吹脱＋A-O工艺处理氮肥企业高氨氮废水的工程实践.doc

吹脱A-O工艺处理氮肥企业高氨氮废水的工程实践1O2环境工程2007年10月第25卷第5期吹脱+A/O工艺处理氮肥企业高氨氮废水的工程实践王献平李韧(机械工业第四设计研究院环保所,河南洛阳471039)摘要针对河南某氮肥企业高氨氮废水采用吹脱+A/O工艺处理的成功实践(当进水氨氮浓度在641868rag/L,出水始终稳定在1mg/L;右),分析了工程设计与调试中应注意的问题,可供此类污水处理工程设计参考.关键词氮肥企业高氨氮废水吹脱MO1氮肥行业氨氮废水来源及水质状况氮肥企业生产废水主要来源于造气,脱硫,合成和碳化等工序.造气工序造气炉生产的半水煤气,含有未燃烧的煤屑,灰分及水溶性杂质,经洗涤箱,洗气塔用水清洗,降温后送入气柜.其洗涤废水水温高,且含有悬浮物,氰化物,酚,硫化物,氨氮等.半水煤气经脱硫工序脱除硫化氢并经压缩后送至后续工序,其中脱硫塔清洗过程排出的废水中含有硫化物,氨氮,少量悬浮物.合成,碳化等工序的废水含有氨氮.尿素解析产生尿素解析废液.此外循环水系统,由于水与空气长期接触,也会导致空气中的氨溶解于水中,形成含氨废水.各工序主要水质情况详见表1.2某氮肥厂高氨氦污水处理工程设计2.1氮肥厂情况简介该氮肥厂合成氨装置生产能力8万t/a,尿素生产能力l3万t/a,同时副产甲醇2万t.该厂生产工艺3结论(1)采用生物接触氧化工艺处理购物中心综合污水是可行的,工艺流程短,污水处理构筑物占地面积小,操作简单,费用低,剩余污泥产生量极少,处理效果好且稳定.(2)此次改造本着技术成熟,经济可行的原则,充分利用了现有构筑物,优化了处理流程,节省大量设备投资.(3)经过对污水处理站历时1个多月的调试和运行跟踪,污水处理效果达到了设计要求,实现了出水达标排放,并通过了有关部门的验收.参考文献1苗群,刘志强,邓莉蕊,等.生物接触氧化法处理水产品加工废水的设计及运行.环境工程.2005.23(5):15.17.表1氮肥厂氨氮来源及氨氮浓度一览表.ng,L已经采用了Na2CO替代稀氨水脱硫技术和三气等压吸收回收氨等清洁生产技术改造.各工序产生的污水(含间接循环冷却排污水)均排人造气洗涤水沉2周海东,刘勤亚,江燕.二段生物接触氧化法处理生活污水.环境工程,2003,21(1):13.15.3陈栋,王全金,林郁.生物接触氧化法处理屠宰废水开工调试.环境工程,2003,21(6):16.18.4:黄焱歆,关凤字.水解酸化/接触氧化/砂滤工艺处理疗养院污水.中国给水排水,2002,18(12):7778.5杨继贤,赵博,王邦祥.生物接触氧化法在矿区生活污水处理中的应用,能源环境保护,2003,17(3):42.作者通讯处王刚266033青岛市抚顺路11号青岛理工大学环境与市政工程学院电话(0532)85073270E-mailwangweigang7O81163.corn.2.0.0.6.-.1.2.-.2.0.t.L.环境工程2007年10月第25卷第5期l03淀池中,大部分污水经冷却塔降温后回用到造气系统,少量污水(20m3/h)外排.2.2设计进,出水质指标设计处理水量20m3/h,进,出水质指标详见表2.表2设计进出水水质指标表rag/L(pH除外)2.3处理工艺流程污水处理工艺见图l.甲醇残液1污水处理】.艺沉程图氨氮在废水中主要以铵离子(NH4)和游离氨(NH)状态存在.两者存在的形态:受pH值的影响,当pH值高时,游离氨的比例增大.常温时,当pH值为7左右时氨氮大多数以铵离子状态存在,而pH为11左右时,游离氨大致占98%.当水的pH值升高,呈游离状态的氨易于逸出.若加以搅拌,曝气等物理作用更可促使氨从水中溢出.在实际工程中大多采用吹脱落.吹脱塔的构造一般采用气液接触装置,在塔的内部填充材料,用以提高接触面积.调节pH值后的水从塔的上部淋洒到填料上而形成水滴,顺着填料的间隙次第落下,与由风机从塔底向上或水平方向吹送的空气逆流接触,完成传质过程,使氨由液相转为气相,随空气排放,完成吹脱过程.A/O工艺主要是利用生物的硝化过程和反硝化过程,实现对氨氮的生物降解去除.A/O法能较彻底的脱除废水中的氨氮,且不会造成二次污染.2.4主要工艺参数及设施2.4.1调节池调节池水力停留时间按4h设计.内设低速推流器1台,液碱储罐2台(1用1备),污水提升泵2台(1用1备,Q=25m/h).2.4.2吹脱塔设计布水负荷率1.96m/(m?h),吹脱气水比3400m/(m3?h),外形尺寸:3.6mX7.5m.配套玻璃钢离心风机1台Q=68ooom/h,填料45m.2.4.3中间调节池调节池水力停留时间按2h设计.利用该厂富裕CO气,采用穿孔管曝气搅拌,硫酸储罐2台(1用1备).2.4.4兼氧池水力停留时间按2h设计,设计污泥浓度3000mg/L,内设低速推流器1台.2.4.5曝气池水力停留时间按24h,设计污泥浓度3000mg/L,NH-N污泥负荷0.15kg/(kg?d),曝气装置为可变孔曝气软管,配套罗茨风机2台(1用1备,Q:9.35m3/min);曝气池出水口处设置硝化液回流泵2台(1用1备,Q=60rn/h),硝化液回流比3:1.2.4.6二次沉淀池设计水力停留时间为2.5h,配污泥回流泵2台(1用1备,Q=20m3/h).2.5处理效果该工程设备安装于2005年l2月26日,经4个月的运行调试,正式投入使用.验收监测结果(见表3)表明,在进水COD浓度7191596mg/L,NH.N浓度641868mg/L时,系统出水水质COD达到15.957.1mg/L,NH一N达到0.161.4mg/L,处理效果明显.表3监测验收数据表mg/L(pH除外)3有关问题讨论3.1设计存在的不足调试发现,当A/O系统进水氨氮浓度长时间超过500mg/L时,容易导致A/O系统N02积累,从而导致系统崩溃以及系统出水COD增加.原设计认为经调节pH值后,需要加酸调节pH值至9左右,事实上,废水进入吹脱塔的pH为l0.3811.08时,吹脱塔出口处pH值9左右,无需再进行调节.调试发现,控制吹脱塔出口pH值在l0左右,不会对后续的A/O系统产生不利影响.二沉池采用多斗排泥,容易造成二沉池污泥不能及时排出,造成污泥沉积时间过长,从而发生反硝化环境工程2007年1O月第25卷第5期反应,导致污泥上浮,使出水水质恶化.3.2调试过程中应注意的问题3.2.1负荷与泥龄A/O工艺中泥龄主要受硝化细菌世代控制,最短泥龄时间主要受温度影响.厌氧反应要求高负荷,低泥龄,而好氧反应则要求低负荷,高泥龄.实际运行中应针对进水的情况具体调整,如果针对去除氨氮为主,BOD为辅的情况则泥龄宜控制在1O15d;反之,则泥龄宜控制在810d.3.2.2溶解氧由反应过程可以看出硝化过程需要大量的氧,一般认为好氧反应器中的溶解氧应控制在1.52.0mg/L为宜,低于0.5mg/L.0硝化反应完全停止;而厌氧反应器的溶解氧含量则应控制在0.5mg/L以下.3.2.3pH值好氧反应器中由于硝化作用的结果有HNO生成,当pH值低于6.5或高于8.8时,硝化作用会受到抑制.因此,废水中应投入适当的碱,以中和硝化反应产生的硝酸,一般认为好氧反应器中的pH值应控制在6.58.0之间.厌氧反应器中由于反硝化作用的结果使pH值升高,反硝化作用适宜的pH值范围为7.59.2之间.3.2.4回流比回流比是A/O法中比较难控制的参数,也是决定处理效果的重要参数.对于好氧过程,如果回流比过小可以导致NO;一N在二沉池底发生反硝化导致污泥上浮;回流比过大使厌氧反应器中的NO;.N浓度过大,影响厌氧反应器中反硝化的进行.实际应用中应遵循在保证二沉池不发生反硝化的前提下,尽量降低回流比的原则.一般回流比应控制在24倍.3.2.5C/N在反硝化过程中,废水中的BOD与N的比值(即C/N)应该是2.86,实际应用中应该大于这一理论值.只有废水中的C/N>2.86时才可以满足反硝化作用对有机碳的需要,在实际运行中C/N一般控制在3以上,当废水中碳源不足时,需要补充,一般采用甲醇,该工程采用生产过程中甲醇装置产生的甲醇残液作为碳源.反硝化系统中,去除1.0gNO;一N需消耗2.6g甲醇,可产生0.56g细菌.3.2.6毒性物质污水成分复杂,常含有一些毒性物质(如重金属等),这些物质会对活性?亏泥系统的处理效率产生影响.但同一种物质对硝化菌,反硝化菌等生物的抑制作用,他的起始浓度,抑制程度都不尽相同,而且抑制机制也不同.As,Cr,F对硝化作用的抑制是非竞争性的,毒性大小序列为Cr>As>F;Cr,Ni,Zn对硝化作用有毒性影响,且Ni对亚硝化菌和硝化菌的毒性最大,硫脲对硝化菌有特殊的抑制作用,酚对硝化作用的抑制是非竞争性的,酚浓度在275mg/L时呈对数抑制,而苯环上有甲基的物质抑制作用最大,当工业废水中含有一定量的CN一时,污泥系统既可进行反硝化作用又能去除CN.3.2.7营养物质良好的活性污泥系统需要均衡的营养,一般要求C/N/P为100:5:1.由于氮肥厂废水中P元素普遍不足,应补充P元素,可以用磷酸或磷酸氢二钾.3.2.8温度硝化细菌对温度的适应范围为545,亚硝化菌最佳生长温度为35,硝化菌的最佳生长温度为3542.当废水温度低于15时,硝化速率会明显下降;当温度低于1O时已启动的硝化系统可以勉强维持,硝化速率只有3O时的25%;当温度低于5时,硝化反应基本停止,反硝化反应的最适宜温度范围是2O4O,低于15时反应速率下降.该废水水温在455O之间,甲醇残液在9O左右,冬季运行时由于吹脱塔的降温作用,使A/O系统水温稳定在2835之间,处于硝化和反硝化细菌的最适宜温度,因此硝化速率较高.但夏季运行时,必须考虑对甲醇残液进行降温从而避免高温对A/O系统的影响.4结论对于氮肥