活性炭国家专精特新“小巨人”企业活性炭产学研合作

　　活性炭对废水短程脱氮的影响，本文讲述了一种由粉状活性炭技术和短程生物脱氮反应器组成的组合工艺，以提高上流式厌氧污泥床流出物中总氮的去除效率，反应器，用于处理煤气化废水。随着COD和TP去除率的提高，短程生物脱氮反应器性能得到改善。相反，脱氮反应器中的AOB在没有粉状活性炭技术(的情况下被显着抑制，或者粉状活性炭技术的性能在预先被显着抑制，这导致氮的去除。此外，活性炭被证明可以去除一些难处理的化合物，因此改善了煤气化废水的可生物降解性。

　　煤气化废水的排放会因为其在难降解有机物和高强度的氨气中，导致有害物质和持久性化合物污染着环境。煤气化废水处理是煤化工中最困难的污染治理任务。先不看经济价值，有臭氧化，湿空气氧化等等处理方法。相比之下，活性炭系统在物理化学方法上更具成本效益，所需的能量或化学品更少。

　　为减少对环境影响，采用活性炭吸附法，即粉状活性炭技术是一种很有效果去除芳香族化合物的方法，如苯酚，3,5-二氯苯酚，2-氯苯酚。由于低BOD 5/ N比，短程硝化过程似乎是可行的方法，因为活性炭需求量少，氧气需求量少。在快速生物脱氮工艺中，氨被部分氧化成亚硝酸盐，亚硝酸盐被直接还原成氮。它在整个反应过程中使用了快捷的微生物途径，而不是通过NO 3 -N 完全氧化。这个过程可以通过适当的操作pH，SRT，DO，游离氨(FA)浓度来获得。此外，煤气化废水中的NH 3 -N的范围约为。100-200 mg / L，确保了短程生物脱氮反应器的成功启动。

　　活性炭性能对生物脱氮反应器中总氮去除率的影响

　　为了调查活性炭和生物脱氮反应器之间的关系，通过生物脱氮反应器亚硝酸盐积累和氮去除效率在不同操作条件下活性炭，即进行了比较，DO和粉末状活性炭的剂量(在所示表1)。每个历时20多天。

　　表1。活性炭操作条件。

　　注：粗苯酚，苯酚，乙酸钠，分析等级的NH 4 Cl 组成的合成废水1(SW1)。废水2(SW2)，具有432苯酚 毫克/升，NH 4 550氯 mg / L的(144 毫克NH 3 -N / L)和NaHCO 3的1728 毫克/ L(20.60 mM / L)。

　　通过活性炭提高生物降解性

　　进行生物降解性试验以研究活性炭在除氮中的作用。直接用条件5下的SW1和活性炭出口作为试验对象， 用 1g / L 活性炭在 4mg / L的DO下吸附12h 后即SW1 ，即以活性炭吸附后的上清液作为对照。测定上述三个样品的气相色谱-质谱(GC-MS)以评估活性炭吸附偏好。此后，使用FTIR测试来强调和验证GC-MS分析。

　　活性炭性能对短程生物脱氮反应器的影响

　　图1和图2显示了活性炭和短程生物脱氮反应器性能之间的关系。如上所述，如果用SW2，短程生物脱氮反应器实现了高的快速脱氮效率。然而，在原污水(条件2，活性炭取消)的情况下，亚硝酸盐浓度从137.01 ± 14.15mg / L 显着下降到26.37 ± 4.08mg / L。NH 3 -N 转化为NO 2 -N 的转化率仅为18.88%，表明原水对AOB活性的抑制作用较强。此后，短程生物脱氮反应器在超过15 天内被回收。转化到条件3时，活性炭去除了仅有17.20%的COD和22.27%的总酚，以0.2mg / L的活性炭剂量，4 h HRT， 0.5mg / L DO。相应的短程生物脱氮反应器没有太大的提高。NH 3 -N 浓度仍处于较高水平。在进一步增加活性炭投加量和DO后，活性炭在条件4中达到更高的COD和苯酚去除效率，分别达到61.3%和68%。因此，短程生物脱氮反应器中的NH 3 -N对NO 2 -N转化率和TN去除率分别提高到60.73%和48.34%。此外，当优化条件5下活性炭性能进一步提高时，COD和苯酚的去除率分别为85.80%和90.30%。因此，危害较小的出口为短程清除工艺奠定了良好的基础。NH 3 -N转化为NO 2是合理的在短程生物脱氮反应器好氧隔室中-N转化率为86.89%。显然，NO急剧增加3 -N也发生但实际上它并非来自进口，但在活性炭亚硝酸盐氧化细菌产生。

　　图1。在1-5的条件下活性炭的COD和苯酚去除效率。

　　图2。在条件1-5下短程生物脱氮反应器出口的NH 3 -N，NO 2 -N和NO 3 -N浓度对比。(a)好氧隔室和(b)缺氧隔室。

　　从这项研究可以得出以下结论：

　　研究开发的活性炭和短程生物脱氮反应器联合工艺提高了上流式厌氧污泥床废水处理煤气化废水的总氮去除效率。短程生物脱氮反应器表现与活性炭去除效率高度正相关。活性炭部分或完全除去顽固氮的杂环化合物(NHC的)，从而允许短程生物脱氮反应器被加载有相对无害的和较高的BOD 5 / COD进水。研究表明活性炭系统可作为煤气化废水短程脱氮预处理技术可行的方法。

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