電鍍廢水同步硝化與反硝化脫氮研究

電鍍廢水同步硝化與反硝化脫氮研究

Summary：針對(duì)目前國內(nèi)外較少采用同步硝化反硝化技術(shù)的處理電鍍廢水，本文主要介紹了同步硝化與反硝化脫氮的影響因素和同步硝化反硝化技術(shù)的處理電鍍廢水相關(guān)試驗(yàn)。結(jié)合試驗(yàn)，論證該技術(shù)在碳源、曝氣量、脫氮穩(wěn)定性方面的均存有優(yōu)越性。試驗(yàn)采用新型好氧生物膜工藝，投加總氮的2~3倍碳源，無回流，經(jīng)過生物膜反應(yīng)器的同步硝化與反硝化作用，實(shí)現(xiàn)氨氮、總氮電鍍污染物表三排放標(biāo)準(zhǔn)(GB21900-2008)。關(guān)鍵字：生物脫氮；同步硝化；反硝化；亞硝酸鹽前言：隨著工業(yè)化發(fā)展，行業(yè)氨氮、總氮的排放量不斷增加，造成水體污染、富營養(yǎng)化等問題日益突出。因此，優(yōu)越的脫氮技術(shù)在廢水治理中變得日益重要。脫氮處理需要經(jīng)過硝化和反硝化的生化過程，過程控制要求高，而生化系統(tǒng)耐受工業(yè)廢水的沖擊性差，穩(wěn)定性欠佳，對(duì)氮的去除效果并不理想。因此本文采用新型發(fā)氧生物膜實(shí)現(xiàn)同步硝化與反硝化，該工藝具有操作簡(jiǎn)便、運(yùn)行成本低廉等特點(diǎn)，同是去除水體中的有機(jī)氮、無機(jī)氮的穩(wěn)定性好。因此，采更經(jīng)濟(jì)、合理的生物處理技術(shù)去除水中的氮，已成為世界各國水資源管理的熱門課題。1硝化與反硝化脫氮反應(yīng)原理同步硝化反硝化（SND）是指在相同的反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行硝化和反硝化，所得到的廢水只含少量的溶氧，而被脫去的可溶氮?dú)鈩t被轉(zhuǎn)換成氮?dú)狻Ｍ较趸?、反硝化是?dāng)前同步硝化、反硝化三個(gè)步驟，其中氨化、硝化、反硝化三個(gè)步驟，其中，好氧硝化與低氧反硝化是兩個(gè)階段的有機(jī)結(jié)合。整體同步硝化反硝化系統(tǒng)是利用低氧連續(xù)流入的方式實(shí)現(xiàn)硝化和反硝化，與傳統(tǒng)硝化反硝化工藝相比，該工藝節(jié)省了20-40%的碳源，降低了25%的氧氣消耗，降低了50%的污泥，縮短了反應(yīng)時(shí)間，減小了容器的體積，降低了建設(shè)投資[1]。2硝化與反硝化脫氮的主要影響因素2.1溶解氧(DO)DO濃度對(duì)SND有很大的影響。該體系的DO必須滿足有機(jī)物質(zhì)的氧化和硝化作用，但不能使水中的溶解氧含量過高。DO濃度越高，其滲透性越強(qiáng)，DO向淤泥中擴(kuò)散，使其難以形成低氧的微環(huán)境。因此，SND過程中DO的有效控制是非常關(guān)鍵的。2.2pH值在SND系統(tǒng)中，要使硝化和反硝化同時(shí)進(jìn)行，并獲得較好的脫氮效果。SND法硝化過程中所消耗的堿度與脫硝過程所生成的堿度之間存在著某種互補(bǔ)關(guān)系，其最佳pH值H約為7.5。用MBR法測(cè)定了pH值對(duì)SND的影響，結(jié)果表明，MBR中SND的最佳pH值在7.2左右。在該工藝條件下，SBR-SND的最佳脫氮量為7.5~8.0，在該工藝條件下，廢水中TN的脫除率達(dá)到92%。2.3溫度當(dāng)溫度為12~14℃或30℃以上時(shí)，對(duì)活性污泥中的硝酸鹽細(xì)菌活性有明顯的抑制作用。通常，在20~40℃，對(duì)亞硝酸菌和硝酸菌的培養(yǎng)效果最好。在不影響亞硝酸鹽菌的活力的前提下，利用溫度對(duì)硝酸菌進(jìn)行抑制是一種有效的方法[2]。結(jié)果顯示，亞硝酸鹽硝化法在22~27℃時(shí)均能達(dá)到較好效果的SND。2.4碳氮比常規(guī)的反硝化投加碳源使用量大，常需要C/N=4.5~5.5才能保證總氮達(dá)標(biāo)，高于反硝化理論值2.87和一般經(jīng)驗(yàn)值3.5。3硝化與反硝化脫氮試驗(yàn)3.1工藝流程中試試驗(yàn)的生化工藝采用新型好氧生物膜工藝，具有好氧、厭氧、兼氧，實(shí)現(xiàn)同步硝化與反硝化脫氮反應(yīng)。3.2系統(tǒng)調(diào)試運(yùn)行設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)安裝于二期廢水廠物化出水的設(shè)備旁。試驗(yàn)開始加入廢水35噸，經(jīng)過36小時(shí)的運(yùn)行后，出水檢測(cè)總氮、氨氮達(dá)到出水標(biāo)準(zhǔn)滿足可以進(jìn)行連續(xù)入水試驗(yàn)，原水與出水水質(zhì)情況見下表1：3.3連續(xù)出水試驗(yàn)經(jīng)過調(diào)試穩(wěn)定后，開始進(jìn)行連續(xù)出水試驗(yàn)，控制出水約20噸/日，停留時(shí)間為小時(shí)。并對(duì)生化水池2加入復(fù)合型碳源藥劑300升/日，約投加約450mg/l碳源，TN：C=1：3。進(jìn)行8天的試驗(yàn)連續(xù)運(yùn)行，運(yùn)行記錄見下表：表1連續(xù)出試驗(yàn)原水與出水?dāng)?shù)據(jù)（單位：mg/l）水樣名稱處理水量原水水樣出水水樣總氮氨氮總氮氨氮12-13水樣20m3/d141.5731.378.960.1012-14水樣20m3/d175.0031.708.170.7612-15水樣20m3/d148.0036.008.400.5712-16水樣20m3/d147.0032.6011.302.8512-17水樣22m3/d160.0032.2013.501.6512-18水樣24m3/d127.0029.909.660.8112-19水樣24m3/d127.0030.108.861.3912-20水樣20m3/d107.0027.1014.406.653.4氮去除率對(duì)比結(jié)合8天連續(xù)出水情況，總氮去除率平均值為92.6%，總氮出水平均值約10.41mg/l，氨氮去除率平均值為94.1%，氨氮出水平均值約1.85mg/l，全部出水水樣的氮指標(biāo)達(dá)到出水標(biāo)準(zhǔn)要求，詳見下圖1：圖1總氮、氨氮進(jìn)出水指標(biāo)對(duì)比結(jié)束語采用新型好氧生物膜生化工藝，有效實(shí)現(xiàn)同步硝化反硝化反應(yīng)，該工藝的同步硝化與反硝化能穩(wěn)定將總氮、氨氮處理后達(dá)到電鍍污染物表三排放標(biāo)準(zhǔn)，停留時(shí)間約28小時(shí)，采用加入碳源成本約1.0-1.5元/噸水，比目前傳統(tǒng)AO處理工藝節(jié)省25%投加碳源量和15-25%電力成本。該工藝可以應(yīng)用于電鍍、電子、皮革、印染等行業(yè)工業(yè)廢水的脫氮處理。Reference：[1]古寒冰.倒置A2/O工藝對(duì)電鍍廢水尾水脫氮處理的應(yīng)用研究[D].蘇州科技大學(xué),2014.[2]楊知凡.反硝化生物膜系統(tǒng)對(duì)