PACT在煤气化废水中的应用

1 PACT 在煤气化废水中的应用 摘要摘要 煤气化工业废水高浓度煤气洗涤废水为主 含有大量酚 氰 油 氨氮等有毒 有害物质 综合废水中 CODcr 一般在 5000mg l 左右 氨氮在 200 300mg l 废水所含有机污染物包括酚类 多环芳香族化合物及含氮 氧 硫的杂环化合物等 是一种典型的含有难降解的有机化合物的工业 废水 采用 PACT 法处理煤气化废水 重点考察了 PACT 法对毒 有害物质的处理效果以及影响因 素 关键词 PACT法 废水处理 煤气化工业废水 工业废水处理 PACTPACT法法 powdered aetivated earbon treatment process 是指将粉末活性炭 PAC 加人活性污泥中的 一种污水处理工艺 该工艺于20世纪70年代早期由杜邦公司开发 目前已被广泛用于处理印染 化 工 焦化 炼油 制 药等工业废水 PACT工艺的特点是PACT颗粒包裹在活性污泥絮体中 由于活 性炭的吸附 大部分有毒物质首先被活性炭吸附 因此 生物池内游离的有毒物质少 不会对微生 物造成毒害作用 煤气化废水治理工艺路线基本遵行 物化预处理 A O生化处理 物化深度处理 为了检验 PACT工艺在高浓度煤气洗涤废水处理中的运行效果是否达到污水回用要求特进行本次试验 1 1 中试设备介绍中试设备介绍 1 11 1 PACTPACT工艺流程工艺流程 4040 絮 凝 池 56 二沉池好氧池缺氧池 100 16 150 砂 滤 池 图图1 1 中试工艺流程中试工艺流程 图1 1显示了此次中试工艺的流程 煤气污水首先进入缺氧池 在这里和好氧池的回流液混合 进行反硝化反应脱氮 出水进入好 氧池 粉末炭也加入好氧池 物理吸附和生物代谢过程同时进行 协同作用 活性炭能够 缓冲 废水中有毒有机物的毒性从而减轻其对生物系统的不利影响 曝气反应之后 已得到处理的废水和 2 粉末炭混合泥浆在絮凝池进行混凝反应 然后进入二次沉淀池进行固液分离 污泥回流到缺氧池 上清液溢流到砂滤池 进行过滤 1 21 2 中试设备中试设备 本中试系统主要组成设备 1 缓冲水箱 25L 缺氧池 25L 好氧池 75L 二沉池 25L 砂滤池 10L 2 给水泵 缺氧池出水泵 内回流泵 污泥回流泵 出水泵 加药计量泵 2 个 一开一备 空压机 配过滤器 压力表 3 在线 PH 计 空气流量计 4 进水阀门 好氧出水阀门 缺氧池出水阀门 产水阀门 砂滤反洗阀门和连接管道若干 主要设计参数 项目项目参数参数单位单位 平均设计流量 16ml min 活性炭投加量 1200mg l 好氧池溶解氧4 0mg l MLSS15g l 总池容 100L 缺氧池容 25L 好氧停留时间 78H 缺氧停留时间 26H 标态空气流量8 L min 2 沉淀池 项目项目参数参数单位单位 设计总流量16ml min 选择污泥回流比150 回流量24ml min 3 砂滤池 项目项目参数参数单位单位 3 项目项目参数参数单位单位 设计总流量16ml min 砂滤池溶10L 砂滤填料高170 200mm 1 31 3 PACTPACT试验进出水水质试验进出水水质 1 进水平均值 COD mg l 5035 BOD mg l 2937 总酚 mg l 1050 氯 mg l 75 硫化物 mg l 0 183 油 mg l 44 4 正磷 mg l 0 85 硝氮 mg l 45 17 氨氮 mg l 135 TKN mg l 201 氰化物 mg l 3 41 碱度 mg l 以CaCO3计 1089 总溶固 mg l 3321 PH9 0 2 出水要求 COD mg l 80 BOD mg l 30 NH3 N mg l 5 TKN mg l 15 P mg l 1 TSS mg l 10 pH7 8 2 2 PACTPACT 主要参数主要参数 1 缺氧池停留时间 26 h 2 好氧池停留时间 78 h 3 好氧池溶解氧 4 mg l 4 4 MLSS 7mg l 5 污泥龄 29 d 6 PAM溶药浓度 1000 mg l 7 PAM投加量 10 ppm 8 产水量 16ml min 9 砂滤后水质 COD 60mg l BOD 30mg l NH3 N 5mg l 3 PACT3 PACT 的特点的特点 PACT 工艺是专门针对难降解污染物处理的一种工艺 能够有效的去除水中的各种污染物 该 PACT 粉末活性炭技术主要是通过向反应池内投加大量活性炭 利用活性炭的大比表面积 污染物 质 有毒物质 金属离子被吸附在活性炭上 一方面 将污染物的水力停留时间转化为固体停留时 大大延长了生化反应的时间 保证了难降解污染物质有足够的反应时间 另外 污水中的有毒物质 被吸附在粉末活性炭上 避免了有毒物质对微生物的毒害 保证了生化系统的稳定 由于 PACT 粉 末活性炭工艺需要在反应池内投加大量的粉末活性炭 如果不对活性炭进行再生处理 投加的新鲜 活性炭太多 运行费用高 而传统的活性炭再生工艺不能有效的满足粉末活性炭再生的要求 因此 采用湿式空气再生 WAR 工艺对活性炭进行再生 通过活性炭的再生 能够使绝大部分活性炭重 复利用 大大减少新鲜活性炭的投加量 降低了处理过程的运行费用 另外 由于在湿式空气再生 的过程中 活性污泥与粉末活性炭一起在反应釜中反应 活性污泥变为无机灰分 因此 工艺过程 不需要进行脱水处理 大大降低了污泥处理费用 并解决了传统工艺需要大量脱水污泥需要进行填 埋的问题 4 4 试验分析项目试验分析项目 4 14 1 水质分析项目水质分析项目 4 1 14 1 1 现场测试项目现场测试项目 1 每天检测项目 DO 仪 PH 仪自测溶解氧 温度 PH SV 2 每周 3 次检测项目 进出水 COD NH3 NO3 NO2 3 每周 2 次检测项目 进出水 缺氧 好氧 TSS MLSS 4 1 24 1 2 稳定运行阶段检测项目稳定运行阶段检测项目 1 每周 3 次检测项目 进水 总磷 硫氰化物 酚 碱度 硫化物 碱度 4 24 2 主要指标测试方法主要指标测试方法 5 CODcr重铬酸钾氧化法 NH3 N纳氏试剂比色法 SS重量法 注 自测CODcr NH3 N用哈希DR850测试 DO用便携式溶氧仪 5 5 PACTPACT 中试中试步骤步骤 5 5 1 1 中试各阶段运行时间中试各阶段运行时间 此次中试主要分污泥培养和连续稳定运行两阶段 2010 年 1 月 21 日至 2010 年 1 月 31 日 中试设备进场 设备安装 管道连接 2010 年 2 月 1 日 2010 年 3 月 5 日 设备启动和污泥培养及调试运行 2010 年 3 月 6 日 2010 年 4 月 15 日 稳定阶段连续运行 2010 年 4 月 16 日 2010 年 5 月 6 日中试设备维持运行 完成试验报告 表表5 1污泥培养驯化和稳定运行进水量试验时间污泥培养驯化和稳定运行进水量试验时间 序号进水量 ml min 气量 l min 起止时间备注 132 52010年2月1日 2010年2月4日进泥进水流量 2662010年2月6日 2010年2月8日污泥培养 3166 102010年2月9日 2010年3月5日设备运行 41682010年3月6日 2010年4月15日稳定运行 5 5 2 2 中试各阶段运行情况中试各阶段运行情况 5 2 15 2 1 污泥培养驯化阶段污泥培养驯化阶段 在气化厂给排水 SBR 池中部取混合液 注入厌氧池 好氧池 沉淀池 共 100 升 再加入 清水注满三个池 启动设备循环运转 进水量 3ml min 逐渐增加直至达到 16 ml min 启动参数 水温 25 PH 调节 6 5 7 5 进水量 3 16 ml min MLSS 5000 mg l 5 2 25 2 2 稳定运行阶段稳定运行阶段 稳定运行阶段 各项指标满足要求 其中沉淀池出水水质 COD 平均值 56mg l 砂滤池为 6 46mg l BOD 平均值 18mg l NH3 N 平均值 2 3 mg l KTN 平均值 10 mg l 运行参数 PH 调节 6 5 7 5 进水量 16 ml min 气量 8 l min MLSS 16300 mg l 6 6 试验结果试验结果 6 6 1 1 水质分析水质分析 6 1 16 1 1 PACTPACT系统进水产水系统进水产水CODCOD 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 6 Mar 8 Mar 10 Mar 12 Mar 14 Mar 16 Mar 18 Mar 20 Mar 22 Mar 24 Mar 26 Mar 28 Mar 30 Mar 1 Apr 3 Apr 5 Apr 7 Apr 9 Apr 11 Apr 13 Apr 15 Apr 时间 进水COD mg l 0 20 40 60 80 100 120 140 出水COD mg l 进水沉淀出水砂滤出水 图图6 1 PACT系统进出水系统进出水COD 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 5 Mar 7 Mar 9 Mar 11 Mar 13 Mar 15 Mar 17 Mar 19 Mar 21 Mar 23 Mar 25 Mar 27 Mar 29 Mar 31 Mar 2 Apr 4 Apr 6 Apr 8 Apr 10 Apr 12 Apr 14 Apr 16 Apr 时间 进水COD mg l 97 6 98 0 98 4 98 8 99 2 99 6 100 0 COD去除率 进水CODCOD去除率 7 图图6 2 PACT 系统系统COD去除率去除率 原水与PACT系统沉淀池出水及砂滤出水COD每周检测记录3次 测试结果显示在图6 1和中图6 2 中 从上图中可知 PACT系统进水COD波动比较大 最大值6100mg l 最小值2800mg 3月8 日 3月22日 沉淀池和砂滤出水COD逐渐降低 其中砂滤出水COD平均值小于60mg l 到3月23日 COD稳定在39 8mg l左右 从图6 2中 可以看出COD去除率平均在99 2 去除率较高 满足要求 从上图中说明从3月20号以后 DO进行了调整 将DO值提高到4以上 COD去除率效果显著 6 1 26 1 2 PACTPACT 系统进水产水系统进水产水 NHNH3 3 N N 0 50 100 150 200 250 300 5 Mar 7 Mar 9 Mar 11 Mar 13 Mar 15 Mar 17 Mar 19 Mar 21 Mar 23 Mar 25 Mar 27 Mar 29 Mar 31 Mar 2 Apr 4 Apr 6 Apr 8 Apr 10 Apr 12 Apr 14 Apr 时间 进水NH3 N mg l 0 0 5 1 1 5 2 2 5 3 3 5 4 4 5 5 5 5 出水NH3 N mg l 进水出水 图图6 4PACT系统进出水系统进出水NH3 N 从NH3 N检测结果看 PACT系统进水NH3 N在91 2 275mg L之间 波动较大 平均值 130 8mg L PACT系统产水NH3 N平均2 02mg L 平均除去率仅为98 25 从图6 4中我们也发现3 月20号 搅拌器的搅拌频率提高 好氧池混合较好 同时DO值提高 导致出水NH3 N较低 PACT系统进水NH3 N去除率在91 2 99 51 之间 平均值98 25 见图6 5 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 5 Mar 7 Mar 9 Mar 11 Mar 13 Mar 15 Mar 17 Mar 19 Mar 21 Mar 23 Mar 25 Mar 27 Mar 29 Mar 31 Mar 2 Apr 4 Apr 6 Apr 8 Apr 10 Apr 12 Apr 14 Apr 时间 NH3 N mg l 90 00 91 00 92 00 93 00 94 00 95 00 96 00 97 00 98 00 99 00 100 00 NH3 N去除率 进水NH3 NNH3 N去除率 图图6 5 PACT 系统系统NH3 N去除率去除率 8 6 1 46 1 4 PACTPACT 系统进水 出水及好氧池系统进水 出水及好氧池 TSSTSS 0 5000 10000 15000 20000 25000 5 Mar 7 Mar 9 Mar 11 Mar 13 Mar 15 Mar 17 Mar 19 Mar 21 Mar 23 Mar 25 Mar 27 Mar 29 Mar 31 Mar 2 Apr 4 Apr 6 Apr 8 Apr 10 Apr 12 Apr 14 Apr 时间 好氧池TSS mg l 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 进水TSS mg l 砂滤出水TSS mg l 好氧池TSS进水TSS砂滤出水TSS 图图6 6 PACT系统进水产水系统进水产水TSS 见图 6 6 PACT 系统进水 TSS 在 5 95mg L 之间 平均值 39 85mg L PACT 系统产水 TSS 平 均 6 1mg L 好氧池 TSS 在 14820 23610mg L 之间 6 1 5 PACT 缺氧池 好氧池 沉淀池缺氧池 好氧池 沉淀池 NO3 N NO2 N 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 5 Mar 7 Mar 9 Mar 11 Mar 13 Mar 15 Mar 17 Mar 19 Mar 21 Mar 23 Mar 25 Mar 27 Mar 29 Mar 31 Mar 2 Apr 4 Apr 6 Apr 8 Apr 10 Apr 12 Apr 14 Apr 时间 NO3 N mg l 0 0 2 0 4 0 6 0 8 1 1 2 1 4 1 6 1 8 2 NO2 N mg l 缺氧池NO3 N缺氧池NO2 N 图图6 7 PACT系统缺氧池系统缺氧池NO3 N NO2 N 见图 6 7 PACT 系统缺氧池 NO2 N 在 0 1 8mg l 之间 平均值 0 195mg l PACT 系统缺氧池 NO3 N 在 4 5 80mg l 之间 平均值 43 68mg l 9 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 5 Mar 7 Mar 9 Mar 11 Mar 13 Mar 15 Mar 17 Mar 19 Mar 21 Mar 23 Mar 25 Mar 27 Mar 29 Mar 31 Mar 2 Apr 4 Apr 6 Apr 8 Apr 10 Apr 12 Apr 14 Apr 时间 NO3 N mg l 0 10 20 30 40 50 60 好氧池NO3 N好氧池NO2 N 图图6 8 PACT系统好氧池系统好氧池NO3 N NO2 N 见图 6 8 PACT 系统好氧池 NO2 N 在 0 08 53 1mg l 之间 平均值 39 16mg l PACT 系统好氧 池 NO3 N 在 5 2 182mg l 之间 平均值 39 16 mg l 说明好氧池硝化反应良好 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 5 Mar 7 Mar 9 Mar 11 Mar 13 Mar 15 Mar 17 Mar 19 Mar 21 Mar 23 Mar 25 Mar 27 Mar 29 Mar 31 Mar 2 Apr 4 Apr 6 Apr 8 Apr 10 Apr 12 Apr 14 Apr 时间 NO3 N mg l 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 沉淀池NO3 N沉淀池NO2 N 图图6 9 PACT系统沉淀池系统沉淀池NO3 N NO2 N 见图 6 9 PACT 系统沉淀池 NO2 N 在 0 06 47 2mg l 之间 平均值 8 23mg l PACT 系统沉淀 池 NO3 N 在 2 4 153mg l 之间 平均值 29 2 mg l 6 2 PACT 系统运行参数分析系统运行参数分析 PACT系统运行的主要参数除了溶解氧 DO 和温度及SV外 还有缺氧池和好氧池的PH值 图 6 10 图 6 12 分别显示了稳定运行阶段 PH DO SV 随时间的变化 图6 10显示缺氧池的PH值在6 5 8之间 平均值7 68 缺氧池的PH值在7 65 8 48之间 平均值 7 92 沉淀池的PH值在7 72 8 25之间 平均值7 98 图6 11显示了温度和DO值随时间的变化 温度变化较大在21 2 33 7 缺氧池的DO平均在 0 13mg l 好氧池的DO平均在3 76mg l 最佳DO值控制在3 5 4 0 mg l之间 图6 12显示了SV随时间的变化 从图中可以看出 SV的变化较大 25 71 10 7 4 7 6 7 8 8 8 2 8 4 8 6 5 Mar 7 Mar 9 Mar 11 Mar 13 Mar 15 Mar 17 Mar 19 Mar 21 Mar 23 Mar 25 Mar 27 Mar 29 Mar