多級生物處理工藝主要包括了外循環(huán)厭氧處理系統(tǒng)、生物增濃同步脫氮系統(tǒng)、改良A/O氧化、活性硅藻土和碳粉吸附系統(tǒng)、絮凝沉淀處理系統(tǒng)和濾池。該工藝目前在哈爾濱煤氣廠煤氣化廢水治理工程中得到應(yīng)用。
三種煤制氣有機(jī)廢水處理技術(shù)均在實(shí)際工程中得到應(yīng)用，但從技術(shù)成熟度，流程穩(wěn)定性來相比，多級生物處理技術(shù)的均較好。主要是由于以下因素：(1)含油污水進(jìn)入含油廢水均質(zhì)罐，經(jīng)水量調(diào)節(jié)和均質(zhì)后，進(jìn)入隔油沉淀池、氣浮池除油，來水具有較大的沖擊時(shí)，進(jìn)入含油污水緩沖池暫存。經(jīng)除油后的廢水進(jìn)入外循環(huán)厭氧處理系統(tǒng)，經(jīng)水解酸化并提高可生化性，之后進(jìn)入均質(zhì)池，并與其它有機(jī)污水混合均質(zhì)。
(2)外循環(huán)厭氧處理系統(tǒng)在改善煤制氣廢水水質(zhì)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)部分有機(jī)物的羧化轉(zhuǎn)變過程，并利用厭氧細(xì)菌將部分廢水污染物轉(zhuǎn)化成甲烷，同時(shí)將部分難降解有機(jī)物轉(zhuǎn)化為易降解有機(jī)物，為后續(xù)好氧生物工藝降低處理難度和減輕運(yùn)行負(fù)擔(dān);外循環(huán)厭氧處理系統(tǒng)平均停留時(shí)間40小時(shí)，COD去除率30%~40%之間。
(3)生物增濃同步脫氮工藝是投加一定量的炭粉以增加污泥濃度，控制特定的水力條件、高污泥濃度、低溶解氧(DO=0.3~0.5mg/L)等參數(shù)實(shí)現(xiàn)在低氧條件下去除有機(jī)物、氨氮短程硝化反硝化和脫氮過程相結(jié)合的工藝。生物增濃同步脫氮工藝是在亞硝酸鹽和氨氮同時(shí)存在的條件下，通過控制溶解氧，利用自養(yǎng)型細(xì)菌將氨和亞硝酸鹽同時(shí)去除，產(chǎn)物為氮?dú)猓硗膺€伴隨產(chǎn)生少量硝酸鹽，由于參與反應(yīng)的微生物屬于自養(yǎng)型微生物，因此生物增濃同步脫氮工藝不需要碳源。低氧曝氣避免了運(yùn)行中泡沫增加的問題，是組合工藝中主要的污染物去除工藝之一。低氧條件下把氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮，硝酸鹽氮直接發(fā)生硝化反應(yīng)轉(zhuǎn)化成氮?dú)?，生物增濃同步脫氮工藝具有以下?yōu)勢：①生物增濃同步脫氮工藝兼有水解酸化作用，對難降解的COD和多元酚有較好的適應(yīng)性，COD和多元酚的去除效果要優(yōu)于其他好氧工藝。②生物增濃同步脫氮工藝在有效去除COD的同時(shí)，低溶氧又創(chuàng)造了同步硝化反硝化脫氮的條件，在生化池實(shí)現(xiàn)了脫氮過程，簡化了工藝流程，節(jié)省了投資。③低溶解氧控制避免了大量"氧"的浪費(fèi)，在廢水處理站實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。④低溶解氧避免了泡沫的產(chǎn)生。⑤生物增濃同步脫氮池內(nèi)投加炭粉，增加微生物生物量。⑥采用玻璃鋼防風(fēng)罩保護(hù)系統(tǒng)。生物增濃同步脫氮池的COD去除率在80%~85%之間，平均停留時(shí)間為40小時(shí)。
(4)改良A/O氧化工藝處理是利用厭氧和好氧的交替作用，利用硝化菌和反硝化菌的作用，進(jìn)一步降解廢水中的COD和降解廢水中的氨氮。改良A/O氧化工藝的回流比可以根據(jù)需要隨意變動，針對酚氨回收廢水剩余氨氮和有機(jī)物的降解需要調(diào)整回流比，對氨氮硝化和反硝化脫氮進(jìn)行強(qiáng)化處理，改良A/O氧化工藝的兼氧與好氧交替運(yùn)行可以改善難降解污染物的性質(zhì)，強(qiáng)化降解廢水中剩余的有機(jī)污染物。改良A/O氧化工藝在運(yùn)行中定期加入菌種固定化載體，增強(qiáng)菌種的數(shù)量，平均停留時(shí)間為32小時(shí)。(5)活性硅藻土和碳粉吸附系統(tǒng)主要是通過活性硅藻土和碳粉的物理化學(xué)吸附功能，進(jìn)一步吸附去除污水中難降解的CODCr，提高水體的可生化性;吸附方式采用廊道式動態(tài)方式，吸附CODCr去除率在35%以上。吸附后的出水經(jīng)沉淀后進(jìn)入后續(xù)的低負(fù)荷生物處理裝置進(jìn)行處理。(6)濾池是一種去除水中SS的深度處理技術(shù)，作為廢水的回用深度處理手段，確保出水水質(zhì)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
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