廢水的處置與應用是現階段煤化工產業開展面臨的嚴重環保問題為滿足2015年環保部在《現代煤化工建立項目環境準入條件》中提出的請求，2016年以來取得環保部環評批復的煤化工項目多數選擇高濃鹽水分質結晶技術處置煤化工廢水。近年來，以煤為原料制取自然氣的項目多選用碎煤加壓氣化工藝，而碎煤加壓氣化所產生的廢水含酚高、氨氮高、可生化性低，成為限制這一工藝應用的瓶頸之一。中國海洋石油集團有限公司擬在山西大同建立40億m3/a煤制氣項目，為了考證碎煤加壓氣化工業廢水處理工藝計劃的可行性，調查碎煤加壓氣化廢水污染物的降解過程，中海油大同煤制氣項目組在內蒙古某煤氣化公司廠內設計建立了一套廢水負荷為3m3/h的實驗設備，采用水解酸化+生化A/O工藝來處置酚氨回收后的碎煤加壓氣化廢水，并經過一系列實驗來調查廢水中污染物降解效果。

　　1、實驗

　　1.1 實驗設備

　　依照進水COD質量濃度3500mg/L設計廢水處置才能為3m3/h實驗設備，廢水處置實驗設備流程表示圖見圖1。其中：水解酸化池有效池容為75m3，設計停留時間25h；A池(缺氧池)有效池容為90m3，設計停留時間30h；O池(好氧池)有效池容為180m3，設計停留時間60h。水解酸化池從末端設置污泥回流和混合液回流到水解酸化池前端，O池設置污泥回流和混合液回流到A池。

　　1.2 實驗資料

　　實驗用廢水引自內蒙古某煤氣化公司酚氨回收后的碎煤加壓氣化廢水。典型的參數如下：COD質量濃度1580mg/L~3910mg/L、總酚質量濃度350mg/L~550mg/L、氨氮質量濃度80mg/L~210mg/L、總氮質量濃度150mg/L~450mg/L。

　　為了堅持實驗進水的穩定，從廢水處置廠的綜合調理池取水，并在實驗設備的入口設置緩沖池，使實驗設備接入廢水的COD質量濃度維持在2500mg/L~2700mg/L。

　　1.3 污泥接種

　　水解酸化池的污泥，采用廢水處置廠的上流式厭氧污泥床(UASB)設備的厭氧污泥實施接種;生化A/O池的污泥，采用廢水處置廠的生化A/O池剩余污泥實施接種。

　　維持水解酸化池的pH在6以下，用于控制甲烷菌的生長，A池的溶解氧(D0)質量濃度控制在0.2mg/L以內，0池的DO質量濃度控制在4mg/L~5mg/L。

　　污泥接種后，水解酸化池和生化A/O池運轉3個月，活性污泥充沛順應了廢水的特性。污泥生長旺盛，特征菌團豐滿、強健、有生機。

　　污泥接種馴化期間，實驗設備進水量在3m3/h，水解酸化混合液回流量在8m3/h，A/O池的混合液回流量在9m3/h，A/O池內的混合液懸浮固體(MLSS)質量濃度到達3500mg/L以上，污泥培育完成，實施實驗。

　　1.4 實驗辦法

　　1.4.1 停留時間變化對水解酸化過程的影響

　　有效池容不變的狀況下，經過改動設備進水的負荷，改動水解酸化池水力停留時間，經過剖析水解酸化池出水的COD來調查水解酸化過程。

　　1.4.2 停留時間對A/O生化過程的影響

　　堅持水解酸化池進水水質平穩，進水量在4.0m3/h穩定運轉，在水解酸化池出水進入A/O池前增加旁路，用于調理A/O池進水量。經過改動A/O池的進水負荷，改動A/O池的水力停留時間，經過剖析A/O池出水COD來調查生化降解過程。

　　1.4.3 混合液回流量對氨氮、總氮降解的影響

　　維持水解酸化池和A/O池進水水質平穩，進水負荷在3m3/h下穩定運轉。經過改動A/O設備的混合液回流量，剖析A/O池進水和出水的氨氮、總氮來調查生化處置效果。

　　1.5 剖析辦法

　　剖析辦法參照《水和廢水檢測剖析辦法》(第四版)，COD：重鋸酸鉀規范法；氨氮：納氏試劑分光光度法；總氮：過硫酸鉀氧化紫外分光光度法。

　　2、結果與討論

　　2.1 停留時間變化對水解酸化過程的影響

　　堅持水解酸化池進水水質平穩，經過調理水解酸化池的進水負荷來調理停留時間，調查水解酸化池水力停留時間與進、出水COD的關系，結果見表1。

　　由表1可知，維持進水水質平穩的狀況下，當水力停留時間超越19.2h，出水COD開端降落，當停留時間高于22.7h，出水COD降落的明顯，闡明被降解的污染物較多;當水力停留時間超越35.7h，COD降解效果逐步趨緩，闡明污染物降解過程有水解段、產酸段，因而，水解酸化池較適宜的水力停留時間在22.7h~35.7h。

　　2.2 停留時間變化對A/O生化過程的影響

　　維持水解酸化池運轉狀態不變，堅持A/O生化池進水水質平穩，經過調理生化A/O池的進水負荷來調理水力停留時間，調查A/O池水力停留時間與進、出水COD的關系，結果見表2。

　　由表2可知，隨著停留時間的增加，生化A/O池出水的COD呈降落趨向，闡明可生化有機物的降解水平隨著停留時間增加而增加；當水力停留時間超越100h時，出水COD的質量濃度能夠降到300mg/L左右;當停留時間超越12&6h以后，出水COD的降落趨向趨緩，闡明可生化有機物根本降解完成。

　　2.3 混合液回流量對降解氨氮、總氮的影響

　　維持水解酸化池、生化池進水水質穩定，進水負荷3m3/h。調整生化A/O池混合液回流量，調查生化A/O池混合液回流量與進、出水水質結果見表3。

　　由表3可知：(1)生化A/O池出水氨氮根本堅持不變，闡明在好氧過程中，氨氮被轉化為硝態氮的過程比擬徹底。(2)生化A/O池出水總氮隨回流量的增加而降低，但當混合液回流量超越10m3/h時，出水總氮降落趨向遲緩，闡明在足夠碳源和活性污泥存在下，硝化和反硝化反響較快，因此在前置反硝化的流程中，回流量為限制總氮去除率的主要要素。混合液回流量在10m3/h以上，也就是回流比(混合液回流量/進水量)在3.3倍以上，A/O池出水的總氮降落比擬遲緩，因而維持3倍左右的回流比，既能夠最大限度地消解總氮，又能取得比擬經濟的運轉本錢。

　　3、結論

　　3.1 針對碎煤加壓氣化酚氨回收后廢水，水解酸化池較適宜的水力停留時間在22.7h~35.7h。

　　3.2 隨著水力停留時間增加，生化A/O池的出水水質逐漸變好。當水力停留時間超越100h，出水COD質量濃度可降低到300mg/L左右；當水力停留時間超越128.6h，增加停留時間對生化A/O過程降解有機物的優勢不再明顯。

　　3.3 生化A/O池的混合液回流比對出水的總氮影響較大，維持3倍左右的回流比，不只可以較好地完成硝化、反硝化過程，還能取得較經濟的運轉本錢。