混凝—高效复合微生物处理煤气洗涤废水

黄仕元，曾光明
(湖南大学　 环境工程系，湖南　 长沙　 410082)

　　摘要：对焦油，COD_cr，BOD₅，酚的质量浓度分别为1295mg／L，1642mg／L，581mg／L，260mg／L的煤气气洗涤废水，采用先破乳、后混凝再经复合微生物曝气处理的方法，处理后出水的焦油，COD_cr，BOD₅，酚的质量浓度分别　 6.2～9.2mg／L，61.4～104.4mg／L，26～41mg／L，0.64～0.83mg／L。试验中阳离子高分子破乳剂用量为15mg／L,阳离子高分子混凝剂用量为8mg／L，曝气生物处理用的菌种为人工复合驯化。
　　关键词：煤气；洗涤废水；废水处理；混凝；曝气；破乳
　　中图分类号：X703.1　　 文献标识码：A　　 文章编号：1009-2455（2003）004-0039-03

Treatment of coal Gas Scrubbing Wastewater by Coagulation-High-Effciency Compound Microorganism
HUANG Shi-yuan，ZENG Guang-ming
(EnvironmentEngineeringDepartment，Hunan University，Changsha 410082，China)

　　Abstract：The coal gas scrubbing wastewater whose mass concentrations of coal tar，COD_cr，，BOD₅ and phenol were 1295 mg／L，1642 mg／L，581 mg／L and 260 mg／L respectively was treated by a method of emulsion breaking-coagulation-compound microorganism aeration．After the treatment，the concentrations of coal tar，COD_cr，BOD₅ and phenol in the outlet water were 61.4-104.4 mg／L，24～41 mg／L，0.64～0.83 mg／L respectively．In the test，the use level of cationic polymer emulsion breaking agent was 15 mg／L，the use level of cationic polymer coagulant was 8 mg／L and the inoculating seed used for the aeration biological treatment was artificially compounded and acclimated．
　　Keywords：coal gas；scrubbing wastewater；wastewater treatment；coagulation；aeration；emulsion breaking

　　煤气洗涤废水主要来自冷煤气生产中气液分离器的冷凝水和洗涤塔中的洗涤水，其中含有许多固体杂质，氨、焦油、酚、氰及其他有机物，是较难治理的重要污染物，目前常用的方法有混凝+活性污泥法、混凝+生物接触氧化法、催化湿式氧化法等^[1]。本实验采用混凝+SBR反应器高效复合微生物氧化法处理煤气洗涤废水取得了较好的去除效果。

1 废水水质

　　废水取自衡阳轧钢厂煤气发生站隔油沉淀池的出水，此废水作为试验的原水，其水质见表1。

2 试验材料与装置

　　HCA型阳离子高分子破乳剂，无色透明胶体，含固量39％，能与水以任何比例互溶，且溶速快。阳离子度100％，使用时配制成0.1％浓度。
　　HCB型阳离子高分子混凝剂，无色透明胶体，含固量10％，相对分子质量250万，能与水以任何比例互溶，溶速较快，阳离子度10％，使用时配制成0.1%浓度。
　　混凝沉淀试验采用DHSY型六联电动混凝试验仪，转速30-300r／min，连续可调。SBR反应器有效容积为15L，DKL-120型空气压缩机，压力为0.4Mpa,流量为0.12m³/min。
　　高效复合微生物是采用进口菌种经人工驯化而成，主要由芽苞杆菌属(Bacillus)、产碱假单苞菌属(Pseudomonas)、硫杆菌属(Thiobacillus)、五色杆菌属(Achrommnabcter)、　 亚硝化单胞菌属(Nitrobacter)、肠杆菌属(Enterobacter)及微球菌属(Micococcus)等组成^[2]。

3 试验方法

3.1 混凝沉淀试验
　　取六个1 000mL烧杯，每个分别放　 800mL试验废水样，在六联搅拌机转速为120r／min时，同时投加HCA破乳剂，搅拌1.0min后，快速搅拌下(240r／min)再投加HCB混凝剂，搅拌1.5min，再慢速(60r／min)搅拌10min。静置30min后取上层清液进行分析测定。
3.2 高效复合微生物氧化试验方法
　　高效复合微生物近年来在染料、医药、涂料化工等废水处理工程的应用中获得了很好的效果。其主要是利用高效复合微生物优异的破杂环、断长链、耐盐、除氮、降COD、提高m(BOD)／m(COD)的能力。高效复合微生物与普通活性污泥的显著区别在于高效复合微生物的种类齐全，活性高。
3.2.1 活性污泥微生物的培养
　　将粪便水过滤并稀释，控制BOD₅的质量浓度为450mg／L，作为培养用污水。并将高效复合微生物菌种投入到培养用污水中，在20℃下将1000mL污水进行静态培养，间歇换水，每天1次，每次换水量为混合液容积的一半，经9d培养后，混合液沉降比达到22％，BOD₅去除率达到85％，培养好的活性污泥微生物需继续驯化。
3.2.2 高效复合微生物的驯化
　　在培养成熟的活性污泥混合液中，继续闷曝换水，在换水时加入并逐渐增加煤气洗涤废水的比重，其加入量按每次100mL递增，直到全部进水为煤气洗涤废水，经10d驯化，煤气洗涤废水中BOD₅，焦油，酚的去除率分别达到88％，80％，99％，混合液沉降比为20％，并镜检发现活性污泥中有大量的芽孢杆菌和微球菌属等微生物群体。
3.2.3 高效复合微生物氧化试验方法
　　高效复合微生物驯化稳定后加入SBR反应器中，并放人混凝沉淀出水。分别曝气14，16，18，20h，沉淀2h左右后排放，取出水样测定污染物，求出其去除效率。

4 试验结果与分析

4.1 混凝沉淀试验
4.1.1 HCA阳离子破乳剂最佳投药量的确定
　　当HCB混凝剂投加量为4mg／L时，HCA破乳剂不同投加量对处理效果的影响，如图1。

　　试验结果表明，在HCB为4mg／L的情况下，不同HCA投加量对煤气洗涤废水中的焦油与悬浮物的去除均有较好的效果，去除率分别在81.5％-96.9％，95.6％～97.1％。这是由于呈阴离子型的油水乳液在HCA破乳剂作用下，焦油呈细滴悬浮在水中，当加入阳离子电荷密度高、相对分子质量大的HCB混凝剂时，焦油凝聚成较大的絮凝体沉降下来。HCA用量为15 mg／L时，焦油的去除率达96.7％。
　　当HCA破乳剂投加量为15 mg／L时，改变HCB混凝剂投加量对处理效果的影响，如图2。

　　试验结果表明，当HCB投加量在6～8mg／L时，焦油和SS去除率分别高达97.1％和98.2％，若再继续增加HCB用量，效果反而下降，这与阳离子高分子混凝剂的特性有关。当超过最佳剂量时，由于水样体系电荷反号，使处理效果反而变差。从图2看出，HCA投加量为15 mg／L，HCB投加量为8 mg／L，其焦油、SS去除率最高，而酚、COD_cr的处理效果相对来说也较好。
4.1.2 pH值对处理效果的影响
　　当HCA和HCB投加量分别为15 mg／L与8mg／L时，改变试验废水样的pH值，进行混凝沉淀试验，其结果见图3。

　　PH值在4-8范围内效果较好。在实际应用中，废水的PH值在8左右，所以不需调整其PH值，其焦油、SS的平均去除率可大于95%。
4.1.3　沉降时间对去除焦油效率的影响
　　在原水中，投加HCA 15mg／I，HCB 8mg／L经混凝后沉降15，30，45，60min。结果表明：沉降时间对焦油去除率有较大影响。沉降30min之内，随着沉降时间增加焦油去除率迅速提高，但超过30min后，去除率增加不大。从实际生产的角度，在保证一定的去除率时，沉降时间较短为好，故此确定沉降时间30min为宜。
4.2 高效复合微生物氧化试验
　　试验水样为HC型混凝剂混凝沉淀后的上清液，其水质如表2，试验结果见表3。

　　试验结果表明：当曝气时间为18h，出水酚，焦油，COD_cr，BOD₅的质量浓度分别为0.64-0.83，6.2-9.2，61.4-104.4,26-41mg／L，全部达到了该行业二级及以上排放标准。随着曝气时间的增加，各污染物的去除率也有所增加，但以取曝气时间18h为宜。

5　结论

　　①煤气站煤气洗涤废水经HC型高分子阳离子混凝剂混凝沉淀，在HCA，HCB投加量为15mg／L和8mg／L，其焦油和SS的去除率分别高达97.1％和98.2％，并对酚和有机物也有一定的去除效果。该工艺是一种良好的预处理工艺。
　　②在最佳HCA和HCB投加量分别为15mg／L和8mg／L情况下，煤气洗涤废水的pH值为4-8时，去除焦油和SS的效果最好。混凝沉淀的时间以30min为宜，延长时间不经济，沉降时间过短则焦油和SS的去除效果急剧下降。
　　③高效复合微生物氧化在曝气时间为18h时，即可达到行业排放二级以上标准，酚的去除率达99％以上，COD_cr和BOD₅的去除率都分别大于87％和84％，焦油去除率大于76％。
　　④采用HC型混凝剂进行混凝沉淀预处理和高效复合微生物氧化法二段工艺，可使隔油池后的煤气洗涤废水处理到行业达标。

参考文献：

[1]娄金生，吴俊奇．水污染治理新工艺与设计[M]，北京：海洋出版社，1999．
[2]何义亮，张波．2001年中日水处理技术国际交流会IC]．上海：同济大学出版社，2001，161—164．

作者简介：黄仕元(1967—)，男，湖南益阳人，南华大学环境工程教研室主任，现为湖南大学在读研究生，电话(0734)8280670。