生物脱氮工艺在污水处理中的应用研究

生物脱氮工艺在污水处理中的应用研究摘要：黑化集团公司新扩建生物污水处理，采用的是生物膜法改进型生物脱氮工艺(现已建成大部分)，经哈尔滨建筑大学模拟实验，完全可达到最新的国家工业水污染物排放标准GB13458—92，投产后，必将减轻对嫩江的污染，具有较大的社会效益和环保效益。黑化集团公司随着企业的发展，污水的来源发生了变化，除老厂焦化排污水外，又增加了尿素新装置造气污水、甲醇精馏排污水，原来的生物活性泥法处理废水工艺对污水中的氨氮去除效率低，己不能适应生产及环保的需要，采用新技术势在必行。1生物膜法改进型A／O生物脱氮工艺流程黑化集团公司新扩建的生物膜法改进型A／O生物脱氮工艺装置，设计处理废水量为250t／h，公司内用泵分别将造气废水、甲醇生产废水及焦化酚水经压力管线送至生物脱酚隔油池，隔除水中带的大部分油类后进入调节池，存调节池对各路来水进行调节，混合均匀，达到缺氧池进水质时．再用泵送人初沉池．盒去悬浮颗粒后，用泵送至缺氧池。在缺氧池内通过半软性填料上所附着的反硝化菌生物膜的作用，以水中的有机物质为碳源，进行反硝化反应，降解氨氮及其它有机物后，自流入好氧池。在好氧池通过鼓风机进行曝、提供氧气，在附着在半软性填料的硝化菌生物膜的作用下，以水中的有机物为碳源，进行硝化反应，进一步降解氨氮及其有机物质，达到排放标准后流入二沉池。在二沉池中静止沉淀后，上层净水大部分自流入回流池，通过回流泵回到缺氧池水入口处，同时这部分加入磷盐及碱为生物膜提供营养及改善反应环境，少部分净水排入集水井同厂内来水污下水混合排到江内。剩余的污泥分别经缺氧池、二沉池底部排泥管排人污泥提升井，经提升井送至污泥浓缩池，浓缩后脱水为干污泥，晾晒后处理，脱出的水回到集水池。2生物膜法的工作原理生物膜法是使微生物群体附着于其它物体表面上呈膜状，并让它和废水接触使之净化的方法。生物膜是由微生物群体组合的粘状物，主要是由垂丝状菌胶团和较多的丝状菌组成。生物膜内层为厌气膜，表面层为好气膜。当生物膜长到一定厚度时，生物膜内层不能支撑其表面的生物群体时，生物膜就瓦解，大块的生物膜开始脱落，同时在填料上又形成新的生物膜，新陈代谢处于良性循环。生物膜法改进型A／O法也称前置型反硝化生物脱氮工艺，基本原理是工业废水先进入缺氧池与好氧池的回流液混合进行反硝化，利用原水中的有机物作为碳源，将硝酸盐氮和亚硝酸盐氮转化为氮气从水中逸出，因此，缺氧池的作用是除去COD和硝态氮，反应方程式如下：污水从好氧池进入沉淀池后，夹带的脱落的生物膜被沉淀分离，有机物才能彻底从污水中去除，沉淀池出水一部分排放，大部分通过回流，将硝态氮返回到缺氧池，在异养菌作用下完成反硝化过程，达到脱氮目的。沉淀池排出的剩余污泥经过浓缩脱水后成为干污泥，晾晒后处理。经上述循环后，沉淀池中的污水达到排放标准后，部分排人嫩江。3生物膜法改进型A／O生物脱氮工艺主要控制指标3．1PH值和碱度。生物硝化是硝化菌对固定氨进行硝化反应，游离氨含量高时对硝化反应有抑制作用。氨在水溶液中游离氨的百分比随PH值和水温而变化。好氧池中PH值应保持在6．5—8．0之间。3．2温度。温度对硝化和反硝化速度都具有一定的影响，温度过高或过低都将对硝化菌有抑制作用。据资料介绍，硝化菌最适宜的水温为30℃，反硝化菌最适宜的水温为34—37℃，温度升高或降低IO℃，硝化速度将降低40％左右。在生产运行中，为保证硝化和反硝化反应正常进行，控制装置内的水温为20—36℃。在冬季水温不低于20℃。3．3回流比。3．4好氧池出口溶解氧量。好氧池内，硝化反应需要充足的氧，要做好鼓风机的曝气工作，保证好氧池出口溶解氧量≥1mg／L。3．5污泥龄。硝化菌生产缓慢，在纯培养中的世代增殖时间为8小时，而在自然环境中的世代增殖时间为30小时左右，为了保证硝化菌正常繁殖，生物脱氮工艺所需污泥龄比普遍活性污泥法长。为保证氨氮去除率在99％以上，需要控制污泥龄大于40天。3．6水力停留时间。生物处理工艺的水力停留时间(HRT)是重要的设计和运行参数之一，它与进水中的污染物浓度以及处理工艺内的生物量有关。随着进水中氨氮浓度增加，HRT需要适当延长，以保证水质达到排放标准，根据实验水质，选择水力停留时间40小时。3．7污水中油含量。污水中油含量高时，对生物处理设备及出口水质指标有一定影响，应加强生产操作，严格控制进水含油量不大于30mg／L。4生物膜法改进型A／O生物脱氮实验哈尔滨建筑大学根据黑化集团公司污水处理实验委托书中提供的水质、水量资料确定了进水水质(用黑化集团公司的各种污水进行调配)，在实验室下进行了模拟实验。试验装置的处理能力为每小时1．2升，按以上控制指标进行实验，实验结果如下:从上表可以看出模拟实验完全可以达到指标要求。5结论黑化集团公司污水处理改造扩建工程2006年8月被列入国家《松花江流域污染防治规划(2006-2010)》，此装置采用生物膜法改进型生物脱氮工艺，通过哈尔滨建筑大学模拟实验证明，按以上运行控制指标进行污水处理，完全能达到国家工业企业污水排放标准。