改进式曝气生物滤池处理化肥氨氮废水的研究_谢陈鑫

我国化肥厂数量众多，氨氮废水排放量大。经过调查估算，每生产1t合成氨可产生含氮1.5%～5.0%的氨氮废水1t左右[1]。通常针对这种高浓度的氨氮废水采用吹脱或者汽提的方法进行处理，经过处理后的外排废水通常含有尿素、甲醇、氨氮和少量的氰化物等污染物质，其中氨氮质量浓度通常在30～120mg·L-1之间波动；此类废水还存在着可生化性一般、C/N较低的特点，生化处理过程中需投加大量营养源补充COD，通常废水经处理后无法正常达标排放。伴随着企业的发展，工业用水量逐年递增，企业也逐渐意识到污水回用作循环冷却水补水将带来可观的经济效益和环境效益。因此，占地面积小、处理能力强、运行成本低的曝气生物滤池（BAF）工艺[2-5]成为了企业污水处理的新方向。本文采用改进式曝气生物滤池工艺对以天然气为生产原料的海南某化肥企业生产氨氮废水进行了小试研究。1试验部分1.1试验流程生产废水从进水箱由泵打入UBAF（上流式曝气生物滤池）中，经处理后溢流流入MBAF（改进式曝气生物滤池）中，最终处理出水。该工艺采用了1种串联式两级三段曝气生物滤池[6]，反应器内径均为50cm，壁厚5cm，整体高度250cm；底部承托层高50cm，由粒径为20mm的匀质石英砂组成；其中UBAF中填料层高100cm，MBAF中填料层高150cm。上流式曝气生物滤池中距承托层高度为60cm处设置一直径为10cm、底部置5个内径为5mm曝气孔的曝气管道，其中内置不锈钢筛网，阻止填料进入。改进式曝气生物滤池中距离承托层40、80、120cm处分别设置3个直径为10cm，底部分别置有3孔内径为10mm、5孔内径为5mm、10孔内径为2.5mm曝气孔的曝气管道，同时内置不锈钢筛网，阻止填料进入。与普通BAF[7]相比，改进式BAF主要表现在其工艺上采用了串联式两级三段曝气工艺，设置3通道曝气装置从而有利于提高水中的溶解氧，提高滤料表面附着的微生物、空气、污水三相的接触效率，能大幅度提高有机物和氨氮的去除效率，同时提高了硝化效率。试验所用滤料采用改性BAF生物滤料，堆积密度为750～780kg·m-3，孔隙率为70%～82%，粒径为2～4mm、6～8mm，比重为1.27kg·m-3。试验用水取自海南某化肥企业生产废水，pH为7.8～9.0，NH4+-N质量浓度为30～100mg·L-1，COD为100～350mg·L-1，浊度18～35NTU，BOD5为20～80mg·L-1。1.2分析方法氨氮[8]：传统纳氏试剂分光光度法，751分光光度计；COD[8]：传统重铬酸钾法；浊度：HACH公司2100P浊度计；溶解氧：HACH公司HQ30d溶氧仪。改进式曝气生物滤池处理化肥氨氮废水的研究谢陈鑫1，赵慧1，滕厚开1，陈军1，傅送保2，单忠平2，柯小军2（1.中海油天津化工研究设计院，天津300131；2.中海石油化学股份有限公司，海南东方572600）摘要：针对化肥氨氮废水排放量大、水质波动大、C/N低等特点，通过试验研究探讨了改进式曝气生物滤池对化肥氨氮废水的处理性能、机理及实用性，并与SBR、普通BAF工艺进行了对比。结果表明，改进式曝气生物滤池可以有效的处理氨氮质量浓度小于100mg·L-1，COD小于350mg·L-1，且波动范围较大的化肥废水至氨氮质量浓度小于10mg·L-1，COD小于50mg·L-1。关键词：氨氮废水；上流式曝气生物滤池；改进式曝气生物滤池中图分类号：X786文献标识码：A文章编号：1000-3770(2009)12-091-03收稿日期：2009-04-08基金项目：国家“十一五”科技支撑计划项目（2008BAE64B07）；中海油能源发展股份有限公司科研项目（HFKJ-XML-TJY0904）作者简介：谢陈鑫（1983－），男，硕士，工程师，研究方向为工业废水处理相关技术联系电话：022-26689183；E-mail：tony1718@163.com第35卷第12期2009年12月水处理技术TECHNOLOGYOFWATERTREATMENTVol.35No.12Dec.,200991DOI:10.16796/j.cnki.1000-3770.2009.12.0312结果与讨论2.1挂膜过程UBAF与MBAF2套装置同时挂膜，每天加入现有SBR装置中污泥各200mL，将废水充入其中闷曝2d。第3天开始连续进水，气水体积比为6：1～8：1，初期控制进水氨氮质量浓度低于50mg·L-1，当水中出现白色絮状物时，用显微镜观察，发现出现大量钟虫类及小量轮虫特征，该装置所使用的填料具有粗糙的表面、较大的孔隙率，非常利于微生物的繁殖。2.2改进式曝气生物滤池处理氨氮废水效果UBAF与MBAF2套串联装置对COD的处理效果如图1所示，对氨氮的处理效果如图2所示。试验初期