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氮肥废水处理的四大工艺技术对比

导读: 为深入了解该系统的运行情况,依据系统处理效果、各功能区碳源消耗、氮化物浓度沿程分布和运行参数变化,对其反应过程进行分析,证实了A2/O2工艺生物脱氮过程具有短程硝化反硝化的特征。借鉴城市污水厂中的比能耗指标对A2/O2生物处理系统进行能耗分析,为国内同类废水生物脱氮处理提供借鉴。

我国氮肥生产企业长期以来排放废水中有机物与总氮的比值仅为1~2,不能满足常规脱氮工艺对处理水质碳氮比的需求,因此常需要额外投加甲醇等有机物对碳源进行补充,处理成本过高; 而目前,国内外对适用于低碳氮比废水的如短程硝化反硝化、厌氧氨氧化等新型脱氮工艺多处于实验室研究阶段,工程应用实例很少。因此,作者从实际污水处理厂倒置A2/O 工艺系统中好氧区部分区段在控制低浓度DO 运行时其脱氮效果明显提高的现象中受到启示,并结合好氧区低溶解氧区域分布与总氮去除率关系初步分析结果,提出缺氧/厌氧/微氧/好氧工艺(A2/O2 工艺),在中试取得较好生物脱氮效果的基础上,应用于河南某氮肥化工企业废水处理站(15 000 m3/d)。运行结果表明,在不额外投加碳源的条件下,出水COD、氨氮、总氮等水质指标均达到国家和河南省《合成氨工业水污染物排放标准》。

在A2/O2系统中,由于存在多个不同运行条件的功能区,且较倒置A2/O 工艺增加了一个微氧区向厌氧区的混合液回流,因此其运行状况更加复杂,各种氮化合物浓度在不同功能区中由于稀释和降解而变化多样。为深入了解该系统的运行情况,依据系统处理效果、各功能区碳源消耗、氮化物浓度沿程分布和运行参数变化,对其反应过程进行分析,证实了A2/O2工艺生物脱氮过程具有短程硝化反硝化的特征。借鉴城市污水厂中的比能耗指标对A2/O2生物处理系统进行能耗分析,为国内同类废水生物脱氮处理提供借鉴。

1、工程概况

1. 1 原水水质

河南某大中型煤化工企业的生产能力已分别达到24×104 t/a 合成氨、40×104 t/a 尿素、6×104 t/a精甲醇、6×104 t/a 甲胺和6×104 t/a 二甲基甲酰胺(DMF)。实际综合排水和设计处理水质见表1。废水碳氮比在1~2 的范围内波动,具有明显的低碳氮比水质特征; 综合排水具有较好的可生化性(B/C值约为0.45),可为废水生物脱氮处理提供第一类碳源。

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1. 2 A2/O2 工艺系统

该企业采用A2/O2 工艺处理综合废水,设计规模为15 000 m3/d,工艺流程见图1。该工艺是在现有倒置A2/O 工艺的基础上,通过控制微氧池中DO浓度、pH 值,并增加微氧池至厌氧池的混合液回流来使短程硝化反硝化成为系统脱氮的主要途径之一,实现低碳氮比氮肥生产废水高效低耗脱氮。废水首先进入缺氧池,与回流污泥及来自好氧池的回流液混合进行反硝化脱氮。然后进入厌氧池,在此与来自微氧池的回流液混合进行短程反硝化; 厌氧池中安装填料,为厌氧氨氧化的发生提供一定的可能性。接着废水进入微氧池中进行以短程硝化为主的硝化反应,反应后的出水进入好氧池中进行全程硝化反应。通过以上生物组合池的处理后,废水中大部分氨氮、总氮和有机物被去除。

各反应池设计运行参数如表2 所示。系统内污泥浓度维持在2 000~3 000 mg/L,监测期间水温为20~30 ℃。

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