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摘要:九江大化肥廢水處理采用a/o工藝脫氮。cod負(fù)荷率控制在0.23~0.50kg/(kgmlss.d),nh3—n負(fù)荷率控制在0.023~0.040kg/(kgmlss.d),cod/tn控制在10~16;cod去除率95%左右,nh3—n去除率達(dá)85%以上,tn去除率達(dá)80%以上。并對(duì)運(yùn)行中出現(xiàn)的問題進(jìn)行了分析。
關(guān)鍵詞:化肥廢水a(chǎn)/o工藝
operationpracticeandanalysisofthewastewatertreatmentforjiujiangfertilizerplant
abstract:thea/oprocesshasbeenadoptedtotreatthewastewaterofjiujiangfertilizerplantfornitrogenremoval.incasewhenthespecificloadsarecontrolledto0.23~0.50and0.023~0.040kg/(kgmlss.d)forcodandnh3-nrespectivelyandthecod/niscontrolledto10-16,theremovalratiosof95%,>85%and>80%havebeenobtainedforcod,nh3-nandtnrespectively.alsotheproblemsintheoperationofthisprocessarediscussed.
1設(shè)計(jì)簡(jiǎn)況
九江大化肥廢水處理a/o工藝系統(tǒng)采用同心圓式的硝化反硝化池,內(nèi)徑9.5m,外徑12.7m,反硝化區(qū)有效體積205m3,硝化區(qū)有效體積318m3,設(shè)計(jì)進(jìn)水量1200m3/d,設(shè)計(jì)出水水質(zhì)。
工藝流程如圖1所示,廢水首先進(jìn)入反硝化池,與回流污泥經(jīng)推流式攪拌機(jī)混合均勻,發(fā)生反硝化反應(yīng)(若攪拌機(jī)發(fā)生故障,可將通入反硝化池的空氣管微開),然后水經(jīng)底部回流窗進(jìn)入硝化池發(fā)生硝化反應(yīng),硝化后的水在鼓風(fēng)動(dòng)力作用下一部分通過上部回流窗回流到反硝化池,一部分經(jīng)溢流堰通過重力作用流入脫氣池脫氣,脫氣后的水最后在二沉池內(nèi)進(jìn)行泥水分離,澄清后的水經(jīng)溢流堰流入暴雨調(diào)節(jié)池,經(jīng)泵提升至長(zhǎng)江,污泥一部分回流,一部分進(jìn)行濃縮脫水外運(yùn)。整個(gè)a/o工藝采取a、b兩個(gè)系列并列運(yùn)行。
1反硝化池2硝化池3固定螺旋曝氣器4推流式攪拌機(jī)5溢流堰6脫氣池7二沉池
2活性污泥培養(yǎng)及馴化
從上海金山石化廢水處理廠接種4t經(jīng)脫水后的活性污泥,用水稀釋至300m3,mlss為380mg/l。在培養(yǎng)期間,按甲醇∶尿素∶磷酸=100∶8∶3的比例投加營(yíng)養(yǎng)物,控制cod負(fù)荷率在0.34~0.40kg/(kgmlss.d)之間(其中1kg甲醇相當(dāng)于1.5kgcod)。當(dāng)mlss達(dá)到1500mg/l時(shí),補(bǔ)充生活污水至500m3,約90d后,污泥顏色逐漸由黑色變成淡紅色,最后變?yōu)榧t棕色,mlss達(dá)到5000mg/l以上。培養(yǎng)結(jié)束后轉(zhuǎn)入馴化階段,啟動(dòng)污泥循環(huán)系統(tǒng)。馴化過程中,cod負(fù)荷率控制在0.2kg/(kgmlss.d)左右,nh3—n負(fù)荷率控制在0.016kg/(kgmlss.d)左右。
3穩(wěn)定運(yùn)行階段
當(dāng)污泥經(jīng)30d馴化后,該廢水處理進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行階段,下面就其穩(wěn)定運(yùn)行階段的cod負(fù)荷率、nh3—n負(fù)荷率、cod/tn同cod去除率、nh3—n去除率的相互關(guān)系逐一分析,并對(duì)溫度控制作一介紹。
3.1cod負(fù)荷率同cod去除率之間的關(guān)系
由圖2可知,當(dāng)cod負(fù)荷率在0.23~0.50kg/(kgmlss.d)之間,cod去除率達(dá)95%以上,在0.15~0.2kg/(kgmlss.d)之間,cod去除率在80%以上,低于0.15kg/(kgmlss.d),cod去除率在60%~80%之間。在cod負(fù)荷率高于0.15kg/(kgmlss.d)時(shí),cod去除率仍然較高,其原因是由于前置缺氧對(duì)cod降解的功能增強(qiáng),這一點(diǎn)在污泥第一次受到cod負(fù)荷沖擊時(shí)表現(xiàn)出來,cod值平均12808mg/l,超過設(shè)計(jì)值11.6倍,但cod去除率仍在73%~83%之間,而隨著cod負(fù)荷率提高,cod對(duì)硝化菌有抑制作用,硝化反應(yīng)受到影響,出水nh3—n偏高。
3.2nh3—n負(fù)荷率同nh3—n去除率之間的關(guān)系
由圖3可知,nh3—n負(fù)荷率在0.023~0.040kg/(kgmlss.d)之間,nh3—n去除率達(dá)85%以上,tn去除率達(dá)80%以上。nh3—n負(fù)荷率超過0.040kg/(kgmlss.d)時(shí),雖然nh3—n去除率在60%以上,但出水no-3—n濃度偏高,tn去除率僅在40%~50%左右。并且no-3—n可能在二沉池內(nèi)發(fā)生脫氮反應(yīng),產(chǎn)生污泥上浮現(xiàn)象,致使出水懸浮物濃度偏高。
3.3cod/tn與cod去除率關(guān)系
化肥工業(yè)廢水中甲醇含量高,甲醇屬于易降解的有機(jī)物,可生化性好,同時(shí)前置缺氧也增強(qiáng)了cod的降解功能。由圖4可知,cod/tn在4~25之間時(shí),cod去除率在80%以上,而在cod/tn<4時(shí),cod去除率低于80%。
3.4cod/tn與nh3—n去除率關(guān)系
由圖5可知,cod/tn在10~16左右,nh3—n去除率高,cod/tn<10或cod/tn>16去除效果不佳。當(dāng)進(jìn)水nh3—n偏高,cod/tn≤5,出水nh3—n偏高,表明由于進(jìn)水基質(zhì)不足,雖然活性污泥內(nèi)一部分微生物死亡自溶,釋放出有機(jī)碳,作為內(nèi)碳源,但反硝化速率降低,而在cod/tn>16時(shí),說明進(jìn)水cod偏高,經(jīng)過缺氧階段降解一部分cod后,進(jìn)入硝化階段,cod仍然偏高,對(duì)硝化菌有抑制作用,從而影響硝化反應(yīng)進(jìn)行,結(jié)果出水nh3—n偏高。
3.5水溫控制
前置缺氧脫氮a/o工藝,控制好硝化速度是關(guān)鍵,而硝化菌種數(shù)和數(shù)量多少是保證硝化速度的前提。硝化菌的生長(zhǎng)比較緩慢,泥齡和水溫是重要的控制因素,尤其是水溫的控制顯得極為重要。一般控制水溫在25℃。
4運(yùn)行分析
4.1污泥受cod和nh3—n沖擊
在穩(wěn)定運(yùn)行階段后一個(gè)月,隨著合成氨工段和尿素工段的相繼開車,每天水質(zhì)處于波動(dòng)不穩(wěn)定狀況,進(jìn)水cod平均在12808mg/l,超過設(shè)計(jì)值11.6倍,最高達(dá)25萬mg/l。由于cod含量偏高,厭氧菌迅速繁殖,好氧菌受到抑制,曝氣池污泥顏色由紅棕色變成黑色,因此受到cod沖擊的曝氣池形同一個(gè)厭氧池,處理nh3—n能力減弱。
在污泥受cod沖擊后不久,由于誤操作,引入尿素工藝?yán)淠海琻h3—n高達(dá)3065mg/l,致使整個(gè)曝氣池中cod/tn完全失調(diào),喪失了處理nh3—n的能力。
經(jīng)過兩次沖擊后的污泥,污泥中的微生物以厭氧菌占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)菌種,因此轉(zhuǎn)變曝氣池中以硝化菌占優(yōu)勢(shì)菌種,使其恢復(fù)原狀,可以考慮兩種途徑:①重新馴化;②自然恢復(fù)。
根據(jù)這兩種方案分別對(duì)a、b系列采取相應(yīng)措施:a系列引進(jìn)生活污水,將反硝化池的空氣管打開,抑制厭氧菌生長(zhǎng);b系列按照馴化的要求重新馴化,由于nh3—n濃度較高,因此b系列在封閉曝氣過程中,白色泡沫充斥整個(gè)池面,每天停止曝氣1~2h,引進(jìn)生活污水置換出白色泡沫。結(jié)果表明,經(jīng)過30d后,a池污泥首先由黑色變成紅褐色,而b池污泥顏色不穩(wěn)定,依次出現(xiàn)的顏色為黑色→淡紅色→淡綠色→黑色,再經(jīng)過15d后,a池污泥顏色已恢復(fù)紅棕色,而b池污泥顏色仍然是黑色,后將a池污泥倒入b池,b池顏色才逐漸變成紅棕色。綜合兩種方案,利用硝化菌的自然世代更替(一般為15~30d),引進(jìn)生活污水作其營(yíng)養(yǎng)源,既經(jīng)濟(jì)又方便,不須投入大量人力、財(cái)力、物力,節(jié)省不必要的開支。
4.2污泥循環(huán)受阻
由于大量防腐層脫落,聚集在二沉池泥漿斗里,導(dǎo)致大量污泥堆積在二沉池內(nèi),同時(shí)no-3—n在反硝化作用下發(fā)生脫氮反應(yīng),污泥上浮,造成大量污泥流失。處理水量及no-3—n能力均減小。
當(dāng)污泥循環(huán)泵堵塞時(shí),大量污泥積聚在回流污泥池內(nèi),污泥發(fā)酵變臭發(fā)黑。由于未及時(shí)清理,污泥循環(huán)至曝氣池,污泥顏色變成黑色,處理nh3—n能力降低。通過清理二沉池、回流污泥泵,停止進(jìn)工業(yè)廢水,引進(jìn)生活污水,排出發(fā)黑污泥等辦法,污泥顏色不過幾天逐漸恢復(fù)紅棕色,因此污泥循環(huán)暢通是保證處理效果的前提。
4.3污泥循環(huán)泵設(shè)計(jì)問題
污泥循環(huán)泵原設(shè)計(jì)采用液下泵,由于采用回流污泥作冷卻水,導(dǎo)致軸承體磨損嚴(yán)重,振動(dòng)大,后將冷卻水改為生產(chǎn)水,但因泵軸太長(zhǎng),振動(dòng)亦大,并且容易堵塞,運(yùn)行性能極差,需要經(jīng)常檢修,迫使污泥循環(huán)中斷,只得采用兩臺(tái)潛水泵代替回流污泥泵。而潛水泵的電纜線長(zhǎng)期浸沒在污泥中,容易腐爛,導(dǎo)致短路燒壞潛水泵,故建議將液下泵改為自吸式離心泵或螺桿泵。
5結(jié)束語
(1)若要使出水cod、nh3—n效果好,控制cod負(fù)荷率在0.23~0.50kg/(kgmlss.d)左右,nh3—n負(fù)荷率控制在0.023~0.040kg/(kgmlss.d),cod/tn控制在10~16左右。若cod/tn偏低,可以考慮外投加甲醇;若cod/tn偏高,可以考慮投加尿素。
(2)調(diào)節(jié)好硝化液內(nèi)回流比。若出水nh3—n偏高,通過調(diào)小內(nèi)回流比,使nh3—n反應(yīng)充分些;若出水no-3—n偏高,通過調(diào)大內(nèi)回流比,使no-3—n脫氮反應(yīng)更加完全些。
(3)控制好do。硝化區(qū)do控制在2~3mg/l,避免內(nèi)硝化液攜帶do進(jìn)入反硝化區(qū),使反硝化菌完全利用no-3—n中的氧進(jìn)行呼吸,達(dá)到完全脫氮目的,同時(shí)又可節(jié)省電費(fèi)。