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摘要：煤化工废水生化处理之后的出水仍然含有大量的难降解污染物，对环境有较大的影响，通过采取缺氧/好氧移动床生物膜反应器短程脱氮工艺能够对煤化工废水进行深度处理。通过试验的方式，有效缓解了废水中的有毒物。
关键词：缺氧/好氧；移动床生物膜；反应器；短程脱氮工艺；深度处理
一、材料与试验方法
（一）实验材料
本文主要是研究煤化工的出水，取某煤化工有限公司煤化工煤制气废水二沉池内的出水。其废水处理工艺包括UASB、生物增浓池、改良AO池、二沉池。水质参数：氨氮（30±7）、总酚（30±5）、总氮（55±8）、COD（150±25）.水温为25℃—30℃，pH值为6.5-7.5。
（二）实验方法
（1）生物反应器的启动
生物工艺的试验装置型号为ANMBBR，其有效体积为30L，后期为MBBR，有效容积为90L。在反应器内加入聚乙烯，得到的填充比分别为60%（ANMBBR），40%（MBBR），适合微生物挂膜，通过搅拌器的搅拌。使得ANMBBR内的活性污泥、废水能够完全混合。
在生物工艺的启动阶段，两个反应器是独自启动。ANMBBR通过进水水质接入乙酸钠进行有效调节，最初进水的COD浓度控制在300mg.L-1，有机物水平能够促使微生物快速繁殖，进而适应原本的恶劣水质。在MBBR内进水氨氮、COD加入氯化铵（100mg.L-1）、乙酸钠（500mg.L-1），通过实验300mg.L-1浓度能够适用于短程硝化的启动。
后期启动阶段，两个反应器采取的是（亚）硝化液回流比，在200%的环境内进行连续培养，进水的COD、氨氮浓度会逐步降低到原本的水平。在生物工艺培养阶段，空气计量、控制阀门需要将进气的气流控制在较低的水平。确保MBBR内的溶解氧维持在1.0mg.L-1—1.5mg.L-1，能够为氨氧化细菌的生长创造优势。通过加入浓度为1.0mg.L-1的HCL、1.0mg.L-1的NaHCO3，将MBBR的进水pH控制在8.0—8.5的范围内，温度为35±5℃。进而促使亚硝酸盐稳定的积累、ANMBBR的pH控制在7.5—8.0、温度为25±5℃。
组合工艺启动阶段，原水的进水量保持为0.33m?.d-1，HRT时间为9h，接着将进水减少到0.23m?.d-1，HRT的时间为12h（两个反应器各6h）。在系统稳定阶段，HRT时间保持在18h（两个反应器为9h），每个阶段需要稳定运行30d，回流比控制为200%，其他的运行条件一致。
（2）分析方法
COD采用的是重铬酸钾消解比色法测定，总酚是用溴化滴定法进行测定，氨氮采取的是纳氏试剂光度法测定，亚硝酸氮采用的是N-乙二胺光度法测定，总氮采用硫酸钾氧化进行消解测定，BOD5采用稀释接种测定方法。
二、实验结果讨论
（一）生物短程脱氮工艺的启动
煤化工废水生化出水中的亚硝酸氮浓度较低，在MBBR反应器内，亚硝态氮的积累会随着时间的增加而增多，在40d—50d阶段，积累率高达90%，如下图1所示。
通过使用功能电子显微镜，FISH分析MBBR内活性，其结果如下图2所示，优势微生物呈现球状，其他微生物成团排列。FISH分析表明大部分的微生物细胞与亚硝化菌属中的AOB的特异性探针逐渐发生着变化。硝化菌属的探针反应信號逐渐变弱，因此，AOB具备较大的生长优势，能够成为优势菌群。本身具备较强的总氮去除率，降低了废水中的可生化性。
（二）HRT对组合工艺脱氮性能的影响
在启动短程脱氮反应器之后，将系统保持在200%，分析HRT对组合工艺脱氮性能的影响。最终试验显示，HRT逐渐从9h上升到18h。当HRT为9h时，氨氮的去除率为74.2%，总氮的去除率为61.9%。当HRT为12h时，氨氮的去除率为84%、总氮的去除率为74.8%。当HRT增加到18h时，氨氮、总氮的去除率均为70%。
通过数据能够得知，工艺废水的去除性能与亚硝态氮的总量息息相关，总氮的去除需要借助ANMBBR反应器内的反硝化作用实现，只有小部分是在MBBR反应器内实现微生物氮源，如下表1所示。此组合工艺具备较强的经济性，稳定性，能够为煤化工深度脱氮处理提供技术支撑。
结束语
综上所述，通过本文的分析能够得知ANMBBR、MBBR生物组合工艺，能够有效缓解煤化工废水生化出水内的有毒有害物质，将HRT的回流比控制在200%的范围内，在此组合工艺下COD的去除率为68.3%、浓度为48.2mg.L-1、氨氮的去除率为84.3%、浓度为4.81mg.L-1、总氮的去除率为74.9%、浓度为13.8mg.L-1、满足了国家规定的城镇污水排放标准。相比传统的脱氮工艺，在进水高的前提下，ANMBBR、MBBR生物组合工艺具备更高的稳定性、高效的脱氮效能。ANMBBR工艺不仅能够去除废水中的有毒物质，同时还能够提升了废水的可生化性，进而为短程硝化提供了运行基础。该生物组合工艺在深度处理煤化工废水中具备较高的稳定性，其经济性也较好。
参考文献：
[1]生物转鼓反应器氧转移特性及运行效能[J]. 李宁，苗志加，李再兴，王忠东，秦学，黄娟. 化工学报. 2015（07）
[2]序批式移动床生物膜反应器脱氮除磷影响因素及特性[J]. 郭海燕，郭祯，冯腾腾，张寿通，周集体. 化工学报. 2012（01）
[3]煤化工废水零排放的制约性问题[J]. 童莉，郭森，周学双. 化工环保. 2010（05）
[4]厌氧/好氧/生物脱氨工艺处理煤化工废水[J]. 韩洪军，李慧强，杜茂安，马文成，徐春艳，王伟. 中国给水排水. 2010（06）
[5]新型煤化工产业发展近况与思考[J]. 程宗泽，张十川. 煤. 2009（06）
[6]我国现代煤化工技术发展路线探讨[J]. 周溪华. 中外能源. 2008（03）
[7]移动床生物膜反应器SHARON工艺半亚硝化特性[J]. 遇光禄，陈胜，孙德智. 化工学报. 2008（01）
关键词：缺氧/好氧；移动床生物膜；反应器；短程脱氮工艺；深度处理
一、材料与试验方法
（一）实验材料
本文主要是研究煤化工的出水，取某煤化工有限公司煤化工煤制气废水二沉池内的出水。其废水处理工艺包括UASB、生物增浓池、改良AO池、二沉池。水质参数：氨氮（30±7）、总酚（30±5）、总氮（55±8）、COD（150±25）.水温为25℃—30℃，pH值为6.5-7.5。
（二）实验方法
（1）生物反应器的启动
生物工艺的试验装置型号为ANMBBR，其有效体积为30L，后期为MBBR，有效容积为90L。在反应器内加入聚乙烯，得到的填充比分别为60%（ANMBBR），40%（MBBR），适合微生物挂膜，通过搅拌器的搅拌。使得ANMBBR内的活性污泥、废水能够完全混合。
在生物工艺的启动阶段，两个反应器是独自启动。ANMBBR通过进水水质接入乙酸钠进行有效调节，最初进水的COD浓度控制在300mg.L-1，有机物水平能够促使微生物快速繁殖，进而适应原本的恶劣水质。在MBBR内进水氨氮、COD加入氯化铵（100mg.L-1）、乙酸钠（500mg.L-1），通过实验300mg.L-1浓度能够适用于短程硝化的启动。
后期启动阶段，两个反应器采取的是（亚）硝化液回流比，在200%的环境内进行连续培养，进水的COD、氨氮浓度会逐步降低到原本的水平。在生物工艺培养阶段，空气计量、控制阀门需要将进气的气流控制在较低的水平。确保MBBR内的溶解氧维持在1.0mg.L-1—1.5mg.L-1，能够为氨氧化细菌的生长创造优势。通过加入浓度为1.0mg.L-1的HCL、1.0mg.L-1的NaHCO3，将MBBR的进水pH控制在8.0—8.5的范围内，温度为35±5℃。进而促使亚硝酸盐稳定的积累、ANMBBR的pH控制在7.5—8.0、温度为25±5℃。
组合工艺启动阶段，原水的进水量保持为0.33m?.d-1，HRT时间为9h，接着将进水减少到0.23m?.d-1，HRT的时间为12h（两个反应器各6h）。在系统稳定阶段，HRT时间保持在18h（两个反应器为9h），每个阶段需要稳定运行30d，回流比控制为200%，其他的运行条件一致。
（2）分析方法
COD采用的是重铬酸钾消解比色法测定，总酚是用溴化滴定法进行测定，氨氮采取的是纳氏试剂光度法测定，亚硝酸氮采用的是N-乙二胺光度法测定，总氮采用硫酸钾氧化进行消解测定，BOD5采用稀释接种测定方法。
二、实验结果讨论
（一）生物短程脱氮工艺的启动
煤化工废水生化出水中的亚硝酸氮浓度较低，在MBBR反应器内，亚硝态氮的积累会随着时间的增加而增多，在40d—50d阶段，积累率高达90%，如下图1所示。
通过使用功能电子显微镜，FISH分析MBBR内活性，其结果如下图2所示，优势微生物呈现球状，其他微生物成团排列。FISH分析表明大部分的微生物细胞与亚硝化菌属中的AOB的特异性探针逐渐发生着变化。硝化菌属的探针反应信號逐渐变弱，因此，AOB具备较大的生长优势，能够成为优势菌群。本身具备较强的总氮去除率，降低了废水中的可生化性。
（二）HRT对组合工艺脱氮性能的影响
在启动短程脱氮反应器之后，将系统保持在200%，分析HRT对组合工艺脱氮性能的影响。最终试验显示，HRT逐渐从9h上升到18h。当HRT为9h时，氨氮的去除率为74.2%，总氮的去除率为61.9%。当HRT为12h时，氨氮的去除率为84%、总氮的去除率为74.8%。当HRT增加到18h时，氨氮、总氮的去除率均为70%。
通过数据能够得知，工艺废水的去除性能与亚硝态氮的总量息息相关，总氮的去除需要借助ANMBBR反应器内的反硝化作用实现，只有小部分是在MBBR反应器内实现微生物氮源，如下表1所示。此组合工艺具备较强的经济性，稳定性，能够为煤化工深度脱氮处理提供技术支撑。
结束语
综上所述，通过本文的分析能够得知ANMBBR、MBBR生物组合工艺，能够有效缓解煤化工废水生化出水内的有毒有害物质，将HRT的回流比控制在200%的范围内，在此组合工艺下COD的去除率为68.3%、浓度为48.2mg.L-1、氨氮的去除率为84.3%、浓度为4.81mg.L-1、总氮的去除率为74.9%、浓度为13.8mg.L-1、满足了国家规定的城镇污水排放标准。相比传统的脱氮工艺，在进水高的前提下，ANMBBR、MBBR生物组合工艺具备更高的稳定性、高效的脱氮效能。ANMBBR工艺不仅能够去除废水中的有毒物质，同时还能够提升了废水的可生化性，进而为短程硝化提供了运行基础。该生物组合工艺在深度处理煤化工废水中具备较高的稳定性，其经济性也较好。
参考文献：
[1]生物转鼓反应器氧转移特性及运行效能[J]. 李宁，苗志加，李再兴，王忠东，秦学，黄娟. 化工学报. 2015（07）
[2]序批式移动床生物膜反应器脱氮除磷影响因素及特性[J]. 郭海燕，郭祯，冯腾腾，张寿通，周集体. 化工学报. 2012（01）
[3]煤化工废水零排放的制约性问题[J]. 童莉，郭森，周学双. 化工环保. 2010（05）
[4]厌氧/好氧/生物脱氨工艺处理煤化工废水[J]. 韩洪军，李慧强，杜茂安，马文成，徐春艳，王伟. 中国给水排水. 2010（06）
[5]新型煤化工产业发展近况与思考[J]. 程宗泽，张十川. 煤. 2009（06）
[6]我国现代煤化工技术发展路线探讨[J]. 周溪华. 中外能源. 2008（03）
[7]移动床生物膜反应器SHARON工艺半亚硝化特性[J]. 遇光禄，陈胜，孙德智. 化工学报. 2008（01）