含尿素和氨的化工废水处理李陈

化学Sum145No.10工程师Engineer2(X)7年10月文章编号:1002一1124(2007)10一以只4一03蚤含尿素和氨的化工废水处理程李陈,周忠华(重庆市江津禾丰化工有限责任公司,重庆402260)摘要:本文介绍了尿素企业生产废水的处理工艺、处理措施及处理效果,旨在为同类废水处理提供参考。关健词:CASS工艺;含尿素和含氨废水;氨化作用与硝化作用;处理措施中图分类号:T0Q85文献标识码:BChen止口】industira】wa`tewatertrea妇ne址iwhthteureaand.mmoula11Chen,ZHOUZhong一hua(Chon明ingJian因inHefengChemiealIndustiralCo.dtL.,Chon明i飞402260,China)Abstract:hTeporeess,measuerandammoniaermovaleiffeieneyOfwastewaterteratmentoftheuerapordueesacfto叮15inotrdueed.Someerifeerneeswasigvenforthewastewatertreatmentofsamekinds.Keywords:CASSPoreess;auerandanunoinawastewater:amnro顽eationandnitirifeation;teratmentmeasuer尿素企业化工废水不但含氨,还含有尿素,如果长期排放,容易形成富营养化,导致藻类和浮游植物大量繁殖,水中缺O:,严重时造成鱼类和其它生物死亡等环境灾难。由于既含氨氮又含尿素化工废水的治理鲜有报道,现对此类废水的处理情况进行总结,以供参考。1废水来源、水质水量及排放要求某公司主要生产农用尿素巧万t·a一’,废水处理装置于2X()5年12月建成并投人运行,废水主要来自合成氨系统的造气废水、尿素系统的解吸废液、脱盐水、循环水系统排污水等。NH3和尿素是主要污染因子,每天排放生产废水大约1200耐,其中造气废水约400m,,解吸废液约200澎。生产界区内生活污水、雨水等另行处置,未进人该系统。表1进水水质及排放要求常见的生物处理方法比较适合。其中cAss工艺是在SBR基础上发展起来的一种新型污水处理技术,是目前国际上较为先进的工艺。经充分论证后,决定采用具有良好效果的cAss工艺处理废水川。CASS池分为生物选择区、兼氧区和主反应区。生物选择区处于进水端,它起前置反硝化和氨化作用;兼氧区起过渡作用和缓冲水力负荷;主反应区处于末端,氨化、硝化和反硝化主要在此进行,处理过程分曝气、沉淀、灌水3个阶段,根据水质特点灵活调整处理时间的长短及曝气量大小,在保证达标排放的同时尽量降低能耗。CASS工艺流程见图1。项目名称进水水质排放指标pH值8~106~9pNH3一N/mg·L一1pT一N/mg·L一l2oo蕊70工艺流程和主要构筑物工艺流程简介根据水质特点,采用氧化沟、SBR、CASS工艺等图1工艺流程示意图2.2主要构筑物、设备及在线监测仪(表2)表2主要构筑物、设备及在线监测仪数量/座备注规格有效数量名称月.且22格栅池调节池(mxmxm)容柳m34xlxl(h)10xgxs(h)430收稿日期二2007一07一25作者简介:李陈l(%1一),男,重庆市江津区人,大学本科,工程师,从事故池事污水分析和处理工作。10xsxs(h)2251格栅机1台、人工启闭机4台l提升泵3台,N二3kw流量物,·(h·台)一’;液位计l只,流量计2只l提升泵1台,N二1.Ikw流量lsm3·(h·台)一’DOI:10.16247/j.cnki.23-1171/tq.2007.10.0162加7年第10期李陈等:含尿素和氛的化工废水处理生物选择区5x4x5.5(h)l(X)兼氧区5x4x5.5(h)l加主反应区劫x4x5.5(h)姗2污泥回流泵2台,N二3脚流量叨m,·(h·台)一’;灌水器2台,浑二.037kw;在线监测溶解氧分析仪(HACH哈希公司,5D3型)4台;热电偶温度计2台;微孔曝气。中间水池6xloxs(h)3的渤脉泵2台,N二3姗;过滤罐1个,叨溯,处理量姗·h一’,陶瓷滤料。回用水池6x4xs(h)l加污泥池2x3x2.5(h)浓缩池6x2.5x6(h)污泥脱水间5.7、3.6鼓风机房5.7x3.6加药间3.7x3.6在线监测室1回用水泵1台,N二18.skw;反冲泵l台,N二3kw1污泥泵l台,N二3kw1螺杆泵2台,N二3kw1压滤机1台,N二1.skwl鼓风机3台,N二18.5kw,Q二7.6m3.innI一,l加药泵3台,N二0.12kw1超声波流量计l台,哈希公司氮氮分析仪和COD分析仪各1台3主要处理措施与脱氮效果3.1工艺参数控制微生物接种:菌种来源于江津生活污水处理厂的活性污泥,经培养、驯化后使尿素细菌、硝化细菌、反硝化细菌成为优势种群,满足尿素一N和NH3一N脱除的需要。pH值:是重要的工艺参数,尿素氨化反应对废水pH值影响不大,但每硝化lmolNH3一N,要消耗ZmolOH一碱度,而反硝化lmol亚硝酸盐或硝酸盐,则只能产生lmolOH一碱度,经硝化反硝化后,废水pH值将下降,须补充碱性物质,实际处理时连续投加液碱,用量为lookg·d一’。温度()T:由于造气废水和解吸废液温度较高,CAsS池水温度多在32一38℃。该水温适合硝化菌、反硝化菌和氨化菌进行充分的代谢活动,有助于提高脱氮效果。溶解氧(Do):曝气时应大于Zmg·L一’(实际操作时控制在3一4mg·L一’),反硝化时逐步在.0smg·L一’以下,若大于1.omg·L一’,基本上不发生反硝化反应。碳氮比(C/N)及磷源:反硝化菌以有机物为碳源,是否需要人工投加碳源应视C/N的大小(一般为4)而定,该废水中有机物较少NH3一N相对较多,所以应投加一定量的甲醇或淀粉。甲醇的优点是分子结构简单,易分解,产物为CO:和H20,没有难降解的中间产物,而且反硝化速率较高,但甲醇属危化品,贮存和使用都不方便。实际采用淀粉(10一20kg·d一’),由于该废水缺磷,补加Na3Po4(5一10kg·d一’)作为磷源。淀粉和Na3Po4都是通过加药泵连续投加。进出水NH3一N浓度:NH3一N浓度较大时可能抑制细菌活性,对多种微生物产生毒害作用。据介绍,目前生物脱氮技术的初始浓度一般要求控制pNH,一N在300mg·L一`以下[2]。进水尿素浓度:这是保证脱氮效果的首要条件,处理时控制总氮小于300mg·L一’。若超标,则先引人事故池处理。曝气时间:当尿素含量较高时,`可将曝气时间适当延长到3h以上,或增加曝气量,控制深解氧DO为4一smg·L一’,反硝化时间适当缩短至60min以内。促使尿素在CASS池主反应区停止曝气前尽可能分解转化,在静置灌水(进行反硝化反应)至废水外排的过程中氨化反应减弱,提高脱氮效果。回流比:增设回流处理,可以促进尿素的分解,提高脱氮效果。处理时回流比在20%一30%。3.2脱氮效果(表3)表3CASS池脱氮效果巧90进加呷L一,出淞叩L一’脱除势%pH值pNo3一Np尿素一、pH值;NH3一、,尿素一、尿素一NNH3一N17.69105.67l05.986.lO26.396.5093.8775.0328.8()116.37科.756.料17.儿7.9489.3885.2038.乃叩.831已.田7.1336.5024.必84.8859.8248.能1供.5253.伪6.3218.066.以88.砚82.7258.0791.49152.蛇6.5238.45加.3986.价57.97平均值8.17101.781伪.956.奶灯.3213.1088石872.15表3数据为2006年4月17日一21日期间每天分析的平均值。可以看出,出水pH值降低,主要是受硝化反应产生酸的影响而下降;出水尿素一N含量非常低,尿素的转化比较彻底,尿素一N脱除率平均达到88.68%。随着进水尿素含量的增加,出水NH3一N增加,脱N效果下降,NH:一N脱除率平均只有72.巧%。经分析是由于废水中含有尿素,在氨化细菌的作用下,尿素转化为NH3,氨化反应在好氧和厌氧状态下都能进行(据实验好氧分解快于厌氧分解),因此,氨化作用伴随整个生化处理过程。尿素分解引起的NH3一N含量变化受CASS池进水中的尿素含量、氨化作用和硝化作用相对强弱等因素的影响,一方面硝化作用要消耗NH:一N,使污水中的NH3一N含量降低;另一方面氨化作用又生成NH3一N,使污水中的NH,一N含量增加。当进水中尿素较少NH3一N较多时,氨化作用弱,硝化李陈等:含尿素和氨的化工废水处理2(X)7年第or期作用强,出水NH3一N低于进水NH,一N,脱N效果较好(2#、#4、);相反,当进水中尿素较多NH3一N相对较少时,氨化作用强于硝化作用,出水NH,一N含量下降不多(3“、5“),甚至出现NH。一N升高的异常现象,导致脱N效果差。4技术经济分析4.1投资建设及运行情况整个污水处理装置占地面积约巧oo耐,2005年7月开工建设,同年12月建成投人试运行,2006年6月通过环保验收。至今运行顺利。4.2运行费用2006年处理费用约为0.70元·m一’(未包括设备折旧费),其中电费约0.21元,工资0.18元,碳源、磷源、液碱等药品费0.25元,其它费用约.006元。5结语(1)该废水由于既含NH3一N又含尿素,cASS池的微生物种类和生化反应比单纯含NH3一N要复杂,尿素一N去除效果较好,平均达88.68%,NH。-N去除只有72.巧%,因此,需要采取相应措施,保证处理效果。(2)工程运行费用较低,处理效果较好。虽然因尿素的氨化作用可能导致脱N效果下降,但出水NH3一N仍能达标排放,说明CASS技术适用于此类废水的处理。(3)以上数据和措施仅针对该公司废水处理,对其它废水可能只有参考作用,该类废水处理有待进一步深人探讨。参考文献[l]张统,侯瑞琴,王守中,等.间歇式活性污泥法污水处理技术及工程实例〔M〕.北京:化学工业出版社,200.2[2〕潘新生,贾志宇,杨海真.废水中氨氮的处理技术「J〕.净水技术,2006(4):44一45.(上接第39页)多,但从技术、成本等方面综合考虑,今后相当长的时间内,对大气中50:的防治,仍会以烟气脱硫的方法为主。各种各样的烟气脱硫技术在脱除50:的过程中取得了一定的经济、社会和环保效益,但是还存在一些不足。因此,对脱硫技术的选用,适合我国国情是至关重要的,我们应立足国情,尽可能因地制宜,利用本地资源,通过技术经济分析,以最小的代价获取最大的环境效果为目标,选用经济合理,工艺简单且可靠的脱硫技术。随着生物技术及高新技术的不断发展,电子束脱硫、生物脱硫和撞击流脱硫等一系列高新、适用性强的脱硫技术将会代替传统的脱硫方法。参考文献张新生,李长春,李光霞,等.燃煤烟气脱硫【M].武汉:中国地质大学出版社,1991.L中国国家环境保护总局.能源消费超常规增长导致二氧化硫排放总量失控〔J〕.新华社,2007,3.胡将军.石灰石湿法烟气脱硫试验研究[J〕.环境与开发,1998,13(2):36一38.【4〕黄震,石莹.国外烟气脱硫技术〔J].节能与环保,2001,or(4):18一21.[5〕程秀菊,肖佩林.喷雾干燥吸收去除烟道气中的50:【J].环境化学,1993,12(2):105一110[6]张哗.我国火电厂电子束法脱硫副产品工程应用前景〔J].电力设备,2X()2,3(2):30一33·【7〕朱爱民,宫为民,刘书海,等.氨与脉冲电晕等离子体脱除502的协同效应【J].中国环境科学,1997,17(1):38一40.[s]淳于菱.几种先进烟气脱硫技术综合性能评价及在我国应用前景分析【J」.电力环境保护,2《X洲〕,5(1):19.「9」王安.微生物烟气脱硫技术研究仁J].重庆环境科学,2001,23(2).【10]于芙蓉,关建郁.吸附法烟气脱硫〔J].环境污染治理技术与设备,2X()3,4