煤化工廢水以高濃度煤氣洗滌廢水為主，含有大量酚、氰、油、氨氮等有毒、有害物質(zhì)。由于煤制以及工藝的不同，不同化工廠(chǎng)的廢水水質(zhì)存在很大差別總體來(lái)說(shuō)，煤化工廢水具有高COD高氨氮低C/N的特點(diǎn)。

1、HBF工藝

結合煤化工生化段水質(zhì)特點(diǎn)和處理要求，漲濟公司開(kāi)發(fā)了HBF(high performance biofilm & floatation Reaction)工藝包用于煤化工高氨氮廢水的處理，即在傳統的AO工藝及SBR技術(shù)的基礎上加以改進(jìn)的污水處理工藝，其實(shí)質(zhì)是兩級AO工藝后接序批分離，并在01、02池及序批池內增加固定床平板填料。該方法為各種優(yōu)勢微生物的生長(cháng)繁殖創(chuàng )造了良好的環(huán)境條件和水力條件，使高難度有機物的降解、氨氮的硝化、反硝化等生化過(guò)程均保持高效反應狀態(tài)，有效提升生化效率。該方法采用組合式聯(lián)體結構，占地面積小、運行費用低、剩余污泥量少。

1.1 工藝流程

HBF工藝流程如圖1所示，污水進(jìn)人HBF池的前置缺氧區，并與回流污泥及硝化液混合，進(jìn)行反硝化反應。前置缺氧池出水進(jìn)人好氧池，在曝氣作用下完成脫碳過(guò)程及硝化反應，由于平板填料的存在還實(shí)現了同步硝化反硝化反應，有超過(guò)80%的總氮在第一段AO得以去除。前置好氧出水再進(jìn)人后置缺氧區，剩余的硝態(tài)氮在此處進(jìn)行反硝化反應得到去除。出水進(jìn)人后置好氧區，進(jìn)一步對剩余有機物進(jìn)行降解。后置好氧區出水流人序批沉淀池1或序批沉淀池2，如果序批沉淀池1作為沉淀池出水，則序批沉淀池2處于曝氣好氧或沉淀狀態(tài)。序批沉淀池的污泥通過(guò)污泥泵回流到前置缺氧區，污泥回流用于強化整個(gè)系統的反硝化效率及污泥濃度的平衡，根據所要求的反硝化效率，可通過(guò)變速調節回流泵改變系統的回流量。剩余污泥從序批沉淀池排出直接送人生化污泥池。其兩組序批反應分離池的工作階段周期如表1所示。

1.2 工藝特點(diǎn)

與傳統的活性污泥法和SBR工藝相比，HBF工藝具有以下幾個(gè)方面的特征和優(yōu)點(diǎn)。

(1)工藝流程簡(jiǎn)單，土建和投資低，無(wú)二沉池，自動(dòng)化程度高。在生物池中微生物總量由懸浮態(tài)的活性污泥及附著(zhù)生物的生物膜組成，污泥濃度可達6000mg/L以上，在生物負荷不增加的情形下，使系統可以承受更高的容積負荷，故池容與傳統的生化處理系統相比更低，使得土建占地及投資遠低于現有生化處理工藝。

(2)單格序批沉淀池是間斷進(jìn)水，但對于整座序批沉淀池，實(shí)現了連續進(jìn)、出水，使整個(gè)工藝出水連續均勻，操作管理更方便。

(3)池內水位基本恒定，好氧區處于常曝氣狀態(tài)，增加了池子容積利用率，提高了設備的利用率;鼓風(fēng)機壓力穩定、效率高;空氣氧轉化利用率高，容積負荷和污泥負荷高。填料填充可對射流曝氣所釋放的氣泡起到二次剪切及防止并聚的作用，這延長(cháng)了空氣與水、微生物的傳質(zhì)時(shí)間。同時(shí)，填料攔截所形成的紊流水力剪切，使氣泡高度細化并均勻分散，使系統內空氣氧的轉化利用率大幅度提高。足夠的溶解氧是保證好氧生物處理系統高負荷運行的條件，這也是HBF工藝的優(yōu)勢所在。

(4)固液分離效果好，剩余污泥產(chǎn)量較少，污泥處理與處置費用降低。剝落的生物膜污泥所含原生動(dòng)物成分較多、比重較大，且污泥顆粒個(gè)體較大，因而具有良好的污泥沉降性能，易于固液分離。由于生物膜中食物鏈較長(cháng)，剩余污泥量明顯減少，特別是平板填料的生物膜較之傳統的生物膜法更厚，內部的厭氧菌能夠分解掉部分好氧反應合成的剩余污泥，從而使總剩余污泥量大大減少。

(5)耐沖擊負荷能力強。HBF工藝進(jìn)水期間相當于一個(gè)完全混合式反應器，具有強大的稀釋功能，因而有較強的耐沖擊負荷和耐毒物能力；沉淀期間屬于靜止沉淀，沉淀條件好，反應器內可積累較高的污泥濃度，因此無(wú)需設二沉池。

(6)良好的脫氮性能。生化反應區填充固定床平板填料，反應器內存在不同菌種的穩定立體生態(tài)位組合，硝化和反硝化過(guò)程可有機結合并同時(shí)進(jìn)行，從而能降低系統在硝化、反硝化過(guò)程中發(fā)生的pH變化，減少脫氮過(guò)程對碳源和堿度的需求，脫氮程度高、效果穩定。同時(shí)，工藝通過(guò)專(zhuān)門(mén)的缺氧反應區加強了反硝化過(guò)程，另外，序批沉淀池非曝氣階段沉淀污泥床也有一定反硝化作用，從而使系統有良好的脫氮效果。

(7)根據生物反應動(dòng)力學(xué)原理，采用多池串聯(lián)或并聯(lián)運行，使污水在反應器的流動(dòng)呈現出整體推流，而在不同區域內為完全混合的復雜流態(tài)，這不但保證了處理效果的穩定，而且提升了容積利用率。

(8)HBF工藝在序批沉淀池后端出水區增加傾斜式(60°~75°)平板填料，用以過(guò)濾出水、增加分離池分離面積，從而降低出水池的分離表面負荷，保證較低的出水SS。

(9)序批池專(zhuān)利裝置可靈活控制出水，有效防止表面浮渣及其他懸浮固體進(jìn)人出水管道。出水懸浮固體量的降低是保證較高出水水質(zhì)的重要前提。

2、項目概況

2.1 項目簡(jiǎn)介

本文所述項目為山東晉煤明水化工集團有限公司采用潔凈煤氣化技術(shù)實(shí)現企業(yè)轉型升級項目配套污水處理工程，項目由上海泓濟環(huán)?？萍脊煞萦邢薰境邪?。污水來(lái)源為車(chē)間生產(chǎn)廢水及生活污水，處理規模為260m3/h，處理后水質(zhì)達到《山東省小清河流域水污染物綜合排放標準》（DB37/656―2006)重點(diǎn)保持區標準和《山東省氮肥工業(yè)水污染物排放標準（座談會(huì )稿）DB37―2014》中最嚴標準（其中CODcr、NH3-N執行《濟南市人民政府辦公廳關(guān)于提高部分排污企業(yè)水污染物執行標準的通知》）。

2.2 設計水量水質(zhì)

本項目污水處理規模為260m3/h，進(jìn)水水質(zhì)如表2所示。

2.3 水質(zhì)分析及主體工藝選擇

2.3.1 廢水水質(zhì)分析

(1)化學(xué)需氧量及生物需氧量本廢水中的有機物主要為甲醇、乙酸、丙酮等易降解有機物，可生化性較好，已有類(lèi)似工程表明，廢水通過(guò)生化作用可使出水CODcr<40mg/L，故本廢水CODcr出水達標應有足夠的保證。

(2)氨氮及總氮

本廢水中總氮主要以氨氮形式存在，其氨氮濃度平均約300mg/L。由于出水要求較為嚴格，這就要求生化系統具備較高的氨氮降解率及總氮脫除率。

氨氮并非難降解物質(zhì)，但其濃度過(guò)高會(huì )影響廢水中硝化菌的活性，導致其降解效率下降，甚至失去活性。在適當條件時(shí)，出水氨氮可穩定在低于2mg/L的濃度，滿(mǎn)足排放要求。雖然本系統進(jìn)水氨氮濃度較高，但通過(guò)有效的回流能使生化池內廢水氨氮濃度遠遠低于微生物抑制濃度，從而保障微生物降解效率。此外，由于氣化污水溫度較高，即便在冬季也可保證好氧池水溫高于25°C，因此通過(guò)生化作用可使出水氨氮穩定低于2mg/L，甚至更低。

另一方面，單級AO系統要達到較高的反硝化脫氮率較為困難，常需要設置后置脫氮系統，最大限度脫氮，以保證出水總氮達標。

(3)石油類(lèi)

石油類(lèi)主要來(lái)自生產(chǎn)區地面沖洗水、庫存罐區沖洗水以及壓縮機含油水，該部分污水水量較大，由于其排放時(shí)間較短，如不預處理會(huì )對后續的生化系統造成沖擊，影響微生物的絮凝及吸氧過(guò)程，降低生物反應效率。根據已有工程運行經(jīng)驗，可將這類(lèi)廢水先投人隔油池，經(jīng)簡(jiǎn)單隔油后再與其他廢水混合調節，再進(jìn)行后續處理。

(4)懸浮物

本污水站中所接納的懸浮物以惰性無(wú)機物質(zhì)為主。盡管招標文件中所給進(jìn)水懸浮物濃度低于100mg/L，但已有的氣化污水處理設施運行結果表明，氣化灰水中夾帶的粉煤灰等惰性物質(zhì)含量較高，且易于與微生物結合，影響微生物的傳質(zhì)及代謝，長(cháng)期運行將造成惰性物質(zhì)包裹活性物質(zhì)（微生物），使處理效果出現周期性波動(dòng)。當廢水中惰性物質(zhì)累積量超過(guò)活性物質(zhì)自身增殖能力時(shí)，一些長(cháng)泥齡的微生物在系統內將會(huì )隨著(zhù)排泥而流失。而對于本系統，脫氮所需硝化菌屬于長(cháng)泥齡微生物，未經(jīng)預處理的廢水直接進(jìn)人生化系統，將導致硝化能力周期性下降。故本廢水經(jīng)調節后，須對懸浮物進(jìn)行有效的預處理。

(5)硬度

從所給水質(zhì)及相似廢水運行經(jīng)驗看，氣化污水硬度較高，極易在污水處理系統及管道內結垢。管道內結垢會(huì )造成管道有效過(guò)水流量降低，增加運行阻力，從而增加運行能耗。同時(shí)，如果對硬度沒(méi)有進(jìn)行預處理，在有粉煤灰等細小惰性物質(zhì)存在的情況下，更易于包裹栝性物質(zhì)而降低生化系統傳質(zhì)效率。

(6)硫化物

硫化物對微生物具有一定的毒性，但同時(shí)又是較強的還原性物質(zhì)，易于氧化去除或與金屬鹽進(jìn)行化學(xué)沉淀。本工程混合廢水的硫離子濃度為10mg/L，而排放到站區的氣化污水硬度較高并含有一定鐵鹽，故與硫化廢水混合后可去除一部分硫化物。同時(shí)，綜合廢水進(jìn)入生化系統前，通過(guò)設置混凝沉淀預處理也能去除大部分硫化物，剩余硫化物不會(huì )對生化系統產(chǎn)生抑制作用，從而確保了出水硫離子的安全達標排放。

2.3.2 工藝路線(xiàn)

本項目廢水中C/N約2.3，且進(jìn)水硬度高，因此氣化廢水經(jīng)冷卻降溫后與其他壓力流及集水井的重力流廢水在調節池內充分混合，之后需要先通過(guò)軟化混凝沉淀，再進(jìn)人生化處理階段《由于廢水氨較高，對出水總氮要求較高，本項目采用泓濟環(huán)保特有的兩級AO工藝（HBF）。生化出水后進(jìn)入混凝沉淀去除SS，進(jìn)一步去除CODcr，如圖2所示。

2.4 運行結果

2.4.1 出水水質(zhì)

項目通水后，水質(zhì)、水量逐步達到設計值，出水水質(zhì)穩定，CODcr去除率達90%以上，氨氮去除率達98%以上，HBF對污染物的去除率如圖3所示。

穩定后的出水水質(zhì)如表3所示，出水均達到《山東省小清河流域水污染物綜合排放標準》（DB37/656―2006)重點(diǎn)保持區標準和《山東省氮肥工業(yè)水污染物排放標準（座談會(huì )稿）DB37―2014》中最嚴標準（其中CODcr、NH3-N執行《濟南市人民政府辦公廳關(guān)于提高部分排污企業(yè)水污染物執行標準的通知》）。

2.4.2 廢水處理費用

整套工藝運營(yíng)成本為2.62元/m3，包含污泥脫水費用，不包含人工成本。其中，電費為1.24元/m3，藥劑費用為1.38元/m3，含軟化藥劑費。

3、結論

綜上所述，以泓濟公司自主研發(fā)的HBF工藝包為主導的生化工藝，工藝流程簡(jiǎn)單，土建和投資低，具有良好的脫氮性能和耐負荷沖擊能力，對于處理粉煤氣化/水煤漿氣化廢水具有出水穩定達標及運行費用較低的特點(diǎn)。（來(lái)源：上海泓濟環(huán)?？萍脊煞萦邢薰荆?/span>