煤氣化高氨氮廢水處理AO工藝

——#工程實(shí)踐表明，采納A/OI藝處理煤氣化廢水是可行的，該工藝出水水質(zhì)達(dá)到GB8978-1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。在上游裝置負(fù)荷提升，來水氨氮指標(biāo)超過設(shè)計(jì)負(fù)荷近2倍的狀況下，經(jīng)過優(yōu)化工藝，出水水質(zhì)仍舊能夠得到保證，為企業(yè)執(zhí)行GB31571—2022《石油化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》打下了基礎(chǔ)。1、裝置概況該煤氣化廢水處理裝置采納A/0工藝，原設(shè)計(jì)處理后的污水符合《合成氨工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13458—2022)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。1.1設(shè)計(jì)處理力量設(shè)計(jì)污水處理量為A80ni3/h,設(shè)計(jì)處理污水水質(zhì)指標(biāo)如表1所示。表1主要污染物指標(biāo)和出水控制指標(biāo)項(xiàng)目進(jìn)水水質(zhì)出水控制指標(biāo)気氮/?mg/L)142<40COD/(mg/L)400<100pH值6?9A9祇化物/(mg/L)5-20<0.2SS/(mg/L)100-300<601.2煤氣扮裝置廢水特點(diǎn)煤氣扮裝置生產(chǎn)產(chǎn)生的高濃度廢水，水質(zhì)成分簡(jiǎn)單，污染物濃

度高。廢水中含有大量的酚類、聯(lián)苯、此唳、唄噪和隆嗽等難降解有機(jī)污染物，還含有制和氨氮等有毒有害物質(zhì)，屬較難生化降解的高濃度有機(jī)工業(yè)廢水。其水質(zhì)特點(diǎn)主要有：①氨氮濃度較高，對(duì)微生物的活性有抑制和毒害作用;?B/C比低，可生化性差，C0D降解困難;③碳氮比嚴(yán)峻失調(diào);④水質(zhì)波動(dòng)大。2、工藝路線依據(jù)煤氣化廢水COD氨氮濃度高、廢水溫度高、難于生化降解等特點(diǎn)，本裝置污水處理工藝釆納了預(yù)處理一厭氧一好氧(A/0)X藝路線。分為預(yù)處理、厭氧、好氧、泥水分別和污泥脫水5個(gè)單元。2.1工藝流程工藝流程如圖1所示。糸

污雨

活期

生初冷卻塔\x/格柵機(jī)—?均T配成水池井磷鹽糸

污雨

活期

生初冷卻塔\x/格柵機(jī)—?均T配成水池井磷鹽甲醇1液堿1好氣池缺氧池-T污水回流污泥冋流監(jiān)護(hù)池污呆費(fèi)排紫凝劑泥餅帶式圧濾機(jī)A/O污水處理裝置流程簡(jiǎn)圖2.2各工序簡(jiǎn)介2.2.1預(yù)處理單元接納上游裝置區(qū)排放的廢水，分別出污水中的雜質(zhì)，降低污水的溫度，配制養(yǎng)分鹽，調(diào)整水質(zhì)，為后續(xù)生化單元供應(yīng)合格而穩(wěn)定的廢水。由煤氣扮裝置區(qū)自流排入的生產(chǎn)廢水和生活污水及初期雨水,經(jīng)機(jī)械格柵去除雜質(zhì)后，用泵提升進(jìn)入均質(zhì)池，經(jīng)過均質(zhì)提升進(jìn)入缺氧單元，依據(jù)均質(zhì)池的水質(zhì)檢測(cè)狀況，投加磷酸鹽溶液和甲醇，調(diào)整水質(zhì)?2.2.2缺氧單元經(jīng)過預(yù)處理單元均質(zhì)、調(diào)整后的污水，自流進(jìn)入缺氧生物處理池。同時(shí)，好氧池出口來的回流污水與污泥回流池來的回流污泥，也進(jìn)入缺氧池（A池）。在水下攪拌機(jī)的作用下，缺氧池中的活性污泥保持懸浮狀態(tài),與污水充分混合，活性污泥中的反硝化細(xì)菌利用廢水中硝態(tài)氮和含碳有機(jī)物進(jìn)行反硝化作用，使硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化成氮?dú)?，含碳有機(jī)物轉(zhuǎn)化為C02和水，獲得同時(shí)除碳和脫氮的效果。2.2.3好氧單元缺氧池出口的污水自流進(jìn)入好氧生物處理池（0池）。在鼓風(fēng)機(jī)、曝氣頭組成的曝氣系統(tǒng)的作用下，好氧池中的活性污泥獲得充分的溶解氧，并保持懸浮狀態(tài)，與污水充分混合并進(jìn)行反應(yīng)。廢水中的含碳有機(jī)物(BOD)被活性污泥中好氧微生物氧化分解為C02和水；原廢水中的有機(jī)氮在酶的作用下，通過氨化作用轉(zhuǎn)化為氨氮；活性污泥中的硝化細(xì)菌在有氧的條件下，通過硝化作用，將氨氮氧化為亞硝態(tài)氮，并進(jìn)一步氧化為硝態(tài)氮。硝化反應(yīng)要消耗大量的堿度，需要準(zhǔn)時(shí)在好氧池中投加氫氧化鈉，補(bǔ)充堿度，并調(diào)整pH值。經(jīng)過好氧池的處理，污水中大部分有機(jī)物被去除，有機(jī)氮和氨氮絕大部分轉(zhuǎn)變?yōu)橄鯌B(tài)氮。好氧池出口的污水大部分回流至缺氧池入口，在缺氧池進(jìn)行反硝化反應(yīng)去除硝態(tài)氮，回流比掌握在200%~400如小部分的好氧池出口污水，自流進(jìn)入二沉池。2.4泥水分別單元經(jīng)A/0池處理后的污水，去除了絕大部分的有機(jī)物和氨氮，水質(zhì)得到了凈化，自流進(jìn)入二沉池沉淀，進(jìn)行泥水分別。二沉池的上清液，自流進(jìn)入監(jiān)護(hù)池，經(jīng)檢測(cè)水質(zhì)合格后，經(jīng)泵提升通過污水管線外排。3、 裝置運(yùn)行狀況該裝置自2022年投運(yùn)以來，運(yùn)行狀況良好，氨氮去除率保持90%以上，COD去除率保持在80%左右，出水水質(zhì)達(dá)到國(guó)家GB8978—1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。2022年進(jìn)出水主要污染物分析數(shù)據(jù)如表2所示。表22014年A/O裝置進(jìn)出水主要污染物指標(biāo)采樣點(diǎn)組分最大值最小值平均值標(biāo)準(zhǔn)偏差去除率COD/(mg/L)180043415.6768.2均質(zhì)池pH值11.497.018.360.29気氮/(mg/L)116213232667.1COD/(mg/L)552051.662.287.6%監(jiān)控池pH值8.816.257.950.22氨氮,/(mg/L)140253.9812.50983%3.1裝置影響因素在實(shí)際運(yùn)行中，裝置的處理效果主要受以下幾個(gè)方面的影響。3.1.1水溫本裝置微生物最適合的生長(zhǎng)溫度是2(f4(rc,—般不低于10°C,在10、40笆，處理效果隨溫度上升而增加，隨溫度降低而遞減，故冬天處理效果相對(duì)較差，夏季要開啟冷卻塔降溫，另外要防止溫度太大波動(dòng)。3.1.2pH值硝化菌對(duì)pH值變化非常敏感。亞硝酸菌和硝酸菌分別在pH值7.0".8和7.7'8.1時(shí)活性最強(qiáng)，pH值超出這個(gè)范圍，活性就大大減小。硝化反應(yīng)中每氧化lg氨氮要消耗堿度7.14g(以CaCO3計(jì))。一般污水對(duì)于硝化反應(yīng)來說，堿度往往是不充分的。因此，在硝化反應(yīng)中，假如不補(bǔ)充堿度，就會(huì)使pll值急劇降低，導(dǎo)致硝化反應(yīng)速率下降，造成處理效果不佳。3.1.3溶解氧溶解氧DO值需要較高，假如DO值低，則氧化處理不完全，處理效果明顯下降，甚至導(dǎo)致活性污泥死亡、腐化、上浮;DO值太高,又可導(dǎo)致活性污泥老化，結(jié)構(gòu)疏松，引起污泥沉降性能變差，污水得不到凈化。一般掌握好氧池內(nèi)DO值為2~4mg/L,能取得最佳的處理效果。3.1.4回流比混合液回流的作用是向缺氧池供應(yīng)硝態(tài)氮，作為反硝化的電子受體，污泥回流主要作用是保持系統(tǒng)的活性污泥平衡?；亓鞅鹊拇笮?對(duì)脫氮效果有直接的影響。回流比太小，大部分硝態(tài)氮隨二沉池出水流出，影響脫氮效率。回流比太大，可能使缺氧池溶解氧濃度增加,破壞缺氧池環(huán)境，也使得缺氧池實(shí)際停留時(shí)間削減，從而使反硝化率下降，同時(shí)也增加了回流液提升的動(dòng)力費(fèi)用。3.1.5養(yǎng)分質(zhì)原生物的養(yǎng)分包括水、碳源、氮源、磷及無機(jī)鹽等。要保持肯定的碳源(BOD5),BOD5過低細(xì)菌養(yǎng)分不足，還會(huì)造成活性污泥自身分解，當(dāng)BOD5100mg/L,要投加甲醇等碳源；BOD5過髙，殘存于處理水中的有機(jī)物也相應(yīng)提高，硝化段的含碳有機(jī)質(zhì)濃度高，會(huì)使生長(zhǎng)速率高的異養(yǎng)菌快速繁殖，從而使自養(yǎng)性的硝酸菌得不到優(yōu)勢(shì)，結(jié)果降低了硝化速率，使出水水質(zhì)下降。一般養(yǎng)分比例為BOD5:NP=100：5：lo因煤氣扮裝置污水中氨氮較高，而BOD5、磷相對(duì)較低，因此生化反應(yīng)中只補(bǔ)加甲醇和磷酸鹽。4優(yōu)化措施近幾年來，由于煤氣扮裝置生產(chǎn)改進(jìn)，運(yùn)行負(fù)荷越來越高，導(dǎo)致生產(chǎn)廢水中的氨氮、COD指標(biāo)上升，超過裝置的原設(shè)計(jì)負(fù)荷，其中氨氮平均達(dá)到300mg/L左右，COD達(dá)到600mg/L左右，經(jīng)過對(duì)現(xiàn)有A/0裝置進(jìn)行優(yōu)化，改善硝化反應(yīng)效果，提高硝化反應(yīng)速率，出水水質(zhì)狀況得到保證。4.1提高好氧池pH值、溶解氧提高好氧池的pH值，掌握在8.5~9.0,提高好氧池內(nèi)的溶解氧濃度，掌握在4'6mg/L,對(duì)生化微生物經(jīng)過一段時(shí)間的培養(yǎng)馴化，使得硝化速率大大提高，超過0.04kg/(kg?d)o4.2提高回流比，避開生化系統(tǒng)患病沖擊提高好氧池出口混合液的回流比，掌握在400%"600%,使得原污水在進(jìn)入缺氧池時(shí)得到稀釋，避開高濃度氨氮對(duì)微生物的毒害和沖擊作用。4.3優(yōu)化養(yǎng)分源，提高污泥濃度，延長(zhǎng)污泥齡在A/0池內(nèi)投加適量的生物促生劑和生物解毒劑，促進(jìn)微生物的增長(zhǎng)，消退高濃度氨氮對(duì)微生物的毒害作用，保證了生化系統(tǒng)不受到高濃度污水的沖擊，在受到?jīng)_擊后，能夠快速地恢復(fù)處理力量。保持A/0池內(nèi)的污泥濃度處于較高水平，掌握在6'10g/L,延長(zhǎng)污泥齡至45d以上，處理效果大大增加。100mg/L,要投加甲醇等碳源;B0D5過高，殘存于處理水中的有機(jī)物也相應(yīng)提高，硝化段的含碳有機(jī)質(zhì)濃度高，會(huì)使生長(zhǎng)速率高的異養(yǎng)菌快速繁殖，從而使自養(yǎng)性的硝酸菌得不到優(yōu)勢(shì),結(jié)果降低了硝化速率，使出水水質(zhì)下降。一般養(yǎng)分比例為B0D5：N：P=100：5：lo因煤氣扮裝置污水中氨氮較高，而B0D5、磷相對(duì)較低，因此生化反應(yīng)中只補(bǔ)加甲醇和磷酸鹽。4、優(yōu)化措施近幾年來，由于煤氣扮裝置生產(chǎn)改進(jìn)，運(yùn)行負(fù)荷越來越高，導(dǎo)致生產(chǎn)廢水中的氨氮、COD指標(biāo)上升，超過裝置的原設(shè)計(jì)負(fù)荷，其中氨氮平均達(dá)到300mg/L左右，COD達(dá)到600mg/L左右，經(jīng)過對(duì)現(xiàn)有A/0裝置進(jìn)行優(yōu)化，改善硝化反應(yīng)效果，提高硝化反應(yīng)速率，出水水質(zhì)狀況得到保證。4.1提高好氧池pH值、溶解氧提高好氧池的pH值，掌握在8.5~9.0,提高好氧池內(nèi)的溶解氧濃度，掌握在4?6n)g/L,對(duì)生化微生物經(jīng)過一段時(shí)間的培育馴化,使得硝化速率大大提高，超過0.0妹g/(kg?d)o4.2提高回流比，避開生化系統(tǒng)患病沖擊提高好氧池出口混合液的回流比，掌握在400%'600%,使得原污水在進(jìn)入缺氧池時(shí)得到稀釋，避開高濃度氨氮對(duì)微生物的毒害和沖擊作用。4.3優(yōu)化養(yǎng)分源，提高污泥濃度，延長(zhǎng)污泥齡在A/0池內(nèi)投加適量的生物促生劑和生物解毒劑，促進(jìn)微生物的增長(zhǎng)，消退高濃度氨氮對(duì)微生物的毒害作用，保證了生化系統(tǒng)不受到高濃度污水的沖擊，在受到?jīng)_擊后，能夠快速地恢復(fù)處理力量。保持A/0池內(nèi)的污泥濃度處于較高水平，掌握在6、10g/L,延長(zhǎng)污泥齡至45d以上，處理效果大大增加。經(jīng)過優(yōu)化，該裝置出水水質(zhì)良好，處理效率大大提升，2022年進(jìn)出水主要污染物分析數(shù)據(jù)如表3所示。表32016年A/O裝置進(jìn)出水主要污染物指標(biāo)采樣點(diǎn)組分最大值最小值平均值標(biāo)準(zhǔn)偏差去除率COD/tmg/L)19562206053625均質(zhì)池pHta10.327.418.220.59気氮/(mg/L)1015154292.196.3COD/(mg/L)552547