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含氮污水特性及处理工艺研究

2015-03-09夏建峰

资源节约与环保 2015年6期
关键词:含氮新工艺硝化

夏建峰

(江苏皇宝环保工程发展有限公司 江苏南通 226300)

氮能够引起水环境富营养化及水体缺氧性并导致水质恶化的重要因素,因此,含氮废水在排放之前必须要做好相关的脱氮处理。但是长期以来,污水处理一直以去除COD和悬浮固体为目标,没有能够全面考虑对氮等营养物质的去除。中国当前环境问题的主要矛盾已经开始由化学需氧量转向了氮盐的问题,随着氨氮污染的迅速加剧,氨氮也成为了许多水体和流域中的第一超标污染物[1],成为继COD、二氧化硫之后污染物总量减排中的重要控制指标。

1 含氮污水特性及处理难点

水中的氮元素主要分为无机氮和有机氮,其中,有机氮主要有尿素、氨基酸、蛋白质等含氮有机物,而无机氮则主要是指氨态氮、硝态氮。从氨氮的污染源来看,主要来自城镇生活污水,化肥、食品、饮料、造纸业等工业行业。一直以来,含氨污水是污水处理中十分难处理的污水,也是处理成本很大的污水,这是因为:

污水中COD较易处理,COD/BOD比值>0.4,且处理成本低,反应快,好氧异养菌即可完成。

而NH3-N则不然,以生化反应式表示

在好氧条件下,好氧型亚硝酸菌和NH4+作用,生成NO2-,再与好氧型硝化菌反应生成NO3-,同时补加碱度,完成硝化除NH4反应。再由缺氧型异养菌和NO3-作用,发生反硝化反应,生成无害的N2,最终完成除氨反应。目前除NH3-N工艺(如A/O、MBS)对反硝化效果不好,TN脱去率不达标。

除氨反应步骤多,参加菌种多,反应条件又分好氧条件和缺氧条件;而亚硝酸、硝酸菌生长周期又长,且占总菌群数量又少,这就使得氨氮的处理更加困难。

据测算,硝化反应的耗氧量通常是COD4倍多,还会消耗大量碱度,反硝化时又要补充有机碳(污水中缺),更增加处理成本。

2 A/SBR+EM新工艺处理含氮污水

近年来,国内外学者在传统氨氮处理的基础上,进一步加大了理论研究和实践分析,有了许多新的认识和发现,在新兴生物脱氮技术领域提出了短程硝化反硝化等具有新近技术工艺的氨氮处理方法。

2.1A/SBR+EM新工艺

通过对氨基酸污水特征分析及论证,不难得出这样的结果:一是活性污泥法技术成熟、可靠,优于生物膜法。而且投资少,处理费低,是治污方面的最先考虑选用的工艺。二是活性污泥法中的新工艺——短程硝化技术,比常规除氨工艺在有机碳、以及污泥产出量方面都有较大优势,而且投资少,处理的费用会降低许多。

该工艺不仅仅采用了“短程硝化技术”,还采用了TN脱除技术,COD高去除率技术及投加优势菌技术,众多新技术的叠加、组合,形成了具有特色的生化新工艺。

2.2 工艺特点

短程硝化反硝化理论认为反硝化过程中无论是NO2-还是NO3-都可以做电子的最终受体。短程硝化先进工艺匹配新型生化组合池A/SBR是一种强强组合工艺,具有投资省、占地小、运行费用低、出水水质好、耐负荷冲击的优化组合工艺。其具有许多优势之处:(1)短程硝化效果好,后期的运行成本低,减少投资额;(2)设置缺氧酸化池SBR好氧配套组合工艺,一池多功能。有酸化把大分子COD分解为小分子COD,对于难生化COD的去除具有很好的效果,保证了出水COD≤100;作为前置反硝化用,充分利用积水中COD进行降TN反硝化,可大为减少甲醇的用量;利用反硝化产生碱,减少后步硝化反应加碱量;也极大地缩短了整体生化时间。硝化—反硝化同步进行。对降成本作用重大。(3)SBR工艺为序列式运行,进水、曝气、沉淀滗水、排泥、待机多工序一池完成,省却二沉池和污泥循环,投资省,抗负荷冲击强,TN脱去率高,自动化好,因SBR对进水有几十倍的“稀释”能力;(4)出水水质任意调整,以NH4-N为例,如现阶段出水标准为<20mg/L,等一段时间又要求降为≤6mg/L,只需调整一下各阶段工况,延时曝气即可以,几乎不要进行设备增加或改动,这是其它工艺无法实现的优点。

2.3 应用效果

在某生物日处理6000m3的高浓度有机污水处理中,设计进水水质为COD≤1300mg/L、NH3-N≤350mg/L、TN≤400mg/L、Cl—≤2500mg/L;经过短程硝化的A/SBR+EM工艺处理之后,其出水水质分别为:COD是100mg/L、NH4-N是15mg/L、TN为30mg/L、BOD5是15mg/L、TP为0.5mg/L、色度是20、悬浮物是30mg/L、硫化物是0.6mg/L、挥发酚为0.5mg/L,出水水质达到了排放标准。其中,NH3-N的处理率达到了95.7%。杨庆等在国内外首次采用实际城市污水,在温度为11.8℃~25℃和通常溶解氧条件下,实现了54m3的SBR中试系统稳定的短程硝化反硝化[2]。

[1]王泽斌,马云,王强.含氮废水生物处理技术研究现状及发展趋势[J].环境科学与管理,2011,36(9):108-112.

[2]杨庆,彭永臻.中试规模的城市污水常、低温短程硝化反硝化[J].中国给水排水,2007,23(15):1-3.

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