A_2_O_2工艺处理氮肥废水短程硝化动力学研究_高健磊

随着近年来的工业发展及人民生活水平的提高，含氮废水排放量日益增多，尤其是氮肥行业排放的废水中C/N仅有1～2，不能满足常规脱氮工艺对碳源的需求。因此，为进一步研究适于处理低C/N废水的工艺，课题组以短程硝化反硝化和厌氧氨氧化等新型脱氮理论为基础[1-3]，结合脱氮工程的实际经验，总结出A2/O2工艺来处理低C/N氮肥废水，为了使该工艺更好的应用于工业化设施，试验对中试装置中稳定运行的A2/O2工艺的短程硝化过程进行了动力学研究。1试验部分1.1试验材料1.1.1A2/O2工艺A2/O2工艺流程如图1所示，生物处理单元由4个反应池组成，分别为缺氧池、厌氧池、微氧池和好氧池，各池的设计HRT分别为5、6、22.5、9h，其中厌氧池内装配高效弹性丝组合填料，以利于厌氧氨氧化菌的附着。经过预处理的废水首先进入缺氧池，在此与来自好氧池的混合液及来自二沉池的回流污泥混合，进行反硝化，实现了TN的去除。随后废水进入厌氧池，厌氧池中附着的填料有利于厌氧氨氧化菌的生存，在此厌氧氨氧化菌利用微氧池回流的亚硝化液和反硝化池出水中剩余的氨氮进行厌氧氨氧化反应，从而达到氨氮和亚硝酸氮的同时去除。经过厌氧池处理的废水进入微氧池，在该池中，低DO（质量浓度0.5mg·L-1左右）有效地抑制了硝化菌的活性[4-5]，亚硝化菌利用氨氮进行亚硝化。最后废水流入好氧池，对剩余的氨氮进一步氧化，保证了出水氨氮的达标，并提供回流至缺氧池的硝化液。1.1.2活性污泥试验所用活性污泥取自以A2/O2工艺稳定运行的中试装置中微氧池的泥水混合物，经富集后注入动力学反应装置。中试装置经过近2年的调试运行，已在微氧池中实现稳定的亚硝酸氮积累，积累率平均达到88%左右，并能稳定达标运行。1.1.3试验废水研究废水为河南省某氮肥企业生产车间终端废水，该企业合成氨生产能力24万t·a-1，尿素40万t·a-1，同时副产精甲醇10万t·a-1，甲胺和二甲基甲酰胺（DMF）各15万t·a-1。试验期间废水进水水质为pH图1A2/O2工艺流程Fig.1FlowchartofA2/O2process��������������������������������������A2/O2工艺处理氮肥废水短程硝化动力学研究高健磊，张肖静，刘航航（郑州大学水利与环境学院，河南郑州450002）摘要：在中试装置中以A2/O2工艺（缺氧-厌氧-微氧-好氧）处理氮肥废水，通过控制运行条件实现稳定的亚硝酸氮积累后，采用间歇试验的方法，以微氧池中富含亚硝化菌的活性污泥为试验对象，研究了该工艺在常温下处理氮肥废水的短程硝化动力学特性，分别考察了氨氮的降解特征以及MLSS与MLVSS之间的关系，并分析了SVI、ORP对氨氮去除的影响，建立了短程硝化动力学方程。关键词：A2/O2工艺；短程硝化；动力学中图分类号：X703.1；X786文献标识码：A文章编号：1000-3770(2011)12-0090-004收稿日期：2011-04-29基金项目：河南省重点科技攻关项目（082102350004）作者简介：高健磊（1963－），男，副教授，研究方向为水污染控制及资源化；E-mail：gaojianlei@zzu.edu.cn第37卷第12期2011年12月水处理技术TECHNOLOGYOFWATERTREATMENTVol.37No.12Dec.,201190DOI:10.16796/j.cnki.1000-3770.2011.12.0227.0～8.5；COD100～200mg·L-1；氨氮质量浓度60～120mg·L-1；水温26～30℃。1.2试验装置试验装置如图2所示。装置采用有机玻璃圆柱形反应器，底部直径20cm，高100cm，有效容积为30L。1.3试验方法从中试装置微氧池中取出泥水混合物30L，沉降30min后，弃去上清液，倒入反应柱，注入废水，迅速曝气并混合均匀，取样分析初始氨氮质量浓度、碱度和污泥质量浓度，在前2天的驯化过程中，每隔3～4h取样测定氨氮，当氨氮质量浓度不再变化时，停止曝气，排出上清液，重新注入废水，继续驯化。从第3天开始，每2h取一次样测氨氮质量浓度，当氨氮在2h内明显稳定降低时，显示驯化结束。驯化完成之后，重新注入废水，曝气混合均匀后取样测定初始值，之后每隔1h取样1次，直至连续3次水样中氨氮质量浓度变化不大时，显示反应结束，完成1次试验过程。驯化及试验过程中均调节曝气量使DO质量浓度稳定在0.5mg·L-1左右，控制Na2CO3的投加使pH处于7.5～8.0，控制排泥量维持污泥质量浓度在3000～3500mg·L-1左右。1.4分析项目与方法氨氮、NO2--N、NO3--N、TN、COD均采用国家标准方法分析[6]；DO采用哈纳HI9146-04便携式溶氧仪测定；pH和ORP采用