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    氨氮廢水處理改進型兩段AO工藝

    發布時間:2021-7-28 9:55:51  中國污水處理工程網

      近年來化肥、石油化工等行業大量產生的高氨氮廢水成為行業發展制約因素之一。氨氮廢水排入環境引起水體富營養化、水體黑臭,毒害人群及生物的事件屢有發生,經濟有效地控制高濃度氨氮污染已成為當前環保工作者研究的重要課題。

      目前對于氮素污染的治理,國內外常見的工程技術有空氣吹脫法、選擇性離子交換法、折點氯化法、磷酸氨鎂沉淀法、生物脫氮法等。在處理氨氮含量不高的污水時,傳統A/O工藝、氧化溝工藝、間歇式活性污泥工藝以及曝氣生物濾池工藝均能有效脫除氨氮和總氮,但對于高氨氮、低碳氮比的污水,以上工藝處理難以達到理想效果。改進型兩段A/O工藝則較好地解決了氮肥工業高氨氮、低碳氮比污水的處理難題。

      1、進水水質

      某化工企業年產40萬噸合成氨和60萬噸尿素,根據工藝專業條件,該化工企業污水來源主要有渣水系統工藝廢水、變換廢水、解吸廢水、空分及鍋爐房廢水、分析化驗及地坪沖洗水、生活污水等。

      生產污水特點為氨氮高,有機污染物較少,選用處理工藝考慮的關鍵點為運行穩定性和經濟性。生活污水及沖洗水含有一定污染物,生化處理效果較好,可直接和其他污水混合進行處理。經統計分析,廢水中TC∶N約為0.8,碳源無法完全滿足脫氮需要,水中污染物主要為有機物、氨氮、總氮、懸浮物等。各股污水總量平均值為118.3m3/h,最大值為172.4m3/h,具體參數見表1。

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      本污水處理站出水作為回用水站的原水?紤]到回用水站的進水水質對超濾和反滲透膜組件有重大影響,為防止膜組件頻繁反洗和更換,污水處理站的出水水質需進一步降低。污水處理站設計進水水質指標見表2。

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      根據水質水量數據,結合相關工程經驗,污水處理站設計規模200m3/d,滿足50%~110%設計負荷下正常運行。

      2、改進型兩段

      A/O工藝流程由于渣水系統工藝廢水具有高氮氨特性,主處理工藝采用改進型兩段A/O工藝(兩級A/O后加序批沉淀池),工藝流程見圖1。

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      兩段A/O為結合傳統的硝化和反硝化工藝與A/O工藝優點的基礎上,適合處理高氨氮、低有機物污染的污水新技術,克服了傳統A/O回流比過大(傳統A/O法回流比一般為200%~500%),反硝化不充分問題。采用交替出水的序批斜板沉淀池代替占地較大的連續流二沉池,序批斜板沉淀池沉淀速度快,可減輕后續混凝沉淀池的水力負荷,適用于占地面積小、處理要求高的廢水處理工程。

      硝化反應:

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      在硝化反應中,每氧化1gNH4+-N為NO3--N需要消耗堿度7.14g(以CaCO3計);不計細菌增值,每氧化1gNH4+-N為NO3--N,需氧量為4.57g。

      反硝化反應:

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      在反硝化反應中,轉化1gNO2--N為N2需要有機物1.71g(以BOD5表示);轉化1gNO3--N為N2需要有機物2.86g(以BOD5表示);還原1gNO2--N或NO3--N均可產生3.57g堿度(以CaCO3計)。

      硝化反應中消耗的堿度50%得以回收。

      反硝化反應中所需有機物總量為:

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      如污水中缺少有機碳源,則應補充有機物,一般投加甲醇,因甲醇分解后產物為CO2和H2O,不產生難降解的中間產物,不會造成新的污染物殘留。

      改進型兩段A/O工藝技術要點主要為:兩級A/O工藝分為缺氧段(A1)、好氧段(O1)、缺氧段(A2)、好氧段(O2)四個階段,控制O1池的溶解氧、pH值、污泥齡等條件,實現氨氮的硝化反應。通過將O1池混合液部分回流至A1池,充分利用源水中碳源進行反硝化脫氮,減少補充反硝化外加碳源投加量,節省運行費用(廢水中BOD5與TKN的比值在5~8時,認為碳源充分滿足廢水生物脫氮需求;當BOD與TNK的比值小于3~5時,碳源不足,需投加甲醇補充,本項目中需在A1池投加甲醇作為補充碳源);A2池通過補充甲醇液作為碳源實現反硝化脫氮,O2段控制較高溶解氧,對殘留甲醇和污水中剩余有機物進一步氧化,提高活性污泥的性能。后置好氧池出水流入序批沉淀池,序批沉淀池的污泥回流至前置缺氧區,用于強化反硝化效率及污泥濃度的平衡,剩余污泥送入污泥濃縮池。序批斜板沉淀池出水進入后續混凝沉淀池進一步去除懸浮物,出水進入清水池,達標進入中水回用系統。

      通過設置兩段缺氧池可達到徹底反硝化,脫氮率達到96%以上,出水可達到氨氮小于2mg/L,TN小于20mg/L,滿足回用水站進水要求;內回流量小(一般為100%~200%),節省運行費用;充分利用反硝化產生的堿度,可減少堿的投加量,節省運行費用;充分利用反硝化獲得的氧量,可減少空氣用量,節省運行費用。

      3、運行出水水質

      污水站運行后出水水質平穩,達到回用水站進水要求,可有效減少回用水站膜組件反洗和更換的次數,減少回用水站運行成本。污水站出水達到回用水站進水要求后進入回用水站進行后續處理,回用水站平均進水水量150m3/h,出水129m3/h,回收率達86%,提高了水資源利用率。污水站出水水質要求達到污水綜合排放標準(GB8978-1996)一級標準,污水站具體出水水質如表3。

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      4、改進型兩段A/O與傳統A/O工藝比較

      傳統A/O工藝流程比較簡單,裝置少,基建費用和運行費用均較低,但要求污水進水中BOD5與TN比值較高。傳統A/O工藝需要內回流200%~500%才能達到較好的脫氮效果,大回流比增加了運行費用,同時將水中溶解氧帶入缺氧池,消耗進水中BOD5,增加碳源投加量,增加費用。經過好氧池硝化反應后出水含有一定濃度的硝酸鹽,若不能及時回流,會在二沉池內發生反硝化反應,導致污泥上浮,影響處理水質;亓鞯娜芙庋跤绊懛聪趸氐娜毖鯛顟B,影響反硝化進程,反硝化脫氮率很難達到90%。

      改進型兩段A/O工藝可充分利用來水碳源,減少補充碳源的投加量,充分利用反硝化產生的堿度,減少堿的投加量,減小內回流量,減小運行設備功率。序批斜板沉淀池代替占地較大的連續流二沉池,序批斜板沉淀池沉淀速度快,可減輕后續混凝沉淀池的水力負荷,縮短停留時間,兩段A/O處理污水工藝大大提高脫氮率,優化出水水質。

      與傳統A/O工藝相比,改進型兩段A/O工藝具有以下優點:脫氮性能好,工藝流程簡單,土建投資低,無二沉池,占地面積;自動化程度高,操作管理方便,運行費用低;剩余污泥量少,減少污泥處置費用;耐沖擊負荷強等。

      5、結論

      改進型兩段A/O工藝是在傳統A/O技術基礎上改進成功的污水處理工藝,本質為兩段A/O工藝后接序批分離,該工藝為各種優勢微生物的生長繁殖提供了良好的環境條件和水利條件,氨氮的硝化、反硝化等生化過程保持高效反應狀態,有效提高了生化去除率。

      綜上所述,改進型兩段A/O工藝處理高氨氮廢水,在技術上、經濟上均優于傳統A/O工藝,將成為高氨氮廢水處理的主流工藝。(來源:安徽節源環?萍加邢薰)

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