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【本期内容，由上海神农冠名播出】 煤化工的废水处理主要是以脱氮除碳为目的，生物脱氮技术的基本原理就是在将有机氮转化为氨氮的基础上，利用硝化细菌和反硝化细菌的作用，将氨氮通过硝化作用转化为亚硝态氮或硝态氮，然后再通过反硝化的作用将硝态氮转化为氮气，从而达到从废水中脱除的目的。 近几年，国内外使用比较普遍的生物脱氮工艺有活性污泥法脱氮传统工艺、缺氧--好氧活性污泥法脱氮系统、生物膜法、MBR、氧化沟工艺、SBR工艺和厌氧氨氧化工艺等。今天详细说一说。  载体流动床生物膜法 载体流动床生物膜法（CBR）实际上是一种基于特殊结构载体填料的生物流化床技术，该技术在同一个生物处理单元中将生物膜法与活性污泥法相互联合，通过在活性污泥池中投加一定量特殊载体填料使微生物附着生长于悬浮填料表面，形成具有一定厚度的微生物膜层。附着生长的微生物可以达到很高的生物量，因此反应池内生物浓度是悬浮生长活性污泥工艺的2～4倍，可达8～12g/L，降解效率也因此成倍提高。 投加的填料在曝气的扰动下在反应池内随水流浮动，带动附着生长的生物群落与水体中的污染物和氧气充分接触，污染物通过吸附和扩散作用进入生物膜内，被微生物降解，整体系统的降解效率高。 由于微生物为附着生长方式（不同于活性污泥的悬浮生长），流动床载体表面的微生物具有很长的污泥龄（20～40d），非常有利于生长缓慢的硝化菌等自养型微生物的繁殖，填料表面有大量的硝化菌繁殖，同时附着生长方式利于其它特殊菌群的自然选择，而这些特殊菌群可有效的降解煤气化废水中的特征污染物，特别是一些难降解的污染物，从而获得更低的出水COD浓度。因此系统具有很强的硝化去除氨氮和COD的能力。 CBR技术可应用于高浓度煤化工废水的处理，也可应用于后续的深度处理回用单元。 厌氧生物法 一种被称为上流式厌氧污泥床（UASB）的技术用于处理煤化工废水，该法由荷兰的G. Lettinga等人于1977年开发。废水自下而上通过底部带有污泥层的反应部分，大部分的有机物在此被微生物转化为CH4和C02。在反应器的上部，设有三相分离器，完成气、液、固三相的分离。 另外，也有利用活性炭厌氧膨胀床技术处理煤化工废水，该技术可有效地去除废水中的酌类和杂环类化合物。 厌氧--好氧联合生物法 相关实验表明，单独釆用好氧或厌氧技术处理煤化工废水并不能够达到令人预期的效果，而厌氧-好氧的联合生物处理技术逐渐引起重视。 煤化工废水经过厌氧酸化处理后，废水中有机物的生物降解性能显着提高，使后续的好氧生物处理CODcr的去除率达90%以上。其中难降解有机物萘、喹啉和吡啶的降解率分别为65%、55%和70%以上，而一般的好氧处理对这些有机物的去除率不足20%。 三级活性污泥法 活性污泥法脱氮传统工艺是以氨化、硝化和反硝化三项反应过程为基础建立的。这种系统的优点是有机物异养菌、硝化菌和反硝化菌，分别在各自反应单元内生长繁殖，而且各自回流沉淀池分离的污泥，反应速度快而且比较彻底。缺点是设备多，造价高，管理复杂。 缺氧--好氧活性污泥法
缺氧--好氧活性污泥法脱氮系统又名A/0法脱氮工艺，是在80年代初开创的工艺流程，其主要特点是将反硝化反应器放置在系统之首，故又称为前置反硝化生物脱氮系统，这是目前采用比较广泛的一种脱氮工艺。 该工艺将硝化反应器内的已进行充分反应的硝化液的一部分回流反硝化反应器，而反硝化反应器内的脱氮菌以原污水中的有机物作为碳源，以回流液中硝酸盐的氧为电子受体，进行呼吸和代谢活动，将硝态氮还原为气态氮，不需外加碳源。 流程简单、基建和运转费用低、电耗低；以原污水中的含碳有机物和内原代谢产物作为反硝化碳源，不需补充碳源；缺氧池中的反硝化过程可以补充部分碱度，调节pH。硝化反应主要在好氧池内完成，出水中硝酸氮浓度高。  氧化沟工艺
氧化沟工艺是活性污泥法的一种改型技术，特点是混合液在封闭式的较长沟渠内连续循环且污泥负荷低，其低负荷和长泥龄非常利于硝化菌生长，因此氧化沟具有对有机物去除率高和完全硝化的能力。并且运行操作简便，基建和运行费用均低于活性污泥法，是一种经济有效的废水处理技术。其缺点就是处理负荷低，只适用于低污染和小规模的处理量。 SBR工艺
SBR工艺即序批式反应器（Sequencing Batch Reactor），是一种间歇式活性污泥处理工艺，它兼调节、好氧（缺氧）反应、沉淀等多种功能于一体。 可以分为进水、反应、沉淀、排水、闲置等五个阶段。SBR反应器的脱氮原理与连续流反应器的硝化-反硝化脱氮原理相同，只是连续流反应器在空间上实现的硝化和反硝化，而SBR是同一反应器内通过控制好氧反应在时间上加以实现，其脱氮效率可达90%以上。 MBR工艺
MBR工艺即膜生物技术，是高效膜分离技术与活性污泥法相结合的水处理技术。 中空纤维膜的应用有效截留污水中的微生物及硝化菌，使硝化反应高效的进行，有效去处水中的氨氮。同时将污水中一时难以降解的大分子有机物截留，延长其在反应器内的停留时间，直至使之分解。 中空纤维膜能够很好的实现泥水分离，使活性污泥不流失，提高了污泥龄，因此MBR不需要传统工艺中的二沉池，具有出水水质优质稳定，剩余污泥产量少，占地面积小，不受设置场合限制，可去除氨氮及难降解有机物，操作管理方便，易于实现自动控制，易于从传统工艺进行改造等优点。 但是膜--生物反应器也存在一些不足，主要表现在以下几个方面： ★ 膜造价高，使膜--生物反应器的基建投资高于传统污水处理工艺； ★ 容易出现膜污染，给操作管理带来不便； ★ 能耗高：首先MBR泥水分离过程必须保持一定的膜驱动压力，其次是MBR池中MLSS浓度非常高，要保持足够的传氧速率，必须加大曝气强度，还有为了加大膜通量、减轻膜污染，必须增大流速，冲刷膜表面，造成MBR的能耗要比传统的生物处理工艺高。 深度处理 煤化工废水在经过生化处理以后，出水的CODcr、氨氮等含量虽有极大的下降,但由于酚类、醚类难降解有机物等的存在使得出水的COD、色度等仍难以达到排放标准。因此，仍需要进一步的深度处理。目前，深度处理的方法主要有化学混凝沉淀、固定化生物技术、吸附法催化氧化法技术及反渗透膜处理技术等。 ★ 混凝沉淀 沉淀法是利用水中悬浮物的可沉降性能，在重力作用下下沉，以达到固液分离的过程。其目的是除去悬浮的有机物和部分浊度，以降低后续生物处理的有机负荷。在生产中一般加入化学混凝剂如错盐、铁盐、聚培、聚铁、聚丙烯酰胺和一些复合混凝剂等来强化沉淀效果，此法的影响因素有废水的pH、混凝剂的种类和用量等。 ★ 固定化生物技术 近年来，固定化生物技术此项新技术得到广泛应用，有了长足发展。主要是通过技术手段可选择性地固定优势菌种，针对性地处理含有难降解有机毒物的废水。经过驯化的优势菌种对喹啉、异喹啉、吡啶的降解能力比普通污泥高2～5倍，而且优势菌种的降解效率较高，经其处理8 h可将喹啉、异喹啉、吡啶降解90%以上。 ★ 离子交换技术 离子交换技术用于废水处理。主要用来去除微污染或痕污染水中的钙镁离子，而去除低浓度氨氮废水多采用对氨具有较高选择性的材料来处理，如沸石。 它主要用来处理有机废水，对于高浓度氨氮废水，离子交换法处理的出水难于达标，可采用和其他工艺联合的处理工艺。该法不仅能去除废水中的氨氮，同时树脂再生后可回收产品，变废为宝，具有较好的经济和环境效益。 而对于煤化工废水中的有机物种类繁多，其中大部分为酷类、多环芳烃、含氮有机物等对后续生化处理的效果带来了严重影响的难降解的有机物，离子交换技术难以达标排放这些。 ★ 吸附法 由于固体表面有吸附水中胶质及溶质的能力，或经过改性之后带有某种电荷而选择性吸附阴阳离子，在废水通过比表面积很大的固体吸附剂时，水中的污染物被吸附到固体颗粒上，从而污染物质得到去除。该方法可取得较好的效果，但存在吸附剂解吸难，吸附剂用量较大，成本高产生二次污染等问题，一般适合小规模污水处理应用。 实践证明，传统的生物脱氮工艺对于废水中有机污染物易降解、C/N比较合理的生活污水、食品加工废水等有着较为理想的处理效果，但对废水中有机污染物为劣质碳源、废水生化性能较差的煤化工废水，传统工艺的处理效率会大打折扣。 而厌氧--好氧（A/O）处理煤化工废水可以获得比较理想的效果，而且运行管理和成本相对较低。不过，当废水浓度较高和含有较多难降解有机物时，需要与催化氧化和混凝沉淀等工艺配合使用。 总的来说，利用多种方法联合处理煤化工废水是煤化工废水处理技术的发展方向。 亲爱的7友，如果想查阅更多关于生物法处理废水的文章，可以到化工707 APP中查阅。点击文章之后，还可以收藏哦！
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