化工废水中氨氮浓度小于300mg/L时停止；(2)水解酸化：将上述经过吹脱氨氮处理后的煤化工废水进行水解酸化，使B/C提高到0.3以上；(3)第二级氨氮吹脱：水解酸化的出水再次通入空气，常温曝气吹脱，减小废水中经过水解酸化产生的氨氮浓度，使得C/N提高到4.0‑5.0，氨氮浓度小于80‑100mg/L。与现有技术相比，本发明专利技术的独特之处是：可显著提高废水可生化性，并可实现总氮去除率可以达到60～65％，将C/N提高到4.0‑5.0左右，以强化后续生物脱氮效能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种污水预处理方法，尤其是涉及一种水解酸化与氨氮吹脱相结合的煤化工废水预处理方法。
技术介绍
煤化工废水水量高达几千至几万m3/d，废水中含大量固体悬浮颗粒和溶解性有毒有害化合物，废水可生化性仅为0.28左右，有机污染物种类繁多，化学组成十分复杂，含有大量酚类、长链烷烃类、芳香烃类、杂环类、氨氮、氰等有毒有害物质，是一种典型的高浓度难生物降解的工业废水。典型的煤化工废水中COD值一般为22000～35000mg/L，酚浓度高达4200～7500mg/L，氨氮浓度为3000～5000mg/L，总氮浓度可达6000～8000mg/L，pH为7.0～10.0。煤化工废水中含有一些多环芳香族化合物、杂环化合物、石油烃、氰化物、硫化物、砒啶、咔唑、联苯、三联苯等生物难降解有机物。煤化工废水处理的一大难点就是碳氮比较低，其原水总氮中的有机氮含量较高而氨氮含量较低。目前，对于氨氮可以通过优化吹脱的方式去除，去除率一般可达到90％～95％左右。但是，吹脱无法去除有机氮，其浓度也高达3000～4000mg/L，如果直接进生化，经生化系统快速氨化后，氨氮含量水平仍很显著，高含量氨氮对微生物存在生化抑制，且此时生化系统进水碳氮比仍然较低(C/N＜3)，造成生化系统的生物脱氮效率较低；另外，由于一步吹脱并不能对难降解有机物进行转化，故其出水的可生化性较差，则后续生化系统仍需设置水解酸化或全程厌氧单元。
技术实现思路
本专利技术基于低碳氮比废水可生化性差、化学工艺降解有机氮分子运行费用高等的现状，提出了一种水解酸化与氨氮吹脱相结合的煤化工废水预处理方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种水解酸化与氨氮吹脱相结合的煤化工废水预处理方法，针对煤化工废水高浓度总氮中复杂分子的有机氮含量高而氨氮含量低的问题，将煤化工废水经第一级氨氮吹脱去除原水中氨氮后，经水解酸化单元强化复杂分子有机氮向氨氮进行转化，再进行第二级氨氮吹脱，以实现总氮强化预去除和废水可生化性及碳氮比(C/N)的提高。该方法具体包括以下步骤：(1)第一级氨氮吹脱：向含有高浓度氨氮的煤化工废水中通入空气，常温曝气吹脱至该煤化工废水中氨氮浓度小于300mg/L时停止；(2)水解酸化：将上述经过吹脱氨氮处理后的煤化工废水进行水解酸化，使B/C(指的是可生化性，即BOD与COD的比值)提提高到0.3以上(0.3-0.5左右)；(3)第二级氨氮吹脱：水解酸化的出水再次通入空气，常温曝气吹脱，减小废水中经过水解酸化产生的氨氮浓度，使得C/N(原子摩尔比)提高到4.0-5.0，氨氮浓度小于80-100mg/L。第一级氨氮吹脱和第二级氨氮吹脱步骤中，采用的吹脱塔为填料塔，采用空气曝气。采用逆流操作，塔内装有一定高度的填料，以增加气-液传质面积从而有利于氨气从废水中解吸。废水被提升到填料塔的塔顶，并分布到填料的整个表面，通过填料往下流，与气体逆向流动，以实现氨气从废水中解吸。第一级氨氮吹脱步骤中，保持温度在25-30℃、气液比1000-1500，pH为9.5～10.5的反应条件下吹脱至氨氮浓度小于300mg/L时停止，在低耗的操作条件下，将煤化工废水(煤制气废水)进行第一级氨氮吹脱处理，以去除原水中含量不超过50％的氨氮。第一级氨氮吹脱要求不是很高，只要保证氨氮、总氮和总酚浓度能满足水解酸化过程即可，因为氨氮浓度小于300mg/L的时候就不会对活性污泥有抑制，故曝气量和曝气时间较一般传统煤化工废水氨氮吹脱有所减小，以保证能耗最低。另外，经过一级吹脱氨氮处理，可适当降低氨氮和总酚浓度，避免直接水解酸化时氨氮浓度较高且挥发酚大量存在对活性污泥造成毒性抑制。吹脱后的尾气采用酸碱多级吸收后外排。本专利技术中水解酸化过程，一方面可将废水中大分子、杂环类有机物分解成较简单有机物，从而提高废水可生化性。另一方面，经针对性地对总氮含量高的煤化工废水进行预处理，可实现大分子的有机氮转变为氨氮，通过吹脱去除，以强化后续生物脱氮效能。水解酸化步骤中，水解酸化池型采取廊道式(单个廊道宽可同传统廊道式推流
反应池，5-8m)，为促进混合效果采用末端廊道混合液回流到首端廊道的形式，混合液回流流量与进水流量比为1-2。水解酸化步骤中，水解酸化单元温度为25℃，溶解氧浓度不超过0.5mg/L、pH为7.0-7.5、污泥浓度为3000～4000mg/L，水解酸化到出水B/C提升到0.3以上为准，因为当废水的B/C大于0.30时，废水可以生物降解，可生化性提高。第二级氨氮吹脱步骤中，控制pH为9.5～10.5、温度在25-30℃、气液比2000-2500的反应条件下进行氨氮吹脱。第二级氨氮吹脱步骤中，吹脱时间至氨氮浓度小于100mg/L且C/N为4.0-5.0时停止，以实现高浓度氨氮的去除，防止氨氮浓度过高或C/N过低而影响后续的生化处理过程。吹脱后的尾气采用酸碱多级吸收后外排。与现有技术相比，本专利技术提出结合水解酸化与氨氮吹脱效能，进而达到较好的总氮预脱除目的。一方面，利用水解酸化处理，可将废水中大分子、杂环类有机物分解成较简单有机物，从而提高废水可生化性；另一方面，经针对性地对总氮含量高的煤制气废水进行预处理，可实现总氮去除率可以达到60～65％，提高废水的C/N，以强化后续生物脱氮效能。本专利技术工艺原理明晰合理、运行稳定、处理成本低，且不存在二次污染问题，具有较高的实用价值和环境、经济效益。附图说明图1为水解酸化与氨氮吹脱相结合的煤化工废水预处理工艺示意图；图2为填料塔结构示意图；图2中1为废水分布装置、2为塔壳、3为废液再分布器、4为填料、5为支撑栅板、6为空气入口、7为煤化工废水入口、8为废气出口、9为废水出口。图3为水解酸化池结构示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。一种水解酸化与氨氮吹脱相结合的煤化工废水预处理方法，针对煤化工废水高浓度总氮中复杂分子的有机氮含量高而氨氮含量低的问题，将煤化工废水经第一级氨氮吹脱去除原水中氨氮后，经水解酸化单元强化复杂分子有机氮向氨氮进行转化，再进行第二级氨氮吹脱，以实现总氮强化预去除和废水可生化性及碳氮比
(C/N)的提高。如图1所示，该方法具体包括以下步骤：(1)第一级氨氮吹脱：向含有高浓度氨氮的煤化工废水中通入空气，常温曝气吹脱至该煤化工废水中氨氮浓度小于300mg/L时停止，操作条件是：保持温度在25-30℃、气液比1000-1500，pH为9.5～10.5的反应条件下吹脱至氨氮浓度小于300mg/L时停止，以去除原水中含量不超过50％的氨氮。吹脱后的尾气采用酸碱多级吸收后外排。(2)水解酸化：将上述经过吹脱氨氮处理后的煤化工废水进行水解酸化，水解酸化单元温度为25℃，溶解氧浓度不超过0.5mg/L、pH为7.0-7.5、污泥浓度为3000～4000mg/L，水解酸化到出水B/C提升到0.3以上为准。(3)第二级氨氮吹脱：水解酸化的出水再次通入空气，控制pH为9.5～10.5、温度在25-30℃、气液比2000-2500的反应条件下进行氨氮吹脱，吹脱时间至氨氮浓度小于100mg/L，且C/N为4.0-5.0时停止。第一级氨氮吹脱和第二级氨氮吹脱步本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水解酸化与氨氮吹脱相结合的煤化工废水预处理方法，其特征在于，将煤化工废水经第一级氨氮吹脱去除原水中氨氮后，经水解酸化单元强化复杂分子有机氮向氨氮进行转化，再进行第二级氨氮吹脱，以实现总氮强化预去除和废水可生化性及碳氮比的提高。

【技术特征摘要】
1.一种水解酸化与氨氮吹脱相结合的煤化工废水预处理方法，其特征在于，将煤化工废水经第一级氨氮吹脱去除原水中氨氮后，经水解酸化单元强化复杂分子有机氮向氨氮进行转化，再进行第二级氨氮吹脱，以实现总氮强化预去除和废水可生化性及碳氮比的提高。2.根据权利要求1所述的一种水解酸化与氨氮吹脱相结合的煤化工废水预处理方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：(1)第一级氨氮吹脱：向含有高浓度氨氮的煤化工废水中通入空气，常温曝气吹脱至该煤化工废水中氨氮浓度小于300mg/L时停止；(2)水解酸化：将上述经过吹脱氨氮处理后的煤化工废水进行水解酸化，使B/C提高到0.3以上；(3)第二级氨氮吹脱：水解酸化的出水再次通入空气，常温曝气吹脱，减小废水中经过水解酸化产生的氨氮浓度，使得C/N提高到4.0-5.0，氨氮浓度小于80-100mg/L。3.根据权利要求2所述的一种水解酸化与氨氮吹脱相结合的煤化工废水预处理方法，其特征在于，第一级氨氮吹脱和第二级氨氮吹脱步骤中，采用的吹脱塔为填料塔，采用空气曝气。4.根据权利要求2所述的一种水解酸化与氨氮吹脱相结合的煤化工废水预处理方法，其特征在于，第一级氨氮吹脱步骤中，保持温度在25-30℃、气液比1000...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈秀荣，张玉莹，李佳慧，周天俊，王璐，庄有军，徐燕，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：上海;31