煉油廠污水水質(zhì)復(fù)雜、可生化性低,生物脫氮過(guò)程中硝化反應(yīng)建立慢,氨氮及總氮達(dá)標(biāo)困難。本文從生物脫氮原理入手,說(shuō)明該工藝的控制要求,并著重闡述煉廠生物脫氮的實(shí)際應(yīng)用效果。
一、總氮去除的原理
總氮的定義是水中各種形態(tài)無(wú)機(jī)和有機(jī)氮的總量,包括NO3-、NO2-和NH4+等無(wú)機(jī)氮和蛋白質(zhì)、氨基酸和有機(jī)胺等有機(jī)氮。污水處理以生物脫氮為主,通過(guò)微生物的好氧硝化,厭氧反硝化,最終將污水中的氮元素轉(zhuǎn)化為無(wú)害的氮?dú)狻?/p>
二、生物脫氮的基本原理:
1、氨化反應(yīng)
在氨化菌的作用下,有機(jī)氮被分解轉(zhuǎn)化為氨氮。氨基酸的氨化反應(yīng)為:
RCHNH2COOH+O2→RCOOH+CO2+NH3
硝化反應(yīng)
第1步為亞硝化過(guò)程,由亞硝酸菌將氨態(tài)氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽:
NH4++(3/2)O2→NO2-+H2O+2H+-ΔF
第2步稱(chēng)為硝化過(guò)程,由硝酸菌將亞硝酸鹽進(jìn)一步氧化為硝酸鹽:
NO2-+(1/2)O2→NO3--ΔF
總反應(yīng)式:
NH4++2O2→NO3-+H2O+2H+-ΔF
2、反硝化反應(yīng)
反硝化菌在缺氧和厭氧條件下,將NO2--N和NO3--N還原成N2的過(guò)程。反硝化過(guò)程中的電子供體是各種各樣的有機(jī)底物(碳源),以甲醇作碳源為例:
6NO3-十2CH3OH→6NO2-十2CO2十4H2O
6NO2-十3CH3OH→3N2十3CO2十3H2O十60H-
總反應(yīng)式:
6NO3-+5CH3OH→5CO2+3N2+7H2O+6OH-
三、生物脫氮工藝的應(yīng)用
傳統(tǒng)的脫氮工藝包括A2O法、氧化溝、SBR、生物轉(zhuǎn)盤(pán)等,永坪煉油廠根據(jù)污水處理裝置的實(shí)際情況,采取A/O生物接觸氧化池和BAF+反硝化濾池的工藝。其流程為:
經(jīng)過(guò)預(yù)處理的污水,先進(jìn)入A池(缺氧池),利用原廢水中的有機(jī)物為碳源,通過(guò)硝化液回流,將O池中硝化反應(yīng)產(chǎn)生的硝態(tài)氮轉(zhuǎn)移到A池進(jìn)行反硝化反應(yīng),硝態(tài)氮中氧作為電子受體,供給反硝化菌的呼吸作用和生命活動(dòng),并完成脫氮工序。為了進(jìn)一步去除氨氮和總氮,深度處理部分增設(shè)了“BAF+反硝化濾池”,其原理與A/O工藝相同。
1、運(yùn)行中水質(zhì)參數(shù)的控制
為了使硝化反應(yīng)和反硝化反應(yīng)達(dá)到理想狀態(tài),控制運(yùn)行參數(shù)如下:
(1)水溫:生化池水溫一般為20~35℃。
(2)pH值:硝化過(guò)程的pH為7.3~8.5。
(3)溶解氧:好氧池一般控制在2~4mg/L,厭氧池在0.15mg/L以下。
(4)有機(jī)負(fù)荷:生化池進(jìn)水COD≤550mg/L。
(5)反硝化濾池碳源:根據(jù)反硝化1g硝態(tài)氮消耗2.86gCOD投加葡萄糖或乙酸鈉。
2、存在的問(wèn)題
該煉廠生化池為接觸氧化法,主要通過(guò)生物膜填料上附著生長(zhǎng)的微生物降解污水中的COD、氨氮等污染物質(zhì)。由于生物膜填料上附著的生物量少,同時(shí)也存在生物膜周期性結(jié)球無(wú)法脫落的問(wèn)題,造成生化池硝化反應(yīng)差、氨氮處理能力低,生化出水氨氮平均為40mg/L,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于該單元≤15mg/L的控制指標(biāo)要求。
3、解決措施
為了提高生化池脫氮能力,2019年5月,該廠經(jīng)過(guò)多方技術(shù)溝通及調(diào)研,通過(guò)工藝技改,在A/O生物接觸氧化池中實(shí)施了污泥回流,采取膜法與泥法結(jié)合運(yùn)行的A/O生物脫氮工藝。控制污泥回流比50%以上、污泥沉降比10%,并通過(guò)投加片堿、碳酸鈣使PH值保持在7.5-8.2之間、堿度滿足硝化反應(yīng)要求。
通過(guò)污泥回流,保證了A/O池具有穩(wěn)定的污泥量,同時(shí)定時(shí)排泥實(shí)現(xiàn)了污泥更新,保證了微生物的活性,填補(bǔ)了由于生物膜結(jié)球引起活性污泥量減少的空缺。經(jīng)過(guò)一個(gè)月的運(yùn)行調(diào)整,O池出水氨氮穩(wěn)定在6mg/L左右,硝態(tài)氮達(dá)到了20mg/L以上,表明生化池硝化反應(yīng)強(qiáng)烈。再經(jīng)過(guò)BAF和反硝化濾池進(jìn)一步脫氮,總排氨氮低于5mg/L,總氮低于15mg/L,很大程度上提高了總排氨氮及總氮排放指標(biāo)。
總排氨氮、總氮數(shù)據(jù)表
四、結(jié)語(yǔ)
綜上所述,該煉廠根據(jù)生物脫氮要求控制運(yùn)行參數(shù),并通過(guò)對(duì)A/O生化池進(jìn)行膜法與泥法結(jié)合運(yùn)行的工藝技改,再由BAF+反硝化濾池深度處理,使氨氮和總氮達(dá)到較好的處理效果,表明生物脫氮工藝在煉油污水處理中能夠得到較好應(yīng)用。( >
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