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煤制气废水是一种典型的污染程度高、难于生物降解、有毒有害的工业废水,其复杂的特征污染物酚类物质已成为国内外煤制气废水处理领域中优先处理和重点控制的有机污染物,如果这些污染物进入环境中,必将带来重大环境安全事故。目前,国内外煤制气废水的处理技术普遍存在出水效果不理想、系统稳定性差和处理成本高等问题。煤制气废水处理已经成为制约煤制气行业良性发展的瓶颈。本文主要介绍生物增浓(Biological multiplication technique)工艺和改良A/O(Anoxic-Oxic technique)工艺在煤制气废水处理中的研究进展。生物增浓工艺是指控制在特定的水力条件下、高污泥浓度、高活性炭载体、高污泥龄、高氨氮、低溶解氧等参数实现在低氧条件下去除有机物、氨氮短程硝化反硝化的工艺。生物增浓工艺通过投加的粉末活性炭的吸附效能,可强化目标污染物在泥相的累积,进而促进污泥絮体外部向内部的传质过程,强化了生物降解效能,试验得到对苯二酚、苯酚和间苯二酚的降解速率常数增加了近11%、20%和13%。生物增浓池第1、第2号廊道内的COD和酚类物质去除速率较快,其后的廊道中COD和酚类物质浓度处于较低水平,直至末端廊道出水COD和酚类物质浓度分别降至200mg/L和30mg/L以下,且第2条廊道中的酚类物质或COD去除速率在所有廊道中为最高。酚类物质负荷对活性污泥硝化效能具有抑制作用,当进水酚类物质浓度由30-50mg/L提升到60-80mg/L,并继续提高至190mg/L和300mg/L的过程中,COD、酚类物质和氨氮的去除率不断下降,COD去除率由93%-98%最终降至58%,酚类物质去除率由95%-99%最终降至66%,氨氮去除率则由45%-50%最终降至5%。改良A/O工艺可以强化污泥的硝化效能,在硝化启动和稳定运行过程中,不论酚类物质浓度为50mg/L还是300mg/L,改良A/O工艺出水的COD、酚类物质和氨氮水平均显著低于传统A/O工艺,且两者差距随硝化效能的逐步成熟而逐步增大。酚类物质负荷对活性污泥反硝化效能同样具有抑制作用,当酚类物质浓度从50mg/L提高到200mg/L时,COD、酚类物质和硝酸盐氮的去除率分别由98%、99%和90%下降至85%、90%和60%,最终降至75%、75%和38%。COD:TN由5:1、4:1、3:1、2:1到1:1不断降低的过程中,硝酸盐氮的去除率逐步降低,对应以上比值分别为70-80%、55-60%、40%左右、25-30%、15-20%。在实际废水碳氮比低至2:1的情况下,即当碳氮比已构成对反硝化脱氮过程显著抑制时,改良A/O工艺分流比为70%:30%的操作参数更利于优化缺氧池A1和缺氧池A2的碳氮比条件,出水COD、酚类物质、氨氮、硝酸盐氮分别在60-80mg/L、<10mg/L、<5mg/L和100mg/L左右,其中总氮去除率超过40%。在生物增浓-改良A/O系统处理煤制气废水的工程应用中,稳定运行阶段,生物增浓池COD的去除率达到80%左右,酚类物质的去除率也基本维持在90%左右,出水氨氮和总氮浓度分别稳定于10mg/L和200mg/L。改良A/O池出水COD去除率为50%左右,酚类物质在去除率为67%左右。出水氨氮和总氮浓度分别稳定于3mg/L和60mg/L。生物增浓-改良A/O系统COD去除率可达到99%,总氮去除率达80%,氨氮去除率达95%以上。