EF-Feox-生化法處理煤氣洗冷廢水生產(chǎn)性試驗(yàn)研究

劉瑞來 林 皓 張 健 胡家朋 饒瑞曄

(1.武夷學(xué)院生態(tài)與資源工程學(xué)院，福建省武夷山市，354300；2.福建省環(huán)境科學(xué)研究院，福建省福州市，350013)

★ 節(jié)能與環(huán)保 ★

EF-Feox-生化法處理煤氣洗冷廢水生產(chǎn)性試驗(yàn)研究

劉瑞來1林 皓1張 健2胡家朋1饒瑞曄1

(1.武夷學(xué)院生態(tài)與資源工程學(xué)院，福建省武夷山市，354300；2.福建省環(huán)境科學(xué)研究院，福建省福州市，350013)

以EF-Feox法作為煤氣洗冷廢水的前處理工藝，氣浮、水解酸化/SBR工藝作為后續(xù)處理工藝，針對閩清福建紅葉陶瓷建材有限公司煤氣發(fā)生站排出的煤氣洗冷廢水進(jìn)行生產(chǎn)性試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，煤氣洗冷廢水經(jīng)過EF-Feox池預(yù)處理后，酚類平均去除效率高達(dá)90%以上，雖然COD平均去除率僅47%，但B/C比由最初的0.09提高至處理后的0.45，廢水可生化性顯著提高。其出水再經(jīng)氣浮池、水解酸化池和SBR池處理后，最終出水COD和酚類平均濃度約為84.5 mg/L和0.46 mg/L，且出水BOD5、SS、氨氮、石油類和pH等各指標(biāo)均符合《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)中規(guī)定的一級排放標(biāo)準(zhǔn)，廢水可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放，說明該組合工藝應(yīng)用于處理實(shí)際煤氣洗冷廢水技術(shù)可行，組合工藝的成本分析顯示，其直接運(yùn)行成本為6.353元/m3。該工藝具有良好的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)可行性，可以解決相關(guān)企業(yè)含酚污水治理難題，具有較好的環(huán)境效益與社會(huì)效益。

EF-Feox 煤氣洗冷廢水 生產(chǎn)性試驗(yàn) 酚類 去除率

瓷磚生產(chǎn)廠家大部分使用小型煤氣發(fā)生站獲取煤氣，用于燒制瓷磚。煤氣的生產(chǎn)原料是煙煤，凈化煤氣工藝所排放的煤氣洗冷廢水水質(zhì)復(fù)雜且可生化性較差，很難進(jìn)行生物處理。廢水處理效果不好無法達(dá)標(biāo)排放，而強(qiáng)行進(jìn)行廢水的循環(huán)使用則又必然影響產(chǎn)品質(zhì)量。

為了從根本上解決瓷磚生產(chǎn)廠家煤氣洗冷廢水難于處理的問題，本文采用EF-Feox與氣浮+水解酸化+SBR法進(jìn)行工藝組合，先使用EF-Feox法對煤氣洗冷廢水進(jìn)行改性處理，去除廢水中酚類，同時(shí)提高廢水可生化性以利于后續(xù)生物處理，同時(shí)EF-Feox法因Fe2+的存在而具有絮凝作用；再采用氣浮池加強(qiáng)絮凝效果，去除廢水中的乳化油等有機(jī)物，避免對后續(xù)生物處理產(chǎn)生影響；然后采用水解酸化池處理，主要是為了對廢水中大分子有機(jī)物進(jìn)行水解酸化作用，進(jìn)一步提高廢水可生化性；最后采用SBR法處理作為達(dá)標(biāo)處理工藝。

通過生產(chǎn)性試驗(yàn)驗(yàn)證中試試驗(yàn)工藝方案處理煤氣洗冷廢水的效果，確定組合工藝處理煤氣洗冷廢水的最佳設(shè)計(jì)參數(shù)，以期為組合工藝進(jìn)一步的推廣應(yīng)用提供豐富詳實(shí)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)參考與有益借鑒。

1 生產(chǎn)性試驗(yàn)工程設(shè)計(jì)

1.1 廢水水質(zhì)與出水水質(zhì)要求

煤氣洗冷廢水水量為240 m3/d，平均水質(zhì)詳見表1。根據(jù)閩清當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門的要求，污水站的出水水質(zhì)應(yīng)達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)中規(guī)定的一級排放標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)水水質(zhì)pH值為6.5，出水平均水質(zhì)pH值為6～9，其主要水質(zhì)指標(biāo)要求如表1所示。

表1 廢水處理出水標(biāo)準(zhǔn)

1.2 試驗(yàn)流程與方法

處理煤氣洗冷廢水生產(chǎn)性試驗(yàn)的工藝流程如圖1所示。

1.2.1 調(diào)節(jié)池

廢水在煤氣發(fā)生站排出后，經(jīng)煤氣發(fā)生站內(nèi)設(shè)置的隔油池回收煤焦油后進(jìn)入污水處理系統(tǒng)的調(diào)節(jié)池。調(diào)節(jié)池主要作用為充分調(diào)節(jié)煤氣洗冷廢水水質(zhì)水量，為后續(xù)反應(yīng)提供適宜的進(jìn)水水質(zhì)。設(shè)置調(diào)節(jié)池一座，設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)時(shí)間24 h，設(shè)計(jì)有效池容240 m3，凈尺寸為6.0 m×10.0 m×4.5 m，超高0.5 m。池內(nèi)設(shè)置調(diào)節(jié)池潛污泵2臺(tái)，1用1備，型號為WQ10-10-1.5；設(shè)置浮球液位控制器1個(gè)；設(shè)置潛水?dāng)嚢铏C(jī)1臺(tái)，型號為QJB4/6-320/3-960/C/S。

圖1 處理煤氣洗冷廢水生產(chǎn)性試驗(yàn)的工藝流程圖

1.2.2 硫酸藥劑配兌桶

用于調(diào)節(jié)電-Fenton池進(jìn)水的pH，將其調(diào)至4.0，以利于電-Fenton池內(nèi)反應(yīng)的進(jìn)行，設(shè)計(jì)有效容積為0.5 m3。

1.2.3 電-Fenton池(EF-Feox法)

采用EF-Feox法的電-Fenton池設(shè)計(jì)停留時(shí)間為3 h，設(shè)計(jì)有效容積為30 m3，凈尺寸為6.35 m×2.56 m×2.5 m，超高0.5 m。池內(nèi)主要通過電-Fenton技術(shù)去除煤氣洗冷廢水中的酚類，設(shè)計(jì)參數(shù)如下：電流為0.6 A，電壓為15 V，進(jìn)水pH經(jīng)管道泵泵入酸調(diào)節(jié)pH值為4.0，H2O2投加量為3.0 mL/L，電解質(zhì)NaCl濃度為17 mmol/L，極板間距為10 cm，停留時(shí)間為3 h，煤氣洗冷廢水中酚類去除率可達(dá)92.82%。同時(shí)由于反應(yīng)體系內(nèi)Fe2+的存在，該池具有一定的絮凝作用，可以去除部分有機(jī)物。

1.2.4 NaOH藥劑配兌桶

當(dāng)含油廢水pH值處于6.5～8.5時(shí)，氣浮效率達(dá)90%～93.4%；pH過高則氣浮效率迅速下降，pH高于12時(shí)氣浮效率低于60%，因此適宜的pH值是影響氣浮處理效果的重要因素。NaOH藥劑配兌桶用于調(diào)節(jié)電-Fenton池出水的pH，將其調(diào)至7.0，以利于后續(xù)氣浮池內(nèi)反應(yīng)的進(jìn)行，設(shè)計(jì)有效容積為0.5 m3。

1.2.5 豎流氣浮池

氣浮法的原理是設(shè)法在水中產(chǎn)生大量微小氣泡，同時(shí)加入浮選劑或助凝劑，形成氣、水與被去除物質(zhì)三相混合體的絮體，在氣泡上升浮力、界面張力及靜水壓力差等共同作用下，促使微小細(xì)氣泡粘附于混合絮體之上，因其密度小于水從而上浮至水面，得到油粒的分離去除。設(shè)計(jì)氣浮池通過加入助凝劑PAM，增強(qiáng)絮凝效果，去除廢水中的油粒。氣浮裝置主要組成部分為溶氣裝置、氣浮池及刮渣機(jī)等，使用鋼結(jié)構(gòu)，凈尺寸為?1.6 m×2.5 m，設(shè)計(jì)流量為10 m3/h。選用1套TR-4溶氣罐；TV-Ⅱ溶氣釋放器1個(gè)；V-36/7型空壓機(jī)1臺(tái)，流量為0.36 m3/h；選用1臺(tái)ISG-200A溶氣水泵，流量為4 m3/h。

1.2.6 PAM藥劑配兌桶

PAM藥劑配兌桶采用PE材質(zhì)，體積為500 L。設(shè)置PAM投藥計(jì)量泵2臺(tái)，流量為20 L/h，一用一備。

1.2.7 水解酸化池

研究中發(fā)現(xiàn)煤氣洗冷廢水經(jīng)過EF-Feox法處理后出水中COD含量仍然較高，由于當(dāng)中仍然還有大量的難降解的大分子有機(jī)物，因此不適合直接使用好氧處理工藝，須設(shè)置水解酸化反應(yīng)器。通過微生物的作用，在去除煤氣洗冷廢水中易降解有機(jī)物的同時(shí)，更為重要的是通過水解酸化將難生物降解大分子有機(jī)物變?yōu)橐子谏锝到獾奈镔|(zhì)將其去除。水解酸化池設(shè)計(jì)停留時(shí)間為12 h，設(shè)計(jì)池容為120 m3，凈尺寸為5 m×5 m×5.5 m。內(nèi)置厭氧組合填料930條，尺寸為?150 mm×80 mm。

1.2.8 SBR池

SBR池采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，主要用于去除廢水中COD、氨氮等。SBR池按8 h反應(yīng)周期設(shè)計(jì)，設(shè)2個(gè)反應(yīng)池，排水比例為25%。設(shè)計(jì)池容為320 m3，共2個(gè)池子，單池池容為160 m3，單池池體凈尺寸為5 m×6.4 m×5.5 m。

SBR反應(yīng)器內(nèi)曝氣系統(tǒng)選用2臺(tái)羅茨鼓風(fēng)機(jī)供氧(一用一備)，型號為FTB-65型，單臺(tái)風(fēng)量Q為2.55 m3/min，功率N為3 kW，風(fēng)機(jī)出口風(fēng)壓P為53.9 kPa。同時(shí)風(fēng)機(jī)配有空氣濾清器、消聲器與安全閥等；選用管式微孔曝氣器，單條長度為0.7 m，材質(zhì)ABS，總數(shù)為96條。

池內(nèi)安裝有1臺(tái)浮桶潷水器，型號為HLB50-0.7-1.8/4-150QA，潷水器的排水量為50 m3/h。

1.2.9 污泥池

設(shè)置污泥池2座，1座用于收集物化反應(yīng)產(chǎn)生污泥，1座用于收集生化反應(yīng)產(chǎn)生污泥，2座污泥池尺寸相同，凈尺寸為4.0 m×2.875 m×4.5 m。

1.2.10 清水池

設(shè)置1座清水池，凈尺寸為6.0 m×3.0 m×4.5 m，有效容積72 m3，其作用主要是作為氣浮溶氣水水源，可以作為廠區(qū)雜用水回用水源。

1.3 主要設(shè)備

本生產(chǎn)性試驗(yàn)設(shè)計(jì)處理煤氣洗冷廢水的規(guī)模為240 t/d，生產(chǎn)性試驗(yàn)所需主要裝置及其詳細(xì)參數(shù)見表2。

表2 主要裝置規(guī)模與設(shè)計(jì)參數(shù)

2 生產(chǎn)性試驗(yàn)效果與數(shù)據(jù)分析

2.1 啟動(dòng)期

整個(gè)調(diào)試階段約持續(xù)58 d，其中電-Fenton池與氣浮池調(diào)試時(shí)間較短，僅2～3 d即實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行；生化處理工藝因接種馴化污泥，所需時(shí)間較長，特別是水解酸化池調(diào)試約持續(xù)58 d。調(diào)試階段排出的廢水不達(dá)標(biāo)，因此不外排，回流至調(diào)節(jié)池。

2.1.2 電-Fenton池

在本次生產(chǎn)性試驗(yàn)調(diào)試中，嘗試將電流由0.6 A提高至0.8 A，發(fā)現(xiàn)電流提高會(huì)導(dǎo)致陽極析出小氣泡，即析出O2現(xiàn)象，降低了電-Fenton法對有機(jī)物的去除效果。

調(diào)試中發(fā)現(xiàn)H2O2投加量按照中試研究所得3 mL/L投加時(shí)，酚類去除效果較差，低于90%，未達(dá)到預(yù)期效果；調(diào)整H2O2投加量，將其提高至4 mL/L后，酚類去除效果達(dá)90%以上。

調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)電-Fenton本身具有較好的電氣浮效果，對石油類去除效果較好，但由于設(shè)計(jì)中未考慮電氣浮作用，沒有設(shè)置自動(dòng)刮渣機(jī)，運(yùn)行中需人工除渣，較為不便。

調(diào)試階段根據(jù)試驗(yàn)具體情況調(diào)整工藝參數(shù)，并采用中心復(fù)合實(shí)驗(yàn)進(jìn)行響應(yīng)曲面設(shè)計(jì)，進(jìn)一步優(yōu)化電-Fenton工藝實(shí)驗(yàn)條件，所得最佳工藝條件如下：控制電流為0.6 A、電解質(zhì)NaCl為17 mmol/L、板間距d為10 cm、H2O2投加量為4 mL/L、pH為4.0以及停留時(shí)間為3 h。

2.1.2 豎流式氣浮池

設(shè)計(jì)方案中為實(shí)現(xiàn)較好的氣浮效果，擬同時(shí)投加PAC和PAM。而實(shí)際調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)，由于電-Fenton反應(yīng)會(huì)逐漸產(chǎn)生鐵離子，在回調(diào)pH過程中與OH-反應(yīng)生成Fe(OH)3與Fe(OH)2，具有較好的絮凝作用，因此實(shí)際運(yùn)行只投加PAM，對酚類和石油類均可達(dá)到較好的去除效果。

2.1.3 水解酸化工藝

水解酸化池停留時(shí)間為12 h，污泥接種廠內(nèi)原有厭氧池的厭氧顆粒污泥。調(diào)試階段水解酸化池進(jìn)水采用豎流式氣浮池出水與部分自配水混合配制而成，采用配水方式進(jìn)行水解酸化池啟動(dòng)試驗(yàn)的目的在于為其提供一個(gè)較為穩(wěn)定的進(jìn)水水質(zhì)與運(yùn)行負(fù)荷，保證水解酸化池的順利啟動(dòng)。水解酸化池采用低負(fù)荷策略啟動(dòng)，即逐步提高反應(yīng)進(jìn)水濃度，以使厭氧微生物逐漸適應(yīng)煤氣洗冷廢水對酚類的耐受性。水解酸化池COD去除效果如圖2所示。

圖2 水解酸化池COD去除效果

由圖2可以看出，在調(diào)試的初始階段，進(jìn)水COD平均濃度約為400 mg/L，COD去除效率處于33%～39%之間。隨著進(jìn)水COD不斷增加，水解酸化池的COD去除效果一直平穩(wěn)上升，當(dāng)進(jìn)水COD平均濃度約為980 mg/L時(shí)，COD去除效率最終穩(wěn)定在52%左右，此時(shí)出水COD平均濃度處于450～470 mg/L之間，約58 d后水解酸化池啟動(dòng)成功，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行。水解酸化池COD去除效果較為穩(wěn)定，說明進(jìn)水水質(zhì)波動(dòng)對COD去除效率的影響較小，水解酸化池抗沖擊負(fù)荷能力較強(qiáng)，原因在于水解酸化池具有較長的水力停留時(shí)間，不僅可以降解大分子有機(jī)物使得COD得以有效降解，亦相當(dāng)于穩(wěn)定調(diào)節(jié)出水效果的功能；而且電-Fenton+氣浮工藝對進(jìn)水已進(jìn)行了較好的預(yù)處理，毒性物質(zhì)如酚類得到大幅降解，且水質(zhì)可生化性大大提高，有利于后續(xù)生物處理的順利進(jìn)行。

2.1.4 SBR工藝

SBR池主要用于去除廢水中COD和酚類等，SBR池反應(yīng)周期為8 h，含2個(gè)反應(yīng)池，排水比例約為25%。設(shè)計(jì)池容320 m3，共2個(gè)池子，單池池容160 m3，反應(yīng)器內(nèi)曝氣系統(tǒng)選用羅茨鼓風(fēng)機(jī)供氧。本試驗(yàn)進(jìn)水為水解酸化池出水，接種鄰近福州市祥板污水處理廠好氧污泥10 t，兩個(gè)池體分別接種5 t，通過鏡檢發(fā)現(xiàn)該污泥生物相活性較好，菌膠團(tuán)結(jié)構(gòu)密實(shí)。

在啟動(dòng)初期，鏡檢發(fā)現(xiàn)SBR池內(nèi)活性污泥豆形蟲較多，但SV30值較低，污泥活性不高，隨著活性污泥逐步適應(yīng)煤氣洗冷廢水水質(zhì)，SBR池生物相逐漸發(fā)生變化，開始出現(xiàn)鐘蟲和輪蟲等，SBR系統(tǒng)污泥相如圖3所示。

圖3 SBR系統(tǒng)污泥相

由圖3可以看出，啟動(dòng)過程中由于SBR池中存在著較大的濃度遞度，且缺氧、好氧段交替變化，有效地抑制了絲狀茵的生長與繁殖，系統(tǒng)內(nèi)未出現(xiàn)污泥膨脹現(xiàn)象，極大地提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性與抗沖擊負(fù)荷能力。此外，電-Fenton池因反應(yīng)需要而添加的電解質(zhì)NaCl也未對后續(xù)生化處理單元產(chǎn)生抑制影響。

SBR池整個(gè)啟動(dòng)過程較為順利，SBR池COD去除效果如圖4所示。

圖4 SBR池COD去除效果

由圖4可以看出，啟動(dòng)初期，進(jìn)水COD濃度處于250～275 mg/L之間，COD去除效果僅約為50%，此時(shí)SBR池內(nèi)微生物尚未適應(yīng)進(jìn)水水質(zhì)，因此COD去除效果略低。隨著進(jìn)水COD濃度不斷升高，SBR池好氧微生物逐步適應(yīng)實(shí)際煤氣洗冷廢水水質(zhì)，COD去除效果也不斷提升。當(dāng)進(jìn)水COD平均濃度達(dá)450～470 mg/L時(shí)，COD去除效果較好，出水COD平均濃度僅為88.5 mg/L。經(jīng)過26 d左右的啟動(dòng)，SBR池已成功實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行。實(shí)際煤氣洗冷廢水經(jīng)過水解酸化池的進(jìn)一步處理，水質(zhì)水量均已較為穩(wěn)定，廢水可生化性大大提高，進(jìn)入SBR池后池內(nèi)的好氧微生物進(jìn)一步降解廢水中所含COD，效果穩(wěn)定，出水水質(zhì)COD濃度低于100 mg/L，已達(dá)標(biāo)。

2.2 穩(wěn)定運(yùn)行期

生產(chǎn)性試驗(yàn)示范工程自啟動(dòng)以來，整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行效果穩(wěn)定，出水水質(zhì)較好，均低于《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)中規(guī)定的一級排放標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。

2.2.1 EF-Feox法預(yù)處理煤氣洗冷廢水

生產(chǎn)性試驗(yàn)示范工程首先采用EF-Feox法對煤氣洗冷廢水進(jìn)行預(yù)處理，去除實(shí)際廢水中酚類，提高其可生化性?？刂齐娏鳛?.6 A、電解質(zhì)NaCl為17 mmol/L、板間距d為10 cm、H2O2投加量為4 mL/L、pH為4.0、停留時(shí)間為3 h等參數(shù)，探究EF-Feox法預(yù)處理煤氣洗冷廢水的生產(chǎn)性試驗(yàn)運(yùn)行效果，其中處理前和處理后的煤氣洗冷廢水中的可生化(B/C)分別為0.09和0.45。采用EF-Feox法處理煤氣洗冷生產(chǎn)性試驗(yàn)廢水效果見表3。

表3 采用EF-Feox法處理煤氣洗冷生產(chǎn)性試驗(yàn)廢水效果

注：以上均為平均值

由表3可以看出，煤氣洗冷廢水經(jīng)過采用EF-Feox法的電-Fenton池預(yù)處理后，酚類去除效果明顯，出水酚平均濃度僅為15.41 mg/L，平均去除效率高達(dá)92.79%；COD去除效果較差，平均去除率僅為47.65%，但可生化性大大提高，B/C比由最初的0.09提高至處理后的0.45，且出水水質(zhì)穩(wěn)定，已可用于后續(xù)生物處理工藝。此外，因電-Fenton池內(nèi)有電氣浮現(xiàn)象，對SS和石油類也有一定去除效果，其平均去除率分別為17.6%和18.3%。

2.2.2 豎流式氣浮池處理效果

實(shí)際生產(chǎn)性廢水經(jīng)采用EF-Feox法的電-Fenton池處理后，進(jìn)入豎流式氣浮池。池中投加助凝劑PAM，其投加量控制在2 mg/L，增強(qiáng)絮凝效果，進(jìn)行氣浮反應(yīng)，去除廢水中的油粒。氣浮處理效果較為穩(wěn)定，氣浮池主要去除廢水中SS和石油類，流式氣浮池處理煤氣洗冷廢水效果見表4。

表4 豎流式氣浮池處理煤氣洗冷廢水效果

注：以上均為平均值

由表4可以看出，廢水經(jīng)氣浮池處理后，SS平均去除率為92.77%，出水平均濃度為52.6 mg/L，已低于《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)中規(guī)定的一級排放標(biāo)準(zhǔn)，即70 mg/L；石油類平均去除率為98.01%，出水平均濃度為4.53 mg/L，已低于《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)中規(guī)定的一級排放標(biāo)準(zhǔn)，即5 mg/L；酚類出水平均濃度為11.67 mg/L，平均去除率為24.27%；COD去除效果略高于酚類，平均去除率達(dá)37.50%，出水COD平均濃度為978.1 mg/L。

2.2.3 水解酸化+SBR工藝處理效果

生產(chǎn)性實(shí)際廢水經(jīng)過電-Fenton和氣浮處理后，廢水中酚類與COD去除效果明顯，二者出水濃度均有較大降低，出水酚類濃度的減少也降低了廢水對微生物的毒性作用，且廢水可生化性大大提高。但煤氣洗冷廢水經(jīng)氣浮處理后出水COD含量仍然較高，不適合直接使用好氧處理工藝，且考慮降低整體工程運(yùn)行費(fèi)用，因此考慮采用水解酸化+SBR組合工藝進(jìn)行后續(xù)廢水處理。通過厭氧微生物的作用，在去除煤氣洗冷廢水中易降解有機(jī)物的同時(shí)，也通過水解酸化將難生物降解大分子有機(jī)物變?yōu)橐子谏锝到獾奈镔|(zhì)將其去除，隨后廢水進(jìn)入SBR池進(jìn)行好氧處理，使出水水質(zhì)符合《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)中規(guī)定的一級排放標(biāo)準(zhǔn)。

水解酸化池+SBR池處理廢水效果見表5。

表5 水解酸化池+SBR池處理廢水效果

由表5可以看出，廢水中各污染物進(jìn)入水解酸化池+SBR池后處理效果較好，在水解酸化池+SBR池穩(wěn)定運(yùn)行過程中，進(jìn)水水質(zhì)隨著廠區(qū)生產(chǎn)情況的變化而存在波動(dòng)，水量水質(zhì)變化范圍約為20%，水解酸化池+SBR池呈現(xiàn)了較好的穩(wěn)定性，抗沖擊負(fù)荷能力較強(qiáng)，出水水質(zhì)較為穩(wěn)定。酚類平均去除率為96.06%，平均出水濃度為0.46 mg/L；COD平均去除率為91.36%，平均出水濃度為84.5 mg/L；BOD5平均去除率為98.45%，平均出水濃度為10.8 mg/L；氨氮平均去除率為86.46%，平均出水濃度為3.1 mg/L，均已實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。

2.2.4 組合工藝系統(tǒng)的整體去除效果分析

組合工藝系統(tǒng)處理煤氣洗冷廢水，pH在平均進(jìn)水與平均出水時(shí)的值分別為6.5和6.8，達(dá)標(biāo)值在6～9之間，整體去除效果見表6。

表6 組合工藝整體去除效果

由表6可以看出，本組合工藝系統(tǒng)整體去除效果較好，COD、酚類、BOD5、SS、氨氮、石油類平均去除率分別為97.17%、99.78%、95.99%、94.60%、88.12%和98.49%，平均出水濃度分別為84.5 mg/L、0.46 mg/L、10.8 mg/L、47.7 mg/L、3.1 mg/L和4.23 mg/L。COD、酚類、BOD5、SS、氨氮、石油類和pH等各指標(biāo)均符合《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)中規(guī)定的一級排放標(biāo)準(zhǔn)，出水達(dá)標(biāo)，說明該組合工藝流程應(yīng)用于處理實(shí)際煤氣洗冷廢水，技術(shù)可行，效果穩(wěn)定。

3 經(jīng)濟(jì)效應(yīng)分析

采用EF-Feox 處理煤氣洗冷廢水的酚，去除成本為19.24元/kg，其處理效果與導(dǎo)流電解法基本相當(dāng)，但更具經(jīng)濟(jì)性。對本套組合工藝進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算，直接運(yùn)行成本6.353元/m3廢水，與混凝-SBR工藝處理此類廢水相比，在運(yùn)行成本有了較大的節(jié)約同時(shí)，具有更好更穩(wěn)定的處理效果。本組合工藝生產(chǎn)性試驗(yàn)效果穩(wěn)定，廢水實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放，解決了企業(yè)污水治理的困難，又有利于當(dāng)?shù)販p排工作的順利進(jìn)行，具有較大的環(huán)境效益與社會(huì)效益。

4 結(jié)論

采用EF-Feox法+氣浮+水解酸化池+SBR法組合工藝處理實(shí)際生產(chǎn)性煤氣洗冷廢水，取得如下結(jié)論：生產(chǎn)性試驗(yàn)調(diào)試階段約持續(xù)58 d，調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)EF-Feox具有較好的電氣浮效果。進(jìn)一步優(yōu)化電-Fenton工藝實(shí)驗(yàn)條件，所得最佳工藝條件如下：控制電流為0.6 A、電解質(zhì)NaCl為17 mmol/L、板間距d為10 cm、H2O2投加量為4 mL/L、pH為4.0、 停留時(shí)間為3h。最終出水COD、酚類、BOD5、SS、氨氮、石油類和pH等各指標(biāo)均符合《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)中規(guī)定的一級排放標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放，且組合工藝直接運(yùn)行成本6.353元/m3，具有良好的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)可行性。

[1] 劉純瑋, 吳超, 劉少芳等. 處理焦化廢水活性炭的制備及性能表征的研究[J]. 中國煤炭, 2016(9)

[2] 郭建英, 楊斌, 魯紅志等. 內(nèi)循環(huán)A/O工藝處理焦化廢水運(yùn)行分析[J]. 中國煤炭, 2012 (11)

[3] 何緒文.煤氣發(fā)生站洗冷廢水治理研究[J]. 環(huán)境污染與防治, 1996 (5)

[4] 王潤葉, 谷天野. 活性污泥處理煤氣廠廢水[J]. 中國煤炭, 2003 (5)

[5] 何緒文, 王增義, 單忠健.煤氣發(fā)生站洗冷廢水處理試驗(yàn)研究[J]. 煤礦環(huán)境保護(hù), 1995 (4)

[6] 王春蘭, 陶其鴻.煙煤冷煤氣站煤氣洗滌-焦化混合廢水生化處理試驗(yàn)[J]. 環(huán)境工程學(xué)報(bào), 1993 (5)

[7] Zhao F, Liu L, Yang F, et al. E-Fenton degradation of MB during filtration with Gr/PPy modified membrane cathode[J]. Chemical Engineering Journal, 2013(3)

[8] Xie Q J, Lu N, Wang L L, et al.Oxidation of hexachlorbenzene by the direct fenton and EF-Feox method[J]. Fresenius Environmental Bulletin, 2005 (10)

Researchonproductiontestingofcoal-gaswashingandcoolingwastewatertreatmentbyEF-Feox-Biochemicalprocess

Liu Ruilai1, Lin Hao1， Zhang Jian2， Hu Jiapeng1， Rao Ruiye1

(1.College of Ecological and Resource Engineering, Wuyi University, Wuyishan, Fujian 354300, China; 2.Fujian Academy of Environmental Science, Fuzhou, Fujian 350013, China)

The authors conducted a production testing to study coal-gas washing and cooling wastewater in gas generator stations fo Fujian Hongye Ceramic Materials Co. LTD in Minqin by using EF-Feox as pretreatment process and flotation, hydrolytic acidification and SBR process as post process. The results showed that average removal rate of phenols was above 90% after EF-Feox pretreatment process, although average removal rate of COD was 47.65%, BOD5/CODcr of coal-gas washing wastewater increased from 0.09 to 0.45, and biodegradability of wastewater remarkably increased. After flotation, hydrolytic acidification and SBR post process, the average concentration of COD and phenols of the effluent was about 84.5 mg/L and 0.46 mg/L, the concentration of BOD5, SS, ammonia nitrogen, petroleum and pH etc, also conformed to the Class A of Integrated Wastewater Discharge Standard (GB 8978-1996) which indicated that treatment wastewater was achievable stable reach the standard and the group technology was feasible when applied to practical coal gas washing and cooling wastewater treatment. The cost analysis of the group technology showed that the direct running costs were 6.353 Yuan/m3. The technology had great technical and economic feasibility which could help relevant enterprises to resolve phenols wastewater treatment difficulties in order to achieve environmental benefit and social benefit.

EF-Feox, coal-gas washing and cooling wastewater, production test, phenols, removal rate

國家自然科學(xué)基金(51406141)，福建省自然科學(xué)基金(2018J05092)，福建省高校產(chǎn)學(xué)研合作(2018Y4011)，武夷學(xué)院引進(jìn)人才(YJ201501)

劉瑞來，林皓，張健等. EF-Feox-生化法處理煤氣洗冷廢水生產(chǎn)性試驗(yàn)研究[J]. 中國煤炭，2017，43(12)：159-164，169.

Liu Ruilai， Lin Hao，Zhang Jian，et al. Numerical Simulation of Particle Motion in Coal Static Pulverized Separator t[J]. China Coal, 2017, 43(12)：159-164，169.

TQ542

A

劉瑞來(1984-)，男，福建霞浦人，博士，副教授，主要從事功能高分子材料及其水處理技術(shù)等方面的研究。

(責(zé)任編輯 王雅琴)