焦化废水脱氮处理中用石灰水代替纯碱实验研究_宋整萍

山西焦化集团有限公司第二焦化厂于2001年4月竣工投产,总投资9.07亿元,同时采用了国内比较先进的A／O法工艺处理焦化废水,经过对硝化细菌的培养驯化,于2001年6月全部转入正常运行,处理后废水基本达到国家排放标准要求。但是,在A/O法工艺中,需要消耗大量的纯碱,使曝气池pH值控制在7.0~8.5之间,以维持硝化反应的正常进行,同时又提供硝化细菌部分碳源物质,这样处理费用相当高,每年需要纯碱量达500t,折合人民币75万元,占运行成本的30%,因此降低污水处理费用关键是要减少Na2CO3投加量。根据国内一些研究文献报道,在现行A/O法处理中,使用廉价的石灰水代替纯碱具有可行性,而且还能促进硝化反应的进行,有去除废水中重金属离子的功能。基于此,我们用小型动态模拟实验对石灰水代替纯碱调节曝气池中pH值做了实验探索。1工艺流程简述及水质要求1.1实验原理及工艺流程利用A/O法处理含氨的焦化废水,其基本原理是通过细菌的硝化和反硝化作用,将废水中的铵盐转化为无害的氮气。曝气池中产生硝化反应:NH4++O2→NO2-+4H+(1)NO2-+l/2O2→NO3-(2)缺氧池中产生反硝化反应:NO2-+3H+→1/2N2+H2O+OH-(3)NO3-+5H+→1/2N2+2H2O+OH-(4)从反应式中可以看出:曝气池中硝化反应是一个产酸的过程,随着曝气时间的延长,pH值逐渐下降,而硝化细菌生长条件属于碱性,因此必须向曝气池中投加碱来满足工艺要求。国内普遍采用的是投加纯碱。还有一种说法是投加纯碱除调节pH外,还向硝化细菌的生长提供无机碳源,但是从最近一些文献资料说明,废水中本身含的HCO3-就可满足微生物需要,无需另外加无机碳源。利用石灰水调节pH值在国外已有报道,国内属于探索阶段,因此在这方面做一些探讨很有必要。在本次实验中,我们主要选择曝气池的运行情况作为实验工艺,其工艺流程示意图见图1。第1期(总第122期)2006年2月煤化工CoalChemicalIndustryNo.1(TotalNo.122)Feb.2006焦化废水脱氮处理中用石灰水代替纯碱实验研究宋整萍师晋恺(山西焦化集团有限公司,洪洞041606)摘要采用A／O法处理焦化废水,由于硝化反应释放H+使水质pH值降低,因此工艺要求需要消耗大量的纯碱。为了降低运行成本,采用小型动态实验,模拟曝气池的运行条件,将石灰水代替纯碱以中和水质。实验结果表明:利用石灰水中和,废水处理达到了良好的效果,同时每日可节约1000元的化工原料费用,年创利润36万元。关键词硝化反硝化纯碱石灰水文章编号:1005-9598(2006)-01-0027-02中图分类号:X703文献标识码:A收稿日期:2005-11-08作者简介:宋整萍(1968—),女,1990年毕业于山西大学生物系,工程师,现从事焦化污水处理技术管理工作。图1曝气池运行工艺流程示意图—27—2006年第1期煤化工1.2缺氧池出水水质及曝气池的运行条件缺氧池出水水质:COD＜1000mg／L;氰化物＜10mg／L;pH值8~9;挥发酚＜150mg／L;NH3-N＜150mg／L。曝气池运行条件:停留时间大于20h,曝气池进水量20L/h;溶解氧:3mg／L~6mg／L;水温:25℃~30℃。2实验设计2.1实验装置要求根据需要处理的水量,结合生产实践经验,我们设计了曝气池,有效容积为780L,其中长×高×宽=1000mm×l300mm×600mm,分两格,池首进入,池尾出水。二次沉淀池直径300mm,采用中间进水、周边出水,有效容积30L。调节池有效容积1000L,长×高×宽=1000mm×1000mm×1000mm,以及两台微型泵和若干管道。2.2硝化细菌来源本实验所用硝化细菌均取自于现运行的山西焦化集团有限公司第二焦化厂污水处理站,曝气池中硝化细菌的混合液用潜水泵打入实验曝气池中待用,无需驯化。2.3石灰水制备称取一定量的干石灰粉,溶解在溶灰池中配成其饱和溶液。2.4实验方法首先,用泵将缺氧池出水送入实验调节池中,打开出水调节阀门,控制其出水量为20L/h。同时打开曝气池中的空气阀门,调节曝气量,采用连续进水,废水在曝气池呈推流式完全混合前进,在池尾用微型水泵将其送入高位沉淀池,混合液分离后污泥回流,上清液外排。实验中,曝气停留时间为20h,通水后,待曝气池中pH值降到6时开始投加石灰水调节。2.5化验分析项目曝气池:溶解氧、污泥浓度、30min沉降体积、污泥指数、出水pH值、碱度。调节池和沉淀池:COD、NH3-N、硫化物、氰化物、挥发酚、pH值。按现行污水处理站废水分析方法标准执行。3实验结果及分析从2001年6月19日开始进水实验到6月30日结束,曝气时间为20h,共化验分析l0次,平均数据见表1。3.1细菌生长较好石灰水