氮肥廢水處理的四大工藝技術(shù)對(duì)比

我國(guó)氮肥生產(chǎn)企業(yè)長(zhǎng)期以來(lái)排放廢水中有機(jī)物與總氮的比值僅為1～2，不能滿足常規(guī)脫氮工藝對(duì)處理水質(zhì)碳氮比的需求，因此常需要額外投加甲醇等有機(jī)物對(duì)碳源進(jìn)行補(bǔ)充，處理成本過(guò)高; 而目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)適用于低碳氮比廢水的如短程硝化反硝化、厭氧氨氧化等新型脫氮工藝多處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，工程應(yīng)用實(shí)例很少。因此，作者從實(shí)際污水處理廠倒置A2/O 工藝系統(tǒng)中好氧區(qū)部分區(qū)段在控制低濃度DO 運(yùn)行時(shí)其脫氮效果明顯提高的現(xiàn)象中受到啟示，并結(jié)合好氧區(qū)低溶解氧區(qū)域分布與總氮去除率關(guān)系初步分析結(jié)果，提出缺氧/厭氧/微氧/好氧工藝(A2/O2 工藝)，在中試取得較好生物脫氮效果的基礎(chǔ)上，應(yīng)用于河南某氮肥化工企業(yè)廢水處理站(15 000 m3/d)。運(yùn)行結(jié)果表明，在不額外投加碳源的條件下，出水COD、氨氮、總氮等水質(zhì)指標(biāo)均達(dá)到國(guó)家和河南省《合成氨工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》。

在A2/O2系統(tǒng)中，由于存在多個(gè)不同運(yùn)行條件的功能區(qū)，且較倒置A2/O 工藝增加了一個(gè)微氧區(qū)向厭氧區(qū)的混合液回流，因此其運(yùn)行狀況更加復(fù)雜，各種氮化合物濃度在不同功能區(qū)中由于稀釋和降解而變化多樣。為深入了解該系統(tǒng)的運(yùn)行情況，依據(jù)系統(tǒng)處理效果、各功能區(qū)碳源消耗、氮化物濃度沿程分布和運(yùn)行參數(shù)變化，對(duì)其反應(yīng)過(guò)程進(jìn)行分析，證實(shí)了A2/O2工藝生物脫氮過(guò)程具有短程硝化反硝化的特征。借鑒城市污水廠中的比能耗指標(biāo)對(duì)A2/O2生物處理系統(tǒng)進(jìn)行能耗分析，為國(guó)內(nèi)同類廢水生物脫氮處理提供借鑒。

1、工程概況

1. 1 原水水質(zhì)

河南某大中型煤化工企業(yè)的生產(chǎn)能力已分別達(dá)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)。實(shí)際綜合排水和設(shè)計(jì)處理水質(zhì)見(jiàn)表1。廢水碳氮比在1～2 的范圍內(nèi)波動(dòng)，具有明顯的低碳氮比水質(zhì)特征; 綜合排水具有較好的可生化性(B/C值約為0．45)，可為廢水生物脫氮處理提供第一類碳源。

1. 2 A2/O2 工藝系統(tǒng)

該企業(yè)采用A2/O2 工藝處理綜合廢水，設(shè)計(jì)規(guī)模為15 000 m3/d，工藝流程見(jiàn)圖1。該工藝是在現(xiàn)有倒置A2/O 工藝的基礎(chǔ)上，通過(guò)控制微氧池中DO濃度、pH 值，并增加微氧池至厭氧池的混合液回流來(lái)使短程硝化反硝化成為系統(tǒng)脫氮的主要途徑之一，實(shí)現(xiàn)低碳氮比氮肥生產(chǎn)廢水高效低耗脫氮。廢水首先進(jìn)入缺氧池，與回流污泥及來(lái)自好氧池的回流液混合進(jìn)行反硝化脫氮。然后進(jìn)入?yún)捬醭兀诖伺c來(lái)自微氧池的回流液混合進(jìn)行短程反硝化; 厭氧池中安裝填料，為厭氧氨氧化的發(fā)生提供一定的可能性。接著廢水進(jìn)入微氧池中進(jìn)行以短程硝化為主的硝化反應(yīng)，反應(yīng)后的出水進(jìn)入好氧池中進(jìn)行全程硝化反應(yīng)。通過(guò)以上生物組合池的處理后，廢水中大部分氨氮、總氮和有機(jī)物被去除。

各反應(yīng)池設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)如表2 所示。系統(tǒng)內(nèi)污泥濃度維持在2 000～3 000 mg/L，監(jiān)測(cè)期間水溫為20～30 ℃。