徹底了解生物法處理煤化工廢水 此文足矣！
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煤化工的廢水處理主要是以脫氮除碳為目的，生物脫氮技術的基本原理就是在將有機氮轉化為氨氮的基礎上，利用硝化細菌和反硝化細菌的作用，將氨氮通過硝化作用轉化為亞硝態氮或硝態氮，然後再通過反硝化的作用將硝態氮轉化為氮氣，從而達到從廢水中脫除的目的。
近幾年，國內外使用比較普遍的生物脫氮工藝有活性污泥法脫氮傳統工藝、缺氧--好氧活性污泥法脫氮系統、生物膜法、MBR、氧化溝工藝、SBR工藝和厭氧氨氧化工藝等。今天詳細說一說。
載體流動床生物膜法
載體流動床生物膜法（CBR）實際上是一種基於特殊結構載體填料的生物流化床技術，該技術在同一個生物處理單元中將生物膜法與活性污泥法相互聯合，通過在活性污泥池中投加一定量特殊載體填料使微生物附著生長於懸浮填料表面，形成具有一定厚度的微生物膜層。附著生長的微生物可以達到很高的生物量，因此反應池內生物濃度是懸浮生長活性污泥工藝的2～4倍，可達8～12g/L，降解效率也因此成倍提高。
投加的填料在曝氣的擾動下在反應池內隨水流浮動，帶動附著生長的生物群落與水體中的污染物和氧氣充分接觸，污染物通過吸附和擴散作用進入生物膜內，被微生物降解，整體系統的降解效率高。
由於微生物為附著生長方式（不同於活性污泥的懸浮生長），流動床載體表面的微生物具有很長的污泥齡（20～40d），非常有利於生長緩慢的硝化菌等自養型微生物的繁殖，填料表面有大量的硝化菌繁殖，同時附著生長方式利於其它特殊菌群的自然選擇，而這些特殊菌群可有效的降解煤氣化廢水中的特徵污染物，特別是一些難降解的污染物，從而獲得更低的出水COD濃度。因此系統具有很強的硝化去除氨氮和COD的能力。
CBR技術可應用於高濃度煤化工廢水的處理，也可應用於後續的深度處理回用單元。
厭氧生物法
一種被稱為上流式厭氧污泥床（UASB）的技術用於處理煤化工廢水，該法由荷蘭的G. Lettinga等人於1977年開發。廢水自下而上通過底部帶有污泥層的反應部分，大部分的有機物在此被微生物轉化為CH4和C02。在反應器的上部，設有三相分離器，完成氣、液、固三相的分離。
另外，也有利用活性炭厭氧膨脹床技術處理煤化工廢水，該技術可有效地去除廢水中的酌類和雜環類化合物。
厭氧--好氧聯合生物法
相關實驗表明，單獨釆用好氧或厭氧技術處理煤化工廢水並不能夠達到令人預期的效果，而厭氧-好氧的聯合生物處理技術逐漸引起重視。
煤化工廢水經過厭氧酸化處理後，廢水中有機物的生物降解性能顯著提高，使後續的好氧生物處理CODcr的去除率達90%以上。其中難降解有機物萘、喹啉和吡啶的降解率分別為65%、55%和70%以上，而一般的好氧處理對這些有機物的去除率不足20%。
三級活性污泥法
活性污泥法脫氮傳統工藝是以氨化、硝化和反硝化三項反應過程為基礎建立的。這種系統的優點是有機物異養菌、硝化菌和反硝化菌，分別在各自反應單元內生長繁殖，而且各自迴流沉澱池分離的污泥，反應速度快而且比較徹底。缺點是設備多，造價高，管理複雜。
缺氧--好氧活性污泥法
缺氧--好氧活性污泥法脫氮系統又名A/0法脫氮工藝，是在80年代初開創的工藝流程，其主要特點是將反硝化反應器放置在系統之首，故又稱為前置反硝化生物脫氮系統，這是目前採用比較廣泛的一種脫氮工藝。
該工藝將硝化反應器內的已進行充分反應的硝化液的一部分迴流反硝化反應器，而反硝化反應器內的脫氮菌以原污水中的有機物作為碳源，以迴流液中硝酸鹽的氧為電子受體，進行呼吸和代謝活動，將硝態氮還原為氣態氮，不需外加碳源。
流程簡單、基建和運轉費用低、電耗低；以原污水中的含碳有機物和內原代謝產物作為反硝化碳源，不需補充碳源；缺氧池中的反硝化過程可以補充部分鹼度，調節pH。硝化反應主要在好氧池內完成，出水中硝酸氮濃度高。
氧化溝工藝
氧化溝工藝是活性污泥法的一種改型技術，特點是混合液在封閉式的較長溝渠內連續循環且污泥負荷低，其低負荷和長泥齡非常利於硝化菌生長，因此氧化溝具有對有機物去除率高和完全硝化的能力。並且運行操作簡便，基建和運行費用均低於活性污泥法，是一種經濟有效的廢水處理技術。其缺點就是處理負荷低，只適用於低污染和小規模的處理量。
SBR工藝
SBR工藝即序批式反應器（Sequencing Batch Reactor），是一種間歇式活性污泥處理工藝，它兼調節、好氧（缺氧）反應、沉澱等多種功能於一體。
可以分為進水、反應、沉澱、排水、閑置等五個階段。SBR反應器的脫氮原理與連續流反應器的硝化-反硝化脫氮原理相同，只是連續流反應器在空間上實現的硝化和反硝化，而SBR是同一反應器內通過控制好氧反應在時間上加以實現，其脫氮效率可達90%以上。
MBR工藝
MBR工藝即膜生物技術，是高效膜分離技術與活性污泥法相結合的水處理技術。
中空纖維膜的應用有效截留污水中的微生物及硝化菌，使硝化反應高效的進行，有效去處水中的氨氮。同時將污水中一時難以降解的大分子有機物截留，延長其在反應器內的停留時間，直至使之分解。
中空纖維膜能夠很好的實現泥水分離，使活性污泥不流失，提高了污泥齡，因此MBR不需要傳統工藝中的二沉池，具有出水水質優質穩定，剩餘污泥產量少，佔地面積小，不受設置場合限制，可去除氨氮及難降解有機物，操作管理方便，易於實現自動控制，易於從傳統工藝進行改造等優點。
但是膜--生物反應器也存在一些不足，主要表現在以下幾個方面：
膜造價高，使膜--生物反應器的基建投資高於傳統污水處理工藝；
容易出現膜污染，給操作管理帶來不便；
能耗高：首先MBR泥水分離過程必須保持一定的膜驅動壓力，其次是MBR池中MLSS濃度非常高，要保持足夠的傳氧速率，必須加大曝氣強度，還有為了加大膜通量、減輕膜污染，必須增大流速，沖刷膜表面，造成MBR的能耗要比傳統的生物處理工藝高。
深度處理
煤化工廢水在經過生化處理以後，出水的CODcr、氨氮等含量雖有極大的下降,但由於酚類、醚類難降解有機物等的存在使得出水的COD、色度等仍難以達到排放標準。因此，仍需要進一步的深度處理。目前，深度處理的方法主要有化學混凝沉澱、固定化生物技術、吸附法催化氧化法技術及反滲透膜處理技術等。
混凝沉澱
沉澱法是利用水中懸浮物的可沉降性能，在重力作用下下沉，以達到固液分離的過程。其目的是除去懸浮的有機物和部分濁度，以降低後續生物處理的有機負荷。在生產中一般加入化學混凝劑如錯鹽、鐵鹽、聚培、聚鐵、聚丙烯醯胺和一些複合混凝劑等來強化沉澱效果，此法的影響因素有廢水的pH、混凝劑的種類和用量等。
固定化生物技術
近年來，固定化生物技術此項新技術得到廣泛應用，有了長足發展。主要是通過技術手段可選擇性地固定優勢菌種，針對性地處理含有難降解有機毒物的廢水。經過馴化的優勢菌種對喹啉、異喹啉、吡啶的降解能力比普通污泥高2～5倍，而且優勢菌種的降解效率較高，經其處理8 h可將喹啉、異喹啉、吡啶降解90%以上。
離子交換技術
離子交換技術用於廢水處理。主要用來去除微污染或痕污染水中的鈣鎂離子，而去除低濃度氨氮廢水多採用對氨具有較高選擇性的材料來處理，如沸石。
它主要用來處理有機廢水，對於高濃度氨氮廢水，離子交換法處理的出水難於達標，可採用和其他工藝聯合的處理工藝。該法不僅能去除廢水中的氨氮，同時樹脂再生後可回收產品，變廢為寶，具有較好的經濟和環境效益。
而對於煤化工廢水中的有機物種類繁多，其中大部分為酷類、多環芳烴、含氮有機物等對後續生化處理的效果帶來了嚴重影響的難降解的有機物，離子交換技術難以達標排放這些。
吸附法
由於固體表面有吸附水中膠質及溶質的能力，或經過改性之後帶有某種電荷而選擇性吸附陰陽離子，在廢水通過比表面積很大的固體吸附劑時，水中的污染物被吸附到固體顆粒上，從而污染物質得到去除。該方法可取得較好的效果，但存在吸附劑解吸難，吸附劑用量較大，成本高產生二次污染等問題，一般適合小規模污水處理應用。
實踐證明，傳統的生物脫氮工藝對於廢水中有機污染物易降解、C/N比較合理的生活污水、食品加工廢水等有著較為理想的處理效果，但對廢水中有機污染物為劣質碳源、廢水生化性能較差的煤化工廢水，傳統工藝的處理效率會大打折扣。
而厭氧--好氧（A/O）處理煤化工廢水可以獲得比較理想的效果，而且運行管理和成本相對較低。不過，當廢水濃度較高和含有較多難降解有機物時，需要與催化氧化和混凝沉澱等工藝配合使用。
總的來說，利用多種方法聯合處理煤化工廢水是煤化工廢水處理技術的發展方向。
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