AO系统处理高浓度氨氮废水的试验研究周旭礼

人民珠江PEARLRI花.R2005年第5期A/O系统处理高浓度氨氮废水的试验研究周旭礼,肖劲忠(广州币番禺环境工程有限公司,广东广州5114X()摘要:简述刀0系统处理高浓度氨氮废水的试验过程与步骤,通过采集试验数据,分析试验结果,研究刀O系统处理工艺对高浓度氨氮废水处理的可行性,确定合适的工艺参数关键词:高浓度氨氮废水;刀O系统处理工艺;试验研究中图分类号:x703.1文献标识码:B文章编号:1001一9235(2J万)05)关贬石一以工业废水中,经常会有一些含高浓度氨氮的废水,由于提供有效的设计依据。该类废水可生化性较差,目前对该类废水采用刀0系统处理1高浓度氨氮废水水质及分析方法的研究较少,因此,本文通过对灯O系统处理该类废水进行1.1废水水质试验研究,探索其可行性,确定合适的工艺参数,为工程设计该类废水的水质特征见表1。表1高浓度氨氮废水的水质特征项目浓度COD/(mg·L一’)BoDS/(畔·L一’)NID一N/(飞·L一’)TPz(mg·L一!)TN/(mg·L一’)7.2一8950一12〕〕粼1〕一7001田一1704~8100~18D1.2分析方法试验分析项目有:COD、BO几、NT、N烤一N、N几一、一NN街、MU妞、邓、Do、pH、水温。主要项目的分析方法为:COD:重铬酸钾标准法;Bo几:5天20℃恒温培养;NT:消解滴定法;N线一N:预蒸馏滴定法;N街一N:a一蔡胺比色法;N街一N:锌还原后a一蔡胺比色法。2工艺流程及试验装置2.1工艺流程试验工艺流程如图l所示。污水经计量泵打入缺氧反硝化池,再进人好氧硝化池,最后经沉淀池沉淀后排出,同时,硝化池内的部分混和液经计量泵回流到缺氧池,为反硝化提供硝态氮,沉淀的部分浓缩污泥经计量泵也回流到缺氧池,以便维持一定数量的活性污泥。:缺氧池:进水槽好氧池计量泵剩余污泥…_乡万卜一}司-少几丫3一一一垦_______一一:沉淀池图1刃O系统下艺流程图收稿日期:2加5一肠一13;修回日期:2朋5一07一04作者简介:周旭礼,男,广东开平人,主要从事环保工程工作C662.2试验装置a)缺氧池。采用塑料板焊接而成,设机械搅拌装置(速度可调),缺氧池有效容积V二8.7L。b)好氧池。采用表面叶轮曝气的完全混和曝气池,用有机玻璃制成,有效容积v=30L。曝气叶轮采用平板叶轮,直径D二5Cln,线速度为]65而5.浸没深度为0.6。m左右,清水充氧能力为3.47k叭h/。c)沉淀池。采用竖流式,有机玻璃制成,有效容积V=5.6L。3试验结果与分析3.1活性污泥的培养与驯化为使刀O系统正常运行,首先要进行污泥的培养与驯化,即培养适合该废水水质的硝化菌和反硝化菌从某污水处理站取回活性污泥,先闷曝一天,然后加人试验污水,进行间歇加料培养。先培养出硝化菌,控制环境条件为:oD为3.0ing/l左右,pH为7.0以上,水温20℃-30℃。运行大约or天后,按灯0系统流程,连续进水培养反硝化菌,同时使硝化菌进一步增值。控制进水COD为9以〕-1姗m酬1、入比一N为70一loom岁1、回流比为4、泥龄为150d左右,进水量从0.41/h逐渐增加到3.0Fh,运行一个月以后,取样分析,N姚一N去除率达到90%以上,COD去除率达到85%以卜,说明污泥的培养与驯)卜父功〔3.2碳、氮的去除效果为了考察灯0系统的处理效果,在不同负荷条件下进行了3个月共6个阶段的试验,进水流量从0.4Fh逐渐增加到3.0l/h(。在各试验阶段,灯0系统的环境条件均控制为:缺氧池水温为25℃一30℃,OD为0.2m岁l左右,pH为8左右;好氧池水温为23℃一28℃,Do为2一sm留l,pH为7一8。不同试验阶段碳、氮的平均去除效果见表2。从表2可知,刀O系统对该类污水具有良好的处理效果,但污泥负荷较低。当污泥负荷不超过0.35kgBo几k/娜嘿.d时,CoD去除率为95%左右,Bo瑰去除率为98%左右,NH3一N去除率在卯%以上,NT去除率在85%以上表2解0系统试验结果进水量(L·h一’)水温/℃如毖(/.sL一’)/(mL·g一’)混合液回流比R污泥回流比。污泥负荷Ns出水贷oCl)/(嗯’L一’)OBD,/(呢·L一’)NjH一N,(明·L一’)NT/吨·L一’)(/gm进水出水去除率进水出水去除率进水出水去除率进水出水去除率刀13748叨卯%98叨胜0.0770.】汉17.4夕魏536.7103050.30.1760.2239.0103038.6103128.40.2320.3769.518.5望拓31116868.8%.395.!%.397.2%.9叭.15922.46564.7卯.6卯.31290`0138】.21419`6巧】】】.26564.35514.1卯.3巧19.9卯.31382.3巧55.1155175924.774125.8卯.21293.314114.2%.514915l肠27.093.292.693.489.089.983.7301珊197171258150邓428.0邓.028.627.01.982.田2.373.肠2.373.67月峥`UnénU亡1八曰…t:nUōU工,一生,、à注:表中数据为各相应运转参数试验结果的平均值;表中污泥负荷NS为整个系统的总负荷,单位为味日〕几/味MU弱.d3.33.3污泥负荷、硝化负荷及脱硝化负荷污泥负荷NH,一N根据表2的数据,作出污泥负荷与N姚一N、NT去除率的关系见图2,污泥负荷与出水NH3一N、NT浓度的关系见图3。、。{){书补卜||ó11!!!日10勿氏几ǎ拐。é份份一/7一{六一{i…,,_.、().1().之():考(),}匕NH一N矛,,刃已负荷Z七,。,J、。、:一、、J)i另尼负苗k阳、`\1I叭J)图2污泥负荷与N垅一N、NT去除率的关系由图2、图3可见,N珑一N、NT去除率随污泥负荷的增加而逐渐减少,污泥负荷大于0.3k那。几k/彝1咫.d时,N眺-图3污泥负荷与出水N姚一N、侧浓度的关系N、NT去除率急剧下降,出水NH:一N、NT浓度急剧升高。这是因为污泥负荷超过某一值时,好氧池中的异样型细菌增67多,并占主导地位,使得硝化菌数量逐渐减少,硝化反应不完全,因此,出水N瑞一N、Nrr浓度急剧增加。3.3.2硝化负荷不同的试验阶段,不同的硝化负荷所对应的NH3一N去除率,出水NH:一N浓度见图4。由图4可知,随着NH:一N负荷的增加,N珑一N去除率逐渐下降,出水NH3一N浓度逐渐增加。当硝化负荷超过0.07kgN珑一N/k娜璐.d时,N眺一N去除率下降速度增快。若要控制出水N姚一N浓度低于巧m盯l,硝化负荷必须低于0.10kgN瑞一Nk/娜I那.d。低于Zm岁l,缺氧池适宜的脱硝负荷为0.10一0.12kgN饵-N/k娜U石.do3.4回流比在灯O系统中,回流包括混和液回流和污泥回流,回流比(R)是系统运行的一个重要参数,其大小将直接影响到系统的脱氮效果。为了找出合适的回流比,试验期间,在适宜的污泥负荷0.20一0.28kgBoDSk/gM璐.d范围内,进行了不同回流比条件下的对比试验,结果见图6。.(川[。\lJ一N去涂宁幻ǎ日们U片,6一1份盆拭二瓦三ùZ|ù一一Z以一一二ǔ出水、11一、;LLL〔r》llJ..`.;Twe|||es几ll卜….es…esl.洲扔幻动勺又厂ù匆司匕|洲二ZO()〔)竺(!(舫()〔)只〔)1()硝化负简(`一、:。lls、`}}图4硝化负荷与NH3一N去除率的关系可见,在本试验水温为23℃一28℃、OD为2一sm酬1、pH为7.5左右的条件下,刀o系统适宜的硝化负荷为0.伪一0.08kgNH。一N/kgM』SS.d。3.3.3脱硝负荷在刀。系统中,缺氧池要完成将N--O3一N、N呀一N转化为姚的反硝化过程,因此为了便于缺氧池的设计,需要知道缺氧池的脱硝负荷。将不同试验阶段的脱硝负荷与N饵一N(N街一N十N衡一N)去除率及出水N饵一N浓度的关系,绘于图5。曰()冷6ǎ乃J岛搜刃劲三j\l少à\若笼图6回流比与N洱一N去除率的关系由图6可知,随着回流比()R的增加,NT及N街一N的去除率有增加的趋势,当回流比小于3时,N份一N去除率低于90%,出水N街一N浓度大于巧m岁l。当回流比从5增加到7时,N-o3一N去除率仅增加2.8%,而回流比太大,将增加提升回流液的动力费用,不够经济。因此,在本试验条件下,刀O系统的回流比为4左右比较合适。3.5污泥龄在刀0系统中,自养型的硝化菌与去碳的异样菌是共存的,而硝化菌的繁殖速度低于异样菌,硝化菌易于从系统中流失,因此,对泥龄的控制很关键,必须控制系统的泥龄大于硝化菌的最小世代时间。在试验过程中,通过实测不同负荷条件下的排泥量及污泥浓度,便可计算出污泥龄。不同负荷试验下所对应的污泥龄见图7。……;L祀阴劝们加沂.à沂拐ù卜2甘ù\O(}()2(j口6日O从()1(〕脱峭负荷;、以\1[叭d),才尼价r朴.、少川s\L引、、〕图5脱硝负荷与N饵一N去除率的关系从图5可看出,随着脱硝负荷的增加,N饵一N去除率逐渐下降,出水NO一N浓度逐渐升高。在本试验缺氧池水温为27℃一30℃,pH为8左右的条件下若要使N饵一N去除率在75%以上,出水N饵一N浓度68图7污泥负荷与泥龄的关系从图7可看出,当污泥负荷较低时,系统的产泥量较少,污泥龄较长,随着污泥负荷的增加,产泥量增加,污泥龄逐渐减少。在本系统最合适的污泥负荷0.20一0.25吨BO几/k少巧s.d范围内,系统的污泥龄应为25天左右。4结论本试验采用灯O工艺处理含高浓度氨氮的油污废水,通过5个月的试验研究,得出如下结论:a)刀。工艺在污泥负荷较低的条件下,能同时达到降解该类污水中的有机物及脱氮的目的,处理效果良好,运行稳定,在技术和经济上都是可行的,但污泥负荷较低b)在本试验条件下,当污泥负荷为0.20一0.25kgBO环/kgM15S.d时,eoD去除率为95%左右,出水COD城70In留l;BODS去除率为99%左右,出水Bo几蕊10m郭l;NH:一N的去除率为90%以上,出水NH3一N簇巧m酬;lNT去除率为85%以仁,出水NT簇30m留l;出水SS簇30m盯l。c)在本试验条件下,好氧池的硝化负荷为0.肠一0.08k酬03一N/kgMISS.d,NH:一N的去除率为85%以上;缺氧池的脱硝负荷为0.10一0.12kgNo一N/kgMx袋.d,No一N的去除率为75%以上d)在本试验适宜的污泥负荷0.20一0.25kgBO几/kgMI邵.d范围内,污泥龄应控制在25天左右,系统的回流比应控制在4左右较合适。(责任编辑:李洁莉)·十,.斗~+一卜~叫卜一卜一十二十,十十`+“州卜~叫卜十”十~干一斗~十二叫卜”十~十十~十~辛刊卜”叫卜~~十”十一十十一十十叫卜一十”~卜~十~冲一十~十刊卜~叫卜~十一十~+~叫卜叫十,(上接第65页)供出的水中有1500万衬以上是来自东江,当倍加珍惜。4.4优先完善石岩河干流总截污措施目前石岩河的截污是依靠河中的一个临时截流槽,在汛期,由于无任何控制措施,浪心泵站来不及抽排,山洪就会夹杂大量污染物直接注人水库,造成严重的污染。同时由于截流槽低于河床,每一次降雨都会带来泥沙的淤积而需要清掏,否则泵站就无法开机。考虑到污水管网建设和实现雨污分流的难度,建议结合河道防洪,尽快兴建石岩河干流总截污的永久性设施:利用位于石岩大桥下游附近的、原作为景观水体挡水建筑物的2号橡胶坝(即将兴建),通过合理调度实现干流全天候、可控制的有效截污。根据深圳地区关于截流倍数的研究报告最新成果,一般情况下截流倍数n。=2.0时的经济性和截流效果均比较理想,截流倍数n。二1.0时的截流仍有较好的效果。按深圳市市政工程设计院关于石岩河干流截污管的设计成果,石岩河下游段已实施的截污管近期(2010年)截流倍数no被定为1.0;现状石岩镇全镇实际供水量约为7万口d,产污量约为6万“d,石岩河流域产污量约5万“d,而浪心泵站的设计提升能力为14万口d,那么,现状利用2号橡胶坝截污的截流倍数no